刘洪见,胡青荻,章海英,钱仁卷,张旭乐,郑坚*
(1.浙江省亚热带作物研究所 温州市资源植物创新利用重点实验室,浙江 温州 325005; 2.乐清市雁荡山林场,浙江 乐清 325600)
铁线莲隶属毛茛科,大多为多年生草质或木质藤本,花朵色泽艳丽,花型多变,花期长,被誉为“藤本皇后”,既可作为风格别致的盆栽花卉,也可用于墙体、凉亭、拱门、花柱等地立体垂直绿化,还可做切花、地被等应用,有着广阔的市场前景[1]。全世界有铁线莲属植物300余种,我国约有155种,其中特有种93种,广泛分布于全国各地[2-3],是该属植物资源最丰富的国家,是世界铁线莲分布中心。在1688年的《花镜》中已有雄蕊瓣化的铁线莲重瓣变种的记载[4],铁线莲花型和花色极为丰富,具有极高的观赏价值、药用价值、科研价值以及生态价值。
我国铁线莲属植物种类繁多,但不少种类野外居群数量极少,分布范围窄,又因其极高的观赏和药用价值,人为采挖严重,资源急剧减少,野外生存状况不容乐观。因此,针对具有经济和科研价值的铁线莲开展相关保育利用工作是长期以来的研究重点之一。其中,天台铁线莲、毛叶铁线莲为中国特有种,仅分布于浙江,具有极高的观赏、经济与科研价值,2015年被列为浙江省重点保护野生植物[5]。
2008年以来,项目组通过对浙江省内的天台铁线莲、毛叶铁线莲的群体特征、生长习性及濒危状况的调查研究,分析了天台铁线莲、毛叶铁线莲在自然界的濒危原因,并提出相应的保护策略,为珍稀濒危小种群物种的保护与利用提供参考。
天台铁线莲是浙江特有种,是早期国外园艺品种的重要原始亲本,被列入浙江省重点保护野生植物。该种喜生于阳光充足、湿润、开阔通风的山坡林缘、林下开敞的沟谷或杂木林、灌草丛中。从现有记录来看,仅分布于浙江东部天台山、括苍山、北雁荡山海拔800~1 000 m的路边、山坡林缘及灌丛中。在天台铁线莲的伴生植物中,乔木层树种主要有短尾石栎、麻栎、水青冈、褐叶青冈、杉木、柳杉、青榨槭、毛八角枫、木荷、豆梨、湖北山楂、山胡椒、漆等;灌木层主要有三花悬钩子、大青、中华绣线菊、中华石楠、格药柃、毛花连蕊茶、牛奶子、野鸦椿、胡颓子、阔叶箬竹等;藤本植物主要有忍冬、菝葜、窄叶南蛇藤、扶芳藤、中华常春藤、鄂西清风藤等;草本层主要有三叶萎陵菜、蛇莓、紫花堇菜、堇菜、蜂斗菜、三脉叶马兰、黑鳞耳蕨、阔鳞鳞毛蕨、紫萁、戟叶蓼、玄参、过路黄、酢浆草、鸭跖草等。根据对天台山和北雁荡山的实地调查结果来看,天台铁线莲现存数量较少,主要沿林缘呈带状不连续分布或在低矮的灌丛中块状分布;每个居群个体数量都较少,多则10~15株,少则2~3株;居群中幼苗数量较少,个体数量较少的居群甚至周围不见幼苗。
毛叶铁线莲也是浙江特有种,被列入浙江省重点保护野生植物,是铁线莲属花最大的种类之一,直径最大可达20 cm,堪称“野生铁线莲中的皇后”,是现在园艺中大花型杂交铁线莲最为关键的亲本之一。1863年,福琼将其从宁波天童采集并引种到欧洲后[5],园艺学家将其与欧洲的南欧铁线莲等种类杂交,获得一系列大花型杂交品种。毛叶铁线莲仅分布于浙江东北部的宁波、普陀山等地,生于海拔100~400 m的山谷、溪边灌丛中,花呈蓝紫色,花径达10~18(20)cm,花期5—6月。在毛叶铁线莲的伴生植物中,乔木层树种主要有马尾松、枫香、檵木、杉木、红楠、朴树、柃木、柘树、黄檀、木荷等树种;灌木层主要有黄连木、青冈、天仙果、柃木、毛瑞香、化香、檵木、蚊母树、柘树、油茶、朱砂根、杜鹃、薜荔等树种;草本层的主要树种有蕨、薹草、荩草、络石、爬山虎、芒萁、菝葜、竹叶草、淡竹叶、求米草等。从宁波的实际调查结果来看,毛叶铁线莲的每个居群个体数量都较少,一般为3~5株,呈不连续带状分布;个体数量较少的居群甚至周围不见幼苗。
濒危植物的特征常反映出其潜在的濒危原因,濒危植物的特征通常表现为:1)分布区域狭窄,呈不连续岛状分布,种群面积不断缩小;2) 生理生态学方面遗传多样性低,适应性、植株生存能力较差,群落内种间竞争力不足;3) 种群内幼株个体数稀少,年龄结构呈衰退型,空间分布多表现为聚集型;4)种子数量少、活力不足、有性繁殖能力差,导致成苗率低;5) 无性繁殖不能满足种群繁衍需求或作用极其有限;6)个体数量和种群数量呈锐减趋势;7)原有群落物种间互惠互利的稳定关系因生境破坏、生物多样性降低而遭到破坏[7-8]。
