【内容提要】研究显示，作为专注于植物保护的机构，植物园在温带地区经受了考验，这些地区拥有相对完善的保护基础设施和相对较少的受威胁物种。鉴于巴西植物种类丰富而植物园数量较少，以及栖息地丧失和植物濒危程度不断加剧，巴西植物园支持植物保护的能力面临特别严峻的挑战。本研究是巴西的首项相关研究，旨在评估巴西植物园的保护能力。研究评估了巴西植物园的保护设施现状及其植物收藏的保护状况。该评估基于2011至2013年向36个巴西植物园发放的调查，调查使用了2008年巴西红色名录和7个州级保护名录的信息。结果发现，在22个植物园的异地收藏中，受威胁物种占比很小（102种，占比21%），且每个州红色名录的代表物种占比均不足10%。基于更新后的巴西红色名录（2014年）的评估显示，18个植物园的活体收藏中共有425种受威胁物种。尽管部分收藏规模庞大，但收藏中受威胁物种的比例却很低。要提高收藏对保护目标的有效性，就需要改善基础设施、提升技术能力（包括园艺技能）、制定政策和协议。

近年来，植物园已越来越多地确立了强大的植物保护使命，并致力于支持保护工作的多学科科学研究（Donaldson, 2009）。同样，植物园也加强了其外展和公共教育活动。重要的是，由于每年约有2亿人参观植物园，它们在展示环境问题和提高公众对生物多样性丧失的认识方面具有独特的优势（Maunder et al., 2004; Willison, 2006）。

植物园直接为《全球植物保护战略（GSPC）》作出贡献（Wyse Jackson & Kennedy，2009）；GSPC 目标 8 建议，对于缔约国而言，至少 75% 的受威胁植物物种应保存于迁地收藏中，并且至少有 20% 的物种可供恢复和修复项目使用（UNEP，2010）。

然而，目前缺乏用于评估这些指南实施情况的监测机制，尤其是GSPC目标（Paton & Lughadha, 2011）。在巴西，尚无针对植物园在保护本地植物群方面的贡献表现的评估。本文旨在确定植物保护活动的现状以及提高其有效性的必要步骤。

巴西植物园植物保护的背景

巴西是一个幅员辽阔的国家（851.6万平方公里），植物区系多样（IBGE，2012）；在新热带国家中，特有维管植物的数量（56%）最高，而特有植物的绝对数量（18082种）高于任何其他国家（Forzza et al.，2012）。巴西拥有两个生物多样性热点：大西洋森林和塞拉多（Mittermeier等人，2004年）。这两个地区都受到农业扩张和森林砍伐的高度威胁，这是巴西生物多样性丧失的两个主要驱动因素（Brazil Ministry of the Environment, 2010）。

巴西有36个植物园，分布在17个州，集中在东南部和南部地区（RBJB, 2010）。其中大部分位于大西洋森林生物群落中，是巴西人口最稠密的地区。亚马逊生物群落中的植物园数量很少（3个），这与该生物群落的巨大规模、几乎占巴西土地面积的50%以及生物多样性形成了鲜明对比。同样，塞拉多被认为是世界上最具多样性的热带稀树草原（MMA，2007），有4个植物园。此外，在潘塔纳尔湿地、潘帕草原和卡廷加灌木林地等特殊植被类型的生态区尚无任何植物园分布。这些规模各异的36座植物园在历史沿革、设施条件、资源配置及管理模式方面存在显著差异。其管理机构涵盖政府部门（如国家部委、各州环境秘书处）、高等院校等公共部门，同时也包含私营机构的参与。自1991年以来，在巴西植物园网络（RBJB）的统筹协调下，各植物园共同制定了《植物保护行动计划》，将濒危物种保护确立为核心目标（Pereira et al., 2004）。

