三峡库区是我国植物资源最丰富的地区之一，是我国植物资源三大特有分布中心之一和珍稀濒危植物的重要分布地，也是生态环境脆弱区。作为华中地区唯一的国家专业植物学研究机构，武汉植物园始终将三峡库区的植物多样性保护和生态环境建设作为重点研究领域之一。60多年来，武汉植物园依托其区位及科研优势，围绕三峡库区植物多样性保护及生态环境建设开展了大量卓有成效的工作，为保护三峡库区的生态安全做出了重要贡献。
一、生物多样性研究
（一）生物多样性本底调查
摸清家底是开展生物多样性研究、保护与开发利用的基础，采集标本、掌握本底是也植物园的基本职责。武汉植物园自成立以来，始终将三峡地区植物多样性调查作为一项基础工作在持续进行着。在建园初期的1959年，武汉植物园着手开展了“长江三峡和湖北神农架自然域源地植被调查”，对三峡地区的植被资源进行摸底调查，初步查清了三峡地区的植物多样性本底。1983年国家提出建设三峡工程后，武汉植物园加强了对受三峡工程影响的植物多样性调研与保护。1983年至2008年期间，通过库区17个县市分水岭区域开展广泛实地考察和研究，详细论述了库区常绿阔叶林、常绿阔叶与落叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌丛、草丛等分布与生境特点，并绘制了库区植被图。调查登记了库区3500种野生植物，记录了珍贵稀有植物350种，古大树种资源30余种1000多株，常见经济植物如脐橙、夏橙、桔子、柿子、榨菜、桑、核桃及黄连等近百种。
通过长期大规模的植被调查，目前武汉植物园保存了三峡地区植物标本近10万份，拥有世界上保藏三峡地区植物标本最多的标本馆。
（二）生物多样性保护研究
开展生物多样性保护研究，弄清生物多样性分布格局及其成因、特别是特有珍稀濒危植物的致濒因子，是制定保护策略、实施有效保护的科技支撑。自三峡工程上马论证以来，武汉植物园在国家三建委、国家自然基金委、长江委、中国科学院和湖北省移民局的支持下，系统地开展了三峡地区植物保护与生态学方面的研究。先后主持了“长江三峡工程对库区陆生珍稀植物的影响及对策研究”、“对三峡库区荷叶铁线蕨和疏花水柏枝比较居群生物学与保护对策的研究”、“中国濒危特有植物保护生物学研究以及种群生存力分析”、“三峡库区特有濒危植物疏花水柏枝回归自然的研究”等二十余项课题，并以三峡地区特有濒危植物蔬花水柏枝和荷叶铁线蕨为主要研究对象，系统地研究与分析了受三峡工程影响而面临灭绝的部分濒危植物的遗传多样性格局、致濒机理和保育策略，为三峡工程受胁植物的保护提供了科学依据。例如掌握了荷叶铁线蕨利用孢子繁殖、分蔸繁殖和疏花水柏枝种子繁殖的策略，为两物种的就地、迁地和回归大自然保护提供了充足的种源。
（三）生物多样性保护实践
为了减轻三峡工程对库区生物多样性和生态环境的影响，武汉植物园向国家有关部门积极献言献策并开展了大量的植物多样性保护实践。在三峡工程上马之初，武汉植物园建议在库区建立“湖北省宜昌市大老岭落叶阔叶林自然保护区”和“湖北省兴山县龙门河常绿阔叶林自然保护区”2个，启动3个受工程或淹没影响的珍稀特种疏花水柏枝、荷叶铁线蕨和川明参的保护项目，并获得国务院三建委和长江水资源保护局的批准。在三峡工程建设的后期，武汉植物园在国务院三峡办和湖北省移民局的支持下，有开展了宜昌黄杨、丰都车前和鄂西鼠李的保护工作。同时，开展了保护基地和保护网络体系建设，上世纪90年代以来，武汉植物园不仅在园内建设了占地4000M2的三峡植物专类园，还先后与湖北省宜昌市政府共建了三峡植物园，与湖北省秭归县共建了三峡库区消涨带植物保育基地，在湖北省宜昌大老岭建立了三峡库区珍稀植物保育基地，与湖北省九宫山自然保护区共建了亚热带珍稀濒危植物、特有植物保育基地，与武汉市政府合作在黄陂素山寺建立了华中地区珍稀濒危植物与特有植物保育基地。这些植物保护基地的建立，为三峡库区植物多样性的保护创造了良好的条件和多样的生境，实现了三峡库区80％以上的高等植物的有效保护。
二、生态环境监测
1999年以来，针对三峡大坝蓄水后形成的消落区和大量移民后靠安置引发的社会问题和环境问题，武汉植物园开展了消落区的植被保护与生态修复的研究。目前，武汉植物园迁地保育了三峡消落区重要植物资源150余种，筛选出植被重建适宜物种30余种，为三峡水库消落区植被重建工作奠定了良好的基础。2008年以来，武汉植物园开展了三峡水库消落区植被重建试验示范研究，建立示范基地200余亩，并取得系列科技成果。