通过分析天台铁线莲和毛叶铁线莲的群体特征,认为其濒危原因主要有以下几个方面。
天台铁线莲分布于浙江东南部(天台山、北雁荡山)海拔1 000 m的路边、林缘及低矮稀疏的灌丛中,毛叶铁线莲仅分布于浙江东北部宁波、普陀山等地海拔100~400 m间的山谷、溪边灌丛中,这两种铁线莲存在种群数量少,分布点狭窄,只适应于一定范围和特定的生态环境的共同特点,属于极小种群植物。植物物种的濒危主要源于外部和内部因素两方面,外部因素主要包括人为和天然因素,内部因素则主要为适应力、后代的生活力、生殖力、遗传多样性等的衰退,两者共同制约植物的生存繁衍[9]。极小种群植物很容易受到外部因素的干扰导致种群面临灭绝。近年来,随着人工造林、林地开发等进行的林缘清理,天台铁线莲和毛叶铁线莲分布点植被环境破坏严重,生长环境受到严重影响,是导致其濒危的一个重要因素。
根据天台铁线莲和毛叶铁线莲的播种试验发现,自然条件和人工播种萌发均极其困难,发芽时间极长。由于萌发所需时间长,种子在萌发过程中容易受到环境温度、湿度、水分等条件变化的影响,导致种子失去活力,萌发率低。另外,由于各种因素导致两种铁线莲的种群规模不断锐减,使得物种间频繁近交致使遗传多样性降低,进而导致物种适应环境变化能力、变异潜能降低,造成物种生活力、生殖力、环境适应能力等方面的衰退,影响长期生存繁衍[10]。种子量小、繁殖力低、更新困难是导致天台铁线莲和毛叶铁线莲濒危的一个关键因素。
天台铁线莲和毛叶铁线莲都具有较高的观赏价值,且其根可入药,是宝贵的观赏植物资源和中药材资源,但大量人为采挖使得天台铁线莲和毛叶铁线莲的种群数量和个体数量急剧下降。两种铁线莲主要生境为林沿、路边、稀疏低矮的杂灌林子,长期以来,由于对其重要性不知,且除花器官外,其他形态辨识度不高,在造林、林地抚育工作时,常将其视为杂草(藤)而予以清理,进一步加剧其种质资源数量锐减及原生境的恶化,导致天台铁线莲濒危。
对珍稀植物的保护应与对其生态环境的保护相一致,建议在天台铁线莲和毛叶铁线莲的分布区建立原生境保护点,通过恢复植被,对较为郁闭的乔木林有计划地进行上层乔木的疏伐,保护和改善两种铁线莲生长适宜的林缘生境,以维护铁线莲正常生长所需要的生态环境,使其在原生地能够自然繁衍、扩大生长。
从项目组引种驯化的结果来看,天台铁线莲和毛叶铁线莲对环境的适应性比较强,有着较宽的温度适应范围,在-12~41 ℃的温度范围都能存活,对土壤要求不严,耐旱性较好,可选择适宜种植地实行迁地保护。
建立人工繁育苗圃,从不同的居群引种植株混栽,有助于昆虫在不同的居群间传粉,提高其遗传多样性。通过加强管理,促使植株多开花,增加株丛的开花数量,深入研究其种子萌发机理,提高种子发芽率,辅助于人工授粉,提高结实率,提高繁殖系数。应用现代生物技术建立无性系,进行组织培养快速繁殖,加大繁殖速度。利用种子驯化育苗返野,力争在短时间内扩大居群,优化居群年龄结构,增加遗传多样性,加大繁殖力度,扩大种植范围,以利良性发展。
天台铁线莲和毛叶铁线莲因分布狭窄、繁殖困难、生境破碎化与人为活动干扰和过度采挖等因素,自然更新困难,致使天台铁线莲、毛叶铁线莲数量锐减甚至难寻其踪,野外生存严重受到威胁,亟须进行拯救与保护,虽已被列入浙江省重点保护野生植物名录,但并未进入《国家重点保护野生植物名录》,因此建议将天台铁线莲、毛叶铁线莲列入《国家重点保护野生植物名录》,列为二级重点保护野生植物,进一步加强对其原生境的保护,严厉打击乱采乱挖的行为。
毛叶铁线莲和天台铁线莲优异的观赏性状已被育种家用于新品种的培育中,在保护植物种质资源的同时,应积极开展植物资源评价、种质创新与利用研究,应用杂交和现代生物基因技术,把毛叶铁线莲和天台铁线莲的优良性状和基因发掘出来并加以利用,对改良现有品种和创造新类型十分重要,同时也对保护珍稀植物资源、促进珍稀濒危植物资源的可持续利用具有重要意义。