本研究于2011至2012年间向36个植物园发放问卷（见表1及图1），旨在评估现有植物活植物收藏的多样性及其应用价值。问卷包含封闭式和开放性问题，涉及迁地保护中受威胁植物物种数量、分类学鉴定情况、种质保存登录数（批次）与标本数量、收藏数据记录状况以及在科研与环境教育项目中的应用等维度，同时涵盖植物收藏管理中的策展维护、保护规程和档案管理等内容。研究以巴西早期红色名录（2008版）作为基础分类依据，各地植物园提供的物种名称均参照《巴西植物志》（BFG, 2015；Prado等, 2015）进行了更新。

此外，位于已发布地方红色名录的7个州的植物园需补充报告其收藏的州级保护物种。本研究参考的州级名录包括：圣卡塔琳娜州（Klein, 1990）、巴拉那州（Hatschbach & Ziller, 1996）、米纳斯吉拉斯州（COPAM, 1997）、南里奥格兰德州（Rio Grande do Sul, 2003）、帕拉州（COEMA, 2007）、圣保罗州（São Paulo, 2004）及圣埃斯皮里图州（Espírito Santo, 2005）。

研究团队实地造访了圣保罗州与圣埃斯皮里图州的植物园，并通过下列机构开放的电子数据库直接获取迁地保护物种数据：里约热内卢植物园（JBRJ）、圣保罗植物园（JBSP）、梅洛莱唐博物馆（MBML）和普兰塔鲁姆植物园（JBP）。

根据新版巴西红色名录（2014版）（Brasil Ministério do Meio Ambiente, 2014），研究团队对参与本次调查的26个植物园开展了迁地保护濒危物种补充调查。

在联系的36个植物园中，4个是2005年后新建机构，2个正处于收藏重组阶段。这6个植物园无法参与本次调查。此外，另有4个植物园未予回复。最终36个机构中有26个（70%）植物园的数据纳入分析中（表1）。问卷调查中汇总的植物园基本信息与迁地保护馆藏管理情况详见表2。

a 建立了动植物园；b 机构承担了植物园的功能。隶属关系-F（联邦）；M（市政）；S（州）；D（地区）；P（私人）。

迁地保护评估显示，2008年红色名录中472种受威胁物种有102种（占比21%）、各州名录中3,503种物种有223种（占比6%）被纳入保护体系，涵盖种子库、离体保存库及活植物收藏的登录材料（表3）。这些物种由22座（占比85%）植物园保存；另有4座植物园的迁地保护体系中未存有任何受威胁物种样本。其中，植物园活植物收藏保存的受威胁物种多样性最高（占所有分类群的99%）。

表2 巴西植物园一般特征和迁地收藏管理

有2个植物园有活跃的种子库：JBRJ有3个物种来自2008年红色名录，南里奥格兰德动植物基金会植物园（FZBRS）有6个物种来自南里奥格兰德州红色名录。只有2个物种专门保存在种子库中，其余7个物种同时存在于种子库和活体收藏中。

3个植物园（FZBRS、JBSP和JBB）维护了19种濒危物种的离体培养；其中18种也出现在现存的活植物收藏中。其中16种为兰科，只有2种在2个植物园中重复。

关于活植物收藏，评估记录了22个植物园中的102个物种，这些物种来自2008年红色名录。15个植物园保留了220个国家红色名录中的物种。收集的每个州级名录中的物种比例很低，对应于每个名录的不到10%（表4）。在4个州的名录中，极度濒危物种的比例如下：18%（南里奥格兰德州）、8%（圣保罗州）、2%（米纳斯吉拉斯州）和1.5%（圣埃斯皮里托州）。

表3 根据2008年红色名录和国家红色名录，不同迁地收藏类型中的受威胁物种数量

表4 活植物收藏的国家红色名录受威胁物种的代表性以及植物园的数量

每个植物园中102种受威胁物种的代表性在不同的植物园中差异很大；1个植物园的活植物收藏中有57种濒危物种，而16个植物园保存的物种少于10种（图2）。植物园中的物种分布也不均衡。据观察，只有1个机构拥有相对大量的分类群（54/53%），而5个以上的植物园记录了1-3个物种（图3）。JBRJ具有最多的独特分类群（23个）。

