崖柏：“活化石”植物重獲新生

　　崖柏：“活化石”植物重獲新生

　　2021年10月回歸到原生地的崖柏 郭泉水攝

　　2021年11月回歸崖柏的果實 郭泉水攝

　　2021年11月回歸崖柏在野外結實 黃吉蘭攝

　　2021年11月崖柏種子 黃吉蘭攝

　　這是一種被發現后又“絕跡”100多年的恐龍時代的孑遺植物。

　　崖柏，柏科崖柏屬常綠喬木，屬我國特有的珍稀瀕危裸子植物、國家一級重點保護植物和國家優先搶救的極小種群野生植物。

　　《中國科學報》從中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所(以下簡稱森環森保所)獲悉，森林修復與逆境生理生態學科組研究人員在重慶雪寶山國家級自然保護區崖柏回歸基地首次發現，在野外回歸的40萬株9年生崖柏中，有50株結出了圓潤飽滿的果實。相關研究成果在2021年《林業科學》第11期首篇發表。

　　“野外回歸崖柏結實，預示著新一代崖柏即將誕生，這對于緩解崖柏的瀕危狀態具有里程碑意義。”從事崖柏研究16年的森環森保所研究員郭泉水對此欣喜不已。

　　神秘孑遺植物：被發現后又“絕跡”

　　崖柏天然分布在我國重慶市開州區和城口縣大巴山南坡以及四川省宣漢縣山區的懸崖峭壁上。郭泉水講述了崖柏兩次被發現的歷程。

　　1892年4月，法國傳教士Paul Guillaume Farges(保羅·紀堯姆·法爾熱)在我國大巴山南端的重慶市城口縣海拔1400米處的石灰巖山地首次發現，并采獲帶有幼果的崖柏枝葉標本。1899年，Adrien Rene Franchet(阿德理安·勒內·費朗謝)依據此標本作為新種發表，其模式標本被收藏在法國巴黎自然博物館。

　　但在此后100多年中，再沒有第二次采集崖柏的記錄。

　　鑒于崖柏的稀有性，1984年，我國將崖柏列為二級重點保護植物，并且編入《中國珍稀瀕危保護植物名錄》。在我國組織編寫《中國植物紅皮書——稀有瀕危植物》時，曾有人多次前往崖柏分布區調查，但均未見其“蹤跡”。為此，在1998年國際自然保護聯盟(IUCN)公布的1997年度世界受威脅植物的紅色名錄中，崖柏被列為野生滅絕(EW)物種。

　　后來我國也沿用此結論，在1999年8月國務院批準公布的《國家重點保護野生植物名錄(第一批)》中，崖柏則被排除在外。

　　然而，兩個月后重慶市調查隊在執行國家林業和草原局(原國家林業局)組織的“全國重點保護野生植物資源調查”時，卻在崖柏標本采集地發現了崖柏野生居群，并采獲了帶球果的標本。“該標本曾先后得到中國科學院、英國皇家植物園和美國哈佛大學植物分類權威專家的確認，并收藏在中國科學院植物研究所標本館內。”郭泉水告訴《中國科學報》。

　　為此，《植物雜志》2000年第3期發表了《崖柏沒有絕滅》的報道。2003年，國際自然保護聯盟世界林木研究專家組(SSC)重新對崖柏的瀕危狀況進行評估，定為極危物種(CR);2013年又根據重新發現后崖柏種群恢復狀況，評定為瀕危物種(EN)。

　　崖柏被重新發現后，引起國內外植物學界和保護部門的極大轟動。我國政府高度重視保護崖柏，先后組織科研人員對崖柏的地理分布和種群數量進行調查。現已查明，整個分布區有成年崖柏1萬株左右，大多生長在遠離居民區、人跡罕至的懸崖峭壁上。

　　郭泉水說，崖柏的保護受到高度重視，有三個原因：一是崖柏起源古老，其木材化石出現在侏羅紀中期，白堊紀為其發展的鼎盛時期，大量消失在第三紀，被稱之為源于3億年前恐龍時代的植物“活化石”;二是崖柏枝葉、樹干和樹根中富含多種可以凈化空氣和具有保健作用的有機物質，在醫藥保健開發利用方面的潛力巨大;三是崖柏生態適應性強，作為園林植物和造林樹種具有廣闊的應用前景。

　　探尋崖柏瀕危的原因

　　崖柏的結實周期非常長，從1999年重新發現崖柏至今，僅在2012年出現過一次群體結實，且種子敗育現象非常嚴重。

　　物種的瀕危原因包括外因和內因兩個方面。外因是指人為干擾、生態環境變化，內因是指物種的遺傳、生理、發育和生殖等特性。“不同物種的瀕危原因可能不同，但大多數物種的瀕危是上述一個或多個因素協同作用的結果，崖柏也不例外。”郭泉水說。

