Conserving our global botanical heritage:The PSESP plant conservation program

It is a fundamental truth of ecology that most species are rare.And this rarity extends beyondmeasures of abundance to geographic distribution.In a global context,very few species are truly abundant,and most are more or less restricted geographically.In the world of plants,where there are several hundred thousand species,the number of species with especially small population sizes and small fragmentary ranges is extremely large.One recent assessment,the most exhaustive undertaken so far,based on 200 million observations taken from herbarium records,ecological surveys and other sources,suggests that of the more than 400,000 species of land plants,ca.36%are“exceedingly rare”(Enquist et al.,2019).

Study on Resource Status and Protection Countermeasures of Wild Plant Species with Extremely Small Populations(PSESP)in Xinjiang

In recent years,the protection of PSESP has gradually become a hot issue in biodiversity research.Through the investigation and analysis of PSESP in Xinjiang,it is shown that:①there are 75 species of PSESP in Xinjiang,including 22 species of trees,18 species of shrubs and 35 species of herbs.The habitats are mainly in extremely cold,extremely dry or extremely narrow conditions such as snow line,desert,mountain,wetland and so on.②53 species(70.67%)are listed as national or autonomous region protected plants,and 22 species of PSESP are not listed in the protection;there are 70 species of PSESP listed in the red list,accounting for 93.33%.③The PSESP in Xinjiang are mainly distributed in the Altai Mountains,western Tianshan Mountains,Pamir Plateau and Karakoram Mountains;they are distributed in all kinds of nature reserves,forest parks,wetland parks and other natural ecological protection areas in Xinjiang.Ammopiptanthus nanus(M.Pop.)Cheng F.,Cistanche tubulosa(Schenk)Wight,Calligonum roborovskii A.Los.and Prunus cerasifera Ehrhart have not been found in the literature,indicating that they are distributed in protected areas.In order to provide a theoretical basis for the conservation of biodiversity in Xinjiang,this paper puts forward some suggestions on the protection of PSESP.

无柄醉鱼草与大叶醉鱼草的遗传多样性解析

无柄醉鱼草(Buddleja sessilifolia)是狭域分布的极小种群野生植物(Plant Species with Extremely Small Populations,PSESP),大叶醉鱼草(B.davidii)则是广布种,二者亲缘关系较近,且同为四倍体。通过比较濒危物种与近缘广布种的遗传多样性,可以了解濒危物种的演化历史,为制定保护策略提供理论依据。本研究通过简单重复序列(Simple Sequence Repeats,SSR)分子标记对无柄醉鱼草5个居群(126个个体)和大叶醉鱼草14个居群(206个个体)进行遗传多样性和遗传结构解析,并提出对无柄醉鱼草的保护建议。结果表明,无柄醉鱼草和大叶醉鱼草各居群的期望杂合度(He)平均值分别为0.606、0.775,Shannon′s多样性指数(I)平均值分别为1.162、1.729,两个物种均具有较高的遗传多样性,但广布种大叶醉鱼草遗传多样性水平高于狭域种无柄醉鱼草;无柄醉鱼草和大叶醉鱼草遗传分化系数(F ST)分别为0.043和0.024,两个物种居群间遗传分化程度均较低。遗传结构分析结果表明,无柄醉鱼草5个居群可划分为2个集群,居群间地理距离与遗传距离不存在相关性;大叶醉鱼草14个居群可划分为3个集群,居群间地理距离与遗传距离相关。结合野外居群现状,建议对无柄醉鱼草划分保护单元,重点对丹珠居群和独龙江隧道口居群开展就地保护,同时采取种质资源收集、人工繁育等保护措施。

基于GIS对极小种群野生植物毛果木莲的生态适宜性分析

目的:分析毛果木莲在我国适宜引种推广的区域及面积。方法:依据毛果木莲生长环境,运用层次分析法(AHP)确定9个生态因子的权重;通过地理信息系统(GIS)得到各生态因子的适生范围;此外对毛果木莲在全国引种推广的适宜区域进行分析和面积统计。结果:毛果木莲适宜在全国引种推广的总面积为1119070 km2,主要在云南、广西壮族自治区、贵州等18个省。结论:利用GIS和AHP对毛果木莲在我国引种推广的生态适宜性进行分析,为毛果木莲及其他极小种群野生植物(PSESP)的合理应用和保护提供了参考。

Research Progress on Manglietia ventii,A Wild Plant Species with Extremely Small Populations

