植物生物学 银杉

植物生物学 银杉

中国银杉树的研究进展及展望摘要：关键字：1.引言1.1银杉的发现广西壮族自治区，层岩叠翠，景色秀丽。特别是龙胜县的花坪林区更别有天地。许多常绿乔木,树姿高大挺拨,枝叶银光繁荫,长相雍雅迷人。一九五五年四月,由中国科学院华南植物所,广西植物分所、中山大学共同组成的一支森林考察队来到了这儿,仰望山岗,一下子就被那奇丽的景色吸引住了。领队人钟济新教授更是精神焕发,经常与战友们一道,爬山越岭,精心采集标本。五月中旬,首先在红崖界找到一棵外形很象油松属(Keteleeria)植物苗木，因叶身较长，两端慢慢窄尖，像个小小的梭子，与油杉层的叶形大不相同,认定这一定是一种新的裸子植物。为了探明真相,钟教授要求大家注意追寻老树,采到花果枝再进一步研究。功夫不负有心人,到处追踪,终于在原地的西坡,海拨1300米处的伍家湾,发现了它的“父母”。一九五六年春天,考察队员覃浩富与老农刘继信又在附近的红崖山山脊和两侧发现了它们的散生植株。定睛细看,原来绿的线形叶背上,有两条显目的银灰色的气孔带,正由于这种装饰,使人远观,大有绿树银辉之感。这种与众不同的大乔木,叶似杉叶,皮象松皮；似杉非杉,似松非松。这是一种什么怪树？当时还不能确定它的学名,一九五六年夏季,钟教授将这批标本寄给中国科学院植物研究所,直至一九五八年,才经陈焕铺、匡可任两教授鉴定,定名银杉。在苏联植物学杂志上发表《中国西南部松科新属—银杉属》著名的论文,佳音传出,轰动整个植物学界,堪称“世界之宝”。1.2银杉的命名大自然界的生物,形形色色,丰富多彩。它们之间,都不是彼此孤立的,总有或远或近的“爪葛”关系。跟一种生物定名,既要根据它的形态构造特征,又要合理安排它在分类学上的位置,同时还要富有意义。这个标本是我国解放后第一次发现的松杉类植物的稀有树种。从分类学上分析,这种植物的叶子、芽鳞、苞鳞、雄蕊等均为螺旋状排列,不仅苞鳞与种鳞分离,而且雄蕊具有二个花药,每个种鳞还带有二粒有翅的种子,这些特征,应该划归松科植物。但是从它的叶片来看,是扁平线形叶,上面的中豚凹下,叶背又具有二个边生树脂道,外形构造,又与黄杉属植物十分相似。相似业非等于相同,因为它的小枝节间上端比黄杉属植物生长缓慢,叶痕较密,雌球花都是单腋生长,花药纵裂,花粉有气囊,在显微镜下观察,叶肉组织中更没有骨针状细胞,内查外调,发现它与黄杉属植物还有许多明显区别。最后陈、匡两教授,依据分类的原则,另立银杉属把它注册到松科的“户口本”里。“无巧不成书”。两位科学家还分现它上述的各种特点,与欧亚大陆的化石银杉没有什么两样,“呵！它原来就是化石银杉的后代。”\n这种“活化石”,是新中国成立后首次发现的特有树种,既有美丽银辉树冠,又有进化的悠久的历史,因此取名银杉,用“Cathaya”一“华夏”作它的拉丁属名,含意银杉古树的遗族在中华大地工找到了用“argyrophylla”一“银色的叶”作为它的种名,以赞赏它银光留树的美貌。2银杉的特征2.1生态学和生物学特性学者们一致指出,银杉分布区的环境特点是冬冷夏凉,雨量多,雾期长,湿度大,日照短,土壤呈酸性反应(PH4-6)的山地黄棕壤。银杉为阳性树种,多生长于土层浅薄、岩石裸露的山脊悬岩或绝壁石缝间或险峰顶部。独湖南八面山的银杉,多分布于山腰中部以下甚至谷地溪旁,广西金秀的银杉小部分也分布于山腰下部,在陡坡、岩壁常形成明显的偏冠。银杉生长期短,每年4月下旬开始抽梢,5月生长最快,8月基本停止生长,年生长期仅4个月,较杉木生长期少6-7个月。苗期年高生长仅有2-3厘米,比杉、松苗慢5-10倍。结果期迟,座果率低,而且大小年明显;萌芽力弱,扦插几不生根。近在湖南八面山发现有银杉大毛虫,每树有百条以上,为害针叶。显然银杉现在已处于衰退阶段，呈衰老状态。