【编者按】此次疫情期间，为了让大家足不出户也能赏花，上海辰山植物园推出了“云赏花”系列互动直播。由园区的工程师、博士、植物达人们带着大家一边赏花，一边了解相关的植物知识。“云赏花”已推出13期，主要以“科普游园”为主，受到市民的欢迎，收看人数近10万人。今年4月26日是上海辰山植物园开园十周年纪念。在人类历史上，植物园经历了怎样的发展历程？作为城市中的绿地，植物园又具有怎样的功能？上海辰山植物园执行园长胡永红日前在全球植物保育大会上就此发表演讲，阐述了个人观点。
自人类诞生以来，植物就是我们在自然界的一个重要朋友。随着人类社会的发展，植物园成为人们尤其是城市人的一方休憩天地。纵观历史，发源于博物学的植物园，绝非单纯学术研究的象牙塔，它是农作物、经济作物发展的推手，是人类文明、全球化战略的执行者，一度让世界格局重新洗牌。不过，随着20世纪后期分子生物学的快速发展，基础性植物学开始没落，植物园的功能逐步淡化，正在被各现代学科分别取代。曾经的“草药”功能，可以被合成生物学、药学取代。曾经的“种植”功能，可以被农业产业链取代。曾经的“观赏”功能，可以被现代公园、博物馆或专业展览取代。
时至今日，全球现存3000多座植物园，其中有近200座左右在中国。而大众眼里，“植物园”和“公园”的概念已经区别不大。那么，今天的植物园还能做什么？这是我们需要思考的时代命题。
植物园的“前世”：关于咖啡和茶叶的故事
1545年，世界上第一个现代植物园在意大利帕多瓦诞生。它的功能偏向于“草药园”和“教学园”。此后，波兰的布雷斯劳植物园，德国的海德尔堡植物园、卡塞尔植物园和莱比锡植物园，荷兰的莱顿植物园、法国的蒙特皮利植物园等，如雨后春笋，纷纷冒出。
到了18世纪，植物园从关注草药，渐渐转为关注观赏植物和作物研究。那是一个大航海时代，也是殖民时代。成千上万的外来植物被运到欧洲的花园中进行分类。彼时，植物园的价值无可替代。它推动了世界经济的发展，经济作物成为殖民者的目标和追求。比如，在英国农奴制度下，土地所有者在印度西部用甘蔗、烟草等发财致富。西班牙的征服者则强迫当地的人民透露燃料作物的生产经验。
一个典型的例子是咖啡。自从18世纪荷兰殖民者在印度发现了咖啡，咖啡种植园便在爪哇、苏门答腊岛、巴厘岛等殖民地遍地开花。他们把种子从爪哇运回阿姆斯特丹在温室进行繁殖，然后将该种子传入欧洲其他国家。接着，法国人在印度西部的马提尼克岛建立咖啡种植园，葡萄牙人把咖啡种子从他们的殖民地果阿带到巴西，而西班牙人则从古巴把种子带到巴西。由此，咖啡这一经济作物在世界上得到迅速传播。
进入19世纪，以英国邱园为代表的欧洲植物园拥有更大的野心——响应国家的战略资源需求，频繁进行植物考察和收集。邱园派出了很多植物学家、探险者前往更加遥远的地方，雄心勃勃地挖掘全球植物资源。对他们来说，经营扩大植物园就像发现新大陆一样兴奋。
也是那时，一株小小的植物，影响到了中国的历史进程。那就是茶叶。
当茶叶成为欧洲上流社会的时髦饮品后，为了源源不断在中国继续获取茶叶等贸易物资，英国想尽一切办法。据史料记载，当时西方与中国的主要外贸商品就是茶叶、丝绸和瓷器这三样。许多洋行在上海集中设点，主要原因也是上海靠近茶叶和丝绸产区。为了打开中国市场，获得这些物资，洋行们不惜采取用鸦片跟中国交换的方法。由此，这也成为“鸦片战争”的重要引子。
那么，除了贸易交换，有没有一劳永逸的办法把茶叶占为己有？据相关史料记载，英国植物学家福钧几次深入中国冒险，盗取茶苗。每一次都需要经历几个月的海上历险，虽失败了多次，但他仍不放弃，终于把茶苗成功盗了回来。可见，背后有多么强大的利益驱动。从此，全球贸易市场上，中国茶的地位迅速下降，欧洲的茶叶占据上风。从某种程度上说，植物也被赋予了一定的战略地位。
植物园的“今生”：留存物种的诺亚方舟
上面，我简单回顾了植物发展史上的一些重要事件和片段。接下来，我想从生态学的角度来谈谈植物的重要性。
有一类植物，它是北半球的重要树种，在中国非常常见，其三分之一的物种分布在中国。这类植物的名字是壳斗科。别小看壳斗科这样常见的普通植物，人类文明的发展、国家未来的决策依据，都与它息息相关。
