科学网—绝壁寻踪：无人机找回夏威夷消失的濒危植物
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2026-5-13 15:19
| 个人分类: 植物故事 | 系统分类: 观点评述
夏威夷优势原生树种 多型铁心木 （ Metrosideros polymorpha ）
【 核心概览 】 海岛特有植物因生境孤立、种群稀少，极易走向灭绝，陡峭崖壁的复杂地形又长期阻碍野外调查。依托 夏威夷考艾岛 2023 年野外调查原始文献 ，复盘 5 种珍稀维管植物的重新发现过程。研究团队结合 无人机航拍勘测、人工绳索垂降、机载机械采样 技术，在绝壁生境 重新找回 2 种 历史灭绝物种、 3 种区域性消失或新增记录物种 。 通过原文可 客观 窥视 野外调查细节，剖析无人机在崖壁珍稀植物调查的技术优势，总结海岛濒危植物保护经验，为极小种群野生植物保育提供真实可参考的野外实践案例。
1 悬崖孤岛：濒危植物的天然庇护所
夏威夷群岛是全球公认的 生物多样性热点区域 ，考艾岛大面积发育垂直峭壁与幽深峡谷，隔绝人为扰动与入侵动物，留存大量古老且独特的本土植物。外来牛羊等有蹄类入侵生物长期啃食平缓地带原生植被，造成海岛原生植物大面积消亡；而常人难以抵达的陡峭崖壁，反倒成为濒危植物最后的天然避难所。
受极端地形限制，传统人工攀岩探查风险极高、覆盖范围有限，大量崖壁野生种群长期处于调查空白状态。本次调查由 美国国家热带植物园 主导，联合夏威夷灭绝植物保护项目团队开展野外工作，融合无人机航拍、绳索垂降、种质留存等调查手段，完成了本次海岛珍稀植物资源突破性勘探。
2 死而复生：五种珍稀植物的重现故事
本次科考明确记录 5 种珍稀维管植物，分类为 2 种历史灭绝复现物种、 2 种岛屿区域性消失物种、 1 种考艾岛新分布记录物种 。全部植物中文名称依据《中国植物志》及国际植物命名法规（ ICN ）规范化拟定，填补夏威夷特有植物中文定名空白，所有野外数据、发现时间严格遵从原始文献，无艺术加工与虚构推演。
2.1 再度复苏：两株宣告灭绝的崖壁植物
（ 1 ） 夏威夷 伍德木槿（ Hibiscadelphus woodii ）
该物种为考艾岛特有木本濒危植物，天然种群极端稀少。 1991 年在卡拉劳区域崖壁首次发现野生个体； 2011 年该物种最后一株已知野生个体死亡，学界判定其 野外灭绝 。 2019 年研究团队利用无人机在卡拉劳难以通行的垂直崖壁重新发现 3 株存活个体，岩壁陡峭无人工垂降通路，现阶段无法开展人工实地探查。目前研究团队持续依托无人机开展远距离物候监测，为后续保护性采样预留观测窗口。
（ 2 ）垂枝腺蕨（ Adenophorus periens ）
垂枝腺蕨为夏威夷群岛特有附生蕨类，历史广泛分布于夏威夷各主岛。受外来生物入侵、寄主衰败影响，野生种群持续衰退； 2016 年夏威夷岛最后一株已知个体死亡，且人工繁育未取得成功，该物种一度判定为灭绝。 2021 年夏季，科考团队在考艾岛北部偏远山谷重新发现存活野生个体，后续补充调查累计记录 5 个野生居群、共 16 株成熟存活植株。 值得关注的是 ，现存植株极少依附夏威夷优势原生树种 多型铁心木 （ Metrosideros polymorpha ）生长，转而附生在其他本土阔叶树种之上，寄主更替特征显著，其适应机制与濒危关联仍有待深入研究。
图 2 垂枝腺蕨野外原生居群实拍图 （ A ：怀奥利山谷居群； B ：伊奥勒源头居群；图源： Nyberg et al., 2023 ）
图 3 垂枝腺蕨补充野外居群实拍图 （ A ：纳莫洛卡马山区居群； B ：怀希亚瓦流域居群； C ：卡阿波科水系居群；图源： Nyberg et al., 2023 ）
2.2 久别重逢：消失百年的珍稀植物
（ 1 ）披针夏威夷蝇子草（ Silene lanceolata ）
