1. 引言
植物是生物多样性的重要组成部分,在生态系统中发挥着不可或缺的作用。人类社会的生存与发展离不开对植物多样性的有效保护和合理利用[1]。中国是全世界植物多样性最丰富的国家之一,同时也是生物多样性受到威胁最严重的国家之一。我国大约有3.6万种高等植物,占全球种数的8~12%,其中受威胁(极危、濒危、易危)物种近4000种,受威胁比例接近11% [2]。如果不采取相应的保护措施,这些植物将面临着灭绝的风险,最终影响人类自身的生存与发展。
当一种植物在野外濒临高度灭绝风险时,迁地保护是拯救这一物种的最重要措施,也是未来对这个物种开展种群恢复计划、科学研究、资源利用的基础和前提[3]。植物园是植物多样性最集中的地方,也是进行珍稀濒危植物迁地保护与研究的最理想场所。总体来说,植物园在珍稀濒危植物保护中的主要作用包括以下几点:(1) 创造优良生境条件,促进珍稀濒危植物健康生长和繁衍;(2) 进行珍稀濒危植物的栽培繁殖和推广应用;(3) 构建异地保护群落,实现珍稀濒危植物的迁地保护;(4) 推进珍稀濒危植物的科普宣传和教育;(5) 实现珍稀濒危植物资源保护和开发利用的可持续性[4]。近十几年来,迁地保护珍稀濒危物种已经普遍成为植物园的一项核心工作[5]。目前,全球植物园迁地保护了超过10万种植物,约占全球植物总数的30%,并保护了超过40%的受威胁植物。我国植物园迁地保护活植物2.9万种,其中国家重点保护植物743种,受威胁植物2095种,中国特有植物5957种,分别占我国国家重点保护、受威胁和特有植物总数的72%、59%和37% [6]。我国植物园的迁地保护水平高于全球水平[7],在全球生物多样性保护中发挥着主导作用[6]。
由于珍稀濒危植物往往具有特殊的经济价值、观赏价值和生态价值,在保护的前提下对其合理的开发利用成为了珍稀濒危植物研究的重要内容,受到了越来越多的关注[8]-[10]。近年来,杭州植物园致力于珍稀濒危植物的推广应用,将珍稀濒危植物的迁地保护和观赏应用相结合,推广了夏蜡梅(Calycanthus chinensis)、秤锤树(Sinojackia xylocarpa)、珙桐(Davidia involucrata)、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、天目玉兰(Yulania amoena)等珍稀濒危“明星物种”。鉴于此,本文在野外调查和标本采集、文献查阅的基础上,对杭州植物园珍稀濒危植物的种类、组成和多样性进行分析与评估,总结归类其园林应用形式,并提出相应的建议与对策,以期为日后珍稀濒危植物保护与开发利用提供理论依据。
2. 研究地概况与研究方法
2.1. 研究地概况
杭州植物园始建于1956年,地处杭州市西湖区桃源岭,北纬30˚15’,东经120˚16’,占地228.74 hm 2,园内地势西北高、东南低,中间多波形起伏,最低海拔10 m,最高海拔165 m。土壤为黄壤和红壤,pH 4.9~6.5,肥力适中。园内丘陵和谷地相间,分布有大小水池。气候属亚热带季风区,年均气温16.2℃,一年有明显的四季之分,年降水量约1500 mm。
2.2. 研究方法
通过多次全域植物调查,对照《杭州植物园植物名录》[11]和植物管理信息系统,对珍稀濒危植物的鉴定参考《中国植物志》[12]《中国高等植物图鉴》[13]《中国苔藓志》[14]《浙江植物志(新编)》[15]《杭州植物志》[16]《杭州植物园草本植物图鉴》[17]等资料,并依照《国家重点保护野生植物》对植物科、属、种的分类及排序,整理形成迁地保护珍稀濒危植物名录。
国家重点保护植物的保护级别、濒危等级与特有性、是否属于极小种群,通过查阅《国家重点保护野生植物名录(2021)》[18]《国家重点保护野生植物》[19]《世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN)》[20]《濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)》附录[21]《中国特有种子植物的多样性及地理分布》[22]《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》(2011~2015年)、中国珍稀濒危植物系统[23]等资料来确定。
参照臧德奎[24]的方法将植物生活型分为常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木、多年生草本;将植物观赏型分为观花植物、观果植物、观叶植物、观茎干植物、观形植物、芳香植物。
数据处理使用Excel 2019进行统计与分析。
3. 结果与分析
3.1. 物种组成
杭州植物园现有国家重点保护野生植物49科91属143种(见表1),其中苔藓植物1科1属1种,蕨类植物6科6属8种,裸子植物6科17属32种,被子植物36科67属102种。被子植物在区域内统计植物科、属、种中占比(73.47%、73.63%、71.33%)均为最大,其次是裸子植物(12.24%、18.68%、22.38%),蕨类植物和苔藓植物占比均较低,分别为5.59%、0.70%,有待进一步引种收集。中国特有植物73种,占62.93%。