Manglietia ventii is a wild plant species with extremely small populations endemic to Yunnan,mainly distributed in southeast Yunnan.Due to the continuous deterioration of natural habitats,excessive felling and utilization of human beings,and the decline of breeding ability,the number of individuals in the population has decreased significantly.Through field investigation and literature review,the research status of M.ventii in systematics,conservation ecology,reproductive biology,genetic diversity,endangered mechanism and resource protection at home and abroad are systematically reviewed.And the future research direction is prospected.It is necessary to strengthen the research on the basic characteristics of M.ventii,explore the transmission route of M.ventii and deepen the development and utilization of resources,in order to provide a theoretical support for the protection and sustainable utilization of germplasm resources of M.ventii,and provide a reference for the protection of other wild plant species with extremely small populations.

极小种群野生植物保护的主要内容和技术要点

拯救与保护极小种群野生植物是生物多样性保护的重要内容。在完成第一次全国重点保护野生植物资源调查后,为适应珍稀濒危植物保护的迫切需要,提出了极小种群野生植物的概念、名录和相关的保护措施。本文在回顾我国极小种群野生植物相关概念形成、物种名录确定和拯救保护计划制定过程的基础上,结合开展云南蓝果树毛枝五针松等的种群调查分析及拯救保护行动实践,基于国内外珍稀濒危野生植物保护的研究和实践,提出了极小种群野生植物保护的主要内容和技术要点。极小种群野生植物的拯救保护,既涵盖包括就地保护、迁地保护和离体保存等的种质资源保存方法,又涵盖包括种苗繁育、近地保护、回归引种和人工促进天然更新等的种群恢复与重建措施。望本文的归纳总结,能为我国各省区制定并实施极小种群野生植物拯救保护行动计划提供参考和指导。

云南蓝果树保护小区——中国首个极小种群野生植物保护小区建设实践

设立保护小区开展就地保护是极小种群野生植物拯救保护的首选对策。基于极小种群野生植物云南蓝果树保护小区建设实践,详细介绍了云南蓝果树保护小区规划的原则、内容和程序,保护小区建设的内容及其工程指标要求,以及保护小区管理的机构设置和运行机制。保护小区规划遵循"针对性、科学性、及时性、有效性和可操作性"原则,包括功能区划、保护管理工程、恢复措施、监测方案等内容,分组建队伍和准备工作、组织考察和汇总资料、分析问题和初步设计、再次考察和落实保障、完善规划和评审实施5个步骤完成;保护小区建设主要包括保护工程、管理工程、种群恢复工程等内容;保护小区管理则涵盖保护管理、监测巡护、宣传教育和科学研究等内容。强调了保护小区的规划建设不仅要突出有效保护现存种群的重点,还要为种群恢复重建预留空间,方法上不仅要依托种群生态学研究结果和包含3S在内的先进技术,还要注重当地利益相关者的广泛参与。作为对全国首个建成的极小种群野生植物保护小区规划建设与管理的总结,本文为制定极小种群野生植物保护小区建设方案提供了指导和参考。

极小种群野生植物保护研究进展与未来工作的思考

生物多样性保护是全球的热点问题之一。极小种群野生植物(plant species with extremely small populations,PSESP)是为了“抢救性保护”我国濒临高度灭绝风险的野生植物、指导我国生物多样性保护、服务于国家生态文明建设而提出来的保护生物学领域的新概念,该概念的提出引起了国际保护生物学领域的广泛关注。国家在“十三五”期间启动实施了极小种群野生植物拯救保护工程,并在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,明确把极小种群野生植物专项拯救纳入重要生态系统保护和修复工程。极小种群野生植物的拯救保护是一项科学性强、技术性和专业性要求高、周期长的系统工程,“抢救性保护”与“系统研究”并重是科学拯救保护极小种群野生植物的途径。开展极小种群野生植物保护的系统研究,是指导或支撑其有效保护的重要工作。该文重点从极小种群野生植物的调查与评估、生态生物学特性、繁殖技术、遗传多样性方面对近年来极小种群野生植物保护的研究工作进行系统综述,以期为极小种群野生植物的拯救保护奠定新的理论基础。该文还基于极小种群野生植物保护研究现状及其未来拯救保护工作需求,对我国极小种群野生植物未来的保护研究重点提出了三个方面的思考。该文可为极小种群野生植物保护的系统研究提供参考。

极小种群植物丹霞梧桐群落的地理区系成分分析

丹霞梧桐主要分布于广东韶关市仁化县丹霞山国家级自然保护区.在丹霞梧桐群落中设置了11个10m×10m的样方,样方中记录维管植物48种,隶属27科46属.其中,被子植物占绝对优势,蕨类植物仅2种,缺乏裸子植物.从科、属、种三水平进行的地理区系成分分析均显示,该区以热带-亚热带成分为主,亦有一定比例的温带成分.整体来看,本区植物区系具有明显的南亚热带北缘性质.

