【内容提要】
“活植物收集计划”作为一项跨十年的科学实践，以阿诺德树木园百年积淀的植物收藏为核心，正逐步编织全球植物多样性的经纬。项目启动一年间，科研团队以历史积淀为基础，以气候变化响应为导向，再次面向全球温带地区收集物种，使其活植物收藏向未来延伸探索。2016年夏秋的野外采集行动，如同植物猎人重启全球温带植物远征，将来自不同生态区的珍稀种源材料纳入阿诺德树木园保育网络，新引入的植株在现代繁殖设施中经历从种子到幼苗的蜕变，预示着活体基因库的生态拼图正被悄然补全。
园艺学家安德鲁·加平斯基通过系列文章为公众揭开科学帷幕，详述从实验温室苗圃到林地的生命迁徙之路：每一株植物的定植都是精密的空间方程式运算，需平衡土壤微生态、气候适应性与群落竞争关系。而更深层的挑战在于维系活植物典藏收藏的“活力”——如何让跨越经纬迁徙的植物在异域他乡延续进化轨迹，如何在有限园地中构建可持续的模拟生态系统，这些命题如同年轮般镌刻在每一季的养护日志里。
这项计划既是自然遗产的守护工程，也是生态科学的动态实验场。当新根系扎入历史深厚的土壤，树木园正以十年为刻度书写一部关于生命网络重构的跨界史诗，值得我国国家植物园借鉴与深思。
从中国引入湖北紫荆（Cercis glabra Pamp.）
从中国引入天目玉兰（Yulania amoena, 登录号 385-2012-A）
1 引言
从种源到定植：植物收集的全周期科学实践
从种源获取到进入阿诺德树木园的繁殖设施，每一份待定植的植物样本都经历了规划、采集与培育的漫长周期，凝聚着大量时间与资源投入。为确保新引种植物的成功定植及现存 15,000 份活体标本的健康生长，树木园组建了由高技能园艺专家构成的专业团队。作为“植物健康护理综合计划”的核心环节，该团队全程参与从选址种植到美学修剪与矫正性整形修剪、土壤健康管理，直至应对各类植物胁迫因子的全链条工作。在占地 113.7 公顷的园区内，阿诺德树木园正为 “活植物收集计划”（Friedman et al. 2016）的新增引种潮进行系统性准备 —— 该计划旨在未来十年内完成 400 个目标分类单元的引种与培育。
历史分类体系与微环境利用的当代实践
树木园的历史收集框架基于 19 世纪末构建的边沁 — 胡克植物分类系统，其核心逻辑是将物种按属归组，以演化进程为脉络展开布局：例如将木兰科等早期开花植物置于园区主入口区域。尽管现代分类系统已发生显著变迁，但边沁—胡克系统仍为新引种植物的定植提供基础框架。与此同时，园区对独特微环境的利用研究持续深化，通过精准调控温度、湿度、光照及土壤类型等变量因子，为特定物种的成功培育提供科学支撑。位于布西山南麓的 “探索者花园” 即为典型案例：该区域长期作为新英格兰地区边缘耐寒物种的评估基地，成功驯化多种在本地传统栽培条件下难以存活的植物类群。
新景观构建：分类学、功能性与美学的协同创新
园区持续推进新景观单元的拓展，2002 年落成的莱文特里特灌木与藤蔓花园，专为满足喜阳灌木及藤蔓植物的展示需求而设计；2011 年竣工的韦尔德山研究大楼周边景观，则依托树木园科研枢纽的区位优势，开辟了新型植物收集区的建设空间。无论是基于分类学逻辑、主题叙事需求，还是美学呈现与栽培实用性考量，每一株新植株在历史景观中的定植，均需经过深思熟虑的科学决策流程，并严格遵循现代园艺实践的技术规范。
图1 探险家花园以其微气候环境成为试验未知耐寒性新种质的理想场所
图中从前景到背景分别为淀川杜鹃北汉山变种（Rhododendron yedoense var. poukhanense）、流苏树（Chionanthus retusus）以及金缕梅科银刷树属杂交种（Fothergilla hybrids）。摄影：Richard Schulhof。