Table 1. Number and proportion of species of families, genus and species of plants
表1. 植物科属种数量及占比
类型 |
科 |
属 |
种 |
数量 |
百分率/% |
数量 |
百分率/% |
数量 |
百分率/% |
苔藓植物Bryophytes |
1 |
2.04 |
1 |
1.10 |
1 |
0.70 |
蕨类植物Pteridophyta |
6 |
12.24 |
6 |
6.59 |
6 |
5.59 |
裸子植物Gymnospermae |
6 |
12.24 |
17 |
18.68 |
32 |
22.38 |
被子植物Angiospermae |
35 |
73.47 |
61 |
73.63 |
82 |
71.33 |
合计 |
49 |
100.00 |
91 |
100.00 |
143 |
100.00 |
3.2. 科、属组成分析
3.2.1. 科的组成分析
杭州植物园迁地保护的国家重点保护野生植物科的组成分析见表2。由表2可以看出:含20种以上的大科仅兰科(Orchidaceae) 1科,包含10属25种,分别占区域内统计总属数和总种数的10.99%和17.48%。含10~19种的较大科有两个,分别为豆科(Fabaceae)和苏铁科(Cycadaceae),共包含6属21种,分别占区域内统计总属数和总种数的6.59%和14.69%。含5~9种的中等科有5个,分别为柏科(Cupressaceae)、红豆杉科(Taxaceae)、木兰科(Magnoliaceae)、樟科(Lauraceae)和安息香科(Styracaceae),共包含23属33种,分别占区域内统计总属数和总种数的25.27%和23.08%。含2~4种的寡种科有16个,分别为松科(Pinaceae)、百合科(Liliaceae)、棕榈科(Arecaceae)、金缕梅科(Hamamelidaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、榆科(Ulmaceae)、无患子科(Sapindaceae)、芸香科(Rutaceae)、锦葵科(Malvaceae)和小檗科(Berberidaceae)等,共包含27属39种,分别占区域内统计总属数和总种数的29.67%和27.27%。单种科有白发藓科(Leucobryaceae)、水韭科(Isoetaceae)、合囊蕨科(Marattiaceae)、蚌壳蕨科(Dicksoniaceae)、桫椤科(Cyatheaceae)、凤尾蕨科(Pteridaceae)、银杏科(Ginkgoaceae)、莼菜科(Cabombaceae)、蜡梅科(Calycanthaceae)和泽泻科(Alismataceae)等25科。
Table 2. Analysis on family composition of plants
表2. 植物科的组成分析
级别 |
科 |
属 |
种 |
数量 |
百分率/% |
数量 |
百分率/% |
数量 |
百分率/% |
大科(≥20种) |
1 |
2.04 |
10 |
10.99 |
25 |
17.48 |
较大科(10~19种) |
2 |
4.08 |
6 |
6.59 |
21 |
14.69 |
中等科(5~9种) |
5 |
10.20 |
23 |
25.27 |
33 |
23.08 |
寡种科(2~4种) |
16 |
32.65 |
27 |
29.67 |
39 |
27.27 |
单种科(1种) |
25 |
51.02 |
253 |
27.47 |
25 |
17.48 |
3.2.2. 属的组成分析
杭州植物园国家重点保护野生植物属的组成分析见表3。由表3可以看出:含10种以上的较大属有1个,为苏铁属(Cycas),属下包含10种,占该区域内统计总种数的6.99%。含5~9种的中等属有4个,分别是秤锤树属(Sinojackia)、兜兰属(Paphiopedilum)、红豆属(Ormosia)、石斛属(Dendrobium),共包含26种,占该区域内统计总种数的18.18%。含2~4种的寡种属有15个,如马尾杉属(Phlegmariurus)、三尖杉属(Cephalotaxus)、黄杉属(Pseudotsuga)、木莲属(Manglietia)、贝母属(Fritillaria)、蝴蝶兰属(Phalaenopsis)、鬼臼属(Dysosma)、黄连属(Coptis)、鹅耳枥属(Carpinus)、猕猴桃属(Actinidia)等,共包含36种,占该区域内统计总种数的25.17%。单种属有71个,如白发藓属(Leucobryum)、水韭属(Isoetes)、观音座莲属(Angiopteris)、金毛狗属(Cibotium)、桫椤属(Alsophila)、铁线蕨属(Adiantum)、银杏属(Ginkgo)、翠柏属(Calocedrus)、柏木属(Cupressus)、福建柏属(Fokienia)、水松属(Glyptostrobus)、水杉属(Metasequoia)、台湾杉属(Taiwania)、崖柏属(Thuja)、穗花杉属(Amentotaxus)、白豆杉属(Pseudotaxus)、红豆杉属(Taxus)、金钱松属(Pseudolarix)、莼菜属(Brasenia)、厚朴属(Houpoea)等,包含种数占该区域内统计总种数的25.17%。
