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保护植物多样性 维护全球生命共同体||第十一期中国野牡丹科植物

 kibcat 2020-03-27

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35,856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2,129种,裸子植物237种,被子植物28,996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7,500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3,879种

中国野牡丹科植物

众所周知,牡丹是中国十分著名的传统花卉,栽培历史悠久,有花中之王、国色天香之美誉。相比之下,野牡丹之名鲜为人知,初闻野牡丹,容易让人自然而然地理解为“野生的牡丹”,其实不然。从分类学上来说,牡丹(Paeonia suffruticosa)属于芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia),而野牡丹指的是野牡丹科(Melastomataceae)植物,二者亲缘关系很远。如果说牡丹是一位雍容华美的贵妇,那么野牡丹就是一枚清新可爱的邻家小妹,虽不及牡丹艳冠群芳,一个“野”字却道出其山林野趣。

野牡丹 Melastoma malabathricum

野牡丹科植物资源丰富,全世界约有156-166属4,500余种,分布于热带和亚热带地区,其中美洲约3,000种,亚洲约有1,000种。

中国约有野牡丹科植物22属130种,其中中国特有属5属,包括棱果花属(Barthea) (1种)、药囊花属(Cyphotheca) (1种)、卷花丹属(Scorpiothyrsus) (3种)、长穗花属(Styrophyton) (1种)、虎颜花属(Tigridiopalma) (1种);中国特有种85种。野牡丹科植物在中国主要分布于长江流域以南各省,除金锦香(Osbeckia chinensis)在吉林长白山有分布外,其余最北分布至江苏、安徽一带。云南省有野牡丹科植物16属62种,位列各省之最。

尖子木 Oxyspora paniculata

对于华南、西南地区的人来说,野牡丹科植物应该并不陌生。野牡丹科野牡丹属(Melastoma)植物是这些地区常见的乡土物种,每到夏季,山间林下、草地路旁常能见到的开花灌木或小乔木就是野牡丹(M. malabathricum)或者她同属的姐妹们。她们花朵艳丽、成片开放,点缀着田野山林。

野牡丹 Melastoma malabathricum

除野牡丹属外,中国原产的虎颜花属、棱果花属、柏拉木属(Blastus)、锦香草属(Phyllagathis)、野海棠属(Bredia)、谷木属(Memecylon)、金锦香属(Osbeckia)等不少物种也同样具有很高的观赏价值。但目前基本都处于野生状态,罕有开发利用。

锦香草 Phyllagathis cavaleriei

对于现代都市人来说,更为常见的野牡丹科植物或许是位于街道和公园绿地的园林绿化植物——来自美洲的蒂牡花属(Tibouchina)物种。目前中国园林应用的野牡丹科植物,几乎全部是外来物种,以蒂牡花属为主,包括巴西野牡丹(Tibouchina semidecandra)、银毛野牡丹(T. aspera)、蒂牡花(T. urvilleana)、角茎野牡丹(T. granulosa)。此外,原产于非洲、东南亚热带雨林中的粉苞酸脚杆(Medinilla magnifica)也常被作为高档盆栽花卉出售,因其花序上粉红苞片硕大,形如莲花花瓣,故被称作“宝莲灯花”。

粉苞酸脚杆 Medinilla magnifica

如果留心观察上述比较常见的野牡丹属、蒂牡花属植物的花,会发现花的雄蕊分为长、短两种类型,即具有“异型雄蕊”。异型雄蕊在野牡丹科比较常见,野牡丹属、蒂牡花属、棱果花属、尖子木属(Oxyspora)、异药花属(Fordiophyton)等均有。这一现象很早就引起了博物学家的兴趣,达尔文就曾提出解释花内雄蕊分化的“分工假说”。后续许多学者对这一假说进行过验证,但目前尚未形成定论。

巴西野牡丹 (Tibouchina semidecandra) 的异型雄蕊

繁殖工作是植物开发应用的前提和基础。野牡丹科植物的繁殖可以通过种子繁殖、扦插繁殖和组培快繁等方式进行。但大部分野牡丹科植物的种子细小,实生苗生长缓慢,从种子萌发到植株开花要2-4年时间。扦插繁殖效率高、技术要求又相对简单,因而在生产当中经常用到。组培快繁技术要求比较高,目前已有一些野牡丹科植物开发出组培再生体系。白花野牡丹(M. malabathricum forma albiflorum)是野牡丹科少有的“白色”花系,中国科学院仙湖植物园开展了白花野牡丹的种子萌发实验,并开发了扦插、组培繁殖体系,为其园林应用打下良好基础。

