春和景明,坐落於北京香山腳下的國家植物園4月18日迎來正式揭牌兩周年的日子,桃花、梅花、海棠、郁金香、牡丹等1000余個品種的春花植物陸續開放,將植物園裝扮成花的海洋。作為以開展 植物遷地保護 、 科學研究 為主,兼具科學傳播、園林園藝展示和生態休閑等功能的綜合性場所,國家植物園已成為國家植物多樣性的保護基地。
所謂遷地保護,就是把某些受到嚴重生存和繁衍威脅的植物遷出原地,移入植物園等地;遷地保護不僅是對植物就地保護的補充,而且是生物多樣性保護的重要組成部份。如今,國家植物園正透過哪些手段有力推動植物多樣性保護?如何打造珍稀瀕危植物的「諾亞方舟」?
走進國家植物園(北園)科研溫室的蘭花活植物資源圃,兩株格外醒目的杓唇石斛映入眼簾。
國家植物園(北園) 高級工程師 王苗苗: 最主要的特點就是它的唇瓣內卷成兜狀,兩個顏色,黃色和紅色,這個是紅色,剛剛開放……
杓唇石斛(王澤華/攝)
王苗苗說,這種植物可能遠比我們想象的更加稀少,而透過遷地保護,可以為這些珍稀瀕危植物回歸自然提供可能。
王苗苗: 這個植物最早是1805年首次發表的,我們在翻閱資料的時候就註意到這個獨特的石斛了,它是國家二級保護植物。2021年我們聯合雲南林科院的老師開展了它的野外資源調查,由於氣候變遷、人為破壞或者生境喪失,導致它野外生存狀況非常嚴峻,可能遠比我們想象的還要瀕危,野外可能不足100株,生長在大概有四五十米的高大的樹上,這也是我們迫切要開展保育的一個原因。
隨即,團隊就開展科學研究,進行人工繁育,成功建立杓唇石斛人工繁殖技術體系,繁育出杓唇石斛的幼苗。王苗苗說,如今,團隊繁殖的杓唇石斛已達1000株以上,並陸續開展野外回歸工作,讓這種瀕臨滅絕的珍稀植物重新綻放在大自然中。
王苗苗: 而且我們也已經保存了一批種子,可以陸續進行播種繁殖。一旦我們有了這些種子,即使植物在野外瀕危了,我們繁殖技術體系加上種子,就可以保證它在地球上永續生存,不會擔心將來某一天因為某一些特殊的原因導致它的瀕危,可能見不到這種植物了,這也是我們工作的意義所在。
玉女兜蘭(王澤華/攝)
杏黃兜蘭(王澤華/攝)
王苗苗: 這邊您一進門就看到了開花非常嬌艷的,叫做玉女兜蘭、硬葉兜蘭;跟它相對應的,開黃色花的是杏黃兜蘭,它也有一個好聽的名字,叫金童,這倆就構成了「金童玉女」……
看著苗圃內一株株從野外搶救回來的植物,王苗苗如數家珍。杓唇石斛之外,不知大家是否還記得2022年7月國家植物園(北園)展覽溫室內首次實作巨魔芋在人工栽培條件下群體開花的訊息,許多人評價說,「巨魔芋開花讓人們看到了國家植物園設立的價值」。國家植物園(北園)副園長魏鈺介紹,去年底,數百粒巨魔芋的種子已經成功萌發,正在科研溫室進行養護和管理。
魏鈺 : 如果它從種子到開花,一般最快也要六七年的時間,前期都是一直在營養積累的過程,它長一段時間會休眠,然後再長,不斷積累營養,積累到一定程度它就可以開花了。巨魔芋的分布是非常狹窄的,它對生長環境要求非常苛刻,能把它栽培成功,也算是我們在遷地保護方面取得了一定成績,公眾也看得到,我們也還是很欣慰的。
世界珍稀瀕危植物巨魔芋群體開花(國家植物園供圖)
此外,國家植物園還成功建立了軟棗獼猴桃、五小葉槭、百花山葡萄等20余種國家重點保護野生植物的評估、保存、繁育和利用技術體系,實作中華桫欏、對開蕨、荷葉鐵線蕨等的遷地保護。同時,魏鈺介紹,「國家植物種質資源庫」計畫也已正式獲批,年內開工建設,2026年向公眾開放,這將是國家植物園揭牌後第一個落地的重大計畫。
魏鈺 : 種質資源庫的規劃是收集來自世界範圍的種質資源7萬種,實作中國珍稀瀕危植物全覆蓋。保存的型別主要包括植物的種子、試管苗、DNA、植物活植株,還有花粉和孢子等一些植物的組織和器官。種質資源,它確實是事關國家生態安全,關乎人類未來的命運,也是現在科技界較量的一個必爭之地,為下一步的開發和利用提供好一個物質保障。
國家植物種質資源庫效果圖(國家植物園供圖)
一方面是保護,另一方面是利用,二者相輔相成。王苗苗介紹,如今,科研團隊正在進行多個新品種的研發,未來,均有望進行產業化推廣。
王苗苗: 這個是我們自己培育的,透過雜交育種繁育的新品種,這個顏色很特別,別的地方見得比較少……
記者: 它叫什麽?
王苗苗: 我們起的名字叫「輝煌」,Glory。
記者: 未來可以套用到哪?