主要气候因子对极小种群野生植物云南蓝果树生长的影响

为探讨云南蓝果树(Nyssa yunnanensis W.C.Yin)的濒危机理,运用解析木的原理,结合1979—2009年的气象数据,对两株云南蓝果树风倒木进行研究,分析主要气候因子对云南蓝果树生长指标的影响。结果表明:云南蓝果树的径向、高度和年轮宽度的年增长量呈逐渐下降趋势,而材积年生长量呈上升趋势。云南蓝果树生境自1979—2009年年平均气温缓慢地升高,年总降水量和年平均相对湿度值呈总体减少趋势;年均径向、高度生长量和年轮宽度与年平均气温呈负相关,与年降水量和相对湿度呈正相关;年均材积生长量与年均气温呈正相关,与年降水量和相对湿度呈负相关。

云南省极小种群野生植物保护的优先度分析(英文)

我国于1997～2003年完成第1次全国重点保护野生植物资源调查后，为加强珍稀濒危和重点保护野生植物的保护，提出了“极小种群野生植物”的概念。随着极小种群野生植物概念和保护方法的完善，保护行动取得了显著进展，并陆续提出了各种不同的极小种群野生植物名录。本文在总结2005～2013年间云南省和国家林业局提出的所有极小种群野生植物名录基础上，分析了各极小种群野生植物名录的起源和关系，并对保护名录中的物种进行逐个比较。最后，结合国家和省的保护需求，将云南省77种极小种群野生植物分成5级，按优先度实施保护行动：第一批优先保护10个物种，第二批优先保护13个物种，第三批保护15个物种，第四批保护10个物种，第五批保护29个物种，为云南省极小种群野生植物保护提供了指导和参考。

Reproductive biology of Magnolia sinica(Magnoliaecea),a threatened species with extremely small populations in Yunnan,China

Magnolia sinica is one of the most threatened trees endemic to Southeast Yunnan.Based on our investigations,only 52 individuals and eight populations are found in the wild.M.sinica has been categorized as Critically Endangered on the IUCN Red List and identified as a "Plant Species with Extremely Small Populations(PSESP)".Its fruit/seed set is very low and seedlings are rarely found in the wild.It is hypothesized that it may encounter obstacles to reproductive success.This study,therefore,focuses on its reproductive biology,knowledge of which is essential for effective conservation.Flowers of this species are protogynous and nocturnal,and possess a two-day rhythm of sexual presentation.For the first night of anthesis,the flowers are in the pistillate stage during which tepals open at dusk and close approx.1 h later(except for the open outer ones).They remain closed until the next afternoon,when flowers,now in the staminate stage,re-open and remain so until the tepals drop.Nocturnal beetles enter into the flowers and remain trapped throughout the night as the flower closes,during which time they feed on tepals.Pollen-gathering bees are found to visit the re-opened flowers and the beetles are released during this stage.Two species of Pleocomidae and Curculionidae beetles appear to be effective pollinators.M.sinica is a self-compatible,pollinator-dependent species,and its fruit/seed set can be significantly increased by hand-pollination.No functional seed dispersers have been found in its extant natural habitats.These findings suggest that it may face both pollination and seed disperser insufficiencies in its current fragmented habitats,which may account for its low regeneration.Here we propose conservation strategies based on our findings.

Genetic diversity and population structure of Hibiscus aridicola, an endangered ornamental species in dry-hot valleys of Jinsha River

Hibiscus aridicola is an endangered ornamental shrub of the family Malvaceae that is endemic to the dryhot valleys of Jinsha River in southwestern China.This species is a typical plant species with extremely small populations(PSESP).To support and monitor future conservation,develop management measures,and genotype this species,we performed extensive field studies together with genetic analyses.Specifically,we screened eleven microsatellite loci of 69 individuals of H.aridicola from four accessions.The population genetics analyses indicated that H.aridicola possesses high genetic diversity at both the population(0.6962-0.7293)and species level(0.7837)compared to other endemic/endangered species in China.The low differentiation of populations(Fst=0.0971)and the high gene flow between populations of H.aridicola(Nm=2.3236)could be due to its distribution along rivers in the hot-valleys of the Jinsha River and the wind-mediated dispersal of its seeds.Furthermore,the genetic diversity of H.aridicola is slightly positively correlated with geographic distance.Two populations are undergoing a genetic bottleneck,and require more specific attention from conservationists.Additionally,our analyses of the population genetics of H.aridicola demonstrate that the declines in populations are not the result of the internal genetics of these populations but due to external human activities over the past decades.