因此,必须研究其濒危原因,采取切实可行的措施使其复壮。2.2分布情况直到现在，在我国还能不断找到银杉的新分布。已知银杉在我国4个省区、8个残遗分布区、40多个分布地点上散生着树高l米以上的植株168株(见表)。即川黔之间大娄山东段的(金佛山、白马山、沙河、桐梓)四个分布区,湘桂之间越城岭南北部的花坪、沙角洞2个分布区,南达大瑶山的金秀1个分布区,东至罗宵山的八面山1个分布区，南北相差5°5′（金秀24°9′，白马山29°14′），东西横亘6°30′（桐梓107°10′，八面山113°40′）。分布区分布点总株数1米以上5米以上海拔高金佛山75194004001500-1840白马河13303136591180-1700沙河127294251051398-1700桐梓1108991150沙角洞2565656910-1060八面山7879377156950-1450花坪61040117681020-1460金秀41439794950-1250合计4237391688938669注：分布点中，金佛山包括柏枝山，八面山包括邵县，1株的不计。发人深省的是,现有银杉的分布格式几与我国东南部几种冷杉为分布相一致,即梵净山—元宝山—资源—大院—百山祖,向南呈明显的孤形突出,形成“冷槽”,这显然是与我国东部曾普遍多次受到北方强大寒潮的侵袭有关。冰期形成“冷槽”,间冰期“暖槽”的出现也就不难理解。另一方面,这一现象也与我国中亚热带东部南北两个亚地带的界线相一致,只是东段偏南,\n西段稍北。管中天的研究认为,西起康藏高原的东缘,沿长江流域东伸而达日本,存在一条孑遗木本植物的密集分布带,殊为可信。2.3群落学特征　　王献溥等首先在广西对银杉与粤松混交林进行了详细的调查,指出银杉混交林群落种类成分少,层次结构简单,分布范围狭窄,局限于悬岩绝壁的特殊生境,而周围则为种类成份丰富、结构复杂的落叶、常绿阔叶混交林所包围,说明银杉是一个残遗的群落。而且从幼苗虽多,幼树极少的情况看,已知该群落处于衰退阶段。之后,各个省区的发现学者们,不同程度的都作了一些群落学的调查研究,但多是补充印证工作。值得提出的是,应俊生等比较了金佛山的老梯子和中长岗及广西花坪的银杉混交林,相似系数分别为27%和14.5%。管中天与陈尧购研究指出,金佛山的银杉混交林与同地的常绿阔叶林性质相近,相似系数为45.1%，而与不同生境和不同地区的银杉混交林性质相差较远,这是很有道理,很有考据性的结论。比如:西部川黔一带的银杉多与黄杉（Pseudotsugasinensis）、大明松（Pinustaiwanensisvardamingshanensis）、亮叶水青冈（Faguslucida）和峨嵋栲（Casfanopsisplatycantha）等真阔叶树种混交；南部广西的银杉则与华南区系成分的粤松（P.kwangtungensis）、长苞铁杉（Tsxgalpngibracteata）、黄椆（Lithocarpusehrysocoma）、五列木（Pentaphylaxenryoides）等树种混交；东部罗宵山一带的银杉多与南方铁杉（Ttchekiangensis）、福建柏（Fokiemiahodgensii）等华东区系成分混交。及其种类组成与同地植物区系成分的性质相近，从中也可看出,银杉这个古老残遗种对环境条件所起作用的大小。3对于银杉的研究3.1研究任务和步骤3.1.1研究银杉的任务在《国家重点科技(攻关)专题合同》中,专家评议指出:“银杉至今尚未弄清濒危的真正原因,对其生态学、生物学和繁殖生物学尚未深入的研究,繁殖、引种栽培尚未解决。”这是很中肯的,也是明确摆在我们面前的一项任务。根据研究的程序,对银杉等濒危植物,先应作一些定性工作,即研究其生态学生物学和繁殖生物学,然后才能开展就地和异地保存。