吴显坤 朱 筠
浙江楠(PhoebechekiangensisC.B Shang)为樟科(Lauraceae)楠属(Phoe⁃be),是我国特有的珍稀树种,为我国著名植物分类学家向其柏教授于1974在研究天目山、龙塘山植物区系时发现的一个新种。因其木材坚韧致密,质地温润,纹理细密,富有光泽和香气,是楠木类中材质较佳的一种,也是优良的园林绿化树种。
浙江楠树干通直,材质优良,用途广泛,木材可制作建筑、家具、雕刻等,由于历代对浙江楠的砍伐利用,成年植株直接受到破坏,野生大树数量急剧减少,导致野生浙江楠的天然分布范围逐渐缩小。浙江楠现仅零星分布于浙江、福建北部、江西东部及安徽南部等地,种群面积较小且分布不连续,种群间基因交流较少,种群逐步退化。诸多原因使这一珍贵的林木资源近于枯竭,处于濒危状态,浙江楠已被列入国家二级保护植物。
由于浙江楠这一物种被正式命名的时间较晚,在分布上与近缘种紫楠(P.shearer)地域重叠,形态相似,容易混淆不清,无论是普通林农还是林业部门、森林公安机关经常将两者视为一种,不利于浙江楠这一珍稀物种的鉴定和保护。本文观察了浙江楠的叶、木材、花粉形态特征,紫楠叶、花粉及桢楠叶形态特征,结合文献与近源种紫楠和桢楠(P.zhennan)在形态上进行比较,探索浙江楠物种鉴定的有效方法,用于提高森林公安执法办案的高效性和准确性。
实验所使用的浙江楠的样本采自南京林业大学校园内和安徽祁门县芦溪乡;桢楠样本来自于四川沐川县森林公安局种属鉴定送检检材。
实验设备中偏光显微镜为南京江南永新光学有限公司制造BM2000型,执行标 准 GB/T2985-2008,GB/T19864.2-2005;扫描电子显微镜为HitachiS-3400NⅡ型。
1.实验采用肉眼及放大镜观察其叶片宏观特征。
2.使用偏振光显微镜,观察叶片的叶脉特征,并进行拍照。
3.使用电子扫描显微镜对浙江楠的叶进行观察并保存观察到的图片。
4.实验采用肉眼或者放大镜来观察木材的构造及外貌特征。
5.将木材切片后制作成切片标本,使用偏振光显微镜(观察木材的构造特征,并进行拍照。
6.使用偏振光显微镜观察花粉的形态特征,并进行拍照。
7.使用电子扫描显微镜对浙江楠的花粉进行观察并保存观察到的图片。
1.叶片特征
叶具柄,叶柄着生于叶缘。叶片中型,长宽比为3∶1;呈披针形,中部、基部对称;全缘,叶顶角锐角,叶尖渐尖;叶基角锐角,叶基基部略内凹;叶背面被褐色短绒毛,两面未见腺体。
2.叶脉特征
浙江楠叶主脉羽状,无裸露的基部脉,基部脉数目为1,无梳状脉。
粗二级脉为真曲脉,脉间距不规则,其与中脉夹角向基部骤增,以直伸连接的方式与中脉相连。无内二级脉、细二级脉,无流苏脉。具间二级脉,间二级脉每个二级脉间区发育频度少于一条,其长度大于下端相邻二级脉的一半,基部脉形平行于粗二级脉,顶部脉形垂直于下端相邻的一条粗二级脉。
二级脉间三级脉为混合贯穿脉,其与中脉的夹角为钝角,角度向基部增大。中脉上三级脉为混合贯穿脉,其向轴端与中脉垂直,离轴端平行于二级脉间三级脉,末端组成环状。
四级脉呈不规则网状。
五级脉呈不规则网状。
脉间区发育良好。游离端小脉不分支,末端简单。边缘末级脉组成环状。
图2 浙江楠微观叶脉图
图3 浙江楠微观叶脉图
图4 浙江楠微观叶脉图