活植物收藏中的102种受威胁物种分属25科62属。代表性最突出的科依次为凤梨科（30种）、兰科（15种）和仙人掌科（10种），这三个科在2008年的红色名录中也属高频出现类群。这些物种共包含345份登录种质材料，总计1,697株活体植株（平均每份种质材料4.91株）。登录种质材料的界定依据为具有相同来源信息的个体或群体（即同种、同地、同时间、相同采集者）。这相当于每个分类单元平均拥有3份登录种质材料和16株个体。然而，不同物种的登录种质材料数量和个体数量差异显著：大量物种（n=37，占比36%）在栽培环境下仅存单株个体（如某物种的1份种质材料中仅包含1株个体）。以疏花奥寇梯木（Ocotea porosa，樟科）为例，该物种虽保有20份种质材料，但个体总数仅38株，反映出每份种质材料的个体平均数较低。与之形成对比的是部分物种具有较高的保育代表性，包括巴西苏木（Caesalpinia echinata，豆科）（12份种质材料，195个标本）和食用埃塔棕（Euterpe edulis，棕榈科）（17份种质材料，225个标本），这两种均被视为植物保育的旗舰物种。

在345份迁地保护登录材料中，涉及102个分类群的50个物种（占比49%）的132份材料（占比38%）具有完整的登录记录（包含来源地、采集者、采集日期及地理坐标等信息）。其余213份材料存在一

项或多项植物记录缺失（表5）。全部345份登录材料中，49%为野生来源样本，50%具备明确地理定位，51%标注了采集者信息，36%完成了分类学鉴定。

3.3 受威胁物种研究和环境教育

数据显示，有13个植物园（占比50%）实施了以受威胁物种为重点的环境教育活动。8个植物园（31%）记录了针对2008年红皮书名录中受威胁物种开展的科研工作，其中栽培繁育研究（涉及10个物种）和物候学研究（涉及9个物种）是文献著录频率最高的两类。野外回归研究被记录到涉及6个物种，包括圣保罗植物园（JBSP）承担的凤梨科线形铁兰（Tillandsia linearis）项目。生殖生物学研究（4个物种）和遗传学研究（1个物种）虽在文献中有所提及，但占比较小。值得注意的是，贝洛奥里藏特植物园（FZBBH）协调开展的豆科威尔逊松塔豆（Dimorphandra wilsonii）相关研究，因其涉及6个子课题而成为研究对象中科研规模最大的案例。

表5 记录保存在22个植物园的活体收藏中的102个受威胁物种的材料数据

2014年发布的《濒危物种红色名录》（含2,113个物种）使巴西被正式列为受威胁物种的数量显著增加。此次补充调查汇集了18个植物园的数据，发现活植物收藏中保存有425种（占总数的20%）受威胁物种。相较于2008年红色名录中活体收藏物种占比21%的数据，当前名录保存比例保持相近水平。

从2014年红色名录中各濒危等级的比例分布来看（图4），收藏的425个物种中比例最高的为濒危物种（224种，占53%），其次为易危物种（123种，29%）与极危物种（76种，18%），这与2014年名录整体比例（濒危54%计1,142种；易危23%计495种；极危22%计467种）基本吻合。

就植物园分布情况而言（表6），254个物种（60%）仅由单一植物园保存，其中4种分布最为广泛：巴西苏木（Caesalpinia echinata）和可食埃塔棕（Euterpe edulis）见于12个植物园；大叶桃花心木（Swietenia macrophylla）和黑檀（Dalbergia nigra）分别见于11个与10个植物园。