2 三思而行：植物移栽定植之匠心独运
在阿诺德树木园达纳温室及周边苗圃培育3-7载后，每年8月启动遴选永久收藏植株移栽定植。温室团队将对生产设施中所有登录个体定植进行全面评估，甄别植株是否足够健壮并适合移植，并提出初步建议。基于引种和园圃栽培的详实数据，植物生产与园艺主管及活植物收藏主任将亲临考察每株候选植物，进行最终裁决。理想状态下，同源登录材料应有多个成功培育的植株个体，最大限度地确保该登录种质谱系能经受培育周期的考验并实现长期存续。通过对同源植株进行全株健康、长势、形态特征及根系发育的系统比对，将基于综合状况对植株个体进行分级评定。此间还将确定该物种更适宜春植或秋植的定植时间，以栎属（Quercus spp.）、山毛榉属（Fagus spp.）及鹅耳枥属（Carpinus spp.）为例，其秋植存活率普遍偏低，而包括多数针叶树种在内的其他植物秋植则能良好适应。近年来，夏季干旱频发且持续至深秋，秋植计划屡遭缩减或延迟。若气候条件适宜，提前完成秋植可有效缓解春季工作压力。尽管如此，绝大多数植物移栽定植仍集中于春季进行，此时昼夜温差显著且降水充沛，为根系发育创造了理想条件。根据永久收藏所需同源植株数量（通常为3-4株），剩余个体将优先提供给其他植物科研机构。此类资源共享机制，实则为珍贵种质资源构建了异地备份的保险，以防树木园内植株遭遇意外损失。
图2 移栽定植前待移植定植植株综合评估
园艺经理安德鲁·加平斯基（Andrew Gapinski）、植物生产部经理蒂芙尼·恩岑巴赫（Tiffany Enzenbacher）以及植物记录部经理凯尔·波特（Kyle Port）对瑞士五针松（Pinus cembra，登录号237-2001）的登录植株进行全面的健康、长势活力、形态和根系发育的比较评估，并根据其状况赋予相应的等级。这些信息将用于判断每株植物是否已具备移植至永久收藏区定植的条件。
确定待移植名录后，选址工作旋即展开。历经近150年的系统性建设，如何在现有景观中为每年新增的约250株永久收藏植物觅得栖身之所，已成为极具挑战性的课题。规划初期，研究者将根据物种分类单元（科属等）、已知越冬抗寒性、水分需求、种质资源价值，及其在园区景观营造中的美学与功能特性等多重参数，在图纸上初步划定种植区域。鉴于活植物收藏暴露于干旱、病害、冬季风暴等多元环境压力，高价值谱系常以多点复制形式布局于园区不同区域，形成内部备份网络。常规操作下，同源登录材料多集中于同一收藏区域，偶有少量个体另植他处。以谷地路旁的鹅耳枥收藏区为例，该区域珍贵树种密集，发展空间已近饱和。新增种质时，或仅在核心区保留一株，其余同源个体则集群式栽植于其他区域。为避免景观呈现零散化，近年着力构建“次级节点”景观，使同属新登录种质能在核心区外形成组团式分布。彼得斯山丘的数个鹅耳枥聚集区即为该策略的实践范例。
阿诺德树木园划设的71个园艺管理区（horticultural zones）分别由7位园艺师负责日常养护。入秋后，每株植物的具体栽植点将由园艺主管、活植物收藏主任及责任园艺师共同踏勘确定。选址处将竖立标注物种学名及登录编号的木桩标识。鉴于多数移植集中于翌年春季实施，园艺师将于封冻前翻整标记点土壤，此举既可强化定位（避免冬季标识遗失），又能根据需要进行土壤改良，同时利用冻融作用使翻整后的土壤更疏松。
图3 穗花槭定植地遴选
标志旗与木桩标示了由纽约州阿迪朗达克山脉采集的种子繁育出的穗花槭（Acer spicatum, 登录号270-2010-B）新选定的种植地点，该繁育工作由植物园工作人员完成。
