“活化石”扎堆，這片“生命秘境”就在你家門口，原始植被僅存約7%

當我們談及中國的生物多樣性熱點，腦海里首先浮現的往往是橫斷山區、喜馬拉雅這些聞名世界的區域。然而，就在人口稠密的華中腹地，竟藏著一片被長期忽視、卻擁有極高植物多樣性的“生命秘境”。

華中熱點位于東亞亞熱帶常綠闊葉林生態區，圖為錢江源國家公園試點植被情況。

近日，中國科學院植物研究所聯合英國、澳大利亞科研人員，在國際學術期刊《自然—生態與演化》上發表一項重要成果：基于迄今取樣最完整的中國維管植物“生命之樹”，確認我國華中地區符合全球生物多樣性熱點標準。

這一發現不僅填補了全球生物多樣性保護版圖上的關鍵空白，更為中國乃至全球的自然保護規劃提供了全新科學依據。它也提示我們，不僅要守護那些早已熟知的“經典熱點”，也要重新發現并保護那些長期被忽視的“隱秘角落”，它們都是來自地球生命演化歷史長河最珍貴的饋贈。

跨越山海，繪制中國植物“生命之樹”

生物多樣性是人類賴以生存和發展的基石，對維護生態安全、推動經濟社會可持續發展具有重要戰略意義。受生境破壞、氣候變化與過度開發的影響，地球正經歷第六次生物大滅絕，生物多樣性正以史無前例的速度消失。如何扭轉這一趨勢，已成為世界各國共同面對的重大課題。

維管植物是指具有維管組織（木質部和韌皮部）的植物，是陸地上最繁茂和多樣化的植物群體，分為石松類和蕨類植物、裸子植物和被子植物三大類，全球現存約30萬至40萬種。中國幅員遼闊，陸海兼備，地貌和氣候復雜多樣，孕育了豐富而獨特的生態系統，是世界上生物多樣性最豐富的國家之一。據統計，中國擁有3萬多種維管植物，其中約50%為中國特有。這些特有類群不僅承載著東亞大陸獨特的演化歷史，許多還是珍貴的種質資源、珍稀瀕危物種與關鍵生態物種，是我國生物多樣性保護的重中之重。

然而，由于我國植物種類繁多、分布范圍廣泛，分類學研究和物種分布數據存在歷史缺口，加之系統發生解析度不足，這些因素均對我國植物多樣性格局的精準評估造成了長期阻礙。尤其是整個植物區系的起源、分化過程，以及各種維度的多樣性核心區究竟在哪里，一直是學界努力探索的重要問題。

為破解這一難題，早在十多年前，中國科學院植物研究所植物大數據與生物多樣性保護研究團隊就開始致力于構建中國維管植物高覆蓋度的“生命之樹”，并基于其進化信息，識別生物多樣性保護優先區域。

為填補采樣空白，研究團隊開展了大量針對性的野外調查。許多未被采樣的植物類群往往數量稀少且分布范圍極為狹窄，有些甚至僅存于人跡罕至的無人區，采樣難度極高。多年來，團隊成員深入新疆、甘肅、云南、海南等以往采樣不足的地區，穿越沙漠、攀登險坡、搜尋熱帶森林，尋找那些即使是訓練有素的植物學家也可能忽略的類群。更具挑戰的是，有些物種的觀測窗口極為短暫，一旦錯過短短數日的花果期，往往需要再等待一整個生長周期。

每一輪野外采樣、實驗室測序和數據整合，都是對整個研究框架的持續完善與深化。團隊的目標從來不止于構建一棵規模宏大的“生命之樹”，更在于深刻理解中國植物多樣性的形成機制，解析物種特有性在時間和空間上的積累規律，以及如何利用這些進化信息，為實際的生物多樣性保護工作提供科學指導。

三版升級，確認一片全新“生命秘境”

此次研究開始之前，團隊已先后構建了兩版中國維管植物“生命之樹”。其中，第一版發表于2016年，涵蓋約93%的屬和20%的物種。基于這一框架，研究團隊在《自然》期刊發表論文，明確指出中國東南部是保存植物古老譜系的“博物館”，而西北部則是孕育年輕支系的“進化搖籃”，這一發現為后續研究工作奠定了堅實基礎。

2020年，團隊發布第二版“生命之樹”，將取樣范圍拓展至我國維管植物96%的屬和44%的物種。在此基礎上，團隊識別出42個生物多樣性優先保護區域，為中國國家公園體系的規劃與建設提供了重要科學依據。

與此同時，研究團隊還揭示了中國被子植物滅絕風險的空間分布格局。這些發現進一步強調，系統發生多樣性（不僅關注物種數量多少，還強調不同物種在進化關系上的差異程度）作為生物多樣性中至關重要但卻常被忽視的維度，應當被納入保護考量。

