吳金清
上:三峽植物,讓生態(tài)環(huán)境更加美好。攝影/望超
珍稀植物不僅在維護(hù)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)作用,而且在植物科學(xué)研究和資源開(kāi)發(fā)利用等方面具有很重要的價(jià)值。如果這部分中國(guó)特有的種質(zhì)資源消失,那么不僅是中國(guó)、也是世界植物資源的巨大損失。三峽庫(kù)區(qū)的珍稀植物到底對(duì)人類(lèi)生存、社會(huì)發(fā)展有多大作用,以我們現(xiàn)有的科研能力和認(rèn)知水平可能還無(wú)法估量。但從國(guó)內(nèi)外的物種保護(hù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,一個(gè)物種的消失,往往會(huì)造成幾個(gè)以它為伴生的物種滅絕,從而造成生物多樣性的喪失。如果不趕快搶救這些瀕危植物,人類(lèi)將失去這些寶貴的植物基因,誰(shuí)也說(shuō)不清這里面到底蘊(yùn)藏著多少未知的價(jià)值和秘密。
三峽庫(kù)區(qū)面積廣,需保護(hù)物種多,需要建立更加完善的珍稀植物保護(hù)網(wǎng)絡(luò)體系。由于庫(kù)區(qū)建成后,庫(kù)區(qū)小氣候會(huì)發(fā)生一些變化,對(duì)珍稀植物產(chǎn)生多大的影響還需要長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);同時(shí),需要加強(qiáng)多級(jí)(分子、物種等)資源保育工作,特別是要加強(qiáng)分子水平保育力度;加強(qiáng)珍稀植物回歸大自然的工作以及原生自然保護(hù)區(qū)(點(diǎn))的工程建設(shè)。
為了確保三峽庫(kù)區(qū)特有珍稀植物荷葉鐵線(xiàn)蕨物種保護(hù)工作萬(wàn)無(wú)一失,采取多途徑保存和多地點(diǎn)保育相結(jié)合的方式進(jìn)行保護(hù)。(1)設(shè)施保存:在北京市中國(guó)科學(xué)院植物研究所、中國(guó)科學(xué)院武漢植物園選用低溫保存和離體保存的方式進(jìn)行長(zhǎng)期保存。(2)植物園遷地保育:選擇三峽壩區(qū)珍稀植物園、宜昌市三峽植物園、萬(wàn)州區(qū)三峽珍稀植物園、世坪植物園和武漢植物園遷地保存。(3)就地保育:在萬(wàn)州區(qū)選擇海拔175米線(xiàn)以上的荷葉鐵線(xiàn)蕨原產(chǎn)地進(jìn)行種群復(fù)壯。
20世紀(jì)80年代初期,武漢植物園開(kāi)始進(jìn)行荷葉鐵線(xiàn)蕨遷地保護(hù)研究工作,1996年在前期研究工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加大荷葉鐵線(xiàn)蕨遷地保護(hù)工作力度,1996年3月11-18日再次從萬(wàn)州區(qū)新鄉(xiāng)鎮(zhèn)小沱村引種約3000兜7000余株荷葉鐵線(xiàn)蕨定植到中國(guó)科學(xué)院武漢植物園內(nèi),模擬其自然生長(zhǎng)環(huán)境條件,開(kāi)展荷葉鐵線(xiàn)蕨的遷地保護(hù)研究工作。
經(jīng)過(guò)多年來(lái)的觀察,武漢的氣候條件基本上是適宜荷葉鐵線(xiàn)蕨生長(zhǎng)發(fā)育的,但酷暑與嚴(yán)寒對(duì)植物的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的影響,需要采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施:
(1)武漢的夏天比原產(chǎn)地的溫度要高,溫差變化較原產(chǎn)地小,空氣相對(duì)濕度較原產(chǎn)地低。荷葉鐵線(xiàn)蕨遷地保護(hù)露地栽植時(shí)開(kāi)始萌發(fā)的新葉片比原產(chǎn)地老葉片要小,其主要原因是空氣的濕度不夠和光照強(qiáng)度過(guò)大。荷葉鐵線(xiàn)蕨在武漢過(guò)夏一般要覆蓋遮蔭網(wǎng)和早、晚用噴水壺向葉面噴水,這樣能使它過(guò)夏較順利,生長(zhǎng)較為正常。