3.浙江楠叶表皮细胞特征
叶远轴面表皮细胞为无规则形,垂周壁不呈波状略弯曲,大小不整齐。垂周壁镶嵌g型。平周壁较光滑,表面具密集的孔纹。表皮具气孔,气孔散生,数量较多。气孔的保卫细胞为半圆形,没有副卫细胞,为无副胞周源型。气孔小于表皮细胞。气孔长轴长约14~16μm,气孔器外部轮廓近似圆形。表皮具非腺毛,非腺毛较粗,长短不一,长约30~250μm,直径约8~10μm。非腺毛单生,多着生于叶脉处。非腺毛表面具密集的点状纹。浙江楠叶近轴面表皮不具非腺毛。
1.宏观结构特征
浙江楠心边材区别不明显;生长轮明显,轮间呈深色带;散孔材;宽度颇均匀,每厘米2~4轮。管孔略少;略小至中,在肉眼下略见;大小一致,分布略均匀;散生或斜列;具侵填体。轴向薄壁组织量少,在放大镜下明显,环管状。木射线稀至中,极细至略细,在放大镜下明显;在肉眼下径切面上射线斑纹明显。波痕及胞间道缺如。浙江楠木材材色黄褐色,富有光泽,木材新切面有香气,易消失,滋味微苦。
2.显微结构特征
浙江楠的木材为阔叶材,具有导管组织。横切面观察导管组织,管孔为圆形及卵圆形,稀椭圆形,略具多角形轮廓;每平方毫米平均23个;星散型分布,多数单管孔及2~3个径列复管孔,偶呈管孔团。导管分子单穿孔,单穿孔为卵圆梯状复穿孔偶见,管间纹孔式互列。薄壁细胞内含丰富油细胞。木射线非叠生,局部排列整齐;单列射线少,多列射线宽2~3列(常2列),高10~20细胞。射线组织异形Ⅱ型及Ⅲ型。
①浙江楠木材横切面特征
在plan4/0.1的放大倍数下,横切面上的总体显微结构特征,横切面上管孔是星散型分布,单管孔及2~3个径列复管孔。轴向薄壁组织环管束状。
这些天,除了嘎绒含沙射影,丁主任暗暗怀疑外,也没人说过我是小偷,可不是我又是谁呢?难道是丁主任?有谁会信是丁主任?就连我自己都不信。甲洛洛一直琢磨着这件事,怎么也放不下。
在plan10/0.25的放大倍数下,横切面上管孔是星散型分布,单管孔及2~3个径列复管孔。轴向薄壁组织环管状。管孔周围的细胞较其他部位特征略大。
在plan40/0.65的放大倍数下,横切面上管孔及周围细胞的大小比例特征,以及细胞周围的轮廓特征。不能反映出管孔的分布特征以及管孔的排列特征。
在plan100/1.25的放大倍数下,横切面上单个管孔的形态特征,以及周围细胞的特征。不能反映出管孔的分布特征以及管孔的排列特征。
②浙江楠木材径切面特征
在plan4/0.1的放大倍数下,可以观察到浙江楠木材径切面上纵向细胞的长度以及横向细胞或者组织的大致高度及宽度。
图5 浙江楠叶近轴面
图6 浙江楠叶远轴面
图7 紫楠叶近轴面
图8 紫楠叶远轴面
图9 桢楠近轴面
图10 桢楠远轴面
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图11 浙江楠木材横切面(plan10/0.25)
图12 浙江楠木材横切面(plan40/0.65)
图13 浙江楠木材横切面(plan40/0.65)
图14 浙江楠木材径切面(plan10/0.25)
图15 浙江楠木材弦切面(plan4/0.1)
图16 浙江楠木材弦切面(plan10/0.25)
图17 浙江楠花粉(plan10/0.25)
图18 紫楠花粉(plan10/0.25)
