多肉植物的多样性探究与保护

□文/南京市第十三中学高二（5）班 刘梦 指导教师/宋正达

一、研究方法

本实验在江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园）多肉植物展览温室以及多肉配备生产温室中进行。

（一）探究多肉植物资源的多样性

根据南京中山植物园多肉团队提供的多肉种类名录以及文献查询展开实地调查，进行多肉种类概况、贮水薄壁组织分布器官、形态特征、价值功用等方面的统计分析。对于不确定的种类，辅助多肉专业书籍进行品种比对识别。采用手机、相机进行图片采集，使用 Photoshop软件进行图文处理。

（二）探究多肉植物繁殖方式的多样性

调查、实践多肉种类的常规繁殖方式；测量2008年播种的仙人掌科裸萼球属新天地184株子实后代的球体直径、高度，用Excel软件进行差异性分析；随机抽取阿福花科十二卷属相同株龄的盆栽宝草、凌绿各10株，测量、对比两者的分株繁殖系数平均值；通过上、中、下三点采样取平均值的方式，测定、对比天门冬科两种一次性开花后死亡植物的无性珠芽繁殖数量（龙舌兰）和种子数量（甲蟹）。

二、结果对比分析

（一）多肉植物资源的多样性

1.种类概况

资料统计分析以及实地调研的结果表明，目前南京中山植物园已完成鉴定的多肉植物资源隶属21科126属644种。其中，资源分布较为集中的科，分别是仙人掌科51属221种、景天科16属140种、阿福花科4属83种。

2.贮水薄壁组织多样

多肉植物的贮水薄壁组织分布于营养器官中，涵盖了植物所有的营养器官——根、茎、叶，因而呈现出不同的形态，比如叶多肉植物如景天科拟石莲花属月影等、茎干粗壮肥硕的茎多肉植物如葡萄科葡萄瓮属葡萄瓮等，还有根膨大如萝卜的根多肉植物如仙人掌科岩牡丹属龟甲牡丹等。

3.形态特征多样

在植物形态方面，它们涵盖了森林群落中乔-灌-草复合结构的重要层次，具备自然生态系统中不可替代的生态功能。多肉植物不仅包含伏地而生、形如砾石的多年生草本植物（如番杏科生石花属等种类），同时包含灌木类（如大戟科大戟属虎刺梅等种类），还有树高可达15～20米的常绿乔木（如梧桐科瓶干树属瓶干树等种类）。

南京中山植物园选育、荣获第十届中国花卉博览会展品类（盆花）金奖的亚龙木缀化品种

4.价值功用多样

观赏价值突出。仙人掌科的茎呈扁平扇状、柱状、球状、扇形、鸡冠形、山峦状等，千姿百态；萝藦科球兰属心叶球兰因叶片呈心形、对生，被人们赋予“心心相印”的美好寓意；萝藦科豹皮花属大豹皮花花朵形如硕大的五角星，神秘而魔幻；仙人掌科金琥属金琥等种类呈现出了多肉植物的基础色——绿色；龙神柱属龙神柱茎干表皮则密被白色蜡质层，因而呈现出神秘的蓝色；刺戟木科亚龙木属亚龙木的茎干表皮，犹如涂抹了银灰色的“防晒涂层”；更有一些多肉种类的叶片，在秋末至初春、阳光充足的冷凉季节中呈现出鲜红色，比花儿还亮丽夺目。

阿福花科十二卷属相同株龄的宝草（左）与凌绿（右）的侧芽萌生特性对比

用途广泛。一些多肉种类中还含有特殊的化学成分，可供药用，如大戟科大戟属有着悠久的药用植物应用历史。人们依靠经验知识的代代相传，还发掘出了多肉种类的食用价值，比如番杏科日中花属冰叶日中花等。此外，多肉种类还具备原材料利用价值，比如人们从天门冬科龙舌兰属龙舌兰叶片中提取出的叶纤维，可用于制作船缆、绳索、麻袋等纤维类制品。

（二）多肉植物繁殖方式的多样性

1.多肉植物繁殖方式概要

通过调查、实践，多肉种类的常规扩繁方式统计分析结果如表1。

表1 南京中山植物园内引种收集的多肉植物种类的常规繁殖方式

2.新天地子实后代的变异系数测定

通过对仙人掌科裸萼球属新天地子实后代的差异性分析，它们的球体直径以及球体高度的变异系数分别达到了22.1%和28.1%（表2）。

表2 仙人掌科裸萼球属新天地子实后代差异性分析

3.宝草、凌绿的无性分株繁殖系数对比

实验结果表明，阿福花科十二卷属盆栽宝草与凌绿的分株繁殖系数平均值分别为0.2、24，两者的侧芽萌生特性差异显著。

4.天门冬科两种一次性开花后死亡植物的无性珠芽繁殖与种子繁殖对比

龙舌兰的无性珠芽数量和甲蟹的种子数量见表3。其结果表明：以无性珠芽繁殖为主要繁殖策略的龙舌兰花后产生的自带根系的小植株数量、以种子繁殖为主要繁殖策略的甲蟹花后结实产生的种子数量，分别为821、120，两者差异显著。

表3 龙舌兰珠芽与甲蟹种子数量对比

以上的结果表明：多肉植物的常规繁殖方式可分为种子繁殖与无性繁殖两大类。种子繁殖适用于能够开花、正常结实的多肉种类，较无性繁殖产生、传递更丰富的遗传多样性。

三、研究感悟与总结

在生境破坏、全球气候变化、资源过度开发利用等诸多因素影响之下，多肉植物的多样性也正受到日益严重的威胁。据不完全统计，全世界范围内分布的多肉植物超过10 000种，是生物多样性状况最具权威的指标——“世界自然保护联盟濒危物种红色名录”的重要组成部分。

多肉植物的世界精彩纷呈，在系统演化途径、科属分布、形态和习性上千差万别，但它们的共同点在于紧紧围绕着对水分的高效利用、对环境的高度适应，真可谓“物竞天择、适者生存”。对比在南京中山植物园配备生产温室内长势良好的龟甲牡丹、百岁兰，以及在恶劣的野外生境中同样为了种群繁衍而与自然生境、人为干扰等诸多不利条件抗衡的龟甲牡丹和百岁兰，我切身感受到开展生物多样性保护是多么的重要和迫切。

四、创新性与实用性

本研究从多肉植物的资源多样性、繁殖方式多样性以及建立生物多样性保护思维3个方面探究多肉植物的多样性，选题创新。选用2008年播种的新天地作为繁殖多样性探究的实验材料，经过长达12年的栽培养护，使得球体直径和高度的实验数据尤具说服力，具备实验材料创新。新天地子实后代差异性分析的研究结果、龙舌兰一次性开花后死亡过程中珠芽的统计数据和甲蟹一次性开花后死亡过程中结实的统计数据均为首次报道，研究结果具备原创性。