自三峡大坝蓄水以来，武汉植物园在国家三建委和国家自然基金委的支持下，系统地开展了三峡库区消落区生态环境监测和消落区物质循环等研究工作。先后主持项目“三峡水库消落区生态环境监测重点站”、“三峡库区消落区水文变化和植被恢复对土壤氮循环的关键微生物过程的影响与机制”、和“水文变化对三峡库区消落区土壤反硝化作用的影响及其微生物学机理”3项。通过对库区13个区县消落区植物群落、昆虫群落、土壤环境和生物媒介进行全过程的跟踪监测，对消落区生态环境开展综合集成分析，已取得的研究结果能较好地预警和预报消落区植物和昆虫群落、土壤和人口健康等相关的生态环境问题，同时，对消落区综合整治多种措施的环境效益进行分析和评估，为消落区的生态环境保护与综合整治、为水库管理部门的决策和三峡工程的环境影响评价提供科学依据。在消落区物质循环方面，对三峡库区消落区植被恢复区不同植被类型和淹水与土壤氮动态的关系等方面进行了较为详细的探讨，研究结果表明植被和水淹使消落区土壤中无机氮（铵态氮和硝态氮）含量显著下降，同时提高了土壤的矿化和硝化潜力，反硝化潜力在植被恢复初期增加，在退水后又显著降低。而这些变化主要与不同植被类型和水淹改变了土壤中有机碳和C/N有关。并初步探索了消落区水文变化和植被恢复对土壤氮循环影响的微生物学机理。该项研究取得了一系列科研成果，发表SCI论文7篇，中文核心期刊论文3篇。
三、库区生态农业规划
随着三峡工程初步设计任务的完成，三峡库区的生态环境保护与移民的安稳致富成为国家和库区各级政府的主要工作。1998年后，国务院三峡办启动了三峡工程后续规划工作，中央领导对此高度重视，武汉植物园也积极参与，发挥了国家队的科技支撑作用。2010年以来，武汉植物园作为技术依托单位，指导三峡库区20个县市区完成三峡库区生态屏障区分县生态农业规划；作为主要承担单位，联合有关规划设计单位，共同完成了《三峡库区生态农业及生态农业园建设专题规划》、《三峡库区生态农业及生态农业园建设一期实施规划》和20个生态农业园的设计工作。作为《三峡工程后续工作规划》的专题规划之一，2011年5月18日经国务院常务会议审议通过并获批实施。武汉植物园的工作为各级政府、特别是工程主管部门的正确决策提供了重要的科学依据，为三峡库区的生态安全和农业发展做出了积极的贡献。
四、坝区生态恢复
长江三峡水利枢纽工程是世界最大的水利枢纽工程。因工程建设需要，在坝区15.28平方公里内形成了大量的工程创面、施工场与施工营地、弃渣场及施工道路等施工迹地，对生态环境造成了巨大影响。同时，长江三峡是国际知名旅游目的地，三峡大坝旅游区是国家5A级旅游景区，坝区的生态修复与环境景观建设对工程坝区生态环境恢复与保持和对三峡大坝旅游发展都有举足轻重的影响。
武汉植物园积极参与三峡工程建设，将研发的新材料、新技术应用于坝区生态环境建设，对提升自身在生态科学技术领域的影响力、展示科研实力和研究成果意义重大，符合武汉植物园率先行动计划中对“大型水库生态屏障建设关键技术”重大突破的要求。
三峡工程坝区生态修复与景观重建是一项复合型系统工程，它要求在生态与景观两个层面上实现功能叠加，获得综合性生态环境建设效果。武汉植物园在此方面的工作主要包括：
1、边坡生态修复与工程技术示范
武汉植物园长期从事大型水利工程生态安全领域的研究，对水利水电工程及其消落区的生态修复有丰富的理论成果和实践经验，在坝区开展边坡生态修复与工程技术示范始于2009年，先后对大坝上游引航道、大坝下游隔流堤、大坝升船机、五级船闸、坝区道路等边坡进行了生态修复设计与建设，尤其是针对大坝上游引航道和大坝下游隔流堤边坡修复工程，开展了历时一年多的现场技术攻关，研发出了全新的生态护坡工程技术——“无栽培基质混凝土生态护坡技术”，突破了传统生态混凝土植物种植依赖栽培基质的瓶颈，实现了多孔混凝土的无栽培基质绿化，构建建筑材料与植物材料穿透融合型一体化的技术体系，实现了多孔混凝土设计、制作工艺与植物设计、种植技术的集成，筛选了适生多孔混凝土的耐水淹、耐干旱、耐瘠薄等植物，满足了不同应用需求对植物多样性的要求，创新了水域消落带生态治理技术，有效解决了建筑固坡与植被建植融合的技术难点，真正做到了植物材料与建筑材料的耦合，为解决水域消落带生态治理这一国际性难题提供了新技术。2010年三峡大坝升船机上引航道左侧160-175m高程边坡修复、2011年三峡大坝下游隔流堤边坡边坡修复均使用了本技术，既达到固坡及水土保持作用，又能美化坡体，丰富坝区植物物种多样性。经过6年的水位循环周期检验，至今坡体稳定，植被生长良好。目前，相关技术已获国家授权专利技术15项，技术体系不断完善，并于2012年获得湖北省技术发明奖二等奖。
