百山祖冷杉

基本介紹

百山祖冷杉（學名：Abies beshanzuensis M.H.Wu）是松科冷杉屬植物，喬木，高約11米，胸徑40厘米；樹皮灰白色，不規則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深。葉條形，在側枝上排列成二列狀，或枝條下面之葉排列成兩列，上面之葉斜展至直伸，其長度由下面兩側至上面中央遞減。球果通常每一枝節之間著生1-3個，圓柱形，長7-12厘米，徑3.5-4厘米，成熟前綠色至淡黃綠色，熟后淡褐黃色或淡褐色；苞鱗稍短于種鱗或幾相等長，上部近圓形，寬7-8毫米；種子倒三角狀，具與種子等長而寬大的膜質種翅，翅端平截。花期5月，球果11月成熟。

百山祖冷杉為中國東南部新近發現的稀有珍貴樹種，特產于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地帶，林中混生的優勢樹種為亮葉山毛櫸及多脈青岡櫟、青岡櫟等闊葉樹種。

百山祖冷杉是中國特有的古老殘遺植物，是蘇、浙、皖、閩等省唯一生存至今的冷杉屬中的珍稀物種，對研究植物區系和氣候變遷等方面有較重要的學術意義。

列入《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》（IUCN）2010年 ver 3.1——極危（CR）。

生長與分布

生長環境

百山祖冷杉產地位于東部亞熱帶高山地區，氣候特點是溫度極低，濕度大，降水多，云霧重。年平均溫度8~9℃，極端最低-15℃；年降水量達2300毫米，相對濕度92%。成土母質多為凝灰巖、流紋巖之風化物，土壤為黃棕壤，呈酸性，pH值4.5，有機質含量3.5%。

自然植被為落葉闊葉林，伴生植物主要有亮葉水青岡，林下木為百山祖玉山竹和華赤竹。本種幼樹極耐陰，但生長不良。大樹枝條長向光面屈曲。結實周期4-5年，多數種子發育不良，5月開花，11月球果成熟。

分布范圍

為中國東南部新近發現的稀有珍貴樹種，特產于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地帶，林中混生的優勢樹種為亮葉山毛櫸及多脈青岡櫟、青岡櫟等闊葉樹種。

形態及特征

喬木，高約11米，胸徑40厘米；樹皮灰白色，不規則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深；大枝平展，枝皮不規則淺裂；小枝對生，稀三枝輪生，基部圍有宿存芽鱗，主干及直立枝上的小枝交叉對生，一年生枝淡黃色或黃灰色，無毛或凹槽中有疏毛；冬芽卵圓形，有樹脂，生于枝頂，三個排成一平面，中間之芽常較兩側之芽為大，稀在小枝節間上面（即背地面）生有一芽、其后發育成直立枝，芽鱗淡黃褐色，三角狀卵形，背面中上部具鈍縱脊。

葉條形，在側枝上排列成二列狀，或枝條下面之葉排列成兩列，上面之葉斜展至直伸，其長度由下面兩側至上面中央遞減，長1-4.2（通常為1.5-3.5）厘米，寬2.5-3.5毫米，先端有凹缺，下面有兩條白色氣孔帶；橫切面有2個邊生樹脂道或生于兩側端的葉肉薄壁組織內，上面至下面兩端及下面中部有一層連續排列的皮下層細胞；幼枝之葉在枝上常呈兩列，先端呈二尖裂。雌球花圓柱形，長3-3.5厘米，徑約8毫米，苞鱗上部向后反曲。

球果通常每一枝節之間著生1-3個，圓柱形，長7-12厘米，徑3.5-4厘米，成熟前綠色至淡黃綠色，熟后淡褐黃色或淡褐色；中部種鱗扇狀四邊形，稀近腎狀四邊形，長1.8-2.4厘米，寬2.5-3厘米，先端近全緣或有極細之細齒，兩側邊緣有不規則鋸齒，基部楔形、兩側耳狀；苞鱗稍短于種鱗或幾相等長，上部近圓形，寬7-8毫米，邊緣有細齒，先端露出、反曲，尖頭短，長1毫米以內，中部收縮或窄縮呈條狀，寬3.5-4毫米；種子倒三角狀，具與種子等長而寬大的膜質種翅，翅端平截。花期5月，球果11月成熟。

繁殖方式

因種源缺乏，慶元縣林業部門，先用插條繁殖保存率很低，此后選擇以日本冷杉為砧木進行枝接，用髓心形層對接法、圍土劈接、靠接均獲成功。中國杭州植物園也進行了嫁接法繁殖，保存了部分幼苗。

價值及其他

百山祖冷杉主要價值

百山祖冷杉是中國特有的古老殘遺植物，是蘇、浙、皖、閩等省唯一生存至今的冷杉屬中的珍稀物種，對研究植物區系和氣候變遷等方面有較重要的學術意義。

百山祖冷杉保護級別

列入《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》（IUCN）2010年 ver 3.1——極危（CR）。

