三峽庫區是我國植物資源最豐富的地區之一，是我國植物資源三大特有分布中心之一和珍稀瀕危植物的重要分布地，也是生態環境脆弱區。作為華中地區唯一的國家專業植物學研究機構，武漢植物園始終將三峽庫區的植物多樣性保護和生態環境建設作為重點研究領域之一。60多年來，武漢植物園依托其區位及科研優勢，圍繞三峽庫區植物多樣性保護及生態環境建設開展了大量卓有成效的工作，為保護三峽庫區的生態安全做出了重要貢獻。
一、生物多樣性研究
（一）生物多樣性本底調查
摸清家底是開展生物多樣性研究、保護與開發利用的基礎，采集標本、掌握本底是也植物園的基本職責。武漢植物園自成立以來，始終將三峽地區植物多樣性調查作為一項基礎工作在持續進行著。在建園初期的1959年，武漢植物園著手開展了“長江三峽和湖北神農架自然域源地植被調查”，對三峽地區的植被資源進行摸底調查，初步查清了三峽地區的植物多樣性本底。1983年國家提出建設三峽工程后，武漢植物園加強了對受三峽工程影響的植物多樣性調研與保護。1983年至2008年期間，通過庫區17個縣市分水嶺區域開展廣泛實地考察和研究，詳細論述了庫區常綠闊葉林、常綠闊葉與落葉混交林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢、草叢等分布與生境特點，并繪制了庫區植被圖。調查登記了庫區3500種野生植物，記錄了珍貴稀有植物350種，古大樹種資源30余種1000多株，常見經濟植物如臍橙、夏橙、桔子、柿子、榨菜、桑、核桃及黃連等近百種。
通過長期大規模的植被調查，目前武漢植物園保存了三峽地區植物標本近10萬份，擁有世界上保藏三峽地區植物標本最多的標本館。
（二）生物多樣性保護研究
開展生物多樣性保護研究，弄清生物多樣性分布格局及其成因、特別是特有珍稀瀕危植物的致瀕因子，是制定保護策略、實施有效保護的科技支撐。自三峽工程上馬論證以來，武漢植物園在國家三建委、國家自然基金委、長江委、中國科學院和湖北省移民局的支持下，系統地開展了三峽地區植物保護與生態學方面的研究。先后主持了“長江三峽工程對庫區陸生珍稀植物的影響及對策研究”、“對三峽庫區荷葉鐵線蕨和疏花水柏枝比較居群生物學與保護對策的研究”、“中國瀕危特有植物保護生物學研究以及種群生存力分析”、“三峽庫區特有瀕危植物疏花水柏枝回歸自然的研究”等二十余項課題，并以三峽地區特有瀕危植物蔬花水柏枝和荷葉鐵線蕨為主要研究對象，系統地研究與分析了受三峽工程影響而面臨滅絕的部分瀕危植物的遺傳多樣性格局、致瀕機理和保育策略，為三峽工程受脅植物的保護提供了科學依據。例如掌握了荷葉鐵線蕨利用孢子繁殖、分蔸繁殖和疏花水柏枝種子繁殖的策略，為兩物種的就地、遷地和回歸大自然保護提供了充足的種源。
（三）生物多樣性保護實踐
為了減輕三峽工程對庫區生物多樣性和生態環境的影響，武漢植物園向國家有關部門積極獻言獻策并開展了大量的植物多樣性保護實踐。在三峽工程上馬之初，武漢植物園建議在庫區建立“湖北省宜昌市大老嶺落葉闊葉林自然保護區”和“湖北省興山縣龍門河常綠闊葉林自然保護區”2個，啟動3個受工程或淹沒影響的珍稀特種疏花水柏枝、荷葉鐵線蕨和川明參的保護項目，并獲得國務院三建委和長江水資源保護局的批準。在三峽工程建設的后期，武漢植物園在國務院三峽辦和湖北省移民局的支持下，有開展了宜昌黃楊、豐都車前和鄂西鼠李的保護工作。