Comparative population genetic analyses suggest hybrid origin of Rhododendron pubicostatum,an endangered plant species with extremely small populations endemic to Yunnan,China

Gene flow between sympatric congeneric plants is thought to be very common and may pose serious threats to endangered species.In the present study,we evaluate the genetic diversity and divergence of three sympatric Rhododendron species in Jiaozi Mountain using newly developed microsatellites through the Illumina MiSeq sequencing approach.Genetic diversity of all three Rhododendron species studied was moderate in comparison to genetic parameters previously reported from species of this genus.Interestingly,genetic structure analysis of the three species identified a possible hybrid origin of the threatened Rh.pubicostatum.This sympatry should be considered a unimodal hybrid zone,since Rh.pubicostatum is predominant here.Unimodal hybrid zones are uncommon in Rhododendron,despite the fact that hybridization frequently occurs in the genus.Issues pertaining to the conservation of Rh.pubicostatum resulting from admixture of genetic material from its parental species are discussed.

基于Maxent模型的丹霞山国家级自然保护区极小种群植物丹霞梧桐的潜在生境评价

【目的】基于Maxent模型评价丹霞梧桐的潜在生境,为该种的就地保护和迁地保护提供科学依据。【方法】采用无人机获取丹霞梧桐黄叶期186个空间分布数据,结合6个环境变量,利用Maxent模型预测丹霞梧桐的潜在适生区,并分析主要环境变量对其分布的影响。【结果】Maxent模型评价效果达到优秀水平,训练集和验证集的AUC值分别为0.947和0.906;刀切法验证结果表明,高程、坡度和坡向是影响丹霞梧桐潜在分布的主要环境变量,其贡献率分别为51.2%、30.3%和7.8%;在3个主要环境变量的共同作用下,丹霞梧桐的潜在适生区主要分布在丹霞山高程150~530m、坡度20°~60°的阳坡;以自然断点法将丹霞梧桐的潜在适生区分为高适生区、中适生区、低适生区和非适生区4个等级,高、中适生区面积为30.27km^2,仅占丹霞山总面积的10.41%;低适生区面积为41.01km^2,非适生区面积为219.5km^2,共占丹霞山总面积的89.59%;野外实地调查数据验证结果表明,92.1%的丹霞梧桐实地分布点落入高、中适生区,Kappa系数为0.958,说明Maxent模型的预测精度较高。【结论】Maxent模型可较准确预测出丹霞梧桐在丹霞山的潜在适生区,并揭示影响其分布的3个主要环境变量,该模型对小尺度区域预测亦有较好效果。对丹霞梧桐保护提出2点建议:1)就地保护方面,要严格限制其高、中适生区的旅游设施建设,并建立长期的无人机遥感监测系统跟踪其种群动态变化;2)迁地保护方面,根据其适生条件,选择适合区域开展野外回归试验扩大其种群分布。本研究结果可验证低空无人机遥感在物种识别和种群调查中的优势和可行性,并揭示该方法在丹霞地貌这种特殊生境监测与评价中的潜力和应用价值。

基于SNP分子标记的波叶杜鹃遗传特征分析

利用ddRAD-seq测序技术研究波叶杜鹃居群的遗传多样性与遗传结构,探讨种群演化历史,为其种质资源的保护利用和回归引种提供科学依据.研究结果表明,波叶杜鹃在居群水平上具有丰富的遗传多样性(H_(e)=0.2267±0.002;π=0.2410±0.0032),居群间的遗传分化处于中等水平(F_(ST)=0.0626).AMOVA分析表明,总遗传变异中有98.42%的变异来自居群内,居群间的变异仅占1.58%.观测杂合度和期望杂合度分别为0.1636±0.002和0.2267±0.002,居群内近交系数(F_(IS))为0.2220±0.0222,所有居群均表现出杂合子缺失.聚类分析表明,6个居群可归类为2个类群,大多数个体(98.8%)谱系清晰.在近期的进化过程中,波叶杜鹃的有效种群大小(Ne)在持续下降,直到约1000年前.波叶杜鹃在物种和居群水平上,具有丰富的遗传多样性,进一步选择和育种利用的潜力较好.遗传分化水平中等,遗传变异主要来源于居群内.由于近期冰期气候环境的变化,再加上人为活动(发展旅游、基础设施建设等)导致波叶杜鹃的生存环境逐步恶化,使得该物种面临极高的灭绝风险.从对该濒危植物保护的角度考虑,应尽快建立自然保护小区予以有效保护.同时加强人工繁育技术研究,在扩大种群规模的同时维持其遗传多样性,这对波叶杜鹃的种群恢复和开发利用都有重要的意义.