Table 3. Analysis on genus composition of plants
表3. 植物属的组成分析
级别 |
属 |
种 |
数量 |
百分率/% |
数量 |
百分率/% |
较大属(≥10种) |
1 |
1.10 |
10 |
6.99 |
中等属(5~9种) |
4 |
4.40 |
26 |
18.18 |
寡种属(2~4种) |
15 |
16.48 |
36 |
25.17 |
单种属(1种) |
71 |
78.02 |
71 |
49.65 |
3.3. 濒危等级分析
Table 4. Statistics of the number of rare and endangered species in different plant phylum
表4. 各类植物所含珍稀濒危物种数量统计
类型 |
种数 |
保护等级 |
CITES |
濒危等级 |
极小 种群 |
小计 |
一级 |
二级 |
小计 |
附录 Ⅰ |
附录 Ⅱ |
附录Ⅲ |
小计 |
CR |
EN |
VU |
NT |
LC |
DD |
苔藓植物Bryophytes |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
蕨类植物Pteridophyta |
8 |
2 |
6 |
2 |
0 |
2 |
0 |
8 |
2 |
2 |
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
裸子植物Gymnospermae |
32 |
15 |
17 |
11 |
0 |
10 |
1 |
32 |
9 |
8 |
13 |
0 |
2 |
0 |
9 |
被子植物Angiospermae |
102 |
17 |
85 |
26 |
6 |
19 |
1 |
102 |
14 |
29 |
36 |
9 |
12 |
2 |
19 |
合计 |
143 |
34 |
109 |
39 |
6 |
31 |
2 |
143 |
25 |
39 |
52 |
10 |
15 |
2 |
28 |
如表4所示,杭州植物园迁地保护的国家重点保护野生植物共有143种(一级34种,二级保护109种),其中苔藓植物1种(二级保护1种),蕨类植物8种(一级2种,二级保护6种),裸子植物32种(一级15种,二级保护17种),被子植物102种(一级17种,二级保护85种)。列入濒危野生动植物种国际贸易公约附录的有39种(附录Ⅰ 6种,附录Ⅱ 31种,附录Ⅲ 2种)。143种珍稀濒危植物中,25种属于极危等级(CR),占17.48%;39种属于濒危等级(EN),占27.27%;52种属于易危等级(VU),占比36.36%;10种属于近危等级(NT),占6.99%;15种属于无危等级(LC),占10.49%;2种数据缺乏(DD),占1.40%。共有28种属于极小种群物种。
从各类植物所含珍稀濒危植物数量上来看,在国家重点保护等级方面,各类植物二级保护物种数均高于一级;裸子植物两个保护等级数量分布较为均匀,且一级保护物种占比为各类植物中最高。在CITES附录等级方面,仅被子植物6种列入附录Ⅰ;各类植物中列入附录Ⅱ的比例均是最高的;苔藓无列入附录的种类。濒危等级方面,根据濒危程度将极危(CR)、濒危(EN)、易危(VU) 3个等级统称为受威胁等级,被子植物受威胁物种数量最多,裸子植物受威胁物种比例最高。苔藓植物和蕨类植物中无极小种群物种。
如表5所示,从各科所含珍稀濒危植物数量上来看,在国家重点保护等级方面,共有14科植物34个一级保护物种,其中苏铁科为绝对优势科,共10个一级保护物种,其次是兰科(8种)、柏科(3种)、豆科(2种)、桦木科(2种)。在CITES附录等级方面,兰科为被子植物中的绝对优势科,6种列入附录Ⅰ,18种列入附录Ⅱ;其次是苏铁科,有10种列入附录Ⅱ;蚌壳蕨科、桫椤科、豆科各有1种列入附录Ⅱ;罗汉松科(Podocarpaceae)有1种列入附录Ⅲ。濒危等级方面,兰科受威胁种数最多(22种),其次是苏铁科(10种)、木兰科(Magnoliaceae) (7种)、豆科(7种)、樟科(5种)、安息香科(5种)、石松科(Lycopodiaceae) (3种)、桦木科(Betulaceae) (3种)、罗汉松科(2种)、百合科(2种)、棕榈科(2种)、金缕梅科(2种)、榆科(2种)、无患子科(2种)、锦葵科(2种)、山茶科(Theaceae) (2种)。
