中国生物多样性探访行动——“疯狂崖柏”解码

正近年来,被称为"文玩新贵"的崖柏,以疯狂的姿态进入大众的视野:售卖崖柏的实体店和网店猛增,崖柏促销活动接二连三,崖柏价格暴涨,崖柏被商家宣传成可以养生与养命乃至防癌治癌的珍稀之物,数人因采挖崖柏丢命。鉴于此,笔者前往数个省份实地调查,对数位人士进行采访,通过数个渠道查阅资料,以期给"疯狂崖柏"解码。     

濒危植物崖柏遗传多样性研究

以重庆市大巴山和雪宝山的崖柏为研究对象,对其鳞叶的形态分化进行了初步研究,并用RAPD分子标记技术探讨了该物种在分子水平上的遗传变异。结果表明:崖柏居群内和居群间均存在着广泛的表型及基因型的变异;基于形态数据建立的崖柏居群之间的关系和基于RAPD数据建立的关系不相符;空间距离和生态因子对崖柏居群进化的影响较小;崖柏居群之间的基因流水平较低;应对崖柏居群采取就地保护的措施。     

崖柏群落植物区系分析及其最优垂直结构搭配探究

崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)为中国特有珍稀濒危裸子植物。在多次调查的基础上,通过区系分析、聚类分析和热图分析等方法,对大巴山崖柏群落的区系特点、群落结构和搭配模式进行了研究,以明确群落区系的本质特征及伴生物种的成层结构对崖柏种群的影响。结果表明:(1)崖柏的伴生物种组成丰富,地理成分较为复杂,区系成分主要以温带成分为主;物种生活型以矮高位芽植物、地面芽植物和小高位芽植物占优势。(2)样地间聚类分析结果表明,海拔和空间地理位置是影响崖柏群落伴生植物区系组成的重要因素。(3)崖柏群落平均高度越矮越有利于崖柏种群的扩大和延续;其中,群落以灌木层、乔木下层类群为主时,崖柏种群内个体数量最多。(4)根据优势种热图结果分析,以崖柏为优势种的群落结构中,乔木层物种搭配以崖柏+多脉青冈+川陕鹅耳枥、崖柏+川柯+小叶青冈和崖柏+马尾松+高山栎最优,灌木层物种搭配以崖柏+球核荚蒾+豪猪刺、崖柏+粉背黄栌最优。(5)较为丰富的物种多样性和高大的伴生物种给崖柏种群造成较大威胁,结合崖柏群落的垂直结构构建适合崖柏种群延续和扩大的物种搭配模式对于崖柏的保护尤为重要。     

长白山区濒危植物朝鲜崖柏种群数量特征及动态

朝鲜崖柏为国家二级重点保护植物,是长白山区特有的濒危树种,具有重要的经济价值和观赏价值.在对朝鲜崖柏主要分布区野生资源进行调查基础上,首次利用个体基径和年龄数据建立不同群落朝鲜崖柏种群的龄级结构、静态生命表和生存函数,用动态指数和时间序列分析预测其种群发展趋势.结果表明: 朝鲜崖柏种群的龄级结构呈“∩”型,属衰退型;分布于暗针叶林下的朝鲜崖柏种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅲ型,纯林群落种群趋向于Deevey-Ⅱ型;种群生存分析显示,暗针叶林下朝鲜崖柏种群的生存函数呈现不规则的波动状态,种群分布表现为早期锐减、中期稳定、后期衰退的动态特征,纯林群落中,种群分布表现为早期稳定、中期增长、后期缓慢衰退的特点;动态指数和时间序列分析显示,暗针叶林下朝鲜崖柏种群的衰退速度略高于纯林群落.综合分析表明,朝鲜崖柏种群具有一定的恢复能力,应适当采取人工抚育,促进其种群正常更新.     