专栏1 拓土开疆：活植物收藏的拓展征程
活植物收藏计划正如火如荼地推进，来自世界各地的种子已在达纳温室中破土萌发。作为园艺部主管，面对培育全球新奇植物的挑战，既紧张又兴奋。作为典藏的守护者，需直面诸多难题：如何开辟新空间？如何在有限土地上为新物种铺路？为此，团队正以战略视角审视园区——评估每一株植物的收藏价值、优化多样化微生境的利用效率、将威胁转化为保护契机、锁定亟需修复的荒地，以及探索如何“开拓疆域”。
吐故纳新
并非每一株植物都具有同等价值。对看似健康的植株进行“注销移除”，虽是艰难抉择，却如博物馆典藏更迭——旧藏的离场与新藏的入驻同等重要。为践行树木园的使命，以有限资源（空间与人力）进行精准配置，并依据《活植物收藏典藏政策》（Arnold Arboretum 2016）综合评估持续保育的可行性，衡量其潜在生态成本。
图4 吐故纳新，为中国陕西元宝枫定居移除挪威槭
2015年，移除了四株收藏价值较低的挪威槭（Acer platanoides）栽培变种，为槭树园核心区腾出珍贵空间以栽植高优先级新种质。在腾出的空地上，种下一株2010年9月北美中国植物考察联盟（NACPEC）在中国陕西野外采集的元宝枫（Acer truncatum，登录号629-2010-A）。
失管区域边界复垦
当务之急是整治历史上曾遭弃管的区域。园艺团队正全力清理那些被自然林地吞噬、遭入侵杂草侵占的馆藏区。
图5 山核桃植物区的西南边缘林地清理成为典藏扩展的新空间
数十年来，山核桃植物区的西南边缘（如图）逐渐被中央林地侵蚀。这片逾一英亩的珍贵土地将在清理后成为典藏扩展的新空间。
化困境为转机：拯救感染病虫害植物
乔木、灌木、藤蔓不断承受着生物与非生物胁迫的重压。面对不可抗力，阿诺德树木园以三级响应机制守护核心典藏，在危机中捕捉重生契机。
图6 园艺师斯科特·格林肖为高价值白蜡树喷药
自2002年随木质包装潜入密歇根州，翡翠灰螟（EAB）已摧毁北美中东部梣属（Fraxinus spp.）种群。通过与麻省自然资源保护部共建早期预警体系，树木园率先在波士顿市发现虫情。对146株典藏梣属树木实施分级评估后，51株低价值个体被标记：15株病危株立即移除，余下36株继续作为监测样本。对95株高价值植株启动综合保护计划：药物防护结合克隆繁育，关键谱系的枝条（含芽体）更被送往美国农业部种质资源国家实验室进行超低温保存。图中园艺师斯科特·格林肖（Scott Grimshaw）正在为高价值白蜡树喷药。
微生境的潜力重构
全园不同区域的土壤湿度、年极端低温等环境因子差异显著，这些环境异质性正是物种选址的关键考量。阿诺德树木园正大力整治特殊生境，为新引入收藏物种做准备。
图7 园艺师格雷格·拉普拉姆清理谷地路旁裸露岩层积土
2016年伊莎贝拉·韦尔斯·亨尼韦尔实习生团队投身“岩石园”营造工程（图中园艺师格雷格·拉普拉姆正清理谷地路旁裸露岩层的积土）。借助天然岩层地貌，我们将构建适应贫瘠碎石生境的植物王国——地延仙人掌（Opuntia homifusa）、多种麻黄属（Ephedra）植物、岷江百合（Lilium regale）等活体典藏名录中的瑰宝，正跃跃欲试等待在此安家。