我国极小种群野生植物长序榆(Ulmus elongate)的分布格局和群落调查

长序榆(Ulmus elongate),隶属于榆科(Ulmaceae)榆属(Ulmus),为我国Ⅱ级重点保护植物,是我国极小种群野生植物之一。本文通过对馆藏标本以及文献资料的整理,掌握长序榆在我国的基本分布情况;基于实地考察,分析长序榆的群落特征以及生态因子对其生长的影响。结果显示:1)长序榆主要分布在我国华东亚热带中、低海拔地区;2)该植物的采集标本较少,某些地区有文献记载而无标本采集记录;3)长序榆天然更新困难,生存环境脆弱。最后,结合标本和文献信息,绘制了该物种的分布图,并对其分布格局以及群落调查结果进行了讨论。

极小种群观赏花卉馨香玉兰的种群研究

馨香玉兰仅产于云南文山州,是云南特有的极小种群物种。为了了解馨香玉兰的种质资源现状、生境、伴生物种、种群存活数和年龄分级,采用样地调查法,对有分布记载的文山州广南县、马关县、麻栗坡县及西畴县进行野外调查。调查结果表明,馨香玉兰主要分布于文山州石灰岩山地,现存种群数量急剧下降,目前仅发现5个现存种群,其中麻栗坡县大坪镇小箐山的种群最大,西畴县兴街乡伯栗山的种群最小。虽然馨香玉兰的年龄分级较稳定,但馨香玉兰的结实率十分低,依靠种子繁殖进行自我更新相当困难。馨香玉兰是喜阳树种,在各群落中均处于大乔木下层,光照不足,中下层物种密度较大,馨香玉兰生存空间有限,易受到其他树种的排挤而渐遭淘汰,在各群落中的生存前景不容乐观。

珍稀濒危树种长序榆潜在适生区及其动态变化预测

基于MaxEnt模型,对珍稀濒危树种长序榆(Ulmus elongata)当前时期以及未来2040年SSPs126和SSPs585两种情境下的适生区进行了预测,并比较了两个时期的适生区变化。结果显示:1)AUC平均值为0.988,MaxEnt模型能很好地预测长序榆的潜在适生区;2)影响长序榆分布的环境因子主要为最冷季度降水量(55.5%)、最干季度降水量(18.5%)、海拔(16.5%)、温度季节变化(2.2%)、年平均温度(1.6%);3)长序榆当前时期主要分布在浙江省西南部以及江西、安徽、福建三省交界的区域;4)2040年,长序榆的适生区面积可能缩减,且高适生等级区域面积大幅降低。因此,加强对现有长序榆养护和管理的同时,建议在所预测的适生区内开展长序榆专项调查,并适当进行引种繁育试验。

新疆极小种群野生植物资源现状及保护对策

近年来极小种群物种保护已逐渐成为生物多样性研究的热点问题。通过对新疆极小种群野生植物调查分析表明:1)新疆的极小种群野生植物共75种,其中乔木22种、灌木18种、草本35种,生境多以雪线、荒漠、高山、湿地等极寒、极旱或极狭窄条件为主。2)列入国家或自治区保护植物为53种,占比为70.67%,22个极小种群野生植物未列入保护植物;列入红色名录的极小种群野生植物70个,占比高达93.33%。3)新疆极小种群野生植物主要集中分布在阿尔泰山,西天山、以及帕米尔、喀喇昆仑一带;在新疆各类自然保护区、森林公园、湿地公园等自然生态保护地均有分布,仅矮沙冬青、管花肉苁蓉、塔里木沙拐枣、樱桃李4种未见文献资料表明其在自然保护地内有分布。本文对极小种群野生植物的保护提出了相关保护对策建议,旨在为新疆生物多样性保护提供理论依据。