重度砍伐后极小种群野生植物崖柏群落结构动态

砍伐导致濒危植物种群个体数量减少, 群落结构改变, 加剧物种灭绝风险。崖柏(Thuja sutchuenensis)为典型极小种群野生植物, 森林砍伐是导致其种群数量急剧下降的主要原因。但是, 到目前为止, 有关崖柏种群及其群落对砍伐的响应鲜有报道。本研究以重度砍伐后的崖柏群落为研究对象, 基于对崖柏群落固定样地的调查和两次复查, 对比分析了伐后崖柏种群径级结构、种群生存力、物种多样性及其群落结构动态等特征。结果表明: 崖柏残存群落伐后13年崖柏种群个体数量增加了22.58%, 其中幼苗幼树占85.71%, 而崖柏种群生存率下降25.43%, 种群死亡密度和危险率分别增加了24.12%和28.62%。崖柏群落物种丰富度和Shannon-Wiener指数分别增加96.43%和33.35%。研究结果表明, 砍伐使崖柏种群生存力及其在群落中的优势度持续下降, 崖柏占优势的针阔混交林有向阔叶林演替的趋势, 崖柏种群受到严重威胁, 亟需采取紧急保护措施。     

濒危植物朝鲜崖柏克隆种群可塑性及其对土壤条件的响应

朝鲜崖柏为长白山植物区系特有树种,是国家Ⅱ级重点保护的珍稀濒危植物。通过调查长白山区天然分布朝鲜崖柏种群的生境条件和克隆构件的形态学指标,分析了朝鲜崖柏克隆种群特征,并基于构件理论,采用灰色关联及通径分析方法,对种群构件与土壤因子的关系进行研究。结果表明:1)朝鲜崖柏克隆种群具有较强的表型可塑性,分布于暗针叶林下的朝鲜崖柏克隆种群分株间隔子长、地上扩张域、分株间距高于朝鲜崖柏纯林群落,种群构件变异性较高。2)朝鲜崖柏克隆生长格局介于密集型和游击型之间,具有快速克隆扩张能力和明显的斑块状。在土壤贫瘠的纯林群落内,种群更趋近于密集型分布;在土壤条件较好的暗针叶林下,更趋于游击型分布。3)朝鲜崖柏克隆种群生长对土壤异质性的响应具有特殊性,土壤水分是影响朝鲜崖柏种群扩张的最关键因子,土壤p H值、土壤腐殖酸、土壤速效磷、土壤速效钾是影响朝鲜崖柏克隆种群构件较重要的因子。4)土壤养分直接影响克隆植物构件特征及生态适应对策,各克隆分株构件受土壤养分影响的排序为速效磷速效钾有机质全氮。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

极度濒危物种崖柏的地理分布及其生境特征

采用全面调查、抽样调查和室内测定相结合的方法,对崖柏分布区(点)的地理坐标、海拔、气候、土壤和植被等进行调查和分析,揭示崖柏的地理分布和生境特征,并探讨二者间的相互关系,为崖柏的有效保护提供科学依据。结果表明:(1)崖柏分布区位于中国大巴山南端和东南端的重庆市城口县和开州区以及四川省宣汉县石灰岩山地;水平分布范围为31°25'N—31°44'N,108°23'E—108°54'E;垂直分布的下限海拔为700 m,上限海拔为2200 m。(2)崖柏分布区的气候温暖湿润,年均温9.98℃,最高29.1℃,最低-7.2℃,年均降水量1315.2 mm,垂直分布上限有3个月的积雪期;土壤类型为山地黄棕壤和山地棕色森林土,土壤呈中性或弱碱性反应,土壤密度和孔隙度总体表现为良好。(3)崖柏分布区的地带性植被为含有常绿阔叶层片的落叶阔叶林。崖柏主要分布在低山偏暖性山地落叶阔叶混交林带和中山偏湿性针叶林带内,主要伴生树种有大叶青冈(Cyclobalanopsis jenseniana)、川陕鹅耳栎(Carpinus fargesiana)、华千金榆(Carpinus cordata var.chinensis)、小叶青冈(Cyclobalanpsis gracillis)和高山栎(Quercus semecapifolia)等;崖柏种群年龄结构不完整,基径≤4cm的幼苗和幼树仅25~800株·hm-2,种群衰退特征明显。(4)秦岭和大巴山等巨大山脉的地理隔离对崖柏的保存起到了重要作用;崖柏耐干旱瘠薄,是其能在石灰岩地区悬崖和陡坡生存的重要原因;种群分布星散和植株数量少与其天然更新能力差和人为活动的过度干扰密切相关。     

遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响

崖柏(Thuja sutchuenensis)是我国特有的极度濒危植物。目前尚缺乏从光合生理角度对其濒危机制开展讨论与研究。光是影响植物生存和生长发育最重要的环境因子之一,且有可能成为植物种群自然更新的主要限制因子。因此,通过人工遮荫方式,探讨了3种光环境下(L0全光,L1-50%全光,L2-25%全光)崖柏幼苗的光合能力及叶绿素荧光参数的差异。结果表明,遮荫导致了叶片表观量子效率和最大净光合速率增加。随着生长光强的降低,崖柏幼苗的暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点均有所下降。叶绿素荧光参数方面,遮荫导致了PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')和非光化学猝灭系数(NPQ)增加;但随着生长光强减弱,崖柏幼苗叶片的光化学猝灭系数(PQ)和电子传递速率(ETR)逐渐降低。同时,遮荫也造成了叶片叶绿素含量(Chla+Chlb)的显著增加。结果表明,崖柏对光具有较强的耐受范围(尤其是低光)和内在调节机制,初步判定崖柏林下光照的不足不会成为崖柏自然更新的决定性限制因子。     

崖柏群落优势乔木树种种间关系

采用样方调查法,对组成崖柏群落的乔木树种进行调查。通过计算重要值确定崖柏群落优势乔木树种,研究优势树种的总体联结性、2物种间的联结性和种间协变。结果表明:崖柏群落内的15个优势树种总体间存在负关联;2物种间具有显著正联结的种对有:高山栎-川陕鹅耳枥、高山栎-华中八角、大叶青冈-乌岗栎、铁杉-华西花楸、华千金榆-青榨槭、华千金榆-大叶青冈、大叶青冈-川鄂山茱萸、川陕鹅耳枥-华中八角;呈显著负联结的种对是高山栎-青榨槭;崖柏与其他优势树种的联结性均未达到显著程度;有26个种对表现出明显的正协变,12个种对表现出明显的负协变;种对正协变的存在是由于这些物种对环境资源的利用具有相似性所致。     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示:崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

极小种群野生植物崖柏的生殖物候、传粉及胚胎发育研究

以濒危植物崖柏（Thuja sutchuenensis Franch.）为对象,对其生殖物候、传粉机制进行观察,并采用石蜡切片法对其胚胎发育过程进行研究。结果显示：崖柏于8月分化出大、小孢子叶球,次年3月传粉,为花粉无气囊、具传粉滴、胚珠直立型传粉机制,球果于10月开裂;显微观察发现,传粉期花粉进入珠孔后,贮藏在珠心上方的贮粉室内,同时珠心组织中分化出孢原细胞,进入雌配子体发育阶段,5月中旬,花粉管开始萌发,6月初完成受精,进入胚胎发育阶段,10月初,胚胎发育成熟。研究表明崖柏从大、小孢子叶球形成至种子成熟的整个发育过程中均存在败育,而胚珠败育及雌配子体游离核时期至幼胚发育期间的败育是其生殖障碍的主要原因。本研究获得了崖柏生殖生物学的基础资料,为其人工繁育和制定保护策略提供了重要依据。     

崖柏群落维管束植物生活型组成、叶子性状及层次层片结构

采用样方法调查了崖柏群落的植物组成,分析了维管束植物的生活型组成、叶子性状及层次层片结构.结果表明：崖柏群落的植物生活型组成以高位芽植物为优势,占73.2%,地面芽植物占18%,地下芽植物占6%,地上芽和一年生植物各占2%和0.8%.叶质以纸质和革质为主,分别占48.8％和36.4％;叶级以小叶为主,占60.8％;叶缘以非全缘叶为主,占56.8％;叶型以单叶为主,占86％.崖柏群落可分为乔木层、灌木层和草本层,层间植物较少,各层次分别由常绿针叶、阔叶及落叶阔叶高位芽植物层片、常绿和落叶矮高位芽植物层片、地面芽和地下芽以及一年生植物层片构成.     

崖柏扦插繁殖获得成功

崖柏（Ｔｈｕｊａｓｕｔｃｈｕｅｎｅｎｓｉｓ）为柏科崖柏属常绿大乔木,该植物自１８９２年４月法国传教士法戈斯（Ｒ·Ｐ·Ｆａｒｇｅｓ）在重庆市城口县采得标本后,国内外无人再发现,国内各大标本馆且无该植物标本。笔者于１９９９年１０月在调查中发现了该植物并采得标本,同时采得少量枝条带回单位进行扦插繁殖。扦插枝条采回后,因气温较低,崖柏枝条未经任何处理,一部分直接剪成４０ｃｍ以上的大枝条插于蛭石中,用塑料薄膜搭拱覆盖保温,２０００年３月再剪成１０厘米长的枝条直接扦插于蛭石中。另一部分枝条剪成１０厘米长扦插…     