同時，開展了保護基地和保護網絡體系建設，上世紀90年代以來，武漢植物園不僅在園內建設了占地4000M2的三峽植物專類園，還先后與湖北省宜昌市政府共建了三峽植物園，與湖北省秭歸縣共建了三峽庫區消漲帶植物保育基地，在湖北省宜昌大老嶺建立了三峽庫區珍稀植物保育基地，與湖北省九宮山自然保護區共建了亞熱帶珍稀瀕危植物、特有植物保育基地，與武漢市政府合作在黃陂素山寺建立了華中地區珍稀瀕危植物與特有植物保育基地。這些植物保護基地的建立，為三峽庫區植物多樣性的保護創造了良好的條件和多樣的生境，實現了三峽庫區80％以上的高等植物的有效保護。
二、生態環境監測
1999年以來，針對三峽大壩蓄水后形成的消落區和大量移民后靠安置引發的社會問題和環境問題，武漢植物園開展了消落區的植被保護與生態修復的研究。目前，武漢植物園遷地保育了三峽消落區重要植物資源150余種，篩選出植被重建適宜物種30余種，為三峽水庫消落區植被重建工作奠定了良好的基礎。2008年以來，武漢植物園開展了三峽水庫消落區植被重建試驗示范研究，建立示范基地200余畝，并取得系列科技成果。
自三峽大壩蓄水以來，武漢植物園在國家三建委和國家自然基金委的支持下，系統地開展了三峽庫區消落區生態環境監測和消落區物質循環等研究工作。先后主持項目“三峽水庫消落區生態環境監測重點站”、“三峽庫區消落區水文變化和植被恢復對土壤氮循環的關鍵微生物過程的影響與機制”、和“水文變化對三峽庫區消落區土壤反硝化作用的影響及其微生物學機理”3項。通過對庫區13個區縣消落區植物群落、昆蟲群落、土壤環境和生物媒介進行全過程的跟蹤監測，對消落區生態環境開展綜合集成分析，已取得的研究結果能較好地預警和預報消落區植物和昆蟲群落、土壤和人口健康等相關的生態環境問題，同時，對消落區綜合整治多種措施的環境效益進行分析和評估，為消落區的生態環境保護與綜合整治、為水庫管理部門的決策和三峽工程的環境影響評價提供科學依據。在消落區物質循環方面，對三峽庫區消落區植被恢復區不同植被類型和淹水與土壤氮動態的關系等方面進行了較為詳細的探討，研究結果表明植被和水淹使消落區土壤中無機氮（銨態氮和硝態氮）含量顯著下降，同時提高了土壤的礦化和硝化潛力，反硝化潛力在植被恢復初期增加，在退水后又顯著降低。而這些變化主要與不同植被類型和水淹改變了土壤中有機碳和C/N有關。并初步探索了消落區水文變化和植被恢復對土壤氮循環影響的微生物學機理。該項研究取得了一系列科研成果，發表SCI論文7篇，中文核心期刊論文3篇。
三、庫區生態農業規劃
隨著三峽工程初步設計任務的完成，三峽庫區的生態環境保護與移民的安穩致富成為國家和庫區各級政府的主要工作。1998年后，國務院三峽辦啟動了三峽工程后續規劃工作，中央領導對此高度重視，武漢植物園也積極參與，發揮了國家隊的科技支撐作用。2010年以來，武漢植物園作為技術依托單位，指導三峽庫區20個縣市區完成三峽庫區生態屏障區分縣生態農業規劃；作為主要承擔單位，聯合有關規劃設計單位，共同完成了《三峽庫區生態農業及生態農業園建設專題規劃》、《三峽庫區生態農業及生態農業園建設一期實施規劃》和20個生態農業園的設計工作。作為《三峽工程后續工作規劃》的專題規劃之一，2011年5月18日經國務院常務會議審議通過并獲批實施。武漢植物園的工作為各級政府、特別是工程主管部門的正確決策提供了重要的科學依據，為三峽庫區的生態安全和農業發展做出了積極的貢獻。
