保护植物多样性 维护全球生命共同体||第八期中国苦苣苔科植物
中国植物多样性
Plant Diversity in China
中国是全球植物多样性最丰富的国家之一,大约有35856种高等植物,约占世界总数的10%,居世界第三位。其中石松类及蕨类植物2129种,裸子植物237种,被子植物28996种等。中国是世界栽培植物的四大起源中心之一,是许多重要农作物和果树资源的原产地;还是世界上园林花卉植物资源最丰富的国家之一,种类超过7500种,拥有温带几乎全部的木本植物属。当前,由于生境丧失和破碎化、资源过度开发利用、环境污染、入侵物种竞争及全球气候变化等因素,中国的植物多样性受到了日益严重的威胁,受到威胁的植物物种约3879种。
2020年是全球“生物多样性超级年”,中国将于10月举办“联合国《生物多样性公约》第15次缔约方大会”。今年生物多样性主题将被置于全球可持续发展议程的最前列,这将为可持续发展和保护野生动植物提供了一个千载难逢的机会,通过生物多样性保护以应对全球不断恶化的生态环境的挑战。
中国苦苣苔科植物
苦苣苔科(Gesneriaceae)是一个拥有163个属超过4,000种植物的大家族,广布于亚洲、非洲、美洲等热带亚热带地区,欧洲亦见分布。
现中国已知有苦苣苔科植物44属756种(含变种),其中报春苣苔属(Primulina)种数最多,约208种。
大明山斜柱苣苔 Loxostigma damingshanensis
中国苦苣苔科植物主要生长于西南至华南的广袤山地,尤以喀斯特地区为多,而洞穴、峡谷、陡崖、峭壁、天坑等人迹难至、高湿度和荫蔽度的环境更是适宜其分布的区域。
除了如牛耳朵(Primulina eburnea)、盾叶光叶苣苔(Glabrella longipes)、吊石苣苔(Lysionotus pauciflorus)等少数类群外,大部分苦苣苔科植物分布范围狭窄,尤其是最近十余年所发表的新分类群,常常仅发现1或2个分布点位于洞穴或峡谷等特殊生境内,因此在植物分类学界流传有“一山一种”、“一沟一种”、“一洞一种”之说。
分布有广西特有的三苞报春苣苔、凤山吊石苣苔、密叶蛛毛苣苔,以及尖舌苣苔、朱红苣苔的山洞
苦苣苔科植物在中国古代的典籍中早已有记载——1370年兰茂《滇南本草》和1848年吴其濬《植物名实图考》都分别提及了苦苣苔科的石蝴蝶和牛耳草,但可能由于久居深山或花色偏于蓝紫而比较淡雅之缘故,并不能像传统的牡丹、芍药、月季等花卉那样引起文人骚客的重视。
青翠石蝴蝶 Petrocosmea viridis
其实中国苦苣苔科植物花色大多是蓝紫色系,偏于清淡,而众多来自海外的苦苣苔科植物大都拥有美丽缤纷的花朵,具有较高的园艺观赏价值。
珙桐状报春苣苔 Primulina davidioides
21世纪以来,苦苣苔科植物因易于杂交、繁殖和栽培管理的特性,受到了国内外园艺爱好者的热烈追捧,涌现了一大批从国外引进的如大岩桐属(Sinningia)、非洲紫罗兰属(Saintpaulia)、艳斑岩桐属(Kohleria)和长筒花属(Achimenes)等植物的原生种和杂交种,丰富了中国苦苣苔科植物的园艺市场。
长筒花原种优选个体品种—大花长筒花
Achimenes grandiflora 'Maduna'
除了观赏价值,部分苦苣苔科植物由于地域的局限性,在适宜环境中大量生长,便和当地的人文民俗结合产生了其它如饲用、食用、药用等价值。
如湖南省常德市当地一些村庄会用漫山遍野的沅陵长蒴苣苔(Didymocarpus yuenlingensis)作为猪饲料;
在广西环江一带,有些村民甚至常使用国家I级保护植物单座苣苔(Hemiboea ovalifolia)作为牲畜饲料;
单座苣苔 Hemiboea ovalifolia