2、植物资源调查引种与科普展示
武汉植物园开展针对坝区建设的植物资源调查引种与科普展示始于2010年。三峡地区蕴藏着丰富的生态功能植物资源和农林经济植物资源（如野生林果蔬植物资源、园林观赏植物资源、药用植物资源和工业能源植物资源），开展三峡重要资源植物调查，对坝区及库区的生态环境建设和区域发展具有重要的现实意义及长远的科学支撑价值，主要表现在：首先，通过调查，挖掘出一批存在巨大潜在价值的资源植物、珍稀特有植物，为坝区生态环境建设所需要的保育植物储备重要的植物资源；其次，通过对植物资源的生态功能和景观价值进行全面调查及综合评价，挖掘出一批具有重要生态功能和景观价值的资源植物，通过现代生物技术实现产业化，为区域生态环境建设提供资源与技术支持，满足坝区乃至库区生态环境及景观建设需求；再次，通过对三峡地区特别是三峡库区部分珍稀、特有植物筛选及引种试验，研究其繁育保护技术，为减缓或消除三峡工程开发对生态环境的不利影响，实现资源的可持续利用提供技术支持；最后，三峡库区植物是坝区苗圃的资源库，通过对调查及筛选，为丰富物种多样性、调整苗木产业结构、提高苗木商业竞争力、加深植物开发与利用做出贡献。武汉植物园在2011年至2012年前往宜昌、神农架、巴东、利川、建始、宣恩、长阳、兴山、秭归、恩施、十堰、巫山开展深入调查工作，涉及植物76科425种，并在此基础上于2010年至2014年分批多次完成植物资源引种与科普展示，共引种水生植物52种（含品种）、珍稀野生观赏植物98种，如疏花水柏枝、秋华柳、荷叶铁线蕨、珙桐、水杉、连香树等，增加生态保护的科普内涵，将物种保护与生态环境景观构建相结合，以乡土植物作为植物景观设计及生态修复的重要材料。根据资源调查引种的成果，武汉植物园完成专著《华中野生观赏植物》。
3、生态景观设计与建设
武汉植物园在坝区开展生态景观设计与建设始于2008年，至今仍在持续开展相关工作。根据坝区地形气候特点，因地制宜，因势利导，按科学有步骤地将坝区生态景观在点、线、面上系统构建起来，让生态景观呈现“生长、延伸、覆盖”之势，逐步达到成熟化、系统化的建设目标，先后完成为烘托三峡风光、展示大尺度春秋两季景观的鸡公岭生态景观构建，为完善坝区旅游产品、提升儿童科普教育与娱乐功能的茅坪生态景观构建，为完善坝区游线骨架的西陵大道、旅游换乘中心景观改造与提升，为重塑坝区滨江生态景观的浸水湾至高家溪、大象溪景观改造与提升，为配合大坝观光的182观光平台、白岩尖、185园区生态景观设计与建设等数十项生态景观设计与建设项目，使坝区形成从左岸到右岸、从大体量大尺度到小区域精细化、从自然观光到文化体验的由水、岸、山组成的全方位立体景观系统。在实践中，武汉植物园积极推行“双并双合”的生态景观构建理念，即艺术与科学并重、景观与功能并行，设计与自然规律、工程技术双向结合，打破国内景观设计中艺术有余、科学不足的现状，尤其是积极实践国家倡导的构建“节约型园林”的城市园林构建目标，凭借生态设计、乡土设计、功能设计等多维度设计与工程建设相融合的方法，形成“材料+设计+技术”的生态景观新路径，树立大型水利水电工程景观设计新典范和生态修复与景观重建新样板，为打造“金色三峡，银色大坝，绿色宜昌”提供工程技术、材料与服务支撑，获得了良好效益。
相关科研人员发表三峡库区学术论文近40余篇，其中生态环境监测研究发表SCI论文7篇，中文核心期刊论文3篇，获国家技术发明专利授权15项，出版专集和专著7本，“无栽培基质混凝土生态护坡技术”2012年获湖北省技术发明奖二等奖。武汉植物园编写专集、专著有（1）《长江三峡库区植被与环境考察报告》专集；（2）《三峡库区大老龄植物多样性与保护》（中国水利水电出版社，2008.1）；（3）《三峡库区珍稀濒危植物保护彩色图谱》（中国水利水电出版社，2009.1）。合作编写的专著有（1）《三峡库区的植物与复合农业生态系统》（科学出版社，1994.9）；（2）《三峡库区谷地的植物与植被》（中国水利水电出版社，2008.1）；（3）《三峡库区珍濒特有植物保护生态学研究》（中国水利水电出版社，2008.1）。中科院主编的《长江三峡工程对生态与环境影响及其对策研究论文集》中武汉植物园承担三级专题“三峡工程对库区珍稀植物的影响及其保护措施”被收录，（科学出版社，1987.9），该论文集获中科院一等奖。
（撰稿人：王勇 金义兴 叶琛 朱剑峰）