十多年来，上海辰山植物园对中国栎属（壳斗科，占中国天然林总面积的13.7%）植物进行了一系列研究，发现它之所以在中国种类如此丰富，取决于华南和西南地区复杂多变的地势地形与季风气候。常绿栎属植物的多样性，随气候变化、地势变化而增加。这就意味着，它是一个非常理想的气候指示指标。当我们研究它的种类和分布规律时，往过去看，可以找到几百年来中国气候的变化规律；往未来看，可以预见今后的气候变化走势。另外，通过它的种群变化，可以提前预警乃至帮助政府决策做参考。
这就是植物与人类的关系。人类的命运与自然生态息息相关。濒危物种保育之所以重要，正是基于这样一个前提：人类以及所有其他生物的存在都离不开植物！某些植物物种的灭绝，可能会导致生态链某个环节断裂，生态系统遭到破坏，首当其冲活不下去的可能是人类，而不是自然界。地球的自然生态经过千百年的自然演化可以自己慢慢修复，但人类就未必能等到那一天了。
尤其20世纪中后期，全球变暖、环境变迁、自然灾害和人为破坏风险等多种因素，令全球物种逐渐减少。人们已经开始意识到，保护生物多样性，就是保护人类自己。因此，进行濒危植物的保育，留下物种的种子，显得极其重要。而在所有可以从事植物保育工作的机构里，除了科研院所、大学、实验室等，植物园拥有一项独特优势——迁地保育。
当某种植物的生境遭到破坏，如丛林被烧、山头崩塌等，植物无法在原有环境活下来了，它可以被迁到植物园里。拥有一定规模面积、空间优势的植物园，对它精心呵护，进行保育，留下种子。待到自然生境再度恢复，植物园能把植物重新种回去，修复毁坏前的生态链。植物园的迁地保育就仿佛一艘诺亚方舟，为人类文明留存物种。
如今，据植物学家统计，世界上有100，000种植物（占全球植物总数的1\3）正面临灭绝的危险。目前，已经有2000多个植物园投身到全球植物保护工作中来，共同形成了世界植物保护网络。
而中国作为大国，理应担负起更大的责任。2020年，联合国生物多样性公约第15届缔约方大会将在中国昆明举办。这意味着，从全球人类文明的高度，保护生态体系、濒危动植物，中国在未来将会更加积极主动承担大国使命。
植物园如何做好城市的园艺师
21世纪是城市世纪。快速城市化的中国更是如此。以上海为例，这里交通四通八达，公共空间错综复杂。每天，大规模的人流、车流移动、交汇。这座寸土寸金的城市，哪里才能容下植物呢？
利用高架桥的桥墩种花种草是一个办法。如果城市里密布的高架桥下也能大面积变绿，那么城市景观、人均绿化将会大幅提升。可是，缺少阳光、没有雨露，还有扬尘尾气侵袭，高架桥下的环境如此恶劣，植物怎样生长？
最大的难点来自低光照。园林部门曾在高架桥下种绿化，在高架桥柱上种植爬藤植物，但生长情况都不佳，特别是东西向的高架桥，光照条件更差，种植的植物大多“半死不活”。为了寻找到合适的植物品种，研究团队把初选出来的80种植物送入“魔鬼训练营”进行测试。历经数年，终于筛选出30种具有超强单项或综合抗性的植物，如花叶柊树、茶梅、美丽野扇花、小叶蚊母、金心胡颓子、意大利络石、多枝紫金牛、蓝冬青、金边六月雪等，这些植物形态各异，叶色花色不同，配搭组合，十分漂亮。
上海丰盈的雨水资源也被用到这片多项技术集成的绿墙上，安装在各个植物模块中的吸水材料、灌溉设施，运用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，雨水灌溉的稳定性基本达到自来水的水平，有效节约水资源。
如今，走在闵行区虹梅南路元江路高架桥下，一眼望去是成片“竖”起来的立体绿化。在暗沉沉的光照下，这片超过1000平方米的绿墙郁郁葱葱，叶片油光发亮，几十个品种搭配成灵动的图案，远看犹如一幅生机盎然的画。
这样的园艺集成技术，可批量化生产、模块化安装，快速增绿、迅速成景，并至少5年内不用更换植物。这也是辰山植物园探索的新方向——城市园艺。
