科学网—一种新型方法|栽培植物资源优先保护评估
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2025-4-12 21:20
| 系统分类: 论文交流
【内容提要】
系统阐述 了 栽培植物遗传资源保护的紧迫性，深入剖析其 受威胁的 内在机制，并通过实证案例分析加以佐证。通过系统梳理近 30 年来栽培植物保护策略的演进轨迹，揭示了现有方法优化改进的理论基础。在此基础上，创新性地构建了一个系统性优先级评估框架，为植物遗传资源保护计划中的濒危物种保育项目设计，兼具科学严谨性与实践指导价值。 此案例可为我国国家植物园时代迁地栽培植物重要性和核心功能体系沟通提供参考。
百合属 （Lilium）
1 引言
野生物种保护的必要性已被广泛认可；然而，人类选择的植物和动物的保护需求则较少受到关注。因此，显而易见的是，人们已经投入了大量努力，以确定野生物种所面临的威胁程度，并据此集中保护行动。关于野生物种威胁评估的文献资料极为丰富（ IUCN ， 2001 ），并且用于编制全球、区域和国家受威胁植物清单的方法在红色名录中得到了详细说明。《增长遗产行动计划》（ RHS & NCCPG ， 2007 ）指出，由于不可能，甚至也不希望保护每一个栽培种，因此需要找到评估、优先排序并决定哪些 栽培 种应被保护的方法。该行动计划确定了由此产生的两个关键行动。首先，需要就栽培植物的优先排序标准达成一致；其次，有必要编制一本与红色名录相对应的栽培植物红色名录。自行动计划发布以来，植物遗产（原国家植物和花园保护委员会， NCCPG ）、皇家园艺学会（ RHS ）、国家信托（ NT ）和剑桥大学植物园（ CUBG ）一直在合作开发新的协议，以解决这些关键行动。这些协议需要比以往更为严格，预计通过引入更透明和客观的评估方法，将增强对栽培植物保护需求的理解和接受度，与野生物种保护并重。这些协议构成了所谓的 “ 受威胁植物项目 ” 的基础。
（ 1 ） 为何保护栽培植物 ?
经过人工选择培育的植物，旨在满足人类的需求，这些需求包括食物、医药、住所、制造原料甚至审美愉悦。这些植物对人类福祉的贡献至关重要，任何对它们构成威胁的因素都必须被识别、评估，并在可能的情况下予以解决。应当意识到保护最古老的野生种类和栽培品种的必要性，其原因如下所述。
首先，随着气候变化，过去 100 年间所选育的植物可能对改变后的环境条件适应性较差，因此可能需要回归到早期的选育品种，或直接利用原始野生种类，以培育出更能适应气候变化的新品种。
其次，育种计划本质上旨在开发或增强特定的性状，因此可能会导致其他性状的丧失。许多此类性状是作为对时尚或商业需求的响应而发展起来的，因此它们可能是短暂的。若不至少保留一些最重要的早期栽培品种，这些性状可能会完全消失，从而降低开发新植物的能力。
最后，也应认识到园林植物中所蕴含的文化遗产价值。例如，人们对于地方苹果品种惊人多样性的兴趣正在复苏 —— 这些品种往往仅存于特定区域，既适应当地生长环境，又因其特殊用途而被世代培育。
大丽花属（ Dahlia ）
（ 2 ）植物丧失 的机制
植物丧失 通常由外部因素导致。研究表明，植物容易受到园艺 时尚 变迁、经济因素影响，或被后期育种计划产物所取代（ Brickell & Sharman, 1986 ）。特定栽培品种可能因不受控的杂交而失传 —— 当已知存在常规异花授粉的植物群体中，实生苗以原栽培品种名义流通时，随着时间的推移，原始品种便会消失。例如大丽花 " 兰达夫主教 " （ Dahlia 'Bishop of Llandaff' ），其原始品种早在 20 世纪 50 年代就已退出栽培，现今以此名销售的植株实为原始品种的实生苗，但已与原始品种存在差异。这类 植物丧失 鲜有记录，因该过程往往难以察觉。具有讽刺意味的是，由于园艺植物命名错误频发，某品种可能被认为仍存于世，实则早已被其他植物冒名取代。
