百山祖冷杉 编辑

松科冷杉属植物

百山祖冷杉百山祖冷杉

百山祖冷杉(学名:Abies beshanzuensis M. H. Wu)是松科冷杉属的乔木。高约11米,胸径40厘米;树皮灰白色,不规则龟裂;大枝平展,枝皮不规则浅裂,小枝对生,无毛或凹槽中有疏毛;冬芽卵圆形,有树脂,中间之芽比两侧之芽更大,芽鳞呈淡黄褐色;叶呈条形,长1-4.2厘米;雌球花圆柱形;球果呈圆柱形;种子呈倒三角状;花期5月;球果11月成熟 。

百山祖冷杉原产于中国,主要分布于浙江 。耐阴,耐湿,喜酸性黄棕壤 。人工繁殖栽培时可采用扦插或嫁接繁殖的方式 。

百山祖冷杉可作自然风景林带观赏树种,是20世纪60年代发现的稀有珍稀濒危树种,特产于浙江庆元百山祖自然保护区 。因其自然生存繁殖能力弱,外加大气候变暖、当地人烧荒驱兽、冷杉种群数量过少等多种原因 ,导致目前自然生长的仅存3株。1987年国际物种生存保护委员会将百山祖冷杉公布为世界上最受严重威胁的12个濒危物种之一 。在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》中属于极危(CR) ,是国家一级重点保护野生植物 。因此,百山祖冷杉又有“植物活化石”及“植物大熊猫”的美称 。

2024年3月3日,我国珍稀濒危物种数量实现稳中有升,被发现时仅存3株的百山祖冷杉,目前已野外回归4000多株。

基本信息

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中文名:百山祖冷杉

拉丁学名:Abies beshanzuensis M. H. Wu

界:植物界

门:裸子植物门

纲:松纲

目:松目

科:松科

属:冷杉属

种:百山祖冷杉

命名者及年代:M. H. Wu,1976

保护级别:国家一级保护野生植物

国际濒危等级:极危(CR)

植物学史

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冷杉属是一类适应于高寒冷气候的裸子植物,是松科中物种数目仅次于松属的第二大属。冷杉也是北半球环北极泰加针叶林的主要构成之一,与它的搭档云杉相比,冷杉属总体分布纬度略低一点,局部区域比如在横断山区,冷杉属成员的分布海拔却常比云杉属更高。在中国的第一、第二级地形阶梯,从新疆的天山到东北的大兴安岭、长白山,西南的青藏高原到华中的秦巴山地,都常能见到成片的冷杉和云杉林。

但在20世纪70年代之前,没有人认为中国第三级阶梯的江会有野生的冷杉存在。

1963年11月,当时在浙江丽水龙泉县林业部门工作的鸣翔,因为偶然的机会与同事一起到庆元县这片全省最高的山地野外考察采集植物。同样在一个雨雾的天气里,他们被迫找地方避雨,在避雨的林子里,他发现了几棵树皮灰黄、此前并没见过的针叶树。尽管这几棵树并没有可用于鉴定的球果,他还是采了标本,根据枝叶猜测为“华东黄杉”,但依然对此心存疑惑,那些特别的枝叶却在他心里扎下了根。

在之后几年里,他数次回到原地,依然没有发现球果。到了1971年,吴鸣翔被调到庆元县万里林场工作,更近的距离让他更加执着、更频繁地观察这几棵树。1972年,当他再次来到这里时,他痛心地发现,其中胸径最大的一棵树被洪水冲倒而枯死了—然而在那一时刻,没有人认识这棵树,他也无法实施任何保护措施。

“念念不忘,必有回响”。1975年7月,当吴鸣翔再次来到百山祖,终于在他看过无数次的树上找到了冷杉属标志性的挺立向上的球果—那些是未成熟的淡黄色球果,但足以说明这是冷杉!是江南的冷杉!他的坚持终于迎来了重大的发现。在采集了若干球果标本下山后的数月后,他陪同植物专家们再次前往考察了几次,1976年3月,当时的《植物分类学报》编辑部在北京召开了百山祖冷杉鉴定会,与会专家同意这是一种从未发现过的冷杉。