值得注意的是，2014年名录中最大的菊科（含239个物种）仅有1种在植物园人工栽培。而第二大科凤梨科，其受威胁物种在植物园中的保存率最高（表7），其中里约热内卢植物园保存数量居首。圣保罗植物园则保有最多受威胁兰科植物。

在425个受威胁物种中，根据国家植物保护中心（CNCFlora）标本馆数据库记录及实地调研（Costa等未发表数据），确认有51种（12%）采集自11个植物园的自然植被区。其中仅1种极危，26种（51%）为濒危，24种（47%）为易危。75%的物种（38种）仅记录于单一保护区，而食用埃塔棕（棕榈科）的分布最广，见于五个保护区。

一些巴西植物园的面积很小（有6个园面积不到10公顷），而且位于城市中心，这限制了植物园发展的机会，但也为重要的公共宣传活动提供了机会。然而，大多数（73%）巴西植物园都有自然植被保护区。这些保护区能够围绕就地种群管理和栖息地恢复制定保护举措。

据观察，一些植物收藏，主要是由历史悠久的植物园保存的植物收藏，保存了大量与保护需求无关的外来物种。我们确认外来物种对公众展示和公众教育具有价值。然而，我们也观察到，随着时间的推移，巴西的一些植物园收藏在没有强有力的收藏政策指导其发展的情况下，出现了机会主义的演变。因此，当前的管理面临着重新调整收藏重点以满足国家保护需求的艰巨挑战，通常是在历史植物园景观的背景下。

缺乏收藏管理的发展战略文件是本研究确定的一个关键问题。26个植物园中只有3个制定了书面的收藏政策。这是确保建立为机构使命服务的收藏的重要工具（Leadlay&Greene，1998；Hohn，2004年）。应解决收藏的目的、采集标准、采集过程中的道德和法律考虑、记录系统和注销授权的标准等问题，以指导收藏的管理（Donnelly&William，1990）。

种子库被认为是在相对较小的空间内长期储存具有遗传代表性的样本的最有效方法（Walters，2004；Offord&Meagher，2009年）。事实证明，这种方法在温带植物收藏是成功的，但从历史上看，它与热带植物中有大量完拗性物种并不完全相关。巴西植物园尚未大规模采用这种种子库收藏资源。只记录了两个活跃的种子库，只有少数受威胁物种（9种）储存。

然而，研究表明，冷冻保存和离体储存技术对热带植物的相关性越来越大（Pillati等人，2011年；Pence, 2013年；Raven和Havens，2014年）。冷冻保存被认为是长期保存难降解物种种质的合适技术（Walters等人，2013），但需要进行经验研究，以确定每个物种最合适的材料（种子、胚胎轴、其他植物组织）和方案（Pammenter&Berjak，2014）。巴西植物园对这一潜在有价值的技术的采用仍处于初级阶段，JBRJ正在进行一些实验（Pereira，2009）。

受威胁植物的离体培养只有三个植物园进行。基础设施、人员和设备方面的成本和专业要求限制了这项技术的使用。微繁被认为对一些物种的繁殖和保护有价值，例如种子产量低的物种和繁殖困难的物种（Bunn等人，2011年）。例如，JBSP一直在投资于一些受到过度开发威胁的兰花的体外发芽和生长研究，这些兰花的种子发芽率较低（Suzuki et al.，2009；Suzuki等人，2010；Schneiders等人，2012）。

尽管部分植物园的收藏规模庞大，但其迁地保护体系中受威胁物种的比例仍处于极低水平。现行国家红色名录中的物种仅有20%被纳入活植物收藏，远低于《全球植物保护战略》目标8设定的75%基准。类似评估（主要针对温带地区）显示迁地保护物种占比更为可观（表8），然而实现这一目标的困境在热带国家中普遍存在。就《全球植物保护战略》目标8的达成度而言，拉丁美洲和加勒比地区进展较为有限（Faggi等，2012年）。南北半球植物多样性分布与植物园布局的不均衡性，使得热带地区植物园在落实该战略时面临严峻挑战（Chen等，2009年）。我们认为，对巴西等生物多样性超丰富国家而言，目标8可能难以实现——鉴于其生态退化的规模，保护策略应聚焦于就地保护。此外，随着本土植物受威胁状态评估工作的推进，受威胁物种名录将持续扩增，物种保护压力亦将同步攀升。

