自人類誕生以來，植物就是我們在自然界的一個重要朋友。隨著經濟社會的發展，植物園成為城市裡的一方休憩天地。
縱觀歷史，發源於博物學的植物園，並非單純學術研究的象牙塔。它是農作物、經濟作物發展的推手，是人類文明、全球化戰略的執行者，甚至一度引發世界格局洗牌。
全球現存3000多座植物園，中國擁有200座左右。不過，在普通人的眼裡，「植物園」已與「公園」區別不大。
特別是，隨著20世紀後期分子生物學的快速發展，基礎性植物學逐漸沒落，植物園的綜合功能有所淡化，正在被各個現代學科分別取代。
例如，曾經的「草藥」功能，被合成生物學、藥學取代；曾經的「種植」功能，被農業產業鏈取代；曾經的「觀賞」功能，被現代公園、博物館或專業展覽取代。
其實，在當今世界的各個角落，現代植物園仍在為農林、園藝和藥物研發提供植物素材，為各界人士提供豐富的植物信息，為城市居民提供休閒娛樂場所和更好的生態環境滋養。
面向未來，植物園還致力於成為新植物資源和技術中心，助推植物學信息的共享與傳播，解決可持續發展面臨的資源、環境和健康等難題，從而更好地促進科學發展、踐行生態文明。
在人類歷史上，植物園究竟經歷了怎樣的發展歷程？現代植物園可以進一步發揮怎樣的作用？這些都是值得深入探討和思考的課題。
從草藥園教學園到留存物種的「方舟」
1545年，在義大利帕多瓦誕生的「第一個植物園」，其功能偏向於「草藥園」和「教學園」。此後，波蘭的布雷斯勞植物園，德國的海德爾堡植物園、卡塞爾植物園和萊比錫植物園，荷蘭的萊頓植物園，法國的蒙特皮利植物園等，如雨後春筍，相繼冒出。
到了18世紀，植物園從關注草藥漸漸轉為關注觀賞植物和作物研究。那是一個大航海時代，成千上萬的外來植物被運到歐洲的花園進行分類。與之相伴，經濟作物成為殖民者的目標。
一個典型的例子是咖啡。自從18世紀荷蘭殖民者發現咖啡後，咖啡種植園便在爪哇、蘇門答臘島、峇里島等地遍地開花。他們還把咖啡種子運回阿姆斯特丹，嘗試在溫室裡進行繁殖。
接著，法國人在印度西部的馬提尼克島建立咖啡種植園，葡萄牙人把咖啡種子從果阿帶到巴西，西班牙人則從古巴把種子帶到南美各地。由此，咖啡這一經濟作物在全球得到迅速傳播。
進入19世紀，以英國邱園為代表的歐洲植物園擁有更大的野心——響應國家的戰略資源需求，頻繁進行植物考察和收集。邱園派出很多植物學家、探險者前往更加遙遠的地方，雄心勃勃地挖掘全球植物資源。對他們來說，經營和擴大植物園就像發現新大陸一樣令人興奮。
當時，西方與中國的主要外貿商品是茶葉、絲綢和瓷器。許多洋行在上海集中設點，也是因為上海靠近茶葉和絲綢產區。那麼，除了貿易交換，有沒有一勞永逸的辦法把茶葉佔為己有？
史料記載，英國植物學家福鈞幾次深入中國冒險，盜取茶苗。每一次都需要經歷幾個月的海上歷險，雖失敗了多次，卻仍不放棄，終於把茶苗成功盜了回去。可見，這背後有多大的利益驅動。
從此，在全球貿易市場上，中國產的茶葉地位迅速下降，歐洲茶葉逐漸佔據上風。
接下來，還可從生態學的角度來談談植物的重要性。
有一類植物，是北半球的重要樹種，1/3的物種分布在中國。它的名字是殼鬥科。
十多年來，上海辰山植物園對中國櫟屬植物（殼鬥科，佔中國天然林總面積的13.7%）進行了一系列研究，發現它之所以在中國種類如此豐富，主要取決於華南、西南地區複雜多變的地勢、地形與季風氣候。
常綠櫟屬植物的多樣性，隨氣候變化、地勢變化而增加。這也意味著，它是一個非常理想的氣候指標。當我們研究其種類和分布規律時，往過去看，可以找到幾百年來中國氣候的變化規律；往未來看，有望預見今後的氣候變化走勢。通過觀察和研究其種群變化，可以提前預警乃至幫助政府決策。