在此基礎上，團隊進一步將研究視野拓展至全球尺度，開始探索更廣泛的植物多樣性格局。東亞和北美在緯度、地形及氣候條件上高度相似，擁有相似的植物區系來源，但東亞現生維管植物種類卻是北美的1.5倍。為了探究這種差異化分布的格局與形成機制，團隊重建了中—美被子植物屬水平“生命之樹”，并整合近300萬條物種分布數據，系統揭示了兩個地區的植物多樣性格局與時空差異，進一步凸顯了我國植物區系的獨特性。

正是在這項跨大陸的對比研究中，團隊發現，華中地區所表現出的系統發生多樣性，甚至超過了已被正式認定為全球生物多樣性熱點的北美沿海平原。這也直接推動團隊去確認華中地區是否是一個隱藏的全球生物多樣性熱點。

華中熱點范圍示意圖

為此，團隊構建了第三版中國維管植物“生命之樹”，這也是迄今為止取樣最全的中國植物“生命之樹”，涵蓋所有科、3029屬（99%）、16585種（53%），其中包含6265個中國特有種。同時，團隊還整合了超140萬條植物分布記錄，從屬與種兩個層面，系統解析中國維管植物的物種豐富度、系統發生多樣性及系統發生特有性格局，清晰勾勒出中國植物特有性演化的整體脈絡。

豐富而特別，華中植物遠超此前認知

通過這棵龐大的“生命之樹”，科學家們看清了中國植物演化的時間脈絡。大多數植物“大家族”（植物屬）出現在漸新世（距今3400萬—2300萬年前）至中新世（距今2300萬—550萬年前），而更新世（距今258萬—1.17萬年前）則是新物種大量涌現的時期。

那些目前只分布在中國的植物屬經歷過兩次分化高峰：一次出現在約4670萬年前的中始新世，另一次則在約1890萬年前的早中新世。這兩個時期形成的特有屬如今大多集中在橫斷山區，說明那里復雜的地形和多變的生境，是中國特有植物“大家族”的重要發源地。

至于只在中國分布的植物種（比“屬”更細的分類單位），它們的形成高峰集中在約200多萬年前的更新世。彼時，冰期與間冰期頻繁交替，植物種群不斷被分隔，又再度相遇，就像一次次“隔離與重聚”，大大加速了新物種的誕生，塑造出我們今天看到的植物多樣性。

從空間分布上看，中國的特有屬偏愛四川盆地周邊的山地，比如橫斷山、大巴山，而特有種則扎堆在西南橫斷山區。有意思的是，不同指標下的特有屬分布格局并不一致：依據特有類群劃分，保存古老譜系的“博物館”（古特有中心）和孕育新物種的“搖籃”（新特有中心）主要分布在橫斷山、華中以及滇黔桂喀斯特區域；而從系統發生（進化關系）角度來看，這些“博物館”和“搖籃”則廣泛分布于中國南方、西南地區，以及天山—阿爾泰山、長白山等區域。

這一“錯位分布”的現象說明，保護生物多樣性不能光看物種數量，還得看它們的演化歷史。只有把兩者結合起來，才能制定出更加科學、有效的保護規劃。

華中秘境，特有物種與生境喪失并存

“全球生物多樣性熱點”這一概念，最早由英國生態學家諾曼·邁爾斯于1988年提出，專指那些物種特有性高、但受威脅程度大的區域。其認定有著嚴格的標準：區域內必須擁有至少1500種特有維管植物，且原始自然植被的保留率不超過30%。

目前，全球共劃定了36個生物多樣性熱點，這些區域僅占全球陸地面積的16.7%，卻集中了超過50%的維管植物特有種和近半數陸生脊椎動物特有種，已成為世界各國劃定保護優先級的核心依據。其中，中亞山地、喜馬拉雅、中國西南山地和印度—緬甸等4個熱點跨越中國境內，在全球保護體系中占據著重要地位。

此次研究很大程度上重塑了人們對中國生物多樣性熱點的認知。研究人員驚奇地發現，在我國人口稠密的華中腹地，竟然隱藏著一個擁有極高植物多樣性的“生命秘境”。

這一區域位于東亞亞熱帶常綠闊葉林生態區，以湖北、湖南、江西為核心，總面積達154萬平方千米，擁有至少14431種維管植物，其中特有種達2024種，顯著超過全球熱點區1500種特有維管植物的認定標準。

更重要的是，這里分布著大量延續至今的“活化石”類群，包括銀杏、水杉、珙桐等聞名世界的特有屬。與此同時，該區域也孕育了眾多新近分化的特有種。古特有與新特有類群在此交匯融合，共同塑造出獨特而復雜的植物群落結構。