在专家们的协助下,1976年11月18日,《百山祖冷杉—一种新的冷杉的发现》刊登在《植物分类学报》上,标志着这一物种正式发表,吴鸣翔1975年11月15日采集的标本“吴鸣翔7511”和“吴鸣翔7512”也被指定为模式标本,各有一份存放于中科院植物研究所标本馆和江苏省中国科学院植物研究所标本馆。

形态特征

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乔木,高约11米,胸径40厘米;树皮灰白色,不规则龟裂,裂块纵向大于横向,裂隙较深;大枝平展,枝皮不规则浅裂;小枝对生,稀三枝轮生,基部围有宿存芽鳞,主干及直立枝上的小枝交叉对生,一年生枝淡黄色或黄灰色,无毛或凹槽中有疏毛;冬芽卵圆形,有树脂,生于枝顶,三个排成一平面,中间之芽常较两侧之芽为大,稀在小枝节间上面(即背地面)生有一芽、其后发育成直立枝,芽鳞淡黄褐色,三角状卵形,背面中上部具钝纵脊。

叶条形,在侧枝上排列成二列状,或枝条下面之叶排列成两列,上面之叶斜展至直伸,其长度由下面两侧至上面中央递减,长1-4.2(通常为1.5-3.5)厘米,宽2.5-3.5毫米,先端有凹缺,下面有两条白色气孔带;横切面有2个边生树脂道或生于两侧端的叶肉薄壁组织内,上面至下面两端及下面中部有一层连续排列的皮下层细胞;幼枝之叶在枝上常呈两列,先端呈二尖裂。雌球花圆柱形,长3-3.5厘米,径约8毫米,苞鳞上部向后反曲。

球果通常每一枝节之间着生1-3个,圆柱形,长7-12厘米,径3.5-4厘米,成熟前绿色至淡黄绿色,熟后淡褐黄色或淡褐色;中部种鳞扇状四边形,稀近肾状四边形,长1.8-2.4厘米,宽2.5-3厘米,先端近全缘或有极细之细齿,两侧边缘有不规则锯齿,基部楔形、两侧耳状;苞鳞稍短于种鳞或几相等长,上部近圆形,宽7-8毫米,边缘有细齿,先端露出、反曲,尖头短,长1毫米以内,中部收缩或窄缩呈条状,宽3.5-4毫米;种子倒三角状,具与种子等长而宽大的膜质种翅,翅端平截。花期5月,球果11月成熟。

百山祖冷杉

近种区别

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部位

百山祖冷杉

台湾冷杉

日本冷杉

朝鲜冷杉

冷杉

球果成熟后淡褐黄色或淡褐色,苞鳞上端露出而反曲,尖头极短,长1毫米以内

球果熟时暗紫色,苞鳞长及种鳞的1/2-3/5,不露出

球果熟时淡褐色,苞鳞外露,直伸,先端有急尖头

球果圆柱形,苞鳞带白色,微露出,长于种鳞或与种鳞等长

球果熟时暗黑或淡蓝黑色,苞麟通常仅尖头露出,尖头长3-7毫米,常反曲

图片

百山祖冷杉百山祖冷杉

台湾冷杉台湾冷杉

日本冷杉日本冷杉

朝鲜冷杉朝鲜冷杉

冷杉冷杉

参考资料

产地生境

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百山祖冷杉为中国东南部新近发现的稀有珍贵树种,特产于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地带,林中混生的优势树种为亮叶山毛榉及多脉青冈栎、青冈栎等阔叶树种。

百山祖冷杉产地位于东部亚热带高山地区,气候特点是温度极低,湿度大,降水多,云雾重。年平均温度8-9℃,极端最低-15℃;年降水量达2300毫米,相对湿度92%。成土母质多为凝灰岩、流纹岩之风化物,土壤为黄棕壤,呈酸性,pH值4.5,有机质含量3.5%。幼树极耐阴,但生长不良。