在广西靖西市、那坡县中越交界地带的壮族老百姓常在清明前后采集锈色蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)为原料之一辅以糯米、芝麻、紫薯等做成“清明团子”食用;
锈色蛛毛苣苔 Paraboea rufescens
在柳州柳江、桂林平乐则习惯使用蚂蝗七(Primulina fimbrisepala)和药用报春苣苔(Primulina medica)作为跌打药;
左:蚂蟥七 Primulina fimbrisepala
右:药用报春苣苔 Primulina medica
分布在崇左地区的㟖岗报春苣苔(Primulina longgangensis)更是传统壮族滋补膏方——“桂龙膏”的重要原料植物之一。
㟖岗报春苣苔 Primulina longgangensis
苦苣苔科植物具有极高的科研价值,而当前苦苣苔科的系统学研究一直处于瓶颈期。
一方面,仅仅通过联合少量片段构建系统发育树而重新建立和界定的属,存在不稳定性;另一方面,当前分子系统学和经典形态学无法很好地结合,导致多个属及属间的界定模糊。
因此,利用信息位点更丰富的数据集(如转录组、叶绿体基因组)开展该科系统发育关系重建,并在此基础上广泛探究重要形态性状的演化关系,寻找具有分类学、系统学意义的性状用以界定属一级或属下等级,对推动苦苣苔科的系统学和分类学研究进展意义重大。
密序苣苔 Henckelia longisepala
未来,苦苣苔科植物的复苏特性、对高钙环境的适应性、花冠形态的多态性与传粉生态学等诸多研究方向也还等待着科学家们去探索。
近年来,中国许多研究团队在苦苣苔科植物保护方面做了大量调查工作,特别是物种多样性、地理分布、濒危等级评价等重要的本底调查。
据2017年发表的中国被子植物濒危等级评估报告,参与评价的496种中国苦苣苔科植物中有73种受威胁,其中极危12种、濒危16种、易危45种,占比14.72%。
然而后续发现,由于各种原因,此版受威胁的苦苣苔物种种数仍被低估。
台闽苣苔 Titanotrichum oldhamii
据不完全统计分析,2005年1月至2018年6月间正式发表的164个中国苦苣苔科植物新分类群及物种分布新纪录文献显示,绝大多数新分类群仅已知1个分布点,IUCN濒危等级为“极危”的有105种,“濒危”32种,“易危”7种,占比87.8%,可见新发现的苦苣苔科植物类群的生存已岌岌可危。
从20世纪90年代中期起,中国科学院桂林植物园就开始系统地开展中国国产苦苣苔科植物的引种和保育工作。
2014年成立的中国苦苣苔科植物保育中心(GCCC)已引种成活或以种子等形式,保存了国产44属中的40属455种苦苣苔科植物,属级搜集率高达90%,而455个种的物种收集率也占据了国产756种苦苣苔科植物物种的60%。
在此基础上,以桂林植物园为代表的中国苦苣苔科植物研究机构进一步开展了苦苣苔科园艺新品种开发的研究,筛选、创造出一大批优良品种。
例如,中科院广西植物研究所和桂林植物园在世界苦苣苔协会成功登录了39个拥有自主知识产权的新品种,其中“古铜小伙”和“紫月”是中国大陆地区首次在世界苦苣苔科新品种权威机构上登录的新种;
“古铜小伙”报春苣苔 Primulina 'Tan Boy'
“紫月”报春苣苔 Primulina 'Purple Moon'
石山苣苔属新品种“金凤凰”和“雪凤凰”则是植物界首例该属新品种的登录;
“金凤凰”朱红苣苔 Petrocodon 'Golden Phoenix'
"雪凤凰"朱红苣苔 Petrocodon 'Snow Phoenix'
曾被评估为野外灭绝的焰苞报春苣苔(Primulina spadiciformis)和碎米荠叶报春苣苔(Primulina cardaminifolia)也在GCCC的努力下重新得以发现!