巴西植物园受威胁物种的分布不均现象与其他研究揭示的格局一致。大量受威胁物种（254种，占比60%）仅存于单一植物园。欧洲植物园的评估显示，43%的受威胁分类群仅见于单个收藏机构（Sharrock和Jones，2011年）；墨西哥植物园调查则记录有33.5%的物种局限于一园（Caballero，2013年）。北美地区近半数濒危分类群仅存于一处收藏（Hird和Kramer，2013年）；南非红色名录物种中64%为单一机构保存（SANBI，2006年）。

这引发了人们对这些物种在种植中的安全性的担忧，因为这些收藏会受到随机事件的影响，如病虫害、火灾、盗窃和恶劣天气条件（Maunder等人，2001b）。此外，鉴于巴西收藏中只有一个个体代表的物种比例很大，我们可以假设没有种内遗传多样性采样，这会影响收藏的质量，并表明雌雄异株物种或自交不亲和物种的有性繁殖可能存在问题。此外，当收藏更换主管或园艺师，园艺投资水平下降时，收藏的多样性可能会大幅下降。

这项研究表明，大多数巴西植物园没有采用标准规范来指导生物材料的收集。采样规范对于指导建立具有遗传代表性的采集至关重要（Havens等人，2004年）。尽管一些材料的来源不明，但来自野生来源的材料比例很大（48%），这是巴西植物收藏的一个积极特征。

巴西植物园需要改进采集数据的管理。所有这些数据以及在植物存续期间积累的数据的维护为收集增加了重要的价值和重要性（Leadlay & Greene，1998）。迫切需要一个国家植物记录系统，而不是Excel软件，该软件已被许多植物园广泛采用。一个数据库可以整合该机构的各种收藏，并快速访问与物种和标本相关的信息，这是随着时间的推移优化收藏管理和监测的重要工具。它对于确保数据的长期安全也非常重要。

监测和评估藏（Aplin，2008；Bedini和Carta，2010；Sutherland和Cosgrove，2010；Rae，2011）是一个紧迫的问题。这些过程对于指导收藏的管理和提高其用于保护目的的实用性至关重要。园艺技能和策展活动的质量会对收藏的动态产生很大影响（Maunder等人，2001b）。因此，随着时间的推移对收藏进行定期审查是改进收藏管理的重要一步。例如，对收藏趋势的分析导致了在爱丁堡皇家植物园建立了提高野生来源材料百分比的目标（Rae，2011）。在某些情况下，评估显示了一个令人震惊的现实，即大部分收藏的研究或保护价值有限（Aplin，2008）。

尽管巴西植物园将环境教育、物种保护与科学研究确立为战略核心，但本研究表明亟需通过优化实践实现效能跃升。以豆科植物威尔逊松塔豆（Dimorphandra wilsonii）为例，贝洛奥里藏特植物园（FZBBH）联合多家机构组建多学科物种恢复团队，开展涵盖栽培管理、物候观测、遗传解析、繁殖生物学及野外回归等系统性研究（Fernandes et al., 2007; Fonseca et al., 2010; 2012; Fernandes & Rego, 2014）。该项目不仅推动制定了该物种专项行动计划，更为巴西多学科保护研究提供了范式参考（Martins et al., 2014）。