如果没有调查研究,对物种一无所知,怎能谈到就地和异地保存工作?一种说法,认为调查研究是软任务,甚至认为可搞可不搞,而把就地和异地保存说成是硬任务,甚至说银杉只要栽一点就行。这么说是很不科学的。即银杉的调查研究绝不是软任务,应是硬任务,更不是可搞可不搞,而是必须要搞。可谓软、硬任务,只是搞松、杉等速生用材林的一种生产观点,不是研究濒危植物的工作方法。因为对银杉等濒危植物,如果不把定性的调查研究摆在第一位,即使栽了一片,也是靠不住的,即使暂时栽活了,也不能说已解除了濒危状态。另一方面,就是对松杉等速生用材林,要求高产、稳产,如果不把调查研究,综合分析放在一个重要位置,也必然难于突破。3.1.2研究银杉的步骤残遗植物银杉的研究，不同于同一专题的天目铁木、普陀鹅耳杨,也不同子同一课题的秃杉、琪桐、望天树、秒锣,更不同于松杉类速生用材树种,原因是:\n银杉除了在生理生态方面尚有许多待解之迷以外,一个突出之点是生长太慢,苗期年高生长仅有2、3厘米。由于生长太慢,管理期长,稍有不慎,易遭天折,甚至前功尽弃。由于生长太慢,大量育苗,大片营造,管护繁重,往往得不偿失。因此,对于银杉的研究,根据其内容和重点,宜作两步进行。第一步,深入研究其生态学、生物学和繁殖生物学,弄清濒危的真正原因,开展就地保存和异地保存,而以就地保存为主,达到解除濒危状态。异地保存,宜多点引种,以利选择其潜在的适应性。根据种质保存的要求,每个引种点应有60个以上的植株。因一个高级的物种,要维持种的继续生存,必须拥有一个最低基数的种群,孤立分散,将会导致灭绝。第二步,待银杉的保存取得了一些突破性的进展,达到基本解除濒危,然后方可根据需要,将研究重点转入定量的扩大栽培,繁育发展。3.2银杉的育苗银杉的异地保存，我们不同意米丘林提出并坚持的“只有从种子着手”的方法,原因是银杉播种发芽后,可塑性最大时最为娇嫩,因而抗逆性也最小,经不起恶劣环境的摧残,异地环境多变,加以银杉本身巳趋衰退,可能嫩苗在可塑性还未显露时就遭夭折。因此,异地保存利用圃地育苗,用3-5年生壮苗进行营造,可塑性虽然要小,但抗逆性要强,较易成长。我们的两个异地保存点,除“丛播更新”外,利用壮苗移栽,成活率较高,尤其是4-5年生大苗移植,生长最好。至于挖掘野生植株移栽,即使一部分也可移栽成活,但绝不是物种保存,更不是保存种质。3.3银杉的无性繁殖几年来,我们反复地作了银杉的嫁接和扦插工作,但是成效不大1988年春采用叶片带皮插,用不同浓度的ABT生根粉处理,约有1-2%肠的插叶长出愈伤组织,叶片在较长一段时间保持绿色。嫁接先后用过马尾松、黄山松、黑松、粤松、铁杉等作砧木,成活率可达50肠,但是生长不良,逐渐死亡。与湿地松、火炬松嫁接,大部分虽可成活,也能生长,但不亲和,生长不同步。和有性繁殖相比,无性繁殖是一种原始的低级的生殖方式,它是以单个个体作为进化的单位,而有性繁殖是群体内不同个体产生的雌雄配子的相互结合,综合了解体内较多有利性状的个体,才能在自然选择中立于不败之地。因此,如果让一个小群体只进行无性繁殖而抑制有性繁殖,这个小群体就会越来越衰弱,生命力越来越低,甚至全部死亡。根据银杉现在已趋衰退的现象,不宜偏步,即其生物和生理的特征演化,不能进行得和生境条件的变化一般快,现有银杉在生理生态方面,已明显呈衰退现象。主要表现在:1.分布狭窄，生境恶劣；2.多为散生，幼苗幼树极少；3.生长期短，成长缓慢；4.种子有后熟，却无休眠期；5.雄球花少，雄花期早；6.花期遇霉雨，座果率低；\n7.几乎不萌芽，病、虫、兽害严重。现有银杉殆与美国的巨杉、美洲概、富兰克林木等当地乡土树种相似，即表现为很少变异，可育率低，发芽不良，难于扦插繁殖。4．展望