Table 5. Statistics on the number of rare and endangered species in eachphylum
表5. 各类植物所含珍稀濒危物种数量统计
类型 |
种数Number of species |
国家保护等级 |
CITES |
濒危等级 |
极小种群 |
一级 |
二级 |
小计 |
附录 Ⅰ |
附录Ⅱ |
附录Ⅲ |
小计 |
CR |
EN |
VU |
NT |
LC |
DD |
小计 |
|
白发藓科Leucobryaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
石松科Lycopodiaceae |
|
3 |
3 |
|
|
|
0 |
|
2 |
1 |
|
|
|
3 |
|
水韭科Isoetaceae |
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
合囊蕨科Marattiaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
蚌壳蕨科Dicksoniaceae |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
桫椤科Cyatheaceae |
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
凤尾蕨科Pteridaceae |
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
苏铁科Cycadaceae |
10 |
|
10 |
|
10 |
|
10 |
6 |
3 |
1 |
|
|
|
10 |
6 |
银杏科Ginkgoaceae |
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
罗汉松科Podocarpaceae |
|
3 |
3 |
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
|
1 |
|
3 |
|
柏科Cupressaceae |
3 |
4 |
7 |
|
|
|
0 |
2 |
1 |
4 |
|
|
|
7 |
3 |
红豆杉科Taxaceae |
1 |
7 |
8 |
|
|
|
0 |
1 |
3 |
3 |
|
1 |
|
8 |
|
松科Pinaceae |
|
3 |
3 |
|
|
|
0 |
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
莼菜科Cabombaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
木兰科Magnoliaceae |
1 |
7 |
8 |
|
|
|
0 |
2 |
1 |
4 |
1 |
|
|
8 |
4 |
蜡梅科Calycanthaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
樟科Lauraceae |
|
5 |
5 |
|
|
|
0 |
|
1 |
4 |
|
|
|
5 |
|
泽泻科Alismataceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
藜芦科Melanthiaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
百合科Liliaceae |
|
3 |
3 |
|
|
|
0 |
|
1 |
1 |
1 |
|
|
3 |
|
兰科Orchidaceae |
8 |
17 |
25 |
6 |
18 |
|
24 |
2 |
7 |
13 |
1 |
2 |
|
25 |
5 |
棕榈科Arecaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
1 |
1 |
|
|
|
2 |
|
小檗科Berberidaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
|
毛茛科Ranunculaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
莲科Nelumbonaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
昆栏树科Trochodendraceae |
|
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
金缕梅科Hamamelidaceae |
1 |
1 |
2 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
2 |
1 |