当前有限的物种回归实践表明，植物园尚未建立系统化的保护整合机制。亟需加大对植物栽培繁殖等应用研究的投入，为野外回归及生态修复项目提供科技支撑。另一个潜在突破点在于将栽培技术研发与遏制野生资源非法贸易相结合。例如，墨西哥国立自治大学植物园针对国家红色名录中31%的受威胁物种开发了人工繁育规程，有效缓解了这些物种的盗采压力（Caballero, 2013）。

一些收藏的保护价值有限，但其展示与教育功能具有巨大价值，可整合到筹措保护资金、提升公众意识的计划中（Maunder等, 2001a）。

植物园应运用最有效的工具直接支持物种野外存续，具体可通过开展物种恢复工作——包括原地种群管理、生态系统修复及适时实施野外回归（Maunder等人，2004年）。我们还认为，为确保保护效能，植物园应建立最高标准的记录与鉴定体系（Rae，2011）。

建议巴西植物园借鉴美国、澳大利亚及荷兰等国广泛采用的国家收藏模式。传统模式侧重特定植物类群的分类学代表性，我们主张巴西应创新构建以区域性/州级保护为核心的卓越中心。此类中心需重点建立科研与园艺能力，为特定植物类群保护提供系统性支撑。

植物园资源的高效利用实践框架

（1） 国家与区域战略导向：植物园设施的有效利用需依托国家与区域战略导向提升保护效能，通过定向配置植物园专业资源来遏制物种灭绝。各植物园应组建区域植物保护行动组，协作制定并实施机构保护计划与收藏规划方案，其投资导向应以防范灭绝风险为核心，而非单纯追求受威胁物种收藏数量的增长（如GSPC目标8所强调）。这种以物种存续为导向的保护战略需平衡就地保护与迁地保护实践。理想情况下，新建植物园应选址于植物保护需求最迫切的区域，推动保护工作的整体协同。

（2）专项突破方向：倡导植物园建立面向优先保护受威胁植物类群的国家卓越中心。通过整合物种恢复、栖息地修复等领域的科研与园艺专长，构建遏制物种灭绝的技术体系。此举亟需重点培育植物园当前保护薄弱的类群（如菊科、豆科）的保护生物学研究平台与保护管理能力。

（3） 质量规范： 建立国家层面的管理标准化体系，包括数字化建档规范、群体遗传管理规程等质量指标，以此提升迁地群体遗传完整性与保护有效性。

（4）协作网络：区域性保护行动与植物园卓越中心需建立协同创新机制，通过与高等院校、种质资源库及自然保护地管理机构的深度合作，实现技术资源与生态资源的优化配置。

（5）人才培养：重点培养精通保护遗传学与恢复生态学的专业技术团队，特别是具备物种回归技术能力的园艺师和活植物收藏管理专家。

（6）公众教育：植物园教育项目应构建多维传播框架，着力阐释巴西植物多样性的全球价值，解析本土区域植物多样性的独特性，展示区域特有保护挑战及植物保护的创新成果。通过体验式科教模块重塑公众生物多样性价值观。

过去数十年间，巴西植物园在植物保护领域的贡献有所提升，但其珍稀植物资源在科研应用、种群恢复、野外回归及生态修复等关键环节的利用率仍显不足。值得关注的是，《巴西植物名录》和《国家红色名录》的编篡完成，使巴西植物园通过战略调整实现科研目标与保护优先事项的有机统一提供了重要契机。

有鉴于此，为了使植物园在保护工作中发挥更有效的作用，我们认为植物园必须重新定位自身角色：从单纯的迁地保护实体转向以遏止植物灭绝为核心目标的综合性保护机构。这种角色重构将有助于充分发挥植物园在生物多样性保护中的战略价值，推动实现从移栽保育到系统性保护的根本性转变。

延伸阅读：

da Costa M, Maunder M, Pereira T S, Peixoto A L (2017) Brazilian Botanic Gardens: an Assessment of Conservation Capacity. Sibbaldia: The International Journal of Botanic Garden Horticulture, 14, 97-117. doi:10.24823/Sibbaldia.2016.194

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