四、壩區生態恢復
長江三峽水利樞紐工程是世界最大的水利樞紐工程。因工程建設需要，在壩區15.28平方公里內形成了大量的工程創面、施工場與施工營地、棄渣場及施工道路等施工跡地，對生態環境造成了巨大影響。同時，長江三峽是國際知名旅游目的地，三峽大壩旅游區是國家5A級旅游景區，壩區的生態修復與環境景觀建設對工程壩區生態環境恢復與保持和對三峽大壩旅游發展都有舉足輕重的影響。
武漢植物園積極參與三峽工程建設，將研發的新材料、新技術應用于壩區生態環境建設，對提升自身在生態科學技術領域的影響力、展示科研實力和研究成果意義重大，符合武漢植物園率先行動計劃中對“大型水庫生態屏障建設關鍵技術”重大突破的要求。
三峽工程壩區生態修復與景觀重建是一項復合型系統工程，它要求在生態與景觀兩個層面上實現功能疊加，獲得綜合性生態環境建設效果。武漢植物園在此方面的工作主要包括：
1、邊坡生態修復與工程技術示范
武漢植物園長期從事大型水利工程生態安全領域的研究，對水利水電工程及其消落區的生態修復有豐富的理論成果和實踐經驗，在壩區開展邊坡生態修復與工程技術示范始于2009年，先后對大壩上游引航道、大壩下游隔流堤、大壩升船機、五級船閘、壩區道路等邊坡進行了生態修復設計與建設，尤其是針對大壩上游引航道和大壩下游隔流堤邊坡修復工程，開展了歷時一年多的現場技術攻關，研發出了全新的生態護坡工程技術——“無栽培基質混凝土生態護坡技術”，突破了傳統生態混凝土植物種植依賴栽培基質的瓶頸，實現了多孔混凝土的無栽培基質綠化，構建建筑材料與植物材料穿透融合型一體化的技術體系，實現了多孔混凝土設計、制作工藝與植物設計、種植技術的集成，篩選了適生多孔混凝土的耐水淹、耐干旱、耐瘠薄等植物，滿足了不同應用需求對植物多樣性的要求，創新了水域消落帶生態治理技術，有效解決了建筑固坡與植被建植融合的技術難點，真正做到了植物材料與建筑材料的耦合，為解決水域消落帶生態治理這一國際性難題提供了新技術。2010年三峽大壩升船機上引航道左側160-175m高程邊坡修復、2011年三峽大壩下游隔流堤邊坡邊坡修復均使用了本技術，既達到固坡及水土保持作用，又能美化坡體，豐富壩區植物物種多樣性。經過6年的水位循環周期檢驗，至今坡體穩定，植被生長良好。目前，相關技術已獲國家授權專利技術15項，技術體系不斷完善，并于2012年獲得湖北省技術發明獎二等獎。
2、植物資源調查引種與科普展示
武漢植物園開展針對壩區建設的植物資源調查引種與科普展示始于2010年。三峽地區蘊藏著豐富的生態功能植物資源和農林經濟植物資源（如野生林果蔬植物資源、園林觀賞植物資源、藥用植物資源和工業能源植物資源），開展三峽重要資源植物調查，對壩區及庫區的生態環境建設和區域發展具有重要的現實意義及長遠的科學支撐價值，主要表現在：首先，通過調查，挖掘出一批存在巨大潛在價值的資源植物、珍稀特有植物，為壩區生態環境建設所需要的保育植物儲備重要的植物資源；其次，通過對植物資源的生態功能和景觀價值進行全面調查及綜合評價，挖掘出一批具有重要生態功能和景觀價值的資源植物，通過現代生物技術實現產業化，為區域生態環境建設提供資源與技術支持，滿足壩區乃至庫區生態環境及景觀建設需求；再次，通過對三峽地區特別是三峽庫區部分珍稀、特有植物篩選及引種試驗，研究其繁育保護技術，為減緩或消除三峽工程開發對生態環境的不利影響，實現資源的可持續利用提供技術支持；最后，三峽庫區植物是壩區苗圃的資源庫，通過對調查及篩選，為豐富物種多樣性、調整苗木產業結構、提高苗木商業競爭力、加深植物開發與利用做出貢獻。