這就是植物與人類的關係。瀕危物種保育之所以重要，正是基於這樣一個前提：人類以及所有其他生物的存在都離不開植物。某些植物物種的滅絕，可能會導致生態鏈某個環節斷裂，生態系統遭到破壞，首當其衝的可能是人類。畢竟，地球的自然生態經過千百年的演化可以慢慢修復，人類卻未必能等到那一天。
尤其20世紀中後期以來，伴隨全球變暖、環境變遷、自然災害和人為破壞風險等多種因素，人們開始意識到，保護生物多樣性就是保護自己。由此，進行瀕危植物的保育，留下物種的種子，顯得日益重要。在所有可以從事植物保育工作的機構裡，植物園擁有一項獨特優勢——遷地保育。
當某種植物的生存環境遭到破壞，如叢林被燒、山頭崩塌等，它可以遷往植物園。待自然生境再度恢復，就可以把植物重新種回去，逐步修復毀壞的生態鏈。可以說，植物園的遷地保育仿佛一艘「諾亞方舟」，為人類文明和大自然留存物種。
據統計，世界上有10萬種植物正面臨滅絕的危險。當前，已有2000多個植物園投身全球植物保護，形成了世界植物保護網絡。
從自然植物管理者到城市生態園藝師
21世紀是一個快速城市化的世紀。以上海為例，交通四通八達，公共空間錯綜複雜。每天，大規模的人流、車流移動交匯。「寸土寸金」的城市，哪裡才能容下植物呢？
利用高架橋的橋墩來種花種草是一個辦法。如果密布的高架橋下能大面積變綠，那麼城市景觀、人均綠化將會大幅提升。可是，缺少陽光、沒有雨露，還有揚塵、尾氣侵襲，植物怎樣生長？
最大的難點在於低光照。園林部門曾經在高架橋下搞過綠化，如在高架橋柱上種植爬藤植物，但生長情況不是很好。尤其是，東西向的高架橋光照條件較差，種植的植物大多「半死不活」。
為了找到合適的植物品種，研究團隊把初選出來的80種植物送入「魔鬼訓練營」進行測試。歷經數年，終於篩選出30種具有超強單項或綜合抗性的植物，如花葉柊樹、茶梅、美麗野扇花、小葉蚊母、金心胡頹子、義大利絡石、多枝紫金牛、藍冬青、金邊六月雪等。這些植物形態各異、葉色、花色不同，配搭組合，十分漂亮。
上海豐盈的雨水資源，也被利用到集成多項技術的城市綠牆上。例如，在各個植物模塊中安裝吸水材料、灌溉設施，運用滲、滯、蓄、淨、用、排等措施，確保雨水灌溉的穩定性基本達到自來水的水平，有效節約城市水資源。
如今，走在虹梅南路元江路高架橋下，一眼望去是成片豎起來的立體綠化。在暗沉沉的光照下，這片超過1000平方米的綠牆鬱鬱蔥蔥、葉片油光發亮，幾十個品種搭配成靈動的圖案，遠看猶如一幅生機盎然的風景畫。
這樣的園藝集成技術，可以批量化生產、模塊化安裝，快速增綠、迅速成景，並至少5年內不用更換植物。這是城市園藝的重要發展方向。
走在上海的一些街頭巷尾，還有一個直觀感受：行道樹看似身姿挺拔，但根部的生長環境十分惡劣，大多是硬質下墊面。而且，行道樹周邊緻密堅硬的土壤裡，往往還摻雜石礫、玻璃、混凝土塊等建築垃圾。
同時，上海的地下水位較高，地下管線設施繁雜，沿海土壤的鹽鹼程度較高。有限的空間、土壤生物活性低、不透水鋪裝，再加上車水馬龍對土壤的壓實，讓許多樹木生長不良。
如何在維持車輛通行功能的同時「再造自然」？在有限空間下，如何使植物可持續地健康生長？大家動足腦筋，想了不少辦法。
比如，上海有4種代表性行道樹，分別是香樟、銀杏、懸鈴木和廣玉蘭。通過物理改良、生物改良、化學改良、土壤調理劑等綜合技術，相關團隊研發出適宜這4種行道樹生長的栽植基質，並進行示範推廣。
其中，配方土由兩部分混合而成：滿足強度框架所需的石塊、符合植物生長需求的土壤；採用綠化植物廢棄物堆肥形成的有機肥料、生物炭和土壤調節劑。它主要用於人行道、停車場等硬質鋪裝綠化。
上海中心城區的人行道往往只有2米左右，不僅人的行動受到限制，而且樹木的生長空間也遭到限制。加上地下市政管線和上方的架空線，樹木仿佛被牢牢框死了。現在，用配方土連通的方式擴展根系生長空間後，底部設置排水盲管，可最大限度消納樹池周邊硬質地面產生的雨水徑流。