城市处处需要绿化，需要植物修饰。但是走在上海的街头巷尾，一个直观感受扑面而来：上海的路面很硬。尽管行道树看似身姿挺拔，但它们根部的生长环境却十分恶劣，大多是硬质下垫面。而且，行道树周边致密坚硬的土壤中，往往还掺杂一定量的石砾、玻璃、混凝土块等建筑垃圾。此外，上海的地下水位较高，地下管线设施繁杂，沿海土壤的盐碱程度高，有限的空间、恶劣的土壤、生物活性低、不透水铺装，再加上车水马龙对土壤的压实等，城市里的许多树木生长不良。
这就是城市环境下的特殊生态。如何在维持车辆通行功能的同时，再造自然？如何在有限空间下，使植物获得长期可持续健康生长？如何在城市更新时结合市政设施，提升城市韧性，打造海绵城市？
大家动足脑筋，想出了不少办法。比如，上海有4种代表性行道树占比最大，它们是香樟、银杏、悬铃木和广玉兰。通过物理改良、生物改良、化学改良、土壤调理剂等综合技术，相关研究团队研发出适宜这4种行道树生长的栽植基质，并进行示范推广。其中，配方土由两部分混合而成：满足强度框架所需的石块、符合植物生长需求的土壤；采用绿化植物废弃物堆肥形成的有机肥料、生物炭和土壤调节剂。它主要用于人行道、停车场等硬质铺装绿化。上海中心城区的人行道往往只有2米左右，不仅人的行动受到限制，树木的生长空间也被限制，加上地下市政管线和上方的架空线，城市的树木仿佛被框死了。现在用配方土连通的方式扩展根系生长空间后，底部设置排水盲管，可消纳树池周边硬质地面产生的雨水径流。
值得一提的是，每年上海的文化品牌项目——辰山草地广播音乐节，已成为诸多沪上市民的习惯，为国内大型户外古典音乐会起到了很好的示范作用。而户外草坪音乐会所在的辰山植物园草地，其实也是一种“绿色剧场建造推广技术”。
在人口密集的中心城区，草坪是人们零距离亲近自然、改善生活质量的“粘合剂”。现在城市草坪最突出的问题是不可进入、不可踩踏、对公众开放程度低。通过探索和建造，辰山植物园在草坪技术上形成了自主知识产权的耐踩踏、低维护等方面的专利技术，整体风格为疏林草地，提高草坪场地的景观性和功能性，又形成一套有效的雨水循环利用系统，实现对城市零排放等生态效益。
城市是一个人造的巨大有机体。城市中，即便是小小的人造绿化，也与自然中野蛮生长、形成生态链条的绿色有本质区别。自然生态理论不适宜直接搬到城市。它需要多学科的跨界，不仅考虑植物与环境的关系，还得考虑植物与人的关系。其中可能涉及人类学、社会学、建筑规划学、景观学、心理学、经济学、行为学等。如此种种，城市与植物、生态如何互动，是一门新的学问。
辰山模式：从有形园子到无形平台
“辰山模式”一词最早用来形容辰山植物园2013年的一次国际兰花展举办模式，当时为了做大做强上海主题花展品牌，辰山植物园与媒体合作，为上海市民和海内外游客打造了一个精彩纷呈、影响力极高的国际赏花品牌，开创了一种全新的花展举办模式，一度成为当年业内津津乐道的一个热词。自此以后，“辰山模式”的概念和内涵不断延伸，在植物园业内多次被专家们提及。而如今，在探索和创新中，“辰山模式”有了更深的内涵理解和使命担当。
一是对接国家战略，顺应时代需求。成功的植物园必须承载国家战略和全球使命。16世纪以来跨大陆、跨地区、跨国家之间的植物引种驯化及其发掘利用，深刻改变了世界经济社会格局，甚至影响了一些国家的兴衰。其中，植物园对植物引种驯化的贡献无可置疑，比如茶、橡胶、咖啡、海岛棉 、西谷椰子等。最为突出的代表非英国皇家植物园邱园莫属。不少植物的野外栖息地后期遭受破坏逐步濒危甚至灭绝，但邱园却将这些稀有植物资源保存了下来，并发展了“就地保护”，客观上发挥了植物保护这一使命。目前其在保护生物学方面成果突出，建立了全球最大的“千年种子库”。
调查表明, 近年来我国植物园培育植物新品种1,352个、申报植物新品种权证494个、获国家授权新品种452个、推广园林观赏/绿化树种17,347种次、开发药品/药物748个、开发功能食品281个、推广果树新品种653个。其中中科院武汉植物园开展的我国特产猕猴桃属资源的研究与利用，对经济发展和科学技术水平的贡献都居于世界领先水平，创造了国人品牌与骄傲。