焰苞报春苣苔 Primulina spadiciformis
碎米荠叶报春苣苔 Primulina cardaminifolia
苦苣苔科植物是中国喀斯特石灰岩地区极其重要的且有代表性的类群,苦苣苔科有半数以上(约500余种)是石灰岩地区特有种,具有高物种多样性。
喀斯特地貌具有土层浅薄,土壤中缺乏氮、磷元素,但富含钙、镁元素以及季节性干旱等特点。这些生境上的极端特性就像一个过滤器推动着自然选择的发生,促使植物物种形成和辐射演化。
喀斯特洞穴特有植物—毅刚石蝴蝶
Petrocosmea weiyigangii
然而,喀斯特地区的苦苣苔科植物现也受到严峻的威胁,喀斯特生境的脆弱性加上人为干扰往往对大量种类的居群造成不可逆转的破坏。
因此,宏观、长期地跟踪调查苦苣苔科植物居群现状和种群动态,掌握各物种受威胁的原因,因地制宜地提出和实施保护策略,对于苦苣苔科植物多样性维持和可持续利用具有重要意义。
虽然苦苣苔科植物目前尚未成为生物多样性保护中的旗舰类群,但对其保护同样迫在眉睫。
苦苣苔科植物除极少数类群适应力比较强外,绝大多数完全依赖于特殊的优良小生境来维持生存。一旦其赖以生存的微环境及相关植被发生变化,这一区域内的该物种或某一类群便可能面临消亡。
而现今蓬勃进行的基础建设,偶有对一些类群的适生生境造成破坏。
例如仅分布于贵州兴义马岭河一带的,发表于2010年的一个新属——凹柱苣苔属(Litostigma)的模式种凹柱苣苔(L. coriaceifolium),因为适生环境中水电站的修建,目前仅残存一个的小居群。
凹柱苣苔 Litostigma coriaceifolium
此外,部分苦苣苔科植物在民间被无节制地采挖,亦造成野外资源下降。
而苦苣苔科植物的濒危程度、重要性、对生物多样性的贡献程度长久以来被低估,也为苦苣苔科植物的保护研究工作带来一定难度。
如今互联网和物流业的快速发展,为大量山采野生苦苣苔科植物的销售行了方便之门。
然而无论是在花卉产业还是中药市场,目前尚未具有足够规模的种植面积和足够数量的开发品种以支撑产业的发展,因此现阶段还未形成一个相对完善的产业链,依旧不能实现苦苣苔科植物资源产业化的可持续性,故当前保护苦苣苔科植物多样性应该得到高度重视,保护与保育工作的开展势在必行。
中国植物保护战略
2008年在《全球植物保护战略》框架下,中国发布了首个《中国植物保护战略(2010-2020)》,实施中国植物保护计划。
2019年,国家林业和草原局邀请了中国科学院、中国工程院五位院士与中国农业科学院、中国林业科学研究院、中国环境科学研究院和中国医学科学院等单位的二十六位植物科研领域科学家,对中国履行《全球植物保护战略》和《中国植物保护战略》2011-2020实施情况的报告进行了评估,结果表明,中国已在2019年提前完成了75%的主要战略目标,剩余目标将在2020年完成。中国在植物多样性保护方面已取得了重要进展,绿水青山就是金山银山理念已深入人心,破坏生态环境的状况得到良好改善,部分地区的生态系统功能得到了有力修复,一些重点植物得到了有效保护,种群数量大幅增加。
CHINESE STRATEGY FOR PLANT CONSERVATION
本期指导单位:
中国科学院广西植物研究所
中国科学院桂林植物园
本期专家组:
温放 / 韦毅刚 / 符龙飞 / 洪欣 / 孟德昌 / 黄章杰
责任编辑:张晴
维护全球生命共同体
中国野生植物保护协会
微信号 : wppaofchina
电子邮箱:cwpca@wpca.org.cn