武漢植物園在2011年至2012年前往宜昌、神農架、巴東、利川、建始、宣恩、長陽、興山、秭歸、恩施、十堰、巫山開展深入調查工作，涉及植物76科425種，并在此基礎上于2010年至2014年分批多次完成植物資源引種與科普展示，共引種水生植物52種（含品種）、珍稀野生觀賞植物98種，如疏花水柏枝、秋華柳、荷葉鐵線蕨、珙桐、水杉、連香樹等，增加生態保護的科普內涵，將物種保護與生態環境景觀構建相結合，以鄉土植物作為植物景觀設計及生態修復的重要材料。根據資源調查引種的成果，武漢植物園完成專著《華中野生觀賞植物》。
3、生態景觀設計與建設
武漢植物園在壩區開展生態景觀設計與建設始于2008年，至今仍在持續開展相關工作。根據壩區地形氣候特點，因地制宜，因勢利導，按科學有步驟地將壩區生態景觀在點、線、面上系統構建起來，讓生態景觀呈現“生長、延伸、覆蓋”之勢，逐步達到成熟化、系統化的建設目標，先后完成為烘托三峽風光、展示大尺度春秋兩季景觀的雞公嶺生態景觀構建，為完善壩區旅游產品、提升兒童科普教育與娛樂功能的茅坪生態景觀構建，為完善壩區游線骨架的西陵大道、旅游換乘中心景觀改造與提升，為重塑壩區濱江生態景觀的浸水灣至高家溪、大象溪景觀改造與提升，為配合大壩觀光的182觀光平臺、白巖尖、185園區生態景觀設計與建設等數十項生態景觀設計與建設項目，使壩區形成從左岸到右岸、從大體量大尺度到小區域精細化、從自然觀光到文化體驗的由水、岸、山組成的全方位立體景觀系統。在實踐中，武漢植物園積極推行“雙并雙合”的生態景觀構建理念，即藝術與科學并重、景觀與功能并行，設計與自然規律、工程技術雙向結合，打破國內景觀設計中藝術有余、科學不足的現狀，尤其是積極實踐國家倡導的構建“節約型園林”的城市園林構建目標，憑借生態設計、鄉土設計、功能設計等多維度設計與工程建設相融合的方法，形成“材料+設計+技術”的生態景觀新路徑，樹立大型水利水電工程景觀設計新典范和生態修復與景觀重建新樣板，為打造“金色三峽，銀色大壩，綠色宜昌”提供工程技術、材料與服務支撐，獲得了良好效益。
相關科研人員發表三峽庫區學術論文近40余篇，其中生態環境監測研究發表SCI論文7篇，中文核心期刊論文3篇，獲國家技術發明專利授權15項，出版專集和專著7本，“無栽培基質混凝土生態護坡技術”2012年獲湖北省技術發明獎二等獎。武漢植物園編寫專集、專著有（1）《長江三峽庫區植被與環境考察報告》專集；（2）《三峽庫區大老齡植物多樣性與保護》（中國水利水電出版社，2008.1）；（3）《三峽庫區珍稀瀕危植物保護彩色圖譜》（中國水利水電出版社，2009.1）。合作編寫的專著有（1）《三峽庫區的植物與復合農業生態系統》（科學出版社，1994.9）；（2）《三峽庫區谷地的植物與植被》（中國水利水電出版社，2008.1）；（3）《三峽庫區珍瀕特有植物保護生態學研究》（中國水利水電出版社，2008.1）。中科院主編的《長江三峽工程對生態與環境影響及其對策研究論文集》中武漢植物園承擔三級專題“三峽工程對庫區珍稀植物的影響及其保護措施”被收錄，（科學出版社，1987.9），該論文集獲中科院一等獎。
（撰稿人：王勇 金義興 葉琛 朱劍峰）