连香树科Cercidiphyllaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
豆科Fabaceae |
2 |
9 |
11 |
|
1 |
|
1 |
2 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1 |
11 |
1 |
蔷薇科Rosaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
榆科Ulmaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
1 |
1 |
|
|
|
2 |
1 |
壳斗科Fagaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
桦木科Betulaceae |
2 |
1 |
3 |
|
|
|
0 |
3 |
|
|
|
|
|
3 |
3 |
千屈菜科Lythraceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
无患子科Sapindaceae |
|
3 |
3 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
3 |
1 |
芸香科Rutaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
|
楝科Meliaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
锦葵科Malvaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
1 |
1 |
|
|
|
2 |
|
龙脑香科Dipterocarpaceae |
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
叠珠树科Akaniaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
蓝果树科Nyssaceae |
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
绣球科Hydrangeaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
山茶科Theaceae |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
3 |
|
安息香科Styracaceae |
|
5 |
5 |
|
|
|
0 |
2 |
2 |
1 |
|
|
|
5 |
2 |
猕猴桃科Actinidiaceae |
|
2 |
2 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
茜草科Rubiaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
木樨科Oleaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
忍冬科Caprifoliaceae |
|
1 |
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
伞形科Apiaceae |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
合计 |
143 |
34 |
109 |
39 |
6 |
31 |
2 |
143 |
25 |
39 |
52 |
10 |
15 |
2 |
28 |
3.4. 数量评估
目前,杭州植物园迁地保护的143种国家重点保护野生植物,数量级可分为4个等级。
1 ≤ 个体数 < 10的植物有70种,如龙骨马尾杉(Phlegmariurus carinatus)、白桫椤(Sphaeropteris brunoniana)、叉叶苏铁(Cycas bifida)、翠柏(Calocedrus macrolepis)、白豆杉(Pseudotaxus chienii)、黄杉(Pseudotsuga sinensis)、落叶木莲(Manglietia decidua)、荞麦叶大百合(Cardiocrinum cathayanum)、独花兰(Changnienia amoena)、霍山石斛(Dendrobium huoshanense)、同色兜兰(Paphiopedilum concolor)、董棕(Caryota obtusa)、长柄双花木(Disanthus cercidifolius subsp. longipes)、绒毛皂荚(Gleditsia japonica var. velutina)、山豆根(Euchresta japonica)、甘肃桃(Prunus kansuensis)、长序榆(Ulmus elongata)、羊角槭(Acer yangjuechi)、黄檗(Phellodendron amurense)、坡垒(Hopea hainanensis)、贵州金花茶(Camellia huana)、香果树(Emmenopterys henryi)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)等。