湖北紫荆（Cercis glabra，登录号637-2010）合格植株（标记为A、B、C等个体），其选址逻辑堪称科学决策的典范。该种由活植物收藏主任迈克尔·多斯曼（Michael Dosmann）于2010年9月参与中美植物考察联盟（NACPEC）陕西科考时引种，其定植过程深刻展现了系统性选址思维。此前该物种在树木园历经多次引种均告失败，有限的驯化史为此次决策平添难度。针对紫荆属植物抗寒性存疑的特性，我们依托园区长期积累的小气候研究成果（Dosmann 2015），通过微生境精准调控提升存活概率。树木园连绵起伏的地形促使冷空气自伯西山、铁杉山、彼得斯山等高海拔区域向谷地沉降，形成独特的温度梯度带。典型年份中，这些高海拔的“高温点”冬季极端低温可达7区（年均温-17.8至-12.2℃），而6区（-23.3至-17.8℃）的气候条件在园内更常见，这种热力学格局为抗寒性临界物种的选址提供了关键决策依据。
2015 年春，6株登录号 637-2010 的湖北紫荆待植。当时决定：三株于当年春季种植，一株（637-2010-A）种植于位于巴士山南侧、中国小径沿线的探险者花园微气候区，另外两株（B 和 C）则归植于豆科植物区；剩余三株（D、E、F）暂留温室作为储备，以防耐寒性出现问题。2015 - 2016 年的冬季成为耐寒性的真正考验，布拉德利蔷薇科植物区记录到- 25.8℃（5 区）的季节性低温，这是树木园 57 年来记录的最低温度。2016 年春观察发现，探险者花园的湖北紫荆萌发新芽，未见枯死迹象；豆科植物区的植株仅现30.5-61.0 cm幅度时枝梢枯萎。喜见苗木具有足够耐寒力，剩余三株湖北紫荆便种植于树木园的韦尔德山研究楼周边景观带中，旨在彰显其观赏价值、植物学与分类学意义，更为新发展的韦尔德山园区增添历史性探索故事。进而可见种植布局之用心——新栽植区距前期种植点相隔近1.6公里之遥。这项战略性的空间隔离设置，实则体现了现代化植物园建设中“双重备份管理”的核心要义：通过地理分隔降低病虫害传播风险，为珍稀活体标本构筑起双重保护屏障。
图8 韦尔德山科研区栽植的湖北紫荆（Cercis glabra，登录号637-2010-D）绽放花姿。摄影：William (Ned) Friedman
3 移栽定植季
当春日悄然临近，阿诺德树木园启动了一连串严谨的生态响应机制：紧密监测冻土消融进程与土壤墒情，在气温回升至临界点时开启移植作业程序。为确保种群最优化配置，实施三步骤操作——首先重新校准移栽定植名录的生态位矩阵，继而开展苗圃终验实地巡查，最后根据苗木越冬生存率动态修正方案。以2014-2015年度为例，波士顿地区创纪录的280.9 cm积雪量（洛根机场气象数据）引发了多模态气候灾害：春融期的反复相变作用导致苗圃遭受复合型机械损伤。以山茱萸幼树为例，其低位侧枝在积雪塑性流动过程中呈现出典型的拉扯分离。针对该逆境胁迫，项目组重新审视种质资源秋评数据库，对近缘种进行三维形貌扫描与木质素损伤建模，最终依据创伤响应系数重构了苗木适应性优先顺序。
专栏2 壤力维新：关注土壤健康
为确保“活体收藏计划”即将引进的近400个分类群在树木园扎根繁衍、永续共生，我们致力于为每株活植物标本营造最适生境。园艺部正全面优化植物健康与景观管理体系，以最高园艺标准为新成员的成功落户提供最大的成活可能。评估园区土壤现状，并制定与实施改善全园土壤健康的策略，已成为优先要务。
随着对土壤重要性认识的不断提高，尤其是在与植物健康相关方面 —— 联合国将2015年定为“国际土壤年” 即彰显了这一认知趋势。作为全球最大的陆地碳汇库，土壤封存着近百亿吨本将逸散于大气的碳元素(Dungait et al. 2012)；亦是支撑植被生长的三维生命网络：其养分循环系统如母体之脐，滋润根系；持水基质宛若天成海绵，涵养旱涝；孔隙结构中更孕有数千菌种形成的“暗物质群落”，维系着精妙的物质能量平衡(USDA,2016)。对土壤生态的精心守护，实乃延续生命收藏不朽生机的根本之道。
