基本介紹

百山祖冷杉（學(xué)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(guī)則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深。葉條形，在側(cè)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(cè)至上面中央遞減。球果通常每一枝節(jié)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(zhì)種翅，翅端平截?；ㄆ?月，球果11月成熟。

百山祖冷杉為中國東南部新近發(fā)現(xiàn)的稀有珍貴樹種，特產(chǎn)于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地帶，林中混生的優(yōu)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(qū)系和氣候變遷等方面有較重要的學(xué)術(shù)意義。

列入《世界自然保護(hù)聯(lián)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(huán)境

百山祖冷杉產(chǎn)地位于東部亞熱帶高山地區(qū)，氣候特點(diǎn)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(dá)2300毫米，相對濕度92%。成土母質(zhì)多為凝灰?guī)r、流紋巖之風(fēng)化物，土壤為黃棕壤，呈酸性，pH值4.5，有機(jī)質(zhì)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(jié)實(shí)周期4-5年，多數(shù)種子發(fā)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(fā)現(xiàn)的稀有珍貴樹種，特產(chǎn)于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地帶，林中混生的優(yōu)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(tài)及特征

喬木，高約11米，胸徑40厘米；樹皮灰白色，不規(guī)則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深；大枝平展，枝皮不規(guī)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(cè)之芽為大，稀在小枝節(jié)間上面（即背地面）生有一芽、其后發(fā)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(cè)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(cè)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(cè)端的葉肉薄壁組織內(nèi)，上面至下面兩端及下面中部有一層連續(xù)排列的皮下層細(xì)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(jié)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(xì)之細(xì)齒，兩側(cè)邊緣有不規(guī)則鋸齒，基部楔形、兩側(cè)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(xì)齒，先端露出、反曲，尖頭短，長1毫米以內(nèi)，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(zhì)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(yè)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(jìn)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(jìn)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(qū)系和氣候變遷等方面有較重要的學(xué)術(shù)意義。

百山祖冷杉保護(hù)級別

列入《世界自然保護(hù)聯(lián)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(hù)工程規(guī)劃》（2011-2015年）——極小種群（狹域分布）保護(hù)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(diǎn)保護(hù)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)的冷杉屬植物。在自然分布區(qū)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(qū)的變遷。在植物分類系統(tǒng)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(tǒng)，已知中國原產(chǎn)的冷杉屬植物有23種及數(shù)變種，百山祖冷杉是在中國發(fā)現(xiàn)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(jì)冰川時期，全球氣溫下降，冷杉的分布區(qū)向低緯度，中低海拔擴(kuò)散，江蘇丹陽，江西吉安、浙江天目山（900m海拔）及長江口外現(xiàn)代已成海洋的"東海平原"地層中均有冷杉孢粉發(fā)現(xiàn)。冰期過后全球氣溫回升，冷杉不能適應(yīng)高溫環(huán)境，其分布區(qū)向高緯度和高中海撥山地退縮，形成現(xiàn)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(fā)現(xiàn)后，梵凈山冷杉，湖南發(fā)現(xiàn)大院冷杉等新種以及井崗山發(fā)現(xiàn)巴山冷杉新分布。

第二，由于人類開發(fā)活動及森林火災(zāi)，使冷杉分布區(qū)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(jīng)濟(jì)效益無法實(shí)現(xiàn)，加上燒荒驅(qū)獸，形成了一些山區(qū)盲目燒荒的傳統(tǒng)習(xí)慣，燒毀當(dāng)時認(rèn)為"多余的"森林。百山祖冷杉自然生長的林分，由于低凹穩(wěn)風(fēng)，被燒的次數(shù)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(xiàn)象，在歷史的長河中，是隨著環(huán)境（主要是氣候）因子的變遷，按照事物運(yùn)動的矛盾對立統(tǒng)一規(guī)律而演變的，是生物區(qū)系演變的一部分。環(huán)境的變化逼使生物適應(yīng)新的環(huán)境，使形態(tài)或適應(yīng)能力產(chǎn)生變異分化，適者存，成為新的類群，不適者淘汰或在環(huán)境改變不大的區(qū)域保存下來；同時生物群體組成的生態(tài)系統(tǒng)改變的環(huán)境，如森林的涵養(yǎng)水源，保持水土、防風(fēng)固沙、吸收二氧化碳而阻緩"溫室效應(yīng)"的進(jìn)程等?，F(xiàn)存百山祖冷杉自然生長的這個林分，就是上述生物區(qū)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(jié)人參、開口箭和蕨類等；層外植物有常青藤衛(wèi)予、剌果毒漆藤等；苔蘚植物既有短角管苔（原知分布?xì)W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(yù)，擴(kuò)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(fēng)吹樹杈磨損了冷杉樹干一圈樹皮而枯死。現(xiàn)存最小的-株冷杉1963年已采過標(biāo)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(fù)生機(jī)。現(xiàn)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(qiáng)烈，遣成土壤貧瘠。百山祖冷杉積聚養(yǎng)分以開花結(jié)實(shí)的間隔期長，開花的機(jī)會難得，1982年開花后到1991年才開花。根據(jù)德國生態(tài)學(xué)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(qū)，即有夏雨的熱帶與暖溫帶(海洋性)群落交錯區(qū)，氣候帶為亞熱帶濕潤季鳳區(qū)，夏秋多地形雨，而且住往花期多雨，松類是風(fēng)媒花，雨水將花粉沖洗下地而無法飛揚(yáng)，嚴(yán)重影響授粉，人工嫁接繁殖的植株同樣出現(xiàn)這一情況。