(2)因三峽庫(kù)區(qū)具冬暖現(xiàn)象,武漢的冬天比原產(chǎn)地溫度要低,有時(shí)低溫達(dá)到-6℃至-7℃,雖然時(shí)間不很長(zhǎng),但必須覆蓋塑料薄膜,防寒保溫,使遷地保存的荷葉鐵線(xiàn)蕨在武漢安全越冬。
荷葉鐵線(xiàn)蕨的保護(hù)方式應(yīng)采取就地保護(hù)和遷地保護(hù)相結(jié)合。在荷葉鐵線(xiàn)蕨分布較多的地段應(yīng)實(shí)施就地保護(hù)。一般而言,遷地保護(hù)是物種保護(hù)的補(bǔ)充措施,而且三峽工程的興建只會(huì)淹沒(méi)荷葉鐵線(xiàn)蕨的部分生境,可將淹沒(méi)線(xiàn)以下的原生苗遷移到若干個(gè)位于淹沒(méi)線(xiàn)以上的便于管理的與原生生境相似的生境中,分不同種群設(shè)立保護(hù)點(diǎn)進(jìn)行保護(hù),這種適宜生境加上少量人為干預(yù)(如適時(shí)澆水等)的保護(hù)方法有助于荷葉鐵線(xiàn)蕨的存活,也可將部分原生苗遷移到植物園等地采取多種方法加以保護(hù),待引種成功后再將它們回歸自然。
對(duì)荷葉鐵線(xiàn)蕨的保護(hù)的具體實(shí)施方案:應(yīng)該以野外就地保護(hù)和種群復(fù)壯為主,輔之以植物園遷地保護(hù)和溫室盆栽保存。荷葉鐵線(xiàn)蕨斷斷續(xù)續(xù)分布于東起重慶市萬(wàn)州區(qū)西至石柱縣西沱鎮(zhèn)沿江近100公里長(zhǎng),向兩岸縱深3-5公里寬的狹長(zhǎng)地段,分布高度局限于海拔80-430米之間,絕大多數(shù)生長(zhǎng)在海拔200米以上。因此首先在海拔175米以上的地段確定就地保育的地點(diǎn)。確定時(shí)應(yīng)考慮到現(xiàn)有種群的數(shù)量、密度、生長(zhǎng)狀況、干擾程度和管護(hù)的可操作性。選定的原地保護(hù)生境的現(xiàn)有植物群落的物種是本地生態(tài)系統(tǒng)的本底,應(yīng)予以保留。但如有少數(shù)有害的外來(lái)入侵種,應(yīng)去除或至少要嚴(yán)加控制。荷葉鐵線(xiàn)蕨常與多種植物混生,因此在進(jìn)行該種的種群復(fù)壯時(shí),要搭配好混生的主要建群種。根據(jù)生境相似性原則,選擇適宜的植物園進(jìn)行遷地栽培。荷葉鐵線(xiàn)蕨分株繁殖較容易,為了便于管理,進(jìn)行盆栽保存。對(duì)就地保護(hù)和遷地保護(hù)的荷葉鐵線(xiàn)蕨個(gè)體進(jìn)行定位、編號(hào)、掛標(biāo)簽,準(zhǔn)確記載其種植后發(fā)芽長(zhǎng)葉時(shí)間,新生植株的多少、長(zhǎng)度;死亡個(gè)體數(shù)及死亡原因;地表侵蝕情況,侵蝕地段,受侵蝕原因等。
在三峽庫(kù)區(qū)湖北秭歸縣進(jìn)行保護(hù)培育的荷葉鐵線(xiàn)蕨。 攝影/王敏
對(duì)疏花水柏枝的保護(hù)實(shí)際上早在20多年前就應(yīng)該進(jìn)行了。根據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼{(diào)查訪(fǎng)問(wèn),在葛州壩截流后,秭歸附近的水位線(xiàn)升高了10米左右,淹沒(méi)了一大部分疏花水柏枝;而葛州壩截流前,其下游的一些地段尚有疏花水柏枝分布,現(xiàn)在已不復(fù)存在。但那時(shí)人們對(duì)疏花水柏枝還缺乏認(rèn)識(shí),工作沒(méi)有得以進(jìn)行。