然而，即便没有上述因素，植物也可能消亡。通过无性繁殖（无融合生殖）培育的克隆植株，随时间推移易出现活力衰退，最终因长势欠佳而死亡或被园艺从业者淘汰。 Richards （ 1997 ）曾总结无融合生殖的四大缺陷：
Ø 无法消除积累的非致死有害突变（在有性生殖的重组过程中本可自然清除），即 " 穆勒氏齿轮效应 " （ Müller, 1964 ）；
Ø 无法重组新突变，从而丧失通过有利突变适应环境变化的能力（参照 Van Valen 1973 年提出的 " 红皇后假说 " ）；
Ø 种群生态位宽度极窄，制约植物对微生境差异的耐受性；
Ø 作为无融合生殖种，杂交后代往往缺乏特定环境适应性。
此外，虽非遗传固有缺陷，但反复无性繁殖导致的病毒积累也不容忽视。植物病毒感染通常呈低烈度且仅轻微削弱植株，但多病毒长期复合感染会使其严重衰弱。不过需注意，某些病毒感染（如彩斑现象）对特定品种可能具有不可或缺的作用。
在栽培植物保护领域，前两大缺陷与病毒积累被视为最关键因素。 Richards （ 2002 ）指出， 20 世纪 80 年代初曾广泛栽培的报春花杂交种 Primula scapigera × P. bracteosa 突然绝迹，正是无性繁殖克隆体内病毒积累所致。
（ 3 ） 栽培植物的灭绝鉴定
要确凿证明某个人工栽培植物已经灭绝异常困难。即使某种植物不再见于商业流通，未被任何记录完善的植物园收藏、甚至未被列入国家植物收藏名录，通常仍无法排除其在私人花园或废弃苗圃中幸存的可能性。典型案例包括：重获发现的菊花品种 "Fiona Coghill" （《传统植物保护计划》， 2007 ）、水仙 "Weardale Perfection" （《园艺家》杂志， 2007 ）以及唐菖蒲杂交种 Brenchleyensis （ Tooley ， 2010 ）。即便在英国境内未能发现其栽培踪迹，该植物仍可能在其他国家得以保存。本研究确认的灭绝案例具有共同特征 —— 原始栽培品种分布范围狭窄，因而极易因极端气候事件或种植园毁坏等灾难性变故彻底消失。
笔者之一针对球根植物的专项研究揭示了两个典型例证。图 1 与图 2 所示的油画作品记录了 1920 年代培育并获得英国皇家园艺学会（ RHS ）奖项的两个栽培品种。首个案例 Lachenalia 属 "Monte Carlo" 由 Joseph Jacob 牧师培育， 1924 年获 RHS 优秀奖。这种需温室栽培的植物显然在二战期间因温室停供热能（被改作粮食种植）叠加 1940 与 1947 年两次严冬而绝迹（ David ， 2009a ）。第二个案例是根西岛苗圃商 C. Smith 培育的 Nerine 属 "Glitter" ，虽同样获得 RHS 优秀奖，但二战后再无栽培记录 —— 战争期间当地园艺种质资源曾遭受重大损失确属已知事实（ Vandertang ， 2003 ）。据笔者考证，这两个品种在培育者手中均未实现广泛流通。
图 1 蒙特卡洛拉 立金花 （ Lachenalia 'Monte Carlo' ），由卡特佩奇公司 于 1926 年 3 月 9 日展出。绘图： Elsie Katherine Dykes 。图片来源：英国皇家园艺学会植物标本馆
图 2 闪光 纳丽 花（ Nerine 'Glitter' ），由巴尔父子公司 于 1926 年 10 月 31 日展出。图片来源：英国皇家园艺学会植物标本馆
岩蔷薇属 （ Cistus ） 的案例由 R. 佩奇提供（ 2008 年 4 月，个人通信）。科林伍德 · 英格拉姆 （ Collingwood Ingram ） 培育的两个已登记品种 —— 费尔南德斯杂交岩蔷薇 ' 简 ' （ Cistus × fernandesiae ‘ jane ’ ） 和岩蔷薇 ' 拉迪 ' （ Cistus ‘laddie’ ） ，在 1981 年英格拉姆去世后，随着其宅邸与花园的转作他用而彻底消失。这些案例与前文所述情况相似，品种的有限流通范围是导致其灭绝的主因。审美风尚的变迁亦不容忽视：马尔迈松香石竹曾于 19 世纪末至 20 世纪初作为温室植物风靡一时，如今却寥寥无几。诸如石竹 ' 罗斯贝里勋爵 ' 与 ' 蒙庞西埃公爵 ' 等诸多品种已被确认绝迹（ J. Marshall, 2010 年 4 月，个人通信）。
