科学网—植物园中的树木如何应对气候变化带来的挑战
精选
已有 339 次阅读
2026-8-5 17:18
| 个人分类: 战略发展 | 系统分类: 观点评述
漫步马德里皇家植物园（ Real Jardín Botánico, RJB ）错落三层台地间，上千株古树舒展枝叶。它们见证三百年寒暑变迁，如今正直面 全球变暖 带来的生存考验。科研人员依托专业气候评估工具，为园内 282 种、近千株树木绘制生存风险图谱，揭开古树在升温世界里的挣扎与韧性。
1 一把标尺：年均温适宜区间
评判树木生存状态的核心标准，是物种原生环境的 年均温适宜区间（ Mean Annual Temperature Range, TMA 适宜区间） 。马德里植物园当前年均温稳定在 15℃ ，科研团队使用 气候评估工具（ Climate Assessment Tool, CAT ）比对树种原生温度阈值，划分四级气候风险等级（ Climate Risk Code, CR 风险等级） ：
CR3 ：最优温区，物种完全适配本地温度；
CR2 ：次优温区，温度小幅偏离原生适宜范围，无明显胁迫；
CR1 ：临界温区，温度抵达物种耐受极限，长势衰退；
CR0 ：超限温区，长期高温超出耐受上限，濒危。
应用气候评估工具（ CAT ）后，皇家植物园（ RJB ）内生长树木的示意图
A ，当前情景（ 2020 年），皇家植物园年平均气温为 15 摄氏度； B ， 2050 年情景（ SSP2 ，排放得到控制的情况， RCP4.5 ）； C ， 2090 年情景（ SSP3 ，排放维持当前水平的情况， RCP7.0 ）。
当前生长于皇家植物园（ RJB ）的树木物种占比，标注风险等级代码，并按所考量的气候情景划分。
图表对比当下、 2050 温和排放（ SSP2/RCP4.5 ）、 2090 高排放（ SSP3/RCP7.0 ）三种情景下 CR0-CR3 四类树木的占比变化，直观呈现升温带来的树种生存危机。
当下园区数据显示，仅 48.6% 的树种处于 CR3 最优区间；超 18% 的树木落在 CR1 、 CR0 高危区间，诸多园内古树已展现出鲜明的气候应激反应与自适应策略，最具代表性的两类树种真实适配状态，直观印证了升温危机与植物生存智慧。 欧洲七叶树 （ Aesculus hippocastanum ）便是典型高危树种：它原生适宜年均温仅 7–14℃ ，常年身处 15℃ 园区环境，早已出现叶片早衰、盛夏提前枯黄脱落、长势衰弱等热胁迫症状，病虫害抗性大幅下降，是植物园高温不耐受树种的典型样本。而园内广泛种植的 西班牙悬铃木 （ Platanus × hispanica ， London plane tree ），则演化出独特的气候适应机制，成为园区韧性树种标杆。在马德里夏季持续 35℃ 以上高温、极端干旱的气候压力下，西班牙悬铃木会规律性脱落外层粗糙树皮，通过树皮更新的生理机制，降低树体表面温度、减少水分蒸腾损耗，同时规避高温滋生的真菌、虫害附着侵害，是树木主动适配城市升温环境的典型生存策略（ Carabanchel Net, 2026 ）。两种树种的截然不同的生存状态，清晰展现出不同树木面对气候变暖的差异化耐受能力。
2 两条时间线： 2050 与 2090 的生存预言
IPCC 气候模型推演出两种未来升温图景，植物园树木的生存格局将发生颠覆性改变。 2050 年情景（升温 2℃ ， RCP4.5 ）： 最优温区树种（ CR3 ）锐减至 30.5% ；临界与超限高危树种合计升至 46.1% 。大量温带原生树木将持续遭遇高温干旱叠加胁迫，枯梢、根系腐烂灾害频发。 2090 年情景（升温 4℃ ， RCP7.0 ）： 仅 31.2% 的树木仍能停留在舒适温区； 68.8% 的树种落入 CR1 、 CR0 高危梯度。本土 欧洲野榆树 （ Ulmus minor ）的遭遇已是预警： 1939 年园内尚存 52 株榆树，高温干旱加剧 榆树枯萎病 传播，如今全园仅存一株名为 “ 长裤 ” 的老榆树。
升温不止带来单一高温压力，极端气象灾害同步加剧，多重复合型气候灾害持续冲击园区植被，留存下大量真实受损与修复案例。 2021 年西班牙 菲洛梅娜寒潮 （ Filomena cold wave ）作为数十年一遇的极端气候事件，重创马德里皇家植物园，直接造成 36 株成年大树、 80 株灌木严重受损，部分古树枝干断裂、根系冻伤，打破了园区长期稳定的植被生长节律（ Real Jardín Botánico, 2023 ）。除极端寒潮外，连年夏季持续高温干旱，大幅缩短树木休眠周期、延长生长季，间接助长虫害大规模繁殖，叠加土壤干旱胁迫，多重气候打击层层叠加，不断压缩树木生存空间。为应对常态化气候风险，植物园已落地 古树克隆保育 真实保护举措，针对园内珍稀濒危、高龄易感气候灾害的树种，通过无性克隆技术保存完整基因序列，复刻优质植株建立后备种群，规避极端气候导致的珍稀树种灭绝风险，为古树延续、植物气候保育提供了核心实操方案（ World Economic Forum, 2021 ）。
