百山祖冷杉

基本介绍

百山祖冷杉（学名：Abies beshanzuensis M.H.Wu）是松科冷杉属植物，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。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。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；苞鳞稍短于种鳞或几相等长，上部近圆形，宽7-8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。

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）。

生长与分布

生长环境

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89℃，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%。

自然植被为落叶阔叶林，伴生植物主要有亮叶水青冈，林下木为百山祖玉山竹和华赤竹。本种幼树极耐阴，但生长不良。大树枝条长向光面屈曲。结实周期4-5年，多数种子发育不良，5月开花，11月球果成熟。

分布范围

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。

形态及特征

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。

繁殖方式

因种源缺乏，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。

价值及其他

百山祖冷杉主要价值

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。

百山祖冷杉保护级别

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。

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》（第一批）1999年8月4日——Ⅰ级。

列入《中国植物红皮书》（第一册）1991年9月——极危（CR）。

百山祖冷杉种群现状

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。

百山祖冷杉濒危原因

第一，由于全球气候变迁，逼使冷杉分布区的变迁。在植物分类系统中，冷杉是古老的裸子植物松科中的一个属，冷杉属家族全世界有50多种，按照郑万钧裸子植物分类系统，已知中国原产的冷杉属植物有23种及数变种，百山祖冷杉是在中国发现的第19种冷杉。在地球生物圈生物地带性群落中，冷杉属植物多分布于寒冷湿润的高纬度高海拔地带。第四纪冰川时期，全球气温下降，冷杉的分布区向低纬度，中低海拔扩散，江苏丹阳，江西吉安、浙江天目山（900m海拔）及长江口外现代已成海洋的"东海平原"地层中均有冷杉孢粉发现。冰期过后全球气温回升，冷杉不能适应高温环境，其分布区向高纬度和高中海拨山地退缩，形成现代的我国南方冷杉的孤岛状分布：除原已知台湾冷杉和巴山冷杉分布纬度较南，但都在2300米以上山地；百山祖冷杉发现后，梵净山冷杉，湖南发现大院冷杉等新种以及井岗山发现巴山冷杉新分布。

第二，由于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，如浙西南闽东山地，历史上由于交通阻塞，森林的直接经济效益无法实现，加上烧荒驱兽，形成了一些山区盲目烧荒的传统习惯，烧毁当时认为"多余的"森林。百山祖冷杉自然生长的林分，由于低凹稳风，被烧的次数少得多，是劫难后的幸存者，如被称为二号树的这株冷杉，是雪压且火烧后萌芽长成的，基部还有原先树杆的断面保存着。浙南这种类型较为原始的植被都是分散分布在各个山头。

第三，种群之间生存竞争激烈。森林群落的主体是由多种木本植物组成的，树种之间相生相克现象，在历史的长河中，是随着环境（主要是气候）因子的变迁，按照事物运动的矛盾对立统一规律而演变的，是生物区系演变的一部分。环境的变化逼使生物适应新的环境，使形态或适应能力产生变异分化，适者存，成为新的类群，不适者淘汰或在环境改变不大的区域保存下来；同时生物群体组成的生态系统改变的环境，如森林的涵养水源，保持水土、防风固沙、吸收二氧化碳而阻缓"温室效应"的进程等。现存百山祖冷杉自然生长的这个林分，就是上述生物区系演变的一个缩影，建群种为亮叶水青冈和百山祖冷杉，第二层为多脉青冈和紫茎等；灌木层为粉红短柱茶及两种小竹（百山祖玉山竹和庆元箬竹）等；草本层有竹节人参、开口箭和蕨类等；层外植物有常青藤卫予、剌果毒漆藤等；苔藓植物既有短角管苔（原知分布欧洲,此处为洲际新分布记录），又有能治心纹痛的暖地大叶藓，后者顾名思义是能分布于温暖地带的檀物。乔木层主要树种亮叶水青冈与百山祖冷杉竞争激烈，冷杉被挤在体缘，在林中的原3号树冷杉，胸径20厘米，而树冠冠幅不到1米，采取人工干预，扩大了林冠空间，但仍在1986年因冷杉树干在亮叶水青冈枝叉间，风吹树杈磨损了冷杉树干一圈树皮而枯死。现存最小的-株冷杉1963年已采过标本，由于伴生树种林冠闭锁覆盖，30多年生仍还高不过2米人工培土和减少庇萌，才开始恢复生机。现存2号树的大枝都向林缘方向屈曲，以取得更多的阳光，但这株树的大枝也快速枯损，长势在迅速衰退中。

第四，由于多雨的小气候，土壤淋浴作用强烈，遣成土壤贫瘠。百山祖冷杉积聚养分以开花结实的间隔期长，开花的机会难得，1982年开花后到1991年才开花。根据德国生态学家H.沃尔侍(Hei nri ch Walter)的地球陆地生物圈的地带生物群落分类划分，浙江百山祖位于Ⅱ-v地带群落交错区，即有夏雨的热带与暖温带(海洋性)群落交错区，气候带为亚热带湿润季凤区，夏秋多地形雨，而且住往花期多雨，松类是风媒花，雨水将花粉冲洗下地而无法飞扬，严重影响授粉，人工嫁接繁殖的植株同样出现这一情况。

第五，百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，也是自然有性繁殖的障碍之一。据观察，仅存四株冷杉中有三株能开花，这三株中1号树牢两性同株，2号树为雌性株，另一株可能也是雌株，且2号树远离1号树，2号树花期较1号树早几天(2号树生长立地比1号树海拔低)；同时，这几株树并非同年开花，1991年2号树就未开花。第六，百山祖冷杉种群个体太少，1969年时有8株树。三株单株散生；另5株组成一个小群体，二大三小，天然更新尚好，但夏天最大的那株冷杉被洪水冲倒枯死，1977年被挖2株，剩下一大一小，近亲繁殖，是否影繁殖机制尚不得而知。总之，百山祖冷杉濒危稀有的原因有环境因素，也有物种本身内在因素，若仍任其自然演变，很难避免物种灭绝趋势发展。

百山祖冷杉保护措施

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