三峽工程的論證結(jié)束以后,國(guó)家政府部門(mén)對(duì)疏花水柏枝的保護(hù)做了大量工作。國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)于1997年設(shè)立了“長(zhǎng)江三峽物種保護(hù)興山實(shí)驗(yàn)站”,用于遷地保存疏花水柏枝、荷葉鐵線(xiàn)蕨等三峽庫(kù)區(qū)珍稀瀕危植物;在“九五”期間設(shè)立了“荷葉鐵線(xiàn)蕨、疏花水柏枝和川明參人工引種栽培及回歸大自然研究”專(zhuān)題,并擬在湖北省秭歸縣設(shè)立疏花水柏枝保護(hù)點(diǎn)。許多科學(xué)工作者致力于疏花水柏枝的保護(hù),其中中國(guó)科學(xué)院做了大量的工作。陳偉烈等調(diào)查了三峽庫(kù)區(qū)的陸生植物,基本確定了疏花水柏枝的分布范圍,在湖北省興山縣古夫鎮(zhèn)進(jìn)行了遷地保護(hù)試驗(yàn);熊高明等對(duì)疏花水柏枝的人工扦插繁殖取得成功,對(duì)疏花水柏枝進(jìn)行了遷地保護(hù);熊高明對(duì)疏花水柏枝種群分布、群落、生境、空間分布格局、生物量、種群數(shù)量統(tǒng)計(jì)、生殖生態(tài)等進(jìn)行了較為全面的研究;中國(guó)科學(xué)院武漢植物園對(duì)疏花水柏枝的遺傳多樣性和遷地保護(hù)等進(jìn)行了研究;秭歸等一些當(dāng)?shù)卣块T(mén)也參加了疏花水柏枝的保護(hù)和研究工作。
在政府部門(mén)和廣大科學(xué)工作者的共同努力下,目前疏花水柏枝的保護(hù)工作取得了一定成效。疏花水柏枝的人工扦插和種子繁殖試驗(yàn)均取得成功,其它相關(guān)研究也取得了一定的成績(jī)。中國(guó)科學(xué)院植物研究所北京植物園、中國(guó)科學(xué)院神農(nóng)架生物多樣性定位研究站溫室、中國(guó)科學(xué)院武漢植物園、湖北省秭歸縣泗溪生態(tài)風(fēng)景區(qū)等成功地遷地保存了一批疏花水柏枝苗木,這些苗木是通過(guò)野生植株的插條繁殖的,共計(jì)近20000株,確保該物種不至于在其野生種群淹沒(méi)后滅絕。
1996年4月17日從秭歸縣香溪鎮(zhèn)望江村引種疏花水柏枝實(shí)生苗到中國(guó)科學(xué)院武漢植物園內(nèi)進(jìn)行遷地保護(hù)研究。從觀察結(jié)果看,疏花水柏枝在武漢的生長(zhǎng)節(jié)律基本上與三峽庫(kù)區(qū)原產(chǎn)地相同,7、8、9月份休眠,呈枯死狀態(tài),10月份—翌年6月份為生長(zhǎng)期。一年2次開(kāi)花結(jié)實(shí),時(shí)間為秋冬與春夏.2000年1-2月,連續(xù)25天最低溫度≤0℃,極端最低溫度達(dá)-7℃,是定植到武漢5年來(lái)最寒冷的一次,一部分植株頂端被凍死,受到一定程度的影響。但總的說(shuō)來(lái),除寒冷對(duì)疏花水柏枝的生長(zhǎng)有一定的影響以外,武漢氣候基本上是適宜它生長(zhǎng)的。
根據(jù)疏花水柏枝多年來(lái)已采取的階段性保護(hù)措施和研究成果,在2002-2005年間,對(duì)該物種135米以下原生個(gè)體開(kāi)展搶救性保護(hù)工作,主要采取的3種保護(hù)措施:(1)設(shè)施保存:在中國(guó)科學(xué)院植物研究所和武漢植物園選用低溫保存和離體保存進(jìn)行長(zhǎng)期保存。(2)植物園遷地保育:選擇三峽壩區(qū)珍瀕植物園、世坪植物園和武漢植物園。(3)野外遷地保育:在三峽壩區(qū)江灘地、秭歸縣蘭陵溪和長(zhǎng)江重慶-瀘州段對(duì)疏花水柏枝進(jìn)行野外遷地保育。
2004年3月,一批外國(guó)友人來(lái)到中科院武漢植物所,種下了“疏花水柏枝”、“中華蚊母樹(shù)”等一批三峽珍稀瀕危植物。該植物所已建立遷地保護(hù)和回來(lái)歸自然實(shí)驗(yàn)室等基地,成功培植、搶救三峽珍稀瀕危植物5000多株。 攝影/胡偉鳴/CFP