生长习性

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百山祖冷杉开花机会少,平均5-6年才开花结果一次,一般会在4-5月开花,11月份球果成熟。百山祖冷杉雌雄同株、风媒传播为主,雌花生长在树枝上方;雄花为黄褐色,形态为簇状,生长在树枝下方。百山祖球果其实就是雌花,当种子成熟时,球果的木质鳞片就脱落。百山祖冷杉的独特之处是冬天果鳞掉了以后,留下的果轴不凋落。

百山祖冷杉雌球花向上、雄球花向下,花期正值雨季,不利于花粉传播,很难长出有效种子,自我繁殖十分困难。要培育实生苗,只有等到雌雄球果同时开花结果才有机会。直到1991年,3株冷杉中的雌、雄两株冷杉终于同时开花。

繁殖方法

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因种缺乏,庆元县林业部门,先用插条繁殖保存率很低,此后选择以日本冷杉为砧木进行枝接,用髓心形层对接法、围土劈接、靠接均获成功。中国杭州植物园也进行了嫁接法繁殖,保存了部分幼苗。

百山祖冷杉-幼苗

主要价值

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百山祖冷杉是中国特有的古老残遗植物,是苏、浙、皖、闽等省唯一生存至今的冷杉属中的珍稀物种,对研究植物区系和气候变迁等方面有较重要的学术意义。

保护现状

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保护级别

列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN 2010年 ver 3.1)——极危(CR)。

列入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》(2013年9月2日)——极危(CR)。

列入《中国极小种群野生植物拯救保护工程规划》(2011-2015年)——极小种群(狭域分布)保护物种。

列入《中国物种红色名录》(植物部分)2004年——极危。

列入《中国国家重点保护野生植物名录》2021年9月7日——Ⅰ级。

列入《中国植物红皮书》(第一册)1991年9月——极危(CR)。

种群现状

截止2021年,在浙江百山祖主峰西南坡1740米处落叶阔叶林中,分布着3株全球仅存的百山祖冷杉,成为“世界上最稀有的针叶树”。1987年,百山祖冷杉被国际物种保护委员会列为世界最濒危的12种植物之一。 濒危种。百山祖冷杉系近年来在中国东部中亚热带首次发现的冷杉属植物。在自然分布区仅存林木五株,其中一株衰弱,一株生长不良。

从1963年吴鸣翔第一次发现到1969年,整个区域只找到了8株百山祖冷杉,其中3株散生,5株形成了小种群。物种发表后,专业工作者怀着激动的心情再去发现地附近铺开寻找,却没能再发现新的植株。而因为洪水冲击导致的枯死,和几次去向已不明的移栽,以及林冠遮蔽导致的生长衰弱,到1987年,百山祖冷杉就只剩下3株野生植株。世界自然保护联盟物种生存委员会(SSC)将百山祖冷杉列为世界最濒危的12种植物之一,尽管在1985年,百山祖成立了省级自然保护区,又在1992年升级为国家级自然保护区。

百山祖冷杉物种发表之后,吴鸣翔和林场工作人员就开始筹划繁殖它,尝试过种种的扦插、用日本冷杉作砧木嫁接,结果都不太理想。百山祖冷杉花期较短且不稳定,常因为雌雄球花花期不遇而空有球果无法产生种子。直到1991年才迎来了雌雄球花同时开,通过人工辅助授粉,终于有了一批饱满种子,也有了一批播种的小苗,20年后长成了两米多的小树。2017年,浙江大学与保护区合作,将百山祖冷杉未成熟的胚组培成功。截止2021年,自然授粉的种子在原地散播,已经长出了400余株幼苗。

2024年3月3日,从国家林草局了解到,经过多年保护,我国珍稀濒危物种数量实现稳中有升,被发现时仅存3株的百山祖冷杉,目前已野外回归4000多株。

濒危原因

由于当地群众有烧垦的习惯,自然植被多被烧毁,分布范围狭窄。加以该种开花结实的周期长,天然更新能力弱。

濒临灭绝的主要原因,可归纳为:全球气候变迁,其分布区向高纬度和高中海拔山地退缩;人类开发活动及森林火灾使冷杉分布区的“孤岛”面积更为缩小;物种之间生存竞争激烈;多雨的小气候,土壤淋浴作用强烈,造成土壤贫瘠,百山祖冷杉积聚养分以开花结实的间隔期长,难得开花;百山祖冷杉种群内部变异分化,形成性别分离和个体生态差异;百山祖冷杉种群个体太少,可孕性极差,自然有性繁殖十分困难,常规人工无性繁殖也很困难。可见,百山祖冷杉濒危有环境因素,也有物种本身内在因素,若仍任其自然演变,很难避免物种灭绝的发展趋势。

保护措施

已由当地林场负责保护。近年为拯救这一树种免于灭绝,有关方面正在探索繁殖措施。

1.