不过遗憾的是，由于经济植物学与太多学科交叉和关联，时至今日，在我国，它没有作为单独研究学科体现出来，而是以生物化学、分子生物学、植物组学等植物利用相关的学科来代替。植物园近一个世纪来一直承担着全球贸易交往的使命，理应再次肩负国家战略，盘活“一带一路”国家的资源，形成研究、保育、开发、贸易，最终产生经济效益的推手。
而新时代辰山植物园的发展模式也应当如此，必须与国家战略相结合，与现代技术进步相结合，重新建立植物与人的联系，立足上海的全球资源，成为全球贸易的平台推手。
二是借助区位优势，用好科技力量。上海作为我国首批沿海开放城市，是长江经济带的龙头城市，是国际经济、金融、贸易、航运、科技创新中心。2004年，上海市人民政府启动辰山植物园的建设，这是我国20世纪90年代中央政府启动新一轮改革开放，推动上海经济发展再创新高之后，作为强化城市生态文明建设、打造国际化大都市的一个重要抓手。
近年来, 随着信息化、大数据的深入发展，邱园等国际一流植物园的发展战略，已将信息学列为科研项目的基础支撑和制胜关键。地处上海这一国际化大都市，辰山植物园在经济、科技、人才和交通等方面具有较多先天优势。如今，辰山植物园牵头建立了华东地区植物名称检索、经济植物数据库、迁地保育植物科学数据库、标本数据库等各类在线数据库，为科研工作站及时高效地获取实验数据、提供科研产出，提供了便利，从而打造信息化时代“平台建设—>数据积累—>科学证据—>科学发现”这一新型的科研发展模式。
通过运用科技手段，面向公众进行传播和教育，不仅可以加深社会对植物园的认识，同时也促使更多人理解城市发展、人类文明发展的使命。
比如，辰山植物园开发的“园丁笔记APP”，可以便捷地帮助工作人员从事一系列工作，如植物调查和养护管理过程中快速采集植物坐标、名称、植物物候和图像等数据，对数据进行溯源或查证。还有基于辰山数据库开发的“形色”手机APP软件，更是面向公众，激发兴趣。只需用手机对着植物进行拍摄，它就会自动辨认植物名称，向公众普及生物学知识。
如今，识别软件还在进一步细化、深化，利用AI深度学习功能，可以更加细致识别植物的品种，未来争取能够为专业人士所用。
三是注重开放合作，集聚多方资源。未来，辰山不只是一个物理空间中的“园”，还能成为大象无形的“平台”，凝聚各方创新的力量。
植物园可以在现代科学的夹缝中找到自己新的发展模式，如应对物种的不断丧失；创制高功效功能性食物，缓解人的慢性代谢综合征；结合自然科学和社会科学，发展新的综合学科，解决城市生态难题等。
近几年，西方植物学家在产自非洲大戟属白角麒麟的汁液中发现了一种新化合物，它的辣度是辣椒的一万倍，现在被美国人开发用作癌症晚期的止痛功能。上个世纪，美国从成千上万种植物中，筛选抗癌植物，最终找到了紫杉。如今，基于这种植物开发的“紫杉醇”药物，已经成为广泛应用的化疗抗癌药物，获得医学和商业模式的巨大成功。
辰山植物园同样也在进行类似研究，解析整个黄芩素生物合成途径，破译中药黄芩产生抗癌活性物质的遗传密码，进行代谢分析。代谢研究的一大用处是，当我们掌握了植物代谢相关的机理，那么就不需要再通过原始的种植—培育—提炼植物代谢物的方法，可以直接通过微生物等合成代谢产物，快速进行药物或其他应用。
在世界的各个角落，植物园为农林、园艺和药物研发提供植物素材，为各界人士提供世界植物信息资源，为城市居民提供休闲娱乐场所和更好的城市生态环境。在不远的未来，植物园还将力求成为新植物资源和技术中心，助推植物学信息的共享与传播，解决人类所面临的资源、环境和健康难题，从而更好地促进科学发展、践行生态文明。这些都是现代植物园的重要职责。
【思想者小传】
胡永红，1997年毕业于北京林业大学园林专业，博士，教授级高工，现任上海辰山植物园执行园长，曾任上海植物园园长。全国优秀科技工作者，知名植物园建设和管理专家。担任国际植物园协会（IABG）亚洲分会主席。发表学术论文70多篇，专著11部。（作者照片由本人提供）
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栏目主编：王珍 文字编辑：王珍 题图来源：新华社 资料图 图片编辑：项建英
题图：中国科学院植物研究所北京植物园展览温室
来源：胡永红