在人口密集的城市，草坪是人們零距離親近自然、提高生活質量的「黏合劑」。一些城市的草坪，一個突出問題是不可進入、不可踩踏，對公眾開放程度低。
通過創新創造，辰山植物園在草坪技術上形成了擁有自主智慧財產權、具有耐踩踏和低維護特性的專利。它的整體效果和風格是疏林草地，不僅提高了草坪場地的景觀性、功能性，還打造了一套有效的雨水循環利用系統，實現了零排放的綜合生態效益。
從物理空間中的園到激活創新的平臺
城市是一個人造的巨大有機體。自然生態理論不適宜直接搬到城市，而需要多學科的跨界，即不僅考慮植物與環境的關係，還得考慮植物與人的關係，具體涉及人類學、社會學、建築規劃學、景觀學、心理學、經濟學、行為學等。
第一，對接國家戰略，順應時代需求。
16世紀以來，跨大陸、跨地區、跨國家之間的植物引種馴化及發掘利用，深刻改變了世界經濟社會格局，甚至影響到一些國家的興衰。其中，植物園對植物引種馴化的貢獻無可置疑。最為突出的代表非英國邱園莫屬——它將稀有植物資源保存下來，催生「就地保護」理念，引領建設了一個「千年種子庫」。
近年來，中國植物園培育出植物新品種1352個、申報植物新品種權證494個、推廣園林觀賞/綠化樹種17347種次，獲國家授權新品種452個、開發藥品/藥物748個、開發功能食品281個、推廣果樹新品種653個。其中，中國特產獼猴桃屬資源的研究與利用，對經濟發展和科技水平的貢獻居於世界領先水平。
面對新的機遇和挑戰，中國植物園理應進一步盤活「一帶一路」相關資源，推進研究、保育、開發和貿易，重新建立植物與人的聯繫。
第二，藉助區位優勢，用好科技力量。
上海作為首批沿海開放城市，是長江經濟帶的龍頭城市，致力於打造國際經濟、金融、貿易、航運和科技創新中心。2004年，上海啟動辰山植物園建設。這是強化城市生態文明建設、打造國際化大都市的一個抓手。
近年來，隨著信息化、大數據的深入發展，邱園等國際一流植物園紛紛將信息學列為基礎支撐和制勝關鍵。
辰山植物園在經濟、科技、人才和交通等方面具有先天優勢，目前已經牽頭建立了華東地區植物名稱檢索、經濟植物資料庫、遷地保育植物科學資料庫、標本資料庫等各類在線資料庫，為科研工作站及時高效獲取實驗數據以及科研產出提供了便利，有助於理順「平臺建設—數據積累—科學證據—科學發現」的新型科研發展模式。
同時，運用多種現代科技手段，面向公眾進行傳播和教育，不僅可以加深全社會對植物園的認識，也能促使更多人理解城市發展、人類文明發展的使命。比如，在基於辰山資料庫開發的「形色」手機軟體上，只需用手機對著植物進行拍攝，就可以自動辨認植物名稱，幫助普及生物學知識。
第三，注重開放合作，集聚多方資源。
植物園不僅是一個物理空間中的「園」，還要成為大象無形的平臺，凝聚各方創新力量。
在現代科學的「夾縫」中，植物園應當進一步開拓新的功能，如創製高功效功能性食物、緩解人的慢性代謝症候群等。
近年來，西方植物學家在非洲大戟屬白角麒麟的汁液裡發現了一種新化合物。它的辣度是辣椒的一萬倍，現在已經被開發了癌症晚期的止痛功能。上個世紀，美國人從成千上萬種植物中篩選抗癌植物，最終找到了紫杉。如今，基於這種植物開發的「紫杉醇」藥物，已經成為廣泛應用的化療抗癌藥物，獲得醫學和商業模式的巨大成功。
在上海，辰山植物園同樣進行著類似研究。例如，解析黃芩素生物合成途徑，破譯中藥黃芩產生抗癌活性物質的遺傳密碼。代謝研究的一大用處是，當我們掌握植物代謝相關的機理，就不需要通過原始的「種植—培育—提煉」方法，而是直接通過微生物等合成代謝產物，快速進行藥物或其他應用。
（胡永紅 教授級高工、博士，全國優秀科技工作者，現任上海辰山植物園執行園長，曾任上海植物園園長，兼任國際植物園協會亞洲分會主席。）