王苗苗: 可以促進咱們國家蘭花花卉產業的發展,我們可以自己培育有自主智慧財產權的新品種,比如把唇瓣的特性移植到其他植物中,或者繼承到它的後代中,可能更具觀賞性、花期更長、套用更廣。
魏鈺表示,國家植物園培育的新品種,也正在服務首都花園城市建設。
魏鈺: 這兩年我們陸續培育了海棠、月季、玉簪、蘭花、菊花等30余個植物新品種,掌握了「四季常藍」樹種——藍雲杉的多種繁育技術,實作大規模育種,不僅能在國家植物園看到,而且我們已經推廣到頤和園、動物園、十三陵、將府公園等等,讓廣大人民群眾在春天能夠看到更多的花,秋天看到更多的彩葉,冬天看到更多的綠色。我們國家植物園承擔著生物多樣性保護的重任,也會努力闡釋中國植物故事的內涵和特征,向世界展示中國生態文明建設成果,更好地服務於國家經濟社會發展。
藍雲杉(圖右 國家植物園供圖)
同時,國家植物園還充分利用物聯網、大數據、人工智慧等技術手段,在智慧化、資訊化建設等方面持續發力。記者來到國家植物園(南園)實地探訪時,不但發現每株喬灌木幾乎都有了獨屬於自己的「身份證」,還能利用手機對植物進行物種辨識、影像采集,在服務科學研究的同時,收獲更好的遊園體驗。
連香樹、杜仲、鵝掌楸、七葉樹、夏蠟梅、領春木……記者走進國家植物園(南園)珍稀瀕危植物區,每隔幾步,就能看到不同種類的珍稀物種茁壯成長。中國科學院植物研究所大數據與AI生物多樣性保護研究中心副主任李敏邊走邊說,如今,利用手機拍照,就能即時辨識出其物種,相關資訊也一目了然。
李敏: 連香樹是一種比較古老的國家二級保護植物,它現在沒有開花,但是葉片比較有特色……
記者: 只拍葉子就能辨識出來?
李敏: 你要拍到特征以後,它就可以辨識。
記者: 這叫什麽?
李敏: 馬褂木,你看,葉子像一件小衣服、馬褂!中國和北美獨有兩個種,中國的叫中國馬褂木,北美的叫北美馬褂木;它也像鵝掌,也叫鵝掌楸。這個是很有名的藥材,叫杜仲,它的皮和老一點的葉子會有一種膠,它的皮藥用比較多。
回到大數據與AI中心,剛剛在園區內拍照采集的圖片已經即時上傳到雲端,而像這樣的影像采集活動,在全國各地每時每刻都在進行。李敏表示,其背後所依托的花伴侶專業版APP於2023年就實作2萬種植物的智慧辨識,涵蓋了96%的中國常見植物,為植物資源調查、科學研究、物種保護提供了專業支撐;透過眾源數據的采集,實作了科學數據的標準化儲存和更新,助力生物資源的高效動態調查。
李敏: 回到辦公室就可以看到剛才在野外采集的圖片,這是剛才我們采集的領春木,這是連香樹……這是全國各地不同使用者采集的圖片,比如科學家、我們的學生,護林員也會用我們的專業版套用來進行當地的植物調查。我們的影像庫今天新增了7000多幅照片,到現在為止總的圖片數量1598萬,這些數據也服務於我們大數據與AI中心的建設。
國家植物園感知平台(國家植物園供圖)
國家植物園代表了國家植物科學研究和遷地保護的最高水平,是保育瀕危植物的「諾亞方舟」和戰略植物資源的儲備庫。中國科學院植物研究所大數據與AI生物多樣性保護研究中心執行主任吳慧介紹,中國重點關註和保護的高等植物達1萬種,亟需前沿資訊化技術驅動遷地保育的智慧化研究和管理。
吳慧: 比如說智慧感知終端,它就可以掃碼定位我們園區的植物,更新植物的生長狀態,對它的物候進行觀察和記錄,使每一棵植物都有獨特的「身份證」,能夠實作真正的園區植物數位化采集和高時效監測。
李敏介紹,利用物聯網、大數據、人工智慧等技術手段,國家植物園打造的智慧感知平台一共記載了17000多種植物,31000多株喬灌木,其中古樹名木有638株。
李敏: 喬灌木以上每棵樹我們都會記錄它的詳細資訊,哪些是還健在的,哪些是狀態不太好的,這些我們都進行了精準管理。對國家植物園的空間狀況、園區總覽以及氣象數據和即時在園的情況做即時的感知;同時介紹了我們國家植物園裏面的主要研究機構,重點保護植物的遷地保育情況。
園區植物定植資訊(國家植物園供圖)
不僅如此,吳慧表示,該平台還整合了共享系統、決策支撐以及科學傳播等功能。
吳慧: 數據采集了之後,如何進行管理?我們建設了數據管理共享系統,基於一整套資訊規範和後設資料標準,對多後設資料進行整合。這些數據怎麽去服務決策?我們就打造了一個決策支撐系統,能夠形成科學研究、遷地保護、引種保育、園林園藝、科學傳播等方面的綜合分析平台,為國家植物園的智慧管理提供技術支撐。
國家植物園也一直把廣大公眾放在心上。吳慧表示,在提升科學傳播能力方面,團隊開發了中國數位植物園(CVBG)3.0網站和「智慧遊園」小程式,讓遊客體驗到生物多樣性保護帶來的自然之美。
吳慧: 不光是能夠實作剛才說的智慧辨識,而且增加了智慧導覽、語音講解、全景漫遊等多種服務,讓遊客在輕松愉悅中能夠深入了解植物的奧秘。國家植物園感知平台的建設,不僅能夠大幅提升國家植物園遷地保護的管理水平胡效率,未來也相信能夠引領全國遷地保護的智慧化建設。