白花野牡丹 Melastoma malabathricum forma albiflorum

除了观赏价值之外,野牡丹科中不少植物全株(草)、根、叶以及果实或花均可入药。《生草药性备要》、《植物名实图考》中,便有野牡丹属、金锦香属、蜂斗草属(Sonerila)等药用植物的记载。根据《中华本草》记载,中国具有药用价值的野牡丹科植物共有14属37种2变种,它们具有祛风除湿、理气止痛、清热解毒、利水消肿、活血止痛等作用。仙湖植物园对药用植物槠头红(Sarcopyramis napalensis)进行了转录组分析,相关研究可为野牡丹科植物的药用成分合成、相关药物生产奠定基础。同时,对野牡丹、槠头红、地菍(Melastoma dodecandrum)等野牡丹科植物用于治疗各种临床疾病的研究也在进行当中。

地菍 Melastoma dodecandrum

虎颜花属为单种属,该属的虎颜花(Tigridiopalma magnifica)是中国特有种、广东省特有种。其叶片硕大,叶形美观,耐阴性强,花蕾小巧玲珑、鲜艳水灵,具有很高的观赏价值。

虎颜花 Tigridiopal mamagnifica

中国科学院华南植物园的研究人员于2005年开始对虎颜花种群进行资源调查,明确了其在广东省境内的云开大山和云雾山脉的11个分布点。调查显示,该种的致濒因素除适宜生境狭窄对光照和水分等环境条件变化的适应能力较弱两个内在因素外,更主要的在于人类活动造成的生境破坏这一外在因素。

2008年,华南植物园通过利用虎颜花种子的无菌播种和试管育苗等生物技术以及生态恢复技术,在连州地下河景区、阳春鹅凰嶂自然保护区、阳春圭岗镇等原生地分别回归1000多株虎颜花,现大部分已成活,此举有助于虎颜花自然种群规模的扩大。同时,仙湖植物园和华南植物园均通过人工繁殖在园区内实现了对虎颜花的园林应用展示。虎颜花是仙湖植物园阴生区的明星物种,深受大众喜爱。

虎颜花(Tigridiopal mamagnifica)的果实

虽然从数量上来说,中国不属于野牡丹科植物的主要产区,但是分布于中国的野牡丹科植物特有性很高,中国特有种占比达到了65.38%,所以该科植物在中国植物多样性保护中不容忽视

根据《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》,中国野牡丹科植物中属于珍稀濒危植物的共有7属9种1变种,其中易危(VU)5种:短茎异药花(Fordiophyton brevicaule)、心叶异药花(F. cordifolium)、匍匐异药花(F. repens)、狭叶谷木(Memecylon lanceolatum)、卷花丹(Scorpiothyrsus xanthostictus);濒危(EN)1种1变种:虎颜花、宽翅棱果花(Barthea barthei var. valdealata),其中虎颜花也被收录于《广东省重点保护野生植物名录》;极危(CR)3种:耳基柏拉木(Blastus auriculatus)、糠秕酸脚杆(Medinilla hayatana)、红毛卷花丹(Scorpiothyrsus erythrotrichus)。但由于调查研究工作不充分等原因,大多野牡丹科植物致濒因素尚无定论。

短茎异药花 Fordiophyton brevicaule

目前,中国主要植物园共迁地保育野牡丹科植物15属35种1变型,包括本土物种12属26种1变型。然而还有不少狭域分布的物种生存状态尚不清楚,仍需进一步调查,这为野牡丹科植物的保护工作带来一定难度。以枝毛野牡丹(Melastoma dendrisetosum)为例,该种于1983年作为新种发表,被《中国植物志》收录,而在《Flora of China》中,该种被归并为毛菍(M. sanguineum)。近几年基于分子证据、形态与微形态的比较研究,该种被证实为独立物种,同时研究发现该物种自然分布区极其狭窄,仅分布于海南省吊罗山自然保护区的一个河谷,数量不超过300株,正处于极度濒危(CR)的生存状态。类似研究工作的开展,可以为野牡丹科植物的就地保护、迁地保护提供科学支撑,让保护工作落实到每一个具体的物种

毛菍 Melastoma sanguineum

总体来看,野牡丹科植物的研究和保育工作仍需加强。首先野牡丹科的资源调查工作亟待开展,只有在充分了解其分布、生境、数量之后,其他各项研究才能以此为基础逐步展开;其次,需要有针对性地系统开展该科植物的收集保育工作,比如,各植物园、保护区,尤其是云南、广西、广东、海南等中国野牡丹科植物物种多样性较高的地区,可将本地区特有、中国特有、珍稀濒危野牡丹科植物作为优先收集对象,并针对珍稀濒危物种制定合理的就地、迁地保护方案;此外,针对市场开发潜力大的物种,需要加强栽培、繁殖、新品种培育方面的研究,让本土植物在园林应用、城市美化上发挥更大的作用。

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。


中国植物保护战略(2021-2030)

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。



本期指导单位:

深圳市中国科学院仙湖植物园

本期专家:

金 红 / 杨红梅

责任编辑:张 晴

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