摘要:【目的】植物园是园林专用绿地的一种类型,其植物多样性对维持城市生态平衡意义重大。
【方法】采用数理统计与GIS空间分析方法,对已加入中国植物园联盟的229个植物园的时空分布特征及植物多样性保护特征展开研究,为植物园体系的构建提供基础支撑
【结果】1)中国植物物种保护率为41.2%,存在南低北高的地区差异性;
2)中国植物园数量稳步增加,空间分布特征表现为数量上西疏东密,面积规模上西阔东微;
3)中国植物园已收集保存植物2.3万余种,初步形成了迁地保护格局,是城镇开发边界内植物多样性保护的主阵地。
【结论】中国植物园空间布局与植物多样性保护需求之间存在不平衡,应从国家层面统筹规划植物园建设,在青藏高原、新疆等西部生物多样性热点地区增加植物园数量,健全植物就地和迁地协同保护体系,强化科学研究,以完善国家种质资源库信息,推进植物园体系建设。
中国的植物园是对活植物进行收集和记录管理,使植物用于保护、展示、科研、科普、推广利用,并供群众观赏、游憩的公园绿地,是城市生态系统服务功能发挥的引擎[1]。在生物多样性保护理念逐渐成为社会共识的背景下,植物园的建设和发展更加引起世界各国的关注。从植物园空间布局角度出发,分析城市植物多样性保护的空间需求,提出有效保护和提升植物多样性的植物园体系建设策略,对中国生物多样性保护具有重大意义。
1中国植物园发展与研究现状
植物园最早的雏形是古代皇家园囿,包括古巴比伦的空中花园、中国西汉时期的上林苑等,以木本植物栽培居多,重视有应用价值的经济作物的引种驯化。现代植物园的发展约有500年历史,已成为开展植物多样性研究、物种保育及资源利用的重要基地,植物园学也已成为植物学的一个重要分支[2-5]。2022年,中国首个国家植物园在北京正式挂牌,国家植物园坚持以植物迁地保护为重点,对植物类群系统收集、完整保存,承担着中国植物多样性保护的重任[6-7];同时,中国大力开展植物研究和科普教育等工作,积极参与植物园国际组织交流合作,已成为国际生物多样性保护的重要力量。
以收集植物的类别和主要功能作为标准,中国植物园主要分为综合植物园、园林和观赏园艺植物园、经济植物及种质保存植物园、教育植物园、保护性植物园、特殊生境植物园、主题植物园7类。对于植物园的相关研究,主要内容涵盖植物园规划设计与建设[8-10]、植物保育[11-12]、植物园功能分区[1,13]、植物园植物档案管理[14]、植物园科普教育[15-16]、植物园病虫害综合治理[17]、国内外植物园建设实践[18-19]、生物多样性及生态功能分析[20-21]与成果转化研究[22]等方面,已有研究多是针对单个植物园开展的植物物种与群落分析、规划设计与景观营造研究,关于中国植物园的整体布局与系统研究相对较少。
基于实地调研与空间分析,本研究对植物园的发展、时空分布及生物多样性保护特征等做了系统研究,总结了中国植物园空间布局与建设内容中存在的问题与不足,提出有效提升植物园的植物多样性保护作用的策略,以期推动中国植物园体系建设,也为国家植物园体系的规划与建设提供参考,弥补国家植物园规划方法研究的空白[23]。
2数据来源与处理
本研究使用的数据包括中国本土植物物种保护数据、35个生物多样性优先保护区(简称生优区)数据、229个植物园分布数据以及40个植物园调研数据,各类数据来源及处理方式有对比分析、空间分析、问卷调研等,其主要内容体现在以下4个方面。
1)本土植物物种保护数据来自中国植物园联盟(ChineseUnionofBotanicalGardens,CUBG)统计的本土植物保护现状信息,共收集数据信息8万余条。以省或地区为单位,参考世界自然保护联盟(InternationalUnionforConservationofNature,IUCN)物种红色名录濒危等级评估方法,确定保护物种所属地区、类型、数量以及已经采取保护的物种数。本研究中采用的植物物种保护率为地区已保护的物种数与地区物种总数的比值,单位为%。
2)35个生优区数据来自生态环境部,根据生优区空间分布,分析中国植物园与生优区的空间位置关系。
3)229个植物园分布数据来源于中国植物园联合保护计划(InitiativeforCollectiveConservationinChineseBotanicalGardens,ICCBG)官方网站(www.cubg.cn),利用百度地图坐标拾取器获取229个植物园的经纬度坐标,将其导入GIS平台中进行空间分析,总结中国东西部不同地区的植物园时空分布特征。
4)基于不同区位、不同气候条件及不同所属行政管理系统等特征,笔者选取中国具有代表性的40个植物园(表1),其中城建和园林系统15个(37.5%)、科研系统(含中科院和其他科研院所)11个(27.5%)、林业和农业系统9个(22.5%)和教育系统5个(12.5%)。采用抽样调查方式,笔者对这40个植物园中的工作人员进行问卷调研,调研内容包括的植物园基本信息有植物收集、植物迁地保护、城市生物多样性保护和设施建设、植物应用和成果转化以及科研科普、社会活动情况等,并参考《中国植物园标准体系》[24],选取部分指标对植物园现状进行评分量化,探讨中国植物园在生物多样性保护方面的进展。