多方努力,系统保护:根据中国浙江省珍稀濒危野生动植物抢救保护工程内容的需要,百山祖管理处依托浙江大学、中国林业科学研究院亚热带林业研究所、浙江自然博物馆、浙江省林业科学研究院等为技术支撑单位,组成植物学、生态学、分子生物学和保护生物学等学科交叉的研究团队,为保护百山祖冷杉提供技术保障。为使各保护单位沟通联系畅通,多次召开工作对接会,落实分解任务。其间,研究团队全方位开展保护和研究工作,对各种类型的百山祖冷杉大树、幼树和幼苗进行了监测,了解它们的生长情况和健康状况,建立完整的数据库。研究团队采取改良生境的方式,清除百山祖冷杉附近部分树木的枝条,为百山祖冷杉的生长、天然更新、种群增强等创造有利条件。研究团队采取种群增强和近地保护的措施,加强对现有苗木的培育管理,对野外种群恢复基地小树进行精心抚育,着手将苗圃地的幼苗回归种植到不同海拔的生境和附近的村庄周围,增加种群数量并扩大占有面积。2.

开展各项研究,助力保护工作:此外,研究团队还开展了种子雨研究,摸清百山祖冷杉的种子产量和扩散规律,利用红外相机对野生动物植食种子情况进行监测,监测不同位置种子的自然萌发情况;开展生殖生物学研究,以摸清花芽分化、开花、授粉、胚胎发育、种子成熟等各个历程的情况;开展种群和群落生态学研究,了解百山祖冷杉的生存环境、群落结构和种群特征及其动态,基本摸清干扰和环境变化导致的致濒原因;开展根际微生物研究,对百山祖冷杉根际、根面和根内微生物进行一次本底调查,从微生物角度阐明百山祖冷杉濒危的原因;开展内生真菌研究,了解百山祖冷杉枝叶的内生真菌资源,以及各类群真菌在百山祖冷杉生存中所扮演的生态学角色,并将提取的有益真菌类群接种于幼苗,提高其抗逆性和生长速度;开展遗传多样性研究,对百山祖冷杉种内不同遗传群体进行遗传多样性的相似程度、遗传分化和变异程度研究,分析其遗传结构和亲缘关系,并分析是否已有与日本冷杉杂交的情况。着手种子野外和实验室萌发实验、大棚育苗等研究,将培育更多的苗木,为近地保护和迁地保护创造条件,期待其濒危状况得到较大的改善。3.

成功培育百山祖冷杉组织培养幼苗:开展组织培养和快繁研究,研究团队以百山祖冷杉未成熟球果为起始材料,在人工控制的环境条件下,进行离体无菌培养,获得成功,培育出百山祖冷杉幼苗。胚胎培养将百山祖冷杉“胚—种子—幼苗”的生长历程缩短为“胚—幼苗”,同时改善球果发育时间长、胚早期败育或者发育不良的现状,减轻了百山祖冷杉种子萌发率低、萌发速度缓慢等物种繁衍困难,增加了百山祖冷杉物种数量,提高了出苗率。掌握了这一技术,可以在短期内培育出大量的组培苗,并进行长期的离体保存。该研究成果已经申请了中国国家发明专利,这对于百山祖冷杉的抢救保护工作具有重要的意义 。

保护成果

2022年12月8日上午,全球濒危物种百山祖冷杉保护成果正式发布,当地科研人员不断探索,攻克繁育难题,累计培育母树种子实生树83株,自然萌发幼苗600余株,回归种植4000株 。

植物文化

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1992年,中国邮政发行了一套4枚的《杉树》邮票,其中一枚是“百山祖冷杉”。

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