列入《中國生物多樣性紅色名錄-高等植物卷》2013年9月2日——極危。

列入《中國極小種群野生植物拯救保護工程規劃》（2011-2015年）——極小種群（狹域分布）保護物種。。

列入《中國物種紅色名錄》（植物部分）2004年——極危。

列入《中國國家重點保護野生植物》（第一批）1999年8月4日——Ⅰ級。

列入《中國植物紅皮書》（第一冊）1991年9月——極危（CR）。

百山祖冷杉種群現狀

瀕危種。百山祖冷杉系近年來在中國東部中亞熱帶首次發現的冷杉屬植物。在自然分布區僅存林木五株，其中一株衰弱，一株生長不良。

百山祖冷杉瀕危原因

第一，由于全球氣候變遷，逼使冷杉分布區的變遷。在植物分類系統中，冷杉是古老的裸子植物松科中的一個屬，冷杉屬家族全世界有50多種，按照鄭萬鈞裸子植物分類系統，已知中國原產的冷杉屬植物有23種及數變種，百山祖冷杉是在中國發現的第19種冷杉。在地球生物圈生物地帶性群落中，冷杉屬植物多分布于寒冷濕潤的高緯度高海拔地帶。第四紀冰川時期，全球氣溫下降，冷杉的分布區向低緯度，中低海拔擴散，江蘇丹陽，江西吉安、浙江天目山（900m海拔）及長江口外現代已成海洋的"東海平原"地層中均有冷杉孢粉發現。冰期過后全球氣溫回升，冷杉不能適應高溫環境，其分布區向高緯度和高中海撥山地退縮，形成現代的我國南方冷杉的孤島狀分布：除原已知臺灣冷杉和巴山冷杉分布緯度較南，但都在2300米以上山地；百山祖冷杉發現后，梵凈山冷杉，湖南發現大院冷杉等新種以及井崗山發現巴山冷杉新分布。

第二，由于人類開發活動及森林火災，使冷杉分布區的"孤島"面積更為縮小，如浙西南閩東山地，歷史上由于交通阻塞，森林的直接經濟效益無法實現，加上燒荒驅獸，形成了一些山區盲目燒荒的傳統習慣，燒毀當時認為"多余的"森林。百山祖冷杉自然生長的林分，由于低凹穩風，被燒的次數少得多，是劫難后的幸存者，如被稱為二號樹的這株冷杉，是雪壓且火燒后萌芽長成的，基部還有原先樹桿的斷面保存著。浙南這種類型較為原始的植被都是分散分布在各個山頭。

第三，種群之間生存競爭激烈。森林群落的主體是由多種木本植物組成的，樹種之間相生相克現象，在歷史的長河中，是隨著環境（主要是氣候）因子的變遷，按照事物運動的矛盾對立統一規律而演變的，是生物區系演變的一部分。環境的變化逼使生物適應新的環境，使形態或適應能力產生變異分化，適者存，成為新的類群，不適者淘汰或在環境改變不大的區域保存下來；同時生物群體組成的生態系統改變的環境，如森林的涵養水源，保持水土、防風固沙、吸收二氧化碳而阻緩"溫室效應"的進程等。現存百山祖冷杉自然生長的這個林分，就是上述生物區系演變的一個縮影，建群種為亮葉水青岡和百山祖冷杉，第二層為多脈青岡和紫莖等；灌木層為粉紅短柱茶及兩種小竹（百山祖玉山竹和慶元箬竹）等；草本層有竹節人參、開口箭和蕨類等；層外植物有常青藤衛予、剌果毒漆藤等；苔蘚植物既有短角管苔（原知分布歐洲,此處為洲際新分布記錄），又有能治心紋痛的暖地大葉蘚，后者顧名思義是能分布于溫暖地帶的檀物。喬木層主要樹種亮葉水青岡與百山祖冷杉競爭激烈，冷杉被擠在體緣，在林中的原3號樹冷杉，胸徑20厘米，而樹冠冠幅不到1米，采取人工干預，擴大了林冠空間，但仍在1986年因冷杉樹干在亮葉水青岡枝叉間，風吹樹杈磨損了冷杉樹干一圈樹皮而枯死。現存最小的-株冷杉1963年已采過標本，由于伴生樹種林冠閉鎖覆蓋，30多年生仍還高不過2米人工培土和減少庇萌，才開始恢復生機。現存2號樹的大枝都向林緣方向屈曲，以取得更多的陽光，但這株樹的大枝也快速枯損，長勢在迅速衰退中。

