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自然在身边—水杉,植物界的“大熊猫”

发布时间: 2024-06-12
水杉Metasequoia glyptostroboides Hu & W. C. Cheng),作为植物界的“大熊猫”,隶属于柏科水杉属,是极为珍稀的孑遗植物之一。
水杉的发现为中国植物学走向世界开辟了道路被公认为是20世纪我国乃至世界植物界的重大发现。目前,水杉已遍及我国大江南北25个省、市、自治区和世界50多个国家和地区已成为重要的用材林树种、沿海防护林树种、农田防护林树种、城市绿化与风景景观林树种。         

永利娱高ylg060net树木园的水杉

水杉的发现

水杉的化石记录广泛分布于北半球的诸多区域,其历史可追溯至一亿多年前的白垩纪时代。然而,在漫长的地质年代中,人们曾一度认为这一物种已随着岁月的流转而灭绝。1943年,中国正深陷抗日战争的泥沼之中,国土大片沦陷。尽管烽火连天,但仍有众多学者坚守学术阵地,1943年夏,农林部中央林业研究所的技正(相当于总工程师)王战自重庆启程,前往恩施,意在洽谈赴神农架进行植物考察的相关事宜。途经四川万县(今重庆万州)时,得万县高等农校教师杨龙兴之信息,闻磨刀溪(今属湖北利川)存有一棵被当地民众誉为“神树”的奇特树种。王战深思熟虑后,决定放弃原定水路,改行陆路前往恩施,以期一睹此树之真容。经过三日艰苦步行,王战终于抵达磨刀溪,亲眼目睹了这棵参天针叶树,并悉心采集了标本。返回重庆后,王战对采集的标本进行了详尽鉴定,最终确定其为水松(Glyptostrobus pensilis),并将此珍贵标本妥善存放于标本室,以供后续研究之用。

被重新寻得的“王战 118号”,是有记载的第一份被研究过的水杉标本,采自“利川水杉王” | Jinshuang Ma & Guofan Shao / Taxon (2003)
水杉的植物特性   
水杉是一种落叶乔木,高可达35米,胸径可达2.5米;树皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼树裂成薄片脱落,大树裂成长条状脱落,内皮淡紫褐色;幼树树冠尖塔形,老树树冠广圆形,枝叶稀疏;叶片呈条形,互生,表面淡绿色,背面色较淡。



水杉叶表面

水杉叶背面

 水杉树皮树裂成长条状脱落
水杉是一种雌雄同株的植物,其雄球花以总状花序状或圆锥花序状的方式排列,而雌球花则单独生长在侧生小枝的顶端。球果呈下垂状态,通常在当年成熟,形状接近球形。雌球花包含多个呈螺旋状排列的苞片,成熟后会裂开并释放出带有薄翅的种子。

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水杉的价值
水杉在维护生物多样性、促进生态平衡方面扮演着不可或缺的重要角色。其根系之发达,能够有效遏制水土流失,并对地下水位进行积极调节;同时,水杉林亦为众多鸟类及其他野生动物提供了理想的栖息场所,进而促进了物种间的交流与互动,丰富了生态系统的多样性与复杂性。此外,水杉在光合作用方面表现出色,能够有效吸收二氧化碳并释放氧气,对于应对全球气候变暖具有积极的推动作用。
水杉的遗传多样性研究
孑遗植物水杉,作为一种历史悠久的树种,具备显著的生物学特性,如长寿命、风媒传粉机制以及细小扁平且具翅的种子结构,通过风力传播繁衍。基于这些特点,理论推测水杉应当具备较高的遗传多样性。然而,实验数据却显示,水杉的遗传多样性水平相对较低,这一现象可能源于第四纪冰川时期的气候变迁。冰川期的极端寒冷气候导致水杉种群数量大幅减少,进而形成了所谓的瓶颈效应,直接影响了现代水杉基因的丰富程度。第四纪冰川的作用还使得原本广泛分布于北半球的水杉分布区域显著缩小,大量水杉因无法适应冰川的侵袭而灭绝。仅有一部分具有较强抗逆性的水杉种群被迫迁移到湖北、湖南和重庆交界的地域,并最终在那里得以保存。这些幸存的水杉种群不仅代表了原始水杉的部分基因型,也为研究水杉的遗传特性及其历史变迁提供了宝贵的样本。
水杉种群的引种和生存力分析
尽管水杉已经实现了广泛的引种栽培,但其原生地的野生种群仍然处于濒危状态,面临着多方面的生存威胁。由于森林砍伐、生境破碎化以及气候变化等多重因素的影响,水杉的生存状况日益严峻。为了有效保护这一珍稀的自然遗产,中国及国际社会已经采取了多项保护措施。其中,建立自然保护区是保护水杉野生种群的重要手段之一,旨在为其提供良好的生态环境和生存空间。此外,实施人工繁育和再引入项目也是保护水杉的有效措施,有助于增加其种群数量,提高其生存能力。
水杉作为一种珍稀的物种,不仅具有重要的科学价值,还承载着丰富的文化意义。在中国,水杉被视为坚韧不拔、生命力顽强的象征,深受人们的喜爱和尊敬。它见证了地球的沧桑巨变,承载着人类对自然的敬畏和对生命的信仰,成为了连接过去与未来的重要纽带。水杉的树干通直挺拔,枝叶扶疏,树形秀丽,既展现出古朴典雅的韵味,又透露出肃穆端庄的气质。它不仅是自然界的一个奇迹,更是人类共同守护的宝贵财富。我们应该加强对水杉的保护和研究,确保其能够在未来继续繁衍生息,为人类和自然世界带来更多的惊喜和启迪。
参考文献

[1]朱莹莹,徐晓婷.气候变化对我国特有濒危物种水杉野生种群分布的影响[J].生态学杂,2019,38(06):1629-     1636.DOI:10.13292/j.1000-4890.201906.018.

[2]黄小,朱江,姚兰,等.水杉原生种群结构及空间分布格局[J].生物多样性,2020,28(04):463-473.

[3]李晓东,黄宏文,李建强.孑遗植物水杉的遗传多样性研究[J].生物多样性,2003,(02):100-108.

[4]王希群,马履一,郭保香,等.水杉的保护历程和存在的问题[J].生物多样性,2004,(03):377-385.

[5]辛霞,景新明,孙红梅,等.孑遗植物水杉种子萌发的生理生态特性研究[J].生物多样性,2004,(06):572-577.

[6]崔敏燕.濒危物种水杉种群的引种和生存力分析[D].华东师范大学,2011.

[7]王希群,马履一,郭保香.水杉发现过程的系统研究[J].北京林业大学学报(社会科学版),2004,(01):22-28.
[8]中国植物志



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