廿载求索，水土同调。回溯上世纪末本世纪初，阿诺德树木园通过系统性土壤普查，揭示了部分区域的强酸化和营养贫瘠问题，此举促成大规模施用石灰及矿质肥料，使受胁树种重现生机。近 10 年来，随着专业人员更迭，土壤研究转入点状应对阶段，仅在植株衰败时实施局部治理。而今，“活体收藏计划”重启带来转折——我们以全域视域重构土壤健康监测网络，力求构建长效管护机制。
2015年，借助伊莎贝拉·韦尔斯·亨尼威尔实习项目的支持，团队完成首轮园区全域土壤理化性质普查及微生物过程解析，绘制出首份数字土壤图谱。通过地理信息系统(GIS)平台，百余个采样点的pH值、有机质含量等 20 余项指标实现空间可视化。此技术突破使沙壤、粘壤等过渡带的隐性退化病灶得以显形，改写了传统电子表格数据仅呈碎片化信息的历史。更令人振奋的是，我们同步创建了土壤改良措施空间数据库，以期通过长期观测揭示各管理措施的时空效能，为动态优化决策提供依据。
科学攻坚需广纳智慧。树木园正筹建土壤科学顾问委员会，汇聚哈佛大学等顶尖机构的地质、森林土壤、堆肥工艺等领域专家。该智库将从基岩地质机理、林窗凋落物转化模型等维度，助力解析深藏土体中的生态密码。这种协同机制，将推动经典农艺措施与现代生态工程的融合创新，使树木园成为探索城市森林土壤修复范式的试验场。
图9 阿诺德树木园土壤pH测定空间可视化
堆肥与覆盖物管理体系的革新亦在推进。是秋，首次在园林化环境中试验种植犁耕萝卜（Raphanus sativus）——这种以巨根穿岩之力自然疏解板结的绿肥作物，其主根可长达1.8 m，基部直径逾5 cm（USDA, 2012）。秋播的萝卜经霜冻分解后，将在土壤中形成天然孔道并释放养分（USDA, 2012）。若八月下旬后造访本园，或会邂逅四块6 m 见方的围栏试验区：在此可见对比撒播、打孔撒播、条播、打孔条播四种播种法，配合是否施用叶堆肥覆盖，探索这种农用覆盖作物在城市半荫生境中的适应性。若试验成功，犁耕萝卜或将成为本园土壤管理的生力军。我们誓将在这片试验田里，以躬身实践浇灌出最佳管理范式。
培育健康土壤以营造全球温带植物的理想生境，是树木园“植物健康计划”的核心要义。通过这种动态适应的管理模式，既为即将入驻的400个新类群铺就健康土壤环境，亦为现有收藏打造更宜居的家园。
图10 椴属植物收藏区的萝卜耕作试验田
在完成所有核查程序后，一份名为“种植公报”（planting bulletins）的清单将以系统性方式分发至活植物收藏管理员处。当物种移植优先级确定并通过终审时，这些简报将包含植物登录号、物种名称、当前苗圃位置与最终定植点位等关键信息。简报发布后首先触发植物档案管理部门启动重要数据库更新，随之生成每株迁移植物的永久标识铭牌。植株离开培育基地前，须将永久标签与临时苗圃标签进行双重核验以防错漏。待完成这些工序，园艺师将获准启动挖掘程序。最佳移植窗口期要确保在植物萌芽前完成作业，桦木属（Betula spp.）、苹果属（Malus spp.）等抽芽较早的物种因此被列为优先移植目标，出现在早期种植公报前列。而梣属（Fraxinus spp.）、栎属（Quercus spp.）等休眠期较长的物种则可在苗圃中延续培植周期。由于容器栽培植物根系损伤风险较低，其定植顺序通常安排在最末。
采用“土球包扎移栽法”（B&B工艺技术）时，须先以树干为中心环状掘取土壤。关键技术参数要求：每2.5厘米树干直径对应30.5厘米土球直径设计标准。如胸径3.8厘米的植株，其土球横径应达 91.4厘米。挖掘过程中需用专业修枝剪齐整切割粗壮根系，同时对根系异常状况进行标记与针对性处理。土球成型且完成主土体剥离后，采用双层麻布对土球进行封闭式包裹，并以草绳密集捆扎以保持土球紧实度——该操作既可防止土球崩解，又能有效抑制脱水。工艺完成后，必须第一时间将B&B处理植株运送至最终定植点位。