3 古树的过往伤痕：人类与气候双重 “ 飓风 ”
马德里植物园的树木早已历经多轮生存浩劫，历史伤痕是今日气候危机的参照。 1886 年飓风摧毁 560 株大树；更早 1882 年人工平整场地，人为移除 360 株成树； 1991 年强风、近年持续热浪持续侵蚀植被。本文作者 埃斯特万 · 曼里克 · 雷奥尔（ Esteban Manrique Reol ） ，西班牙国家研究委员会（ CSIC ）、马德里皇家植物园资深生物学博士、荣誉研究教授，深耕全球变化生态学、植物气候适应性、大气生物指示研究数十年，累计发表 80 余篇国际权威科研成果，长期主导植物园古树气候风险评估、生态韧性保育专项研究，是西班牙本土植物气候变化响应领域的核心研究者。他结合多年一线观测数据，将持续变暖称作 人为飓风（ human-made cyclone ） —— 它没有狂风骤雨，却以缓慢、不可逆的升温，持续摧毁城市植物园珍贵古树群落。
本文作者 埃斯特万 · 曼里克 · 雷奥尔 （ Esteban Manrique Reol ）
2018-2021 年担任马德里皇家植物园园长，现为该园气候生态研究团队核心研究员，长期专注植物园树木气候适应性研究与科普工作
植物园树木并非孤立受害者，它们也是气候变迁的观测记录仪。每一株古树的年轮、长势变化、病虫害爆发周期，都为 古气候重建（ Paleoclimate Reconstruction ） 、城市热岛研究提供长期实地样本，是无法替代的野外实验平台。
4 我们能做什么？守护植物园森林韧性
结合园内多年气候监测数据与树木保育真实实践，植物园科研团队总结出一套成熟、可落地的古树气候韧性守护方案，精准适配园区树木生存现状。 长期减排行动 ：全球层面控制温室气体排放，延缓年均温上升速度，从根源缩小高危树种规模； 园内精细化管护 ：针对 CR0 、 CR1 高危树种增加夏季补水、遮阴防护，定期病虫害监测，改良土壤保水能力； 迁地保育储备 ：对耐受极限被突破的珍稀树种，在温控温室、低海拔分园建立备份种群； 公众科普联动 ：依托植物园科普活动，传递植物与气候共生关系，推动全民低碳意识。
三百年来，马德里皇家植物园的树木见证人类对植物认知的迭代；如今，它们站在气候变迁前沿，无声诉说升温危机。每一片黄叶、每一段枯梢，都是地球递来的预警信，守护园内古树，本质是守护人与植物共生的未来。
扩展阅读
Manrique Reol, E. (2025). Los árboles del Jardín ante el desafío climático. el Diario del Jardín Botánico , 19, 18. Real Jardín Botánico (CSIC). https://www.rjb.csic.es
Carabanchel Net. (2026, June 12). No, tu plátano no se está muriendo: Así responde al calor de Madrid. Carabanchel Net . https://carabanchel.net/tag/estres-hidrico-severo/
Real Jardín Botánico-CSIC. (2023). La estrategia del Real Jardín Botánico-CSIC frente al cambio global. RJB Official Website .
World Economic Forum. (2021). Madrid is tackling its ‘biggest environmental catastrophe’ in years by cloning trees. WEF Agenda .
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自廖景平科学网博客。 链接地址： https://blog.sciencenet.cn/blog-38998-1546664.html
上一篇： 270载植物科学・人工智能赋能植物研究 欢迎参加科学网十佳博文评选活动！ 主办单位： 
支持单位： 