10 ≤ 个体数 < 50的植物有44种,如福建观音座莲(Angiopteris fokiensis)、荷叶铁线蕨(Adiantum nelumboides)、银杏(Ginkgo biloba)、百日青(Podocarpus neriifolius)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)、宝华玉兰(Yulania zenii)、闽楠(Phoebe bournei)、天目贝母(Fritillaria monantha)、美花卷瓣兰(Bulbophyllum rothschildianum)、秋花独蒜兰(Pleione maculata)、六角莲(Dysosma pleiantha)、短萼黄连(Coptis chinensis var. brevisepala)、缘毛红豆(Ormosia howii)、天台鹅耳枥(Carpinus tientaiensis)、宜昌橙(Citrus cavaleriei)、伯乐树(Bretschneidera sinensis)、黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)等。
50 ≤ 个体数 < 100的植物有8种,为金毛狗(Cibotium barometz)、莼菜(Brasenia schreberi)、白及(Bletilla striata)、象鼻兰(Phalaenopsis zhejiangensis)、海南红豆(Ormosia pinnata)、玫瑰(Rosa rugosa)、黄山梅(Kirengeshoma palmata)、细果秤锤树(Sinojackia microcarpa)。
个体数≥100的植物有21种,为桧叶白发藓(Leucobryum juniperoideum)、中华水韭(Isoetes sinensis)、福建柏(Chamaecyparis hodginsii)、水松(Glyptostrobus pensilis)、金钱松(Pseudolarix amabilis)、夏蜡梅、天竺桂(Cinnamomum japonicum)、舟山新木姜子(Neolitsea sericea)、浙江楠(Phoebe chekiangensis)、长喙毛茛泽泻(Ranalisma rostratum)、银缕梅、连香树、降香(Dalbergia odorifera)、花榈木(Ormosia henryi)、红豆树(Ormosia hosiei)、普陀鹅耳枥(Carpinus putoensis)、天目铁木(Ostrya rehderiana)、珙桐、秤锤树、七子花(Heptacodium miconioides)、明党参(Changium smyrnioides)。
3.5. 生活型组成分析
杭州植物园国家重点保护野生生活型组成分析见表6。由表6可以看出:杭州植物园收集的国家重点保护植物以乔木居多,有64种(常绿乔木35种,落叶乔木29种),占统计总数的44.76%;其次是多年生草本,有46种,占统计总数32.17%。灌木种类50种,其中常绿灌木21种,落叶灌木10种,分别占总数的14.69%、6.99%;藤本数量最少,仅2种,占比1.40%。
Table 6. Analysis of plant life form composition
表6. 生活型组成分析
生活型 |
数量 |
百分率/% |
常绿乔木 |
35 |
24.48 |
落叶乔木 |
29 |
20.28 |
常绿灌木 |
21 |
14.69 |
落叶灌木 |
10 |
6.99 |
多年生草本 |
46 |
32.17 |
藤本 |
2 |
1.40 |
合计 Total |
143 |
100 |
3.6. 观赏型组成分析
杭州植物园国家重点保护野生植物观赏型组成分析见表7。由表7可以看出:杭州植物园收集的国家重点保护植物杭州植物园收集的国家重点保护植物以乔木居多,有64种,分别占总数的87.41%、86.71%;其次是观花植物(81种),占总数的56.41%。观果植物有48种,占总数的33.57%。观茎干(17种)和芳香植物(23种)较少,分别占比11.89%、16.08%。
Table 7. Analysis of plant ornamental type composition
表7. 观赏型组成分析
观赏型 |
数量 |
百分率/% |
观花 |
81 |
56.64 |
观果 |
48 |
33.57 |
观叶 |
125 |
87.41 |
观茎干 |
17 |
11.89 |
观形 |
124 |