中国特有濒危植物崖柏的木材结构研究

应用光学显微镜和扫描电子显微镜,首次对中国特有濒危植物崖柏的木材结构进行了研究,其主要特征为:生长轮中早材至晚材急变,晚材带较窄;轴向管胞较短,平均长度1.61±0.22mm(早材管胞)至1.74±0.26mm(晚材管胞),具缘纹孔单列,在纹孔缘外表面及其周围偶见少量稀疏瘤状物;交叉场纹孔为杉木型,2～6(8)个;木射线单列,高1～11(2～5)个细胞,每平方毫米具65～70条木射线,端壁节状加厚和凹痕均较明显;木薄壁组织细胞多分布在晚材带中,端壁节状加厚略明显。崖柏与该属的木材结构特征基本相符。在讨论中还与崖柏属其余4个种的木材结构特征作了详细比较。     

干旱和复水对崖柏光合特性及水分利用效率的影响

以4年生崖柏(Thuja sutchuenensis Franch.)盆栽实生苗为材料,试验干旱和复水对崖柏光合特性及水分利用效率的影响。结果显示,在自然干旱处理过程中,叶片相对含水量(LRWC)在土壤相对含水量(SRWC)降至30%之后开始出现下降;净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)、光饱和点(LSP)和最大光合速率(P_max)随着土壤可利用水分的减少而逐渐降低;而表观量子效率(Q)、表观量子需要量(1/Q)及光补偿点(LCP)未发生明显变化;水分利用效率(WUE)则随着SRWC的下降而逐渐提高。在停止浇水50 d后(SRWC下降约95%),叶片萎蔫,净光合速率接近零,复水后3 d,净光合速率(P_n)恢复至对照的88.59%,WUE降至对照的88.63%。通过干旱-复水一系列生理指标的变化分析认为,崖柏为干旱避免型植物。     

四种柏树叶精油成分的比较研究与分类

侧柏属(Platycladus)为单型属,仅侧柏(P.orientalis)一种。主产我国,分布20余省区,并广泛栽培。朝鲜北部有少量分布。该属与崖柏属(Thuja)在长时期内存在着分、合之争,即置侧柏于崖柏属或另立为属,其主要依据为形态特性。作者认为有必要用化学特征为依据,从分子水平进一步加以论证。     

朝鲜崖柏无性繁育技术

朝鲜崖柏无性繁殖采用扦插和压条二种方法,获取优质扦插种苗时间是春季,且扦插床不宜频繁浇水;压条繁殖时,压土长20 cm,厚5 cm,生根效果明显.该实验的成功,为开发扩繁殖种源提供了技术支撑.     

书评

长白山的野生观赏植物色泽艳丽、风姿绰约、香馨四溢。是大自然恩赐给人类一笔巨大的财富和珍贵的遗产,是重要园林观赏植物的种质源。她们有的扎根在悬崖峭壁之上,有的密藏于莽莽的林海之中,有的分布在江河溪流两岸,有的盛开于田野阡陌之间……这里既有本地区的特有植物如：长白松、长白耧斗菜、朝鲜崖柏、白山罂粟、长白金莲花等,又有华北区系的植物如：天女木兰、短果杜鹃、大字杜鹃、照白杜鹃、玉玲花等,还有北极和东西伯利亚地区的植物如：牛皮杜鹃、松毛翠、宽叶仙女木、偃松、西伯利亚刺柏等;可以说：整个长白山就是一个美丽的“大花园”,一个丰富多彩的“观赏植物王国”。     

书评

长白山的野生观赏植物色泽艳丽、风姿绰约、香馨四溢,是大自然恩赐给人类一笔巨大的财富和珍贵的遗产,是重要园林观赏植物的种质源。她们有的扎根在悬崖峭壁之上,有的密藏于莽莽的林海之中,有的分布在江河溪流两岸,有的盛开于田野阡陌之间……这里既有本地区的特有植物如：长白松、长白耧斗菜、朝鲜崖柏、白山罂粟、长白金莲花等,又有华北区系的植物如：天女木兰、短果杜鹃、大字杜鹃、照白杜鹃、玉玲花等,还有北极和东西伯利亚地区的植物如：牛皮杜鹃、松毛翠、宽叶仙女木、偃松、西伯利亚刺柏等;可以说：整个长白山就是一个美丽的“大花园”,一个丰富多彩的“观赏植物王国”。