第四，由于多雨的小氣候，土壤淋浴作用強烈，遣成土壤貧瘠。百山祖冷杉積聚養分以開花結實的間隔期長，開花的機會難得，1982年開花后到1991年才開花。根據德國生態學家H.沃爾侍(Hei nri ch Walter)的地球陸地生物圈的地帶生物群落分類劃分，浙江百山祖位于Ⅱ-v地帶群落交錯區，即有夏雨的熱帶與暖溫帶(海洋性)群落交錯區，氣候帶為亞熱帶濕潤季鳳區，夏秋多地形雨，而且住往花期多雨，松類是風媒花，雨水將花粉沖洗下地而無法飛揚，嚴重影響授粉，人工嫁接繁殖的植株同樣出現這一情況。

第五，百山祖冷杉種群內部變異分化，形成性別分離和個體生態差異，也是自然有性繁殖的障礙之一。據觀察，僅存四株冷杉中有三株能開花，這三株中1號樹牢兩性同株，2號樹為雌性株，另一株可能也是雌株，且2號樹遠離1號樹，2號樹花期較1號樹早幾天(2號樹生長立地比1號樹海拔低)；同時，這幾株樹并非同年開花，1991年2號樹就未開花。第六，百山祖冷杉種群個體太少，1969年時有8株樹。三株單株散生；另5株組成一個小群體，二大三小，天然更新尚好，但夏天最大的那株冷杉被洪水沖倒枯死，1977年被挖2株，剩下一大一小，近親繁殖，是否影繁殖機制尚不得而知。總之，百山祖冷杉瀕危稀有的原因有環境因素，也有物種本身內在因素，若仍任其自然演變，很難避免物種滅絕趨勢發展。

百山祖冷杉保護措施

已由當地林場負責保護。近年為拯救這一樹種免于滅絕，有關方面正在探索繁殖措施。

1.多方努力，系統保護：根據中國浙江省珍稀瀕危野生動植物搶救保護工程內容的需要，百山祖管理處依托浙江大學、中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所、浙江自然博物館、浙江省林業科學研究院等為技術支撐單位，組成植物學、生態學、分子生物學和保護生物學等學科交叉的研究團隊，為保護百山祖冷杉提供技術保障。為使各保護單位溝通聯系暢通，多次召開工作對接會，落實分解任務。其間，研究團隊全方位開展保護和研究工作，對各種類型的百山祖冷杉大樹、幼樹和幼苗進行了監測，了解它們的生長情況和健康狀況，建立完整的數據庫。研究團隊采取改良生境的方式，清除百山祖冷杉附近部分樹木的枝條，為百山祖冷杉的生長、天然更新、種群增強等創造有利條件。研究團隊采取種群增強和近地保護的措施，加強對現有苗木的培育管理，對野外種群恢復基地小樹進行精心撫育，著手將苗圃地的幼苗回歸種植到不同海拔的生境和附近的村莊周圍，增加種群數量并擴大占有面積。

2.開展各項研究，助力保護工作：此外，研究團隊還開展了種子雨研究，摸清百山祖冷杉的種子產量和擴散規律，利用紅外相機對野生動物植食種子情況進行監測，監測不同位置種子的自然萌發情況；開展生殖生物學研究，以摸清花芽分化、開花、授粉、胚胎發育、種子成熟等各個歷程的情況；開展種群和群落生態學研究，了解百山祖冷杉的生存環境、群落結構和種群特征及其動態，基本摸清干擾和環境變化導致的致瀕原因；開展根際微生物研究，對百山祖冷杉根際、根面和根內微生物進行一次本底調查，從微生物角度闡明百山祖冷杉瀕危的原因；開展內生真菌研究，了解百山祖冷杉枝葉的內生真菌資源，以及各類群真菌在百山祖冷杉生存中所扮演的生態學角色，并將提取的有益真菌類群接種于幼苗，提高其抗逆性和生長速度；開展遺傳多樣性研究，對百山祖冷杉種內不同遺傳群體進行遺傳多樣性的相似程度、遺傳分化和變異程度研究，分析其遺傳結構和親緣關系，并分析是否已有與日本冷杉雜交的情況。著手種子野外和實驗室萌發實驗、大棚育苗等研究，將培育更多的苗木，為近地保護和遷地保護創造條件，期待其瀕危狀況得到較大的改善。

3.成功培育百山祖冷杉組織培養幼苗：開展組織培養和快繁研究，研究團隊以百山祖冷杉未成熟球果為起始材料，在人工控制的環境條件下，進行離體無菌培養，獲得成功，培育出百山祖冷杉幼苗。胚胎培養將百山祖冷杉“胚—種子—幼苗”的生長歷程縮短為“胚—幼苗”，同時改善球果發育時間長、胚早期敗育或者發育不良的現狀，減輕了百山祖冷杉種子萌發率低、萌發速度緩慢等物種繁衍困難，增加了百山祖冷杉物種數量，提高了出苗率。掌握了這一技術，可以在短期內培育出大量的組培苗，并進行