86.71 |
芳香 |
23 |
16.08 |
3.7. 园林应用形式
近年来,杭州植物园发挥自身公园、植物园两园合一的优势,充分挖掘珍稀濒危植物的观赏价值,在迁地保护与园林应用展示方面,探索出了多元化的应用途径,主要有以下几种形式:
(1) 行道树类
园区行车道、主要园路及各支路两旁种植有银杏、金钱松、水杉、水松、鹅掌楸(Liriodendron chinense)、天竺桂、浙江楠、花榈木等乔木,这些树种姿态挺拔,冠大根深,枝叶茂密、抗逆性强。其中,主干道两旁列植的天竺桂、水杉等乔木树龄均在50年以上,平均树高超过12米,在夏季形成了良好的伞形遮蔽,对改善园区小环境、提高行人舒适度起到了重要作用。主要园路两旁的银杏、金钱松春季嫩叶鲜绿,秋季转为金黄,是植物园秋季最优美的景观。
(2) 孤植树类
珙桐、秤锤树、宝华玉兰、伯乐树、华盖木(Pachylarnax sinica)等是集观叶、观花、观果、观形于一体的优良树种。园内灵峰笼月楼附近的珙桐是科技工作者于1982年结合珍稀濒危植物迁地保护工作从湖北引入种植的。经过多年的精心养护,珙桐从2010年开始开花,每年都吸引了众多市民游客前来游赏拍照。园内分类区更有一棵独立成景的秤锤树,树高达6米,冠幅超过10米,春季满树白花,极具观赏性。
(3) 彩叶树类
彩叶树种以其色彩多变的叶色、稳定持久的观赏效果,在植物园的应用越来越广泛。近年来,植物园工作人员筛选了一批如连香树、舟山新木姜子、银缕梅、普陀鹅耳枥、天台鹅耳枥、天目铁木、羊角槭、长序榆等季相丰富、观赏效果良好、观赏期持久的彩叶珍稀濒危植物,展现了植物景观时序之美,也提升了园区文化、科学内涵。
(4) 花坛花境类
珍稀濒危植物也在植物园各类主题花境布置中大放异彩。福建柏、小叶罗汉松(Podocarpus pilgeri)、百日青、七子花长柄双花木、夏蜡梅、杜鹃红山茶(Camellia azalea)、玫瑰等珍稀濒危植物,树姿优美,或叶质细腻,或花大色艳,或花色清雅,在园区各类花境布置中采用盆栽点植、丛植的方式,营造了特色景观。
浙贝母(Fritillaria thunbergii)、天目贝母、白及、杜鹃兰(Cremastra appendiculata)、七叶一枝花(Paris polyphylla)、明党参、短萼黄连等药用珍稀濒危植物花叶俱美、形态各异,非常具有观赏性。杭州植物园百草园是展示药用植物的专类园,工作人员巧妙地利用地形营造,根据这些珍稀濒危药用植物的生态习性、药理药性进行规划配置,营造了特色花境,既展现了药用珍稀濒危植物之美,也弘扬我国中医药文化。
(5) 温室小品类
杭州植物园温室内引种收集了龙骨马尾杉、福氏马尾杉(Phlegmariurus fordii)、金毛狗、白桫椤、福建莲座蕨、叉叶苏铁、多歧苏铁(Cycas multipinnata)、董棕、兜唇石斛(Dendrobium aphyllum)、球花石斛(Dendrobium thyrsiflorum)、巨瓣兜兰(Paphiopedilum bellatulum)、同色兜兰、坡垒等众多珍稀濒危植物。目前,工作人员正以热带特色珍稀濒危植物为材料打造近自然雨林景观,搭配凤梨科(Bromeliaceae)、天南星科(Araceae)植物,苔藓植物、蕨类植物和附生兰,增加植物多样性,丰富群落结构,凸显雨林景观层次性。
(6)湿生类
在植物园小水体改造过程中,工作人员将珍稀濒危植物迁地保护与湿地景观营造相结合,应用中华水韭、长喙毛茛叶泽泻、莼菜、细果野菱(Trapa incisa)等珍稀濒危湿生植物,发挥其自身形态、线条、色彩等观赏属性,也丰富了景观生态性。
4. 讨论与建议
近年来,依托浙江省林业专项资金等项目支持,杭州植物园完成了银缕梅、珙桐、水松、连香树、秤锤树、黄山梅、七子花等珍稀濒危植物的迁地保护和人工扩繁,繁育幼苗2000余株,并建立了多个迁地保护示范区。杭州植物园作为浙江珍稀濒危植物迁地保护的重要基地,在日后的引种工作中,还应重点考虑增加大盘山榧(Torreya dapanshanica)、永嘉石斛(Dendrobium yongjiaense)、政和石斛(Dendrobium zhenghuoense)等近几年发表的浙江新种[25]-[27],桫椤(Alsophila spinulosa)、笔筒树(Sphaeropteris lepifera)、百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)、小勾儿茶(Berchemiella wilsonii)、柳杉叶马尾杉(Phlegmariurus cryptomerinus)、伏贴石杉(Huperzia appressa)、大黄花虾脊兰(Calanthe sieboldii)等浙江省储量极少,急需保护的濒危旗舰物种[28]。