　　森環森保所助理研究員秦愛麗從陜西省張村發現的上新世崖柏化石和對崖柏分布區模擬的結果發現，在地質時期，崖柏曾在我國北方廣泛分布，只因第三紀和第四紀的氣候波動迫使崖柏南遷，并逐漸收縮至大巴山南端和東南端。由此可見，崖柏在漫長的地質年代分布區由大到小的變化主要是氣候變化所導致。

　　“而近代崖柏瀕危的主要外因是人類活動和生態環境的破壞，過度利用和棲息地破壞是其最主要的影響因素。人類活動的影響多是在幾百年或更短的時間內發生的，雖然歷程短，但破壞強度很大。”秦愛麗說。

　　崖柏是蓋房子、打家具、做壽材的理想材料。對當地百姓走訪得知，崖柏遭到大規模破壞始于20世紀80年代初期。據說當時在坡地上還有不少胸徑在1米以上的崖柏。被砍伐的崖柏多在山上截斷并砍成方木后運到山下外銷。

　　森環森保所助理研究員馬凡強分析說，崖柏分布區域狹窄，種群數量有限，與當地廣布種比較，同樣的砍伐強度和砍伐頻次，崖柏比其他樹種可能更容易進入瀕危狀態。將崖柏砍伐后開荒種植農作物，會導致崖柏生境的喪失或生境片段化。

　　郭泉水強調，在崖柏“絕跡”期間，人們并不知道崖柏是世界上僅存于我國源于恐龍時代的珍稀樹種，因此，在對該物種的保護上存在“盲區”。目前，成年崖柏多見于人際罕至的懸崖峭壁上，這足以證明人類活動是近代崖柏瀕危的主要外因。

　　“崖柏瀕危的內在因素也很多。”郭泉水說，通過綜合比較分析認為，崖柏存在生殖缺陷是近代崖柏瀕危的最主要的內因。重慶藥用植物種植研究所副研究員金江群對崖柏的生殖物候、傳粉及胚胎發育的研究發現，崖柏從大、小孢子葉球形成至種子成熟的整個發育過程中均存在敗育，而胚珠敗育及雌配子體游離核時期至幼胎發育期間的敗育是其生殖障礙的主要原因。

　　一般認為，結種間隔期限的長短與生長環境、氣候條件以及是否處在最佳生育期有關。如北美香柏的結種間隔期通常為2~5年，但在1949~1974年間，美國威斯康星州東北部的北美香柏每1-3年就會出現一次結種大年。這與其所在地的生長環境與氣候條件有一定關系。

　　郭泉水說，目前，崖柏的根系多扎在巖石縫隙中，土層淺薄、缺水、缺肥實屬常態，生境條件嚴酷，而且現存崖柏多處于高齡狀態，大多數植株已過了最佳生育期，生殖力下降。通過建立保護區，人為活動對崖柏的不利影響得到了有效控制，但崖柏自身存在的生殖缺陷很難在短期內通過人為調控得以解決。

　　回歸野外的崖柏進入生育期

　　“崖柏現實種群的年齡結構為呈衰退型，更新幼苗幼樹很少，其主要原因在于用于更新的種源不足。老齡個體死亡后，幼齡個體不能及時補充，這是野生崖柏面臨的最大問題。采用人工繁殖而后野外回歸則成為解決野生崖柏因種源不足而導致幼苗幼樹缺乏的有效途徑。”郭泉水說。

　　珍稀瀕危植物的回歸也稱為“再引種”，是指在一個物種發生瀕危的現有分布區域或已經滅絕的歷史分布區域內建立新種群的行動。對于被回歸的植物而言，回歸的目標是它們應該能適應其回歸的自然環境，并能夠自我維持，正常繁衍其后代，成為該群落的成員，還能在所屬生態系統中發揮功能作用。

　　我國崖柏的野外回歸是在2012年采集種子，2013年播種育苗，2015~2016年期間完成的。首批回歸崖柏植株數量在40萬左右，面積4000余畝。回歸前，科研人員圍繞崖柏回歸適生地選擇廣泛開展了試驗研究，明確了適宜崖柏回歸的海拔范圍及其他生境條件。

　　因首批回歸的崖柏仍帶有試驗示范性質，為了盡量體現同歸地的生境多樣性，將回歸地分別布設在了重慶雪寶山和大巴山國家級自然保護區及周邊地區的退耕還林地和林中空地上，在林冠下也有少量栽植。

　　郭泉水說，近日，他們在回歸基地驚奇的發現，有50株通過種子繁殖而后野外回歸的9年生崖柏結出了飽滿的種子。這標志著回歸崖柏開始進入生育期。“雖然首次發現結飽滿種子的植株與回歸崖柏的植株數量比還非常有限，但這對于緩解崖柏種群天然更新幼苗幼樹數量不足，維持崖柏種群的穩定和持續發展具有里程碑意義。隨著回歸崖柏樹齡的增加，結果實的植株必然會越來越多。”

　　近期，研究人員開始對崖柏的種子活力進行測定，并研究制定對回歸崖柏結實動態長期監測以及長期開展崖柏擴繁和野外回歸的工作計劃。