图19 浙江楠花粉
③浙江楠木材弦切面特征
在plan4/0.1的放大倍数下,木射线单列射线少,多列射线宽2~3列(常2列)。
在plan10/0.25的放大倍数下,导管分子单穿孔,梯状复穿孔偶见,管间纹孔式互列。木射线非叠生,局部排列整齐;单列射线少,多列射线宽2~3列(常2列),高10~20细胞。
在plan40/0.65的放大倍数下,导管分子单穿孔,梯状复穿孔偶见,管间纹孔式互列。木射线非叠生,局部排列整齐;单列射线少,多列射线宽2~3列(常2列),高10~20细胞。射线组织异形Ⅱ型及Ⅲ型。
1.偏振光显微镜下浙江楠花粉形态
偏振光显微镜下观察花粉,花粉壁层次可分为外壁和内壁两层。花粉表面的纹饰是由外壁外层分子排列方式及覆盖层上不同类型的突起而形成的。但光学显微镜无法观察到花粉表面的细微纹饰,所以要进行电子扫描显微镜观察。
2.扫描电镜下浙江楠花粉形态特征
浙江楠花粉为单粒花粉,花粉粒直径约为20~30μm。无萌发孔,萌发器官为沟,未达极。未发育成熟时呈橄榄形,沟明显;发育成熟时呈球形,沟渐不明显。表面具小刺,三角形,排列较为整齐而且密集。
紫楠叶较大,一般长12~18cm,宽4~7cm,先端多突渐尖;桢楠叶较小,一般长7~13cm,宽2.5~4cm,先端渐尖,尖头直或呈镰状;而浙江楠通常长8~13cm,宽3.5~5cm,先端多渐尖。且紫楠叶形状多为倒阔披针形,比浙江楠树叶的上半部分更为宽阔;桢楠叶为长椭圆形。
紫楠、桢楠与浙江楠的各级叶脉类型基本相同。但紫楠叶的二级脉与一级脉的夹角比浙江楠的叶小。桢楠叶的二级脉与一级脉的夹角与浙江楠大致相同。
在扫描电镜下观察,紫楠、桢楠与浙江楠叶远轴面细胞形态及气孔器形态等特征较为相似,远轴面都没有发现存在气孔,但浙江楠和紫楠近轴面形态差异较大。紫楠叶近轴面布满围绕孔洞状结构的放射状结构;浙江楠近轴面布满镂空雕花状结构,孔洞状结构较紫楠近轴面少;可以以此区分二者叶表皮显微结构的不同。桢楠叶远轴面表皮每平方毫米约有170~200根非腺毛;浙江楠叶远轴面表皮每平方毫米约有40~80根非腺毛;紫楠叶远轴面表皮每平方毫米约有30~90根非腺毛,桢楠叶远轴面非腺毛数量比紫楠和浙江楠多,以此可以加以区分。
图20 紫楠花粉
浙江楠与桢楠的木材从三切面上观察其显微结构,发现二者极为相似,都为阔叶材,具有导管组织。横切面观察导管组织,管孔星散型分布,单管孔及2~3个径列复管孔。导管分子单穿孔,梯状复穿孔偶见,管间纹孔式互列。薄壁细胞内含丰富油细胞。木射线非叠生,局部排列整齐;单列射线少,多列射线宽2~3列(常2列),高10~20细胞。射线组织异形Ⅱ型及Ⅲ型。很难只从木材的显微结构上确认出是哪一个具体的树种,鉴定物种要结合其他特征。
浙江楠与紫楠花粉粒形态十分相似。紫楠花粉为单粒花粉,花粉粒直径约20~30μm。无萌发孔。花粉粒表面具小刺,三角形,排列较为整齐而且密集。
浙江楠的叶在宏观外形上与紫楠、桢楠有所不同,有一定数量的完整的新鲜叶片可以直接从宏观整体形态以及叶脉特征上加以区别;当鲜叶数量较少或检材为残缺叶片时,则需要对叶表皮显微形态进行观察,通过叶近、远轴面表皮上的形态及结构差异来区分。此外,浙江楠与桢楠木材显微形态上区别较小,与紫楠的花粉形态相似,均可结合其他特征辅助进行物种鉴定。