杭州植物园迁地保护的珍稀濒危植物不仅包含种数较多的华东地区珍稀濒危旗舰物种,也有一部分是我国南方热带地区的濒危物种,如龙骨马尾杉、叉叶苏铁、海南粗榧、降香、董棕、蚬木(Excentrodendron tonkinense)、坡垒等。由于温室加温设施较落后,冬季最冷月夜间温度只能维持在10℃左右,海南粗榧、降香、坡垒等一些对温度要求较高的热带物种生长不佳甚至出现衰亡[29]。此外,有些亚高山物种原生境海拔高度达到1000 m以上,植物园温室内又缺少有效的降温设施,导致了原引种保育的扇脉杓兰(Cypripedium japonicum)、蛛网萼(Platycrater arguta)等植物死亡。在对这几类珍稀濒危植物开展迁地保护的过程中需遵循“气候相似”“生境相似”的原则,模拟植物适生的气候和生境,构建与原生境相似的群落结构,并减少由于气候、环境差异和人工措施而引起的“驯化”[30]。除了遵循引种政策进行科学引种外,日后还应对迁地收集保存的植物精心科学管理和监测,并对迁地保护工作进行评价[5]。
总体来说,杭州植物园迁地保育的珍稀濒危植物多数都具有较高的观赏价值,但目前应用推广较为广泛的植物仅夏蜡梅、秤锤树、水松、水杉、福建柏、珙桐等少数几种,许多独具观赏特性、应用前景广阔的种类尚待开发。限制的因素包括:(1) 植物野外数量较少,可供扩繁育苗的材料有限(2) 许多种类的濒危机制尚不明确,生长特性、生态习性相关基础数据不全,给引种驯化和栽培管理工作带来困难(3) 缺少科学的评价体系,有针对性地筛选适合杭州植物园景观应用的珍稀濒危植物[31] [32]。
4.1. 对杭州植物园珍稀濒危植物迁地保护工作的建议
(1) 完善基础设施,提高物种适应性
加快构建“植物园 + 专类园 + 迁地保护小区”三级保护体系,不仅要着眼于现阶段植物园园区的维护建设,也要分阶段完善木兰山茶园、百草园、百灵园等专类园基础设施提升,更应关注植物微生境的改造,模拟珍稀濒危植物原生环境。加快改造温室基础设施,规划配置近自然雨林群落,为热带珍稀濒危植物迁地保护创造条件。
(2) 扩大资源收集,确保遗传多样性
以华东种质资源库建设为契机,全面系统收集华东地区珍稀濒危物种、极小种群物种。同时深入国家重点保护植物的引种收集工作,开展石松科、水韭科、苏铁科、红豆杉科、木兰科、蔷薇科,观音座莲属、马尾杉属、水韭属、独蒜兰属(Pleione)、兜兰属、红豆属、秤锤树属等专科、专属植物资源收集工作。同时,要充分考虑收集物种的遗传多样性以及最小存活种群的个体数,应用“多基因采样法”收集野外尽可能多的居群材料,实现了引种植物“从种子到种子”的完整生活史。
(3) 加强监测管理,掌握动态变化
建立全方位数字化信息管理平台,加快完成对园区现有物种的清查、整理和鉴定工作,建立完备的数据库和基因库。建设迁地保护种质资源保育信息档案库,实行“一物种,一档案”,有针对性地制定物种迁地保护管理方案,做到定期测定植物生长状况、观测记录物候数据、保存图像资料等。同时,规范植物从繁殖材料进入繁殖苗圃进行人工繁殖、专类园定植管护、生长发育特征观察、物候特征等信息档案全过程记录[3]。
4.2. 对杭州植物园珍稀濒危植物园林应用建议
(1) 构建评价体系,筛选优良种类
在全面资源调查的基础上,建立科学的评价指标,构建合理的评价体系,系统地、多角度地开展珍稀濒危植物观赏特性、观赏价值、开发利用价值等各类评价和优良品种筛选,满足不同园林空间、不同应用场景的观赏需求,重点筛选出彩叶树种、观花灌木、观赏草本等符合植物园景观需求的种类。以日常观测数据为事实依据,开展珍稀濒危植物引种适应性调查与评价。
(2) 加强引种驯化,开展资源扩繁
开展多学科、多专业合作,探究珍稀濒危植物濒危机制,研究掌握不同植物的致濒机理和生物学特性,提高引种驯化几率;通过播种、扦插、嫁接、离体培养等综合手段进行珍稀濒危植物人工繁殖,逆境胁迫筛选,利用杂交技术进行品种改良,培育抗性强、观赏价值高的品种。建立高效的扩繁体系,利用杭州植物园圃地优势,实现规模化生产。
(3) 创新应用形式,展现植物风采
借助花事花展,应用不同类型的珍稀濒危植物,多层次布置花境小品,将珍稀濒危植物园林应用与江南园林、西湖文化进行紧密融合,向市民游客展现珍稀濒危植物个体和群体美,激发他们的审美情趣,同时展示杭州植物园生物多样性保护成果。充分发挥国家林草科普基地优势,组建珍稀濒危植物科普宣教团队,讲述好珍稀濒危植物发现、保护的融合故事。
5. 结论
杭州植物园迁地保育珍稀濒危植物共计49科91属143种,其中苔藓植物1科1属1种,蕨类植物6科6属8种,裸子植物6科17属32种,被子植物36科67属102种,均为国家重点保护野生植物,资源收集较为丰富。其中,兰科植物在种数上占绝对优势,豆科、苏铁科资源收集叶也较为丰富。从濒危等级上看,极危等级(CR) 25种,占17.48%;濒危等级(EN) 39种,占27.27%;易危等级(VU) 52种,占36.36%;近危等级(NT) 10种,占6.99%;无危等级(LC) 15种,10.49%;数据缺乏(DD) 2种,1.40%,受威胁物种较多。从个体数量上看,多数珍稀濒危植物个体数低于10,未达到良好的迁地保护效果。园林应用方面,这些珍稀濒危植物生活型和观赏型组成丰富,目前在杭州植物园元内的应用形式较为多样,具有较高的的推广应用潜力。
NOTES
*通讯作者。