该多年生草本历史广布于夏威夷多座海岛，考艾岛最晚有效采集记录为 1840 年， 区域空白记录长达 182 年 。 2022 年科研人员采用绳索垂降技术，在科艾峡谷干湿交替崖壁发现稳定野生种群，包含 7 株成熟个体、 10 株幼苗，生境受入侵有蹄类动物干扰微弱。团队现场完成 枝条采集 ，迁地培育于植物园保育圃，同时长期储存种子构建种质备份库。
（ 2 ）迈耶崖钩藤（ Gouania meyenii ）
历史判定为瓦胡岛特有物种， 1991 年科研人员首次在考艾岛记录该物种，当时仅发现两处小居群； 1994 年后该岛种群彻底消失，长期未观测到活体植株。 2020 年无人机航拍在卡拉劳谷普乌奥基拉下方崖壁重新发现约 12 株野生个体，科研人员及时采集营养体材料，完成 保护性种质留存 。
（ 3 ）梨叶岛堇（ Isodendrion pyrifolium ）
该物种为夏威夷群岛广布特有灌木，历史种群数量衰减严重，考艾岛长期无观测记录，消失时长近 120 年。该物种 1991 年于夏威夷岛复现、 2016 年于瓦胡岛发现野生种群； 2022 年无人机在威美亚峡谷怀阿胡卢区域发现野生居群，为 考艾岛全新分布记录 。科研人员利用无人机搭载采样机构完成无损枝条采样，移栽至苗圃后成功开花，同时制作凭证标本，完善该物种海岛分布档案。
图 4 考艾岛四种珍稀野生植物野外实拍图 （ A ：披针夏威夷蝇子草； B ： 夏威夷 伍德木槿； C ：迈耶崖钩藤； D ：梨叶岛堇；图源： Nyberg et al., 2023 ）
3 科技破局：无人机改写绝壁植物保护格局
本次多种珍稀植物集中重现，核心助力来源于 无人机智能勘探与采样技术 。针对海岛绝壁特殊生境，无人机展现出三大不可替代的技术优势：
第一， 全域勘察，突破地形限制 。高清航拍影像覆盖人工无法抵达的垂直崖壁，精准完成物种识别、种群数量统计与生境研判，填补偏远崖壁调查空白；
第二， 无损采样，规避科考风险 。搭载专用机械切割装置的无人机，可远程采集植物 枝条 与繁殖材料，无需人工攀岩，兼顾人员安全与野生植株保护；
第三， 精准导向，优化调查效率 。无人机先行航拍筛查可疑点位，为人工垂降探查明确勘探方向，大幅降低野外勘探人力与时间成本。
4 科学探析 ：海岛植物的濒危困局与守护之路
海岛特有植物具备 生境专一、种群脆弱、基因独特 的典型特征，抗外界干扰能力弱，是全球植物灭绝高危类群。本次 5 种珍稀植物的重新发现，不仅补充夏威夷群岛植物区系资料，更直观验证陡峭崖壁是濒危植物天然避难所。
从科学保护视角总结，本次野外科考带来两点明确启示：其一，传统人工调查存在严重地形盲区，智能化无人机可作为复杂生境植物调查的核心工具；其二，极小种群濒危植物必须建立 原位监测 + 迁地保育 + 种质留存 的三重保护模式，最大程度延缓物种灭绝进程。未来需持续优化智能勘探采样技术、严控外来生物入侵、保留原生崖壁生境，长效守护海岛珍稀植物种质资源。
夏威夷 伍德木槿（Hibiscadelphus woodii）
无人机拍摄的植物重新发现的悬崖景象
延伸阅读
[1] Nyberg, B., Wood, K. R., Heintzman, S., et al. (2023). Recent notable plant records and rediscoveries from Kaua‘i, Hawaiian Islands. Bishop Museum Occasional Papers , 148, 163–168.
[2] La Vigne, H., Charron, G., Rachiele-Tremblay, J., et al. (2022). Collecting critically endangered cliff plants using a drone-based sampling manipulator. Scientific Reports , 12(1), 1–11.
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