Biological Conservation｜中山大学叶建飞团队提出国家植物园体系“16+5”空间优化布局建议

    在全球植物多样性持续丧失的背景下，植物园作为迁地保护的重要机构，其网络布局与协同机制直接影响全国尺度的综合保护成效。受历史积累、区系差异等因素影响，我国现有植物园网络在空间上仍存在收集上的重复和代表性不均衡的问题。国家已印发《国家植物园体系布局方案》，明确了体系建设的宏观框架与候选布局。在此基础上，如何将生物地理格局与区系代表性转化为可量化、可检验的科学指标，以识别对物种覆盖度增益和区系代表性提升贡献较大的优先区域，并建立植物园间的协同优化机制，已成为当前推进国家植物园体系高质量建设亟需深入探讨的关键科学问题。

    近日，中山大学生态学院叶建飞团队在保护生物学期刊Biological Conservation发表论文。该研究基于大规模植物园活植物收集数据与中国维管植物分布数据，构建了一套可复用的数据驱动优化框架，并提出了中国国家植物园体系建设的“16+5”空间布局建议。这个建议是基于网络协同与空间优化的建议方案，不等同国家植物园设立数量，与《国家植物园体系布局方案》形成科学呼应。本研究通过量化评估为既有框架提供了细化支撑，并明确了分步实施中协同增效与填补空缺的重点区域及优先顺序。

1现状评估：保育基础扎实，但仍有较大提升空间

    研究整合了全国29家主要植物园的49,308条活体植物收集记录，以及156万条本土维管植物分布记录。结果显示，29家植物园共迁地保存12,753种中国本土维管植物，占全国物种总数的42.1%；在重点类群覆盖方面，共保存国家重点保护野生植物673种（62.4%）、受威胁物种1,705种（47.2%）、中国特有种5,342种（34.2%）。

    这一结果表明，当前我国植物园体系已形成较为坚实的保育基础，但整体覆盖水平仍有较大提升空间，尤其在对特有种和受威胁物种的保护方面尚不充分。为此，后续建设应在保持现有优势的基础上，针对覆盖相对薄弱的类群加强系统性收集。

图1：中国29家主要植物园迁地保育现状：物种丰富度、区系覆盖与重点类群保存数量

2空间格局：六大植物园集群并存，互补与重合并见

    研究采用“本地区系覆盖度”衡量植物园对周边自然区系的代表性，即植物园收集物种对其所在区域自然区系的覆盖程度。结合物种组成差异的结构分解，本研究对园间关系进行了解析。

    结果显示，我国植物园体系可划分为六个具有鲜明地理格局的聚类组。其中，横断山区、云贵高原与西北干旱区等少数植物园在物种组成上具有较高独特性；而华东、华中与华南部分植物园的物种组成则表现出较强的嵌套与重合，即少数物种丰富的植物园在一定程度上涵盖了多个中小型园的收集内容。这一格局表明，现有植物园网络既存在不可替代的关键节点，也具备通过差异化定位与协同机制进一步提升迁地保护互补性的潜力。

图2：29家主要植物园的空间分布、物种组成相似性与收集独特性

3协同潜力：优先组合可提高覆盖效率，各园功能不可替代

    互补性分析表明，全国迁地保护覆盖率的提升呈现边际增量递减规律：在协同组合更合理的情况下，前期提升更快，后期新增节点的增量贡献逐步变小。以“物种覆盖”为目标，在论文设定指标下，排序靠前的11家植物园作为优先组合，即可达到39.5%的累计覆盖，接近29家园合计的42.1%。这一结果强调了协同机制的潜力：通过明确分工与资源共享，有望在既有基础上更快提升整体成效。

    需要强调的是，各植物园在地方特色物种保育、引种驯化、科普教育及公众服务等方面均具有不可替代的作用；本研究的“优先组合”仅用于讨论网络层面的物种覆盖效率，并非对植物园重要性的排序。

4布局建议：提出“16+5”方案，为分步实施提供量化依据

    在上述证据基础上，研究提出国家植物园体系建设的“16+5”优化布局设想。

    16家骨干园：基于互补性分析，优先整合16家现有植物园作为全国网络骨干协同节点。遴选综合考虑区系代表性、收集独特性与地理覆盖等因素，旨在以有限增量投入提升全国层面的整体互补性与效率。

    5个优先关注区域：识别出现有体系覆盖相对不足、但对提升全国区系代表性具有关键意义的区域，主要包括西藏东南部、新疆北部。建议在后续规划中优先开展本底评估与可行性研究，探索“新建或依托现有科研保护机构拓展功能”的分步完善路径。

    在论文设定的情景与约束下，基于优化网络的区系累积覆盖模型测算，潜在区系累积覆盖上限可由目前的42.1%提升至73.2%以上。实际提升幅度将取决于后续采集能力、保育条件与协同机制的落实情况。基于边际增量递减规律，研究建议植物园网络建设可分阶段推进：近期可围绕骨干园中的优先组合完善协同机制与资源共享，同步启动优先关注区域的规划论证；中远期逐步完善其余骨干节点与优先关注区域的功能配套，以在有限资源下实现保护成效的稳步提升。

图3：国家植物园优化遴选与布局：迁地保护累积效应曲线及优先区域识别

5方法可推广：为生物多样性大国提供量化工具

    研究强调，国家植物园体系建设不应止步于数量扩张，而应在全国尺度上系统提升区系代表性、园间互补性与整体网络稳定性。该“数据驱动优化框架”具备方法论上的可推广性，可为其他生物多样性大国的迁地保护网络规划提供参考，也为落实《昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架》的迁地保护目标提供科学支撑。

相关研究积累

    本研究建立在团队此前关于迁地保护空缺诊断与重点类群保护评估的工作基础上：2023年在 Biological Conservation 系统识别了中国植物多样性的迁地保护空缺；2025年在 BMC Biology 评估国家重点保护野生植物保护现状；本研究进一步将这一研究脉络延伸至空间布局优化，为国家植物园体系的规划论证与持续优化提供了连贯的量化依据。

论文信息

    本研究于2026年2月在 Biological Conservation在线发表（DOI：doi.org/10.1016/j.biocon.2026.111762）。中山大学生态学院硕士研究生詹悦玲和范敏红为共同第一作者，叶建飞副教授为通讯作者；合作单位包括英国皇家植物园·邱园、中国科学院植物研究所、华中农业大学和深圳仙湖植物园等科研机构的学者。