第五，百山祖冷杉種群內(nèi)部變異分化，形成性別分離和個體生態(tài)差異，也是自然有性繁殖的障礙之一。據(jù)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(yuǎn)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(jī)制尚不得而知。總之，百山祖冷杉瀕危稀有的原因有環(huán)境因素，也有物種本身內(nèi)在因素，若仍任其自然演變，很難避免物種滅絕趨勢發(fā)展。

百山祖冷杉保護(hù)措施

已由當(dāng)?shù)亓謭鲐?fù)責(zé)保護(hù)。近年為拯救這一樹種免于滅絕，有關(guān)方面正在探索繁殖措施。

1.多方努力，系統(tǒng)保護(hù)：根據(jù)中國浙江省珍稀瀕危野生動植物搶救保護(hù)工程內(nèi)容的需要，百山祖管理處依托浙江大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所、浙江自然博物館、浙江省林業(yè)科學(xué)研究院等為技術(shù)支撐單位，組成植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)和保護(hù)生物學(xué)等學(xué)科交叉的研究團(tuán)隊(duì)，為保護(hù)百山祖冷杉提供技術(shù)保障。為使各保護(hù)單位溝通聯(lián)系暢通，多次召開工作對接會，落實(shí)分解任務(wù)。其間，研究團(tuán)隊(duì)全方位開展保護(hù)和研究工作，對各種類型的百山祖冷杉大樹、幼樹和幼苗進(jìn)行了監(jiān)測，了解它們的生長情況和健康狀況，建立完整的數(shù)據(jù)庫。研究團(tuán)隊(duì)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(qiáng)等創(chuàng)造有利條件。研究團(tuán)隊(duì)采取種群增強(qiáng)和近地保護(hù)的措施，加強(qiáng)對現(xiàn)有苗木的培育管理，對野外種群恢復(fù)基地小樹進(jìn)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(shù)量并擴(kuò)大占有面積。

2.開展各項(xiàng)研究，助力保護(hù)工作：此外，研究團(tuán)隊(duì)還開展了種子雨研究，摸清百山祖冷杉的種子產(chǎn)量和擴(kuò)散規(guī)律，利用紅外相機(jī)對野生動物植食種子情況進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測不同位置種子的自然萌發(fā)情況；開展生殖生物學(xué)研究，以摸清花芽分化、開花、授粉、胚胎發(fā)育、種子成熟等各個歷程的情況；開展種群和群落生態(tài)學(xué)研究，了解百山祖冷杉的生存環(huán)境、群落結(jié)構(gòu)和種群特征及其動態(tài)，基本摸清干擾和環(huán)境變化導(dǎo)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(nèi)微生物進(jìn)行一次本底調(diào)查，從微生物角度闡明百山祖冷杉瀕危的原因；開展內(nèi)生真菌研究，了解百山祖冷杉枝葉的內(nèi)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(tài)學(xué)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(nèi)不同遺傳群體進(jìn)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(jié)構(gòu)和親緣關(guān)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(shí)驗(yàn)室萌發(fā)實(shí)驗(yàn)、大棚育苗等研究，將培育更多的苗木，為近地保護(hù)和遷地保護(hù)創(chuàng)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(yǎng)幼苗：開展組織培養(yǎng)和快繁研究，研究團(tuán)隊(duì)以百山祖冷杉未成熟球果為起始材料，在人工控制的環(huán)境條件下，進(jìn)行離體無菌培養(yǎng)，獲得成功，培育出百山祖冷杉幼苗。胚胎培養(yǎng)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(fā)育時間長、胚早期敗育或者發(fā)育不良的現(xiàn)狀，減輕了百山祖冷杉種子萌發(fā)率低、萌發(fā)速度緩慢等物種繁衍困難，增加了百山祖冷杉物種數(shù)量，提高了出苗率。掌握了這一技術(shù)，可以在短期內(nèi)培育出大量的組培苗，并進(jìn)行