然而，作為中國人口最稠密的區域之一，在長期的城市擴張、農業開發和基礎設施建設的共同影響下，華中地區的原始自然植被僅存約7%，且呈現出高度破碎化狀態。

該地區顯著的物種特有性與嚴重的生境喪失率，完全符合全球生物多樣性熱點的核心判定標準。據此，研究人員提出，應盡快將其認定為第37個全球生物多樣性熱點，以提升它在國際保護體系中的戰略地位，推動開展更加系統化、精準化的保護行動。

當年，達爾文以環球航行開啟人類對生命起源的探索；如今，科學家通過跨學科的整合研究，持續揭示地球生命演化的萬千奧秘，不斷刷新我們對全球生命圖景與自然世界的認知。華中生物多樣性熱點的發現提示我們，生物多樣性熱點區域并不如普通人想象中的那樣位于人跡罕至的荒野，也可能隱藏在人類活動最密集的地區——每一片“被遺忘的美好”，都值得我們全力以赴去守護。

（作者分別為中國科學院植物研究所研究員、博士研究生）

華中特有植物

● 銀杏

銀杏是現存種子植物中最古老的種類之一，屬于中生代孑遺植物。其最顯著的特征是扇形葉和二歧分叉葉脈，這種葉形在現代木本植物中極為獨特。銀杏植株雌雄異株，種子俗稱“白果”，可供食用，秋季葉色金黃，觀賞性很強。

銀杏在地質歷史上曾廣泛分布，隨著新生代氣候變冷以及第四紀冰川侵襲，它在全球范圍內大面積滅絕，僅在中國華中地區山地幸存下來，因此常被視為東亞古老植物區系的重要孑遺成分。因此，它不僅代表了古老裸子植物譜系在東亞的延續，還反映了中國，尤其是中東部—中部山地，在植物“冰期避難所”和古老譜系保存方面的重要作用。

銀杏被列為國家一級重點保護野生植物，但因其長期廣泛栽培而呈現“常見卻瀕危”的特殊局面。

● 水杉

水杉是一種舉世聞名的孑遺植物，也是水杉屬唯一現生種。它雖然是針葉樹，卻與多數常綠針葉樹不同，為落葉喬木；枝條和葉常呈對生，樹干基部常膨大，形態十分醒目。

在被發現活體之前，水杉長期只見于化石記錄。上世紀40年代，其現生個體于中國中部地區被重新找到，成為20世紀植物學上最重要的發現之一。相關標本于1943年前后在今鄂西—渝東—湘西交界地區采得，1948年正式發表。

如今，水杉的天然分布仍集中在中國重慶、湖北、湖南交界山地，是典型的東亞第三紀孑遺植物。它在植物區系研究中的價值突出：一方面證明中國中部山地是古老溫帶植物的重要“避難所”，另一方面也為解釋北半球古植物區系演化、東亞遺存類群保存機制和“活化石”形成過程提供了關鍵證據。

● 杜仲

杜仲是杜仲科、杜仲屬唯一現生種，為中國特有的單型科、單型屬植物，在系統分類和資源植物學中都占有特殊地位。杜仲最獨特的特征在于其全株除木質部外，樹皮、枝、葉、果折斷均能拉出銀白色細絲，內含杜仲硬橡膠，被譽為“植物黃金”。

在第三紀地史中，杜仲曾廣泛分布于歐亞和美洲大陸，直至第四紀冰期才在大部分地區消失，僅在中國中部存活下來。杜仲的野生種群主要分布于鄂西、湘西北、川東、滇東北等地，中心產區為長江中下游流域海拔300至1300米的低山地區。

作為一種孑遺植物，杜仲對于研究被子植物系統演化、中國植物區系起源等具有極為重要的科學價值。此外，杜仲在中國已有兩千多年藥用歷史，近代更被廣泛用于提取杜仲膠，因此也具有重要的國民經濟價值。

● 珙桐

珙桐是中國特有的著名觀賞樹種，被譽為“植物界的大熊貓”。它最引人注目的并不是花本身，而是花序基部兩枚大型白色苞片，盛花時隨風擺動，遠看如白鴿振翅，因此有“中國鴿子樹”之稱。

1869年法國傳教士兼博物學家譚衛道在四川首次發現珙桐，隨后將其引入歐洲，成為享譽世界的園藝觀賞樹種。野生珙桐分布區狹窄，現主要分布于湖北西部、四川、貴州等地海拔1200米至2500米的常綠落葉闊葉混交林中。

珙桐的孑遺分布對探究古植物區系、系統發生以及古地理環境等具有重要的科學價值。珙桐被列為國家一級重點保護野生植物，其美麗的花形也成為和平友好的國際象征。