物种绝灭绝非远古代的专属现象，近年的消亡案例亦有据可查。例如塞德里克 · 莫里斯爵士 （ Sir C edric Morris ） 于 1945 年培育注册的鸢尾 ' 本顿行李 ' （ Iris ‘ B enton B aggage ’ ） 品种，据信在 6-8 年前尚有栽培（ S. C ook , ， 2010 年 4 月，个人通信）。 N elson 著作（ 2000 年）中很可能收录了爱尔兰园林的相关案例，尽管书中未予明确标注。
另一种研究路径是通过宏观估算把握绝灭规模。水仙品种即为典型案例：《国际水仙名录与分类清单》（金顿， 2008 年）记载的 29,000 个注册品种中，仅有不足 6% 见于现行《皇家园艺协会植物检索手册》（ Kington ， 2010 年）。需特别说明的是，该名录涵盖全球范围且溯至 1908 年，大量品种随年代更迭遭淘汰或退出商业流通实属必然。即便如此，两大英国国家水仙品种收藏机构也仅保存了 153 个品种。对于特定属种的绝灭比例，目前仅能推测 —— 部分属种可能在 15%-20% 区间，而另一些或超 70% 。这些预估主要基于某育种者特定属类中仍在流通的栽培品种比例。
杜鹃属 （ Rhododendron ）
2 英国栽培植物保护现状
这些问题由来已久，早在 20 世纪初，园艺界就已意识到植物流失现象（ Brickell & Sharman ， 1986 ）。 1978 年英国皇家园艺学会召开专题会议后，全国栽培植物保护协会（ NCCPG ，现更名为 Plant Heritage ）应运而生。过去三十年间，该机构主要通过 " 国家植物收藏计划 " 开展保护工作。该计划虽运作成功，但采用被动收录机制 —— 新增收藏取决于申请者的个人兴趣，而非植物的实际保护需求。
栽培植物保护领域面临的核心问题之一是数据匮乏。由于历史上从未建立完整的植物生存记录体系，保护成效评估举步维艰，这也导致难以准确判定哪些栽培品种已然灭绝。
当然，这并不是说业界未曾努力应对栽培植物的濒危问题。 Plant Heritage 曾采用所谓 " 粉红清单 " 开展相关工作： 1981 年由 Chris Brickell 、 Roy Lancaster 和 Graham Stuart Thomas 首次编纂， 1982 年经 Duncan Donald 修订，增补了国家收藏持有者（ NCHs ）的推荐名录，以及公众查询但苗圃和园圃均无记录的罕见植物。这份因粉红色印刷纸得名的清单，其编纂方法历经多次调整。协会还维护着 " 缺失属级名录 " ，收录英国境内已知栽培但未纳入国家植物收藏的属，目前涵盖逾千个分类单元。
" 粉红清单 " 侧重于个人提报已知缺失植物，而现行的 " 濒危植物项目 " 则采用系统化的属级评估方法，通过客观流程判定植物的稀有性和保护价值。所需信息简明扼要：现存植物种类、分布地点及数量。虽然实地调研在理论层面具有吸引力，但实践中既缺乏足够志愿者普查全国园圃，也不具备追踪、鉴定和维护所有现存栽培品种的资源。必须在证据基础上，依据科学合理的优先级标准做出保护决策。
3 确定优先分级标准
通过对比皇家园艺学会（ RHS ）负责的七大国际品种登录名录中的分类群数量与英国国家植物收藏机构 "Plant Heritage" 所保育的对应属品种数量（表 1 ），优先分级的需求愈发凸显。
表 1 RHS 作为国际品种登录权威的七个植物属与英国境内已知栽培分类群的数量对比（数据源自 David, 2009b ）。