图11 莫顿树木园园艺师斯科特·格里姆肖核对待移植活体植株的土球包扎数据，确保其符合活体标本迁移标准
【定植环节】当移栽定植苗木抵达现场，首务在于精准挖掘定植穴——需要格外留意根球高度以防过深。根颈（树干向根系过渡的关键区域）必须与原始地表齐平或略高，此部位绝不可被土壤或覆盖层掩埋，因这里承担着植物至关重要的气体交换过程。任何覆盖都可能导致次生根生长紊乱及缠根现象。
遵循规范流程，首先保持麻布包裹结构完整地将根球置入穴中，精细调整至完美定植深度，此时需环树一周以确认树干垂直。随后移除大部分（至少95%）固定用麻布和麻绳。回填原生土壤后，铺设7.6-10.2厘米厚度的有机覆盖层，但须注意隔离根颈区域。首次浇灌必须渗润整个根域，既润泽根须又促成根土紧密贴合。新植苗木定植首年及未来任何旱季都需定期灌溉补充水分制度。
【档案管理与标识维护】在完成特定“种植公报”中的所有植株定植完毕后，需及时知会植物记录主管进行点位标定。每棵树都将获得毫米级精度的GPS坐标存档。替换永久标识牌时，须彻底清理临时标牌并依生长状态重置编号牌。
图12 树木园园艺师斯科特・格里姆肖（Scott Grimshaw）与雷切尔・布林克曼（Rachel Brinkman）为一株天目玉兰（Yulania amoena, 登录号 385-2012-A）缠裹麻布的土球系紧麻绳，为其从西部苗圃迁至探险者花园 “中国小径” 旁的新址做准备
图13 园艺师马克・沃尔卡马（Mark Walkama）与韦斯・卡洛赫（Wes Kalloch）栽种一株野黑樱桃（Prunus serotina，登录号 602-2008-B），在回填原土前仔细拆除土球外的麻绳与麻布
图14 浇水是新种植苗木成活的关键。树木园采用人工浇灌与自动灌溉双重系统，如图中园艺师格雷格・拉普卢姆（Greg LaPlume）在翻新后的亨纽威尔大楼前种植区安装自动灌溉设备
4 精心呵护植物景观
虽然从植物引种到定植的每个环节都经过了周密规划与资源投入，但对这些活植物收藏的双重呵护——既作为科研典藏又视为园艺资产的全方位养护工作，此刻方才展开。植物园的策展团队运用空间定位、生态标识、定期清点评估三大支柱体系，持续追踪每项引种的生命轨迹，详尽记录生长态势、健康指标、损伤修复等多元数据。而园艺管理领域，通过美学整形与机能矫正修剪构建植物美学，实施杂草竞争抑制与土壤健康管理维持生态平衡，并建立三级响应机制：监测识别病虫害压力与干旱胁迫等逆境因子、评估风险等级、精准实施防护措施，力求维持植株茁壮生长。
为确保典藏种质资源永续传承，育苗团队肩负重要使命：持续从现有植株采撷插穗接穗等无性繁殖材料，维系珍贵遗传谱系。通过克隆复壮濒危个体、繁育种质赠予全球科研机构，让生命之链生生不息。随着“活植物收集计划”科考进入第二年，温室里新生的遗传品系与物种分类群正翘首待发，我们既欣喜又忐忑地筹备首批科考引种苗木的移栽大典——这标志着一场融合挑战与机遇的生态交响即将在露天典藏区恢弘奏响。
图15 本地 “山羊景观维护”公司 的山羊特邀驻场，负责清理树木园部分区域的杂草丛及入侵物种（如沙棘、南蛇藤）。齿间清风过处，还原生态本真
延伸阅读：Gapinski A （2016） Rooted in the collections. Arnoldia, 74(2): 2 - 14.
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