盡管疏花水柏枝的保護(hù)工作取得了一定成績(jī),但還存在一些問(wèn)題。(1)疏花水柏枝回歸大自然的工作雖然進(jìn)行了一些嘗試,但是到目前為止成效不顯著。保護(hù)的最終目的是供人類(lèi)持續(xù)利用,而只有將其完全回歸大自然才稱(chēng)得上是徹底的保護(hù)。目前疏花水柏枝保存的苗木數(shù)量上雖然不少,但栽培點(diǎn)還很少,而且這些單位均缺乏后續(xù)經(jīng)費(fèi)。目前對(duì)疏花水柏枝保護(hù)的經(jīng)費(fèi)支持都是短期性的,缺乏長(zhǎng)期的項(xiàng)目支持,而物種保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。(2)對(duì)疏花水柏枝的研究還停留在初步階段,很多與疏花水柏枝保護(hù)相關(guān)的問(wèn)題如疏花水柏枝對(duì)生境的要求,疏花水柏枝限制性分布的原因等還沒(méi)有突破,這些問(wèn)題不解決,對(duì)疏花水柏枝的有效保護(hù)是一個(gè)很大障礙。
上:川明參
下:三峽庫(kù)區(qū)竹海生態(tài)。 攝影/王敏
對(duì)川明參主要采取遷地保護(hù)措施加以保護(hù)。1996年5月中國(guó)科學(xué)院武漢植物園從秭歸縣茅坪鎮(zhèn)蘭陵溪引種7361株將要淹沒(méi)的原生川明參分別定植在武漢植物園和秭歸縣泗溪生態(tài)風(fēng)景區(qū)內(nèi),對(duì)三峽庫(kù)區(qū)川明參實(shí)施遷地保護(hù)措施并進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)研究。
傘形科植物川明參的根。 攝影/許旭芒/FOTOE
在武漢植物園和秭歸縣泗溪生態(tài)風(fēng)景區(qū)遷地保護(hù)川明參的效果總體上是較好的。川明參基本上能在武漢和泗溪自然環(huán)境下正常生長(zhǎng)發(fā)育,而且能開(kāi)花結(jié)實(shí)。因泗溪與原產(chǎn)地接近,其氣候、土壤等基本上與原產(chǎn)區(qū)的自然環(huán)境相似,基本上不采取什么措施,但在武漢要進(jìn)行適當(dāng)處理。如川明參喜深厚、疏松、肥沃、排水良好的土壤,以腐殖質(zhì)土及夾沙土為好,武漢植物園的土壤比三峽庫(kù)區(qū)原產(chǎn)地土壤相對(duì)來(lái)說(shuō)要黏重和潮濕些,對(duì)定植川明參的土壤適當(dāng)處理一下,生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)就會(huì)更好些。由于三峽庫(kù)區(qū)氣候具有冬暖現(xiàn)象,若在武漢冬天出現(xiàn)特別寒冷的天氣,就會(huì)出現(xiàn)凍害,必須覆蓋薄膜,才能安全過(guò)冬。在武漢植物園自然條件下,川明參種子自然萌發(fā)很少,還有待進(jìn)一步研究。苗期要加強(qiáng)除草、澆水、施肥等日常管理和病蟲(chóng)害防治工作,川明參苗木在自然環(huán)境條件下,若不人工干預(yù),與武漢植物園園地野草競(jìng)爭(zhēng)處于劣勢(shì),如果長(zhǎng)時(shí)間不除草,就會(huì)被高大而密集的雜草遮蓋,導(dǎo)致陽(yáng)光缺少而死亡。
三峽庫(kù)區(qū)野生植株數(shù)量較少,加上三峽工程的影響,野生數(shù)量急劇減少,建議加大就地保護(hù)力度。在三峽庫(kù)區(qū)野生川明參生長(zhǎng)較為集中的地區(qū)建立川明參自然保護(hù)點(diǎn)。從三峽庫(kù)區(qū)采集野生植株種子或苗木,在自然保護(hù)點(diǎn)或植物園等機(jī)構(gòu)進(jìn)行大量的人工繁殖,增加川明參苗木數(shù)量,然后將這些苗木回歸到自然保護(hù)點(diǎn),要盡量減少人為干擾。
2007年國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)水庫(kù)司啟動(dòng)宜昌黃楊、鄂西鼠李、豐都車(chē)前3個(gè)物種的保護(hù)工程,分別在豐都縣世坪、秭歸縣九嶺頭林場(chǎng)、武漢植物園開(kāi)展遷地保護(hù)工作。目前對(duì)宜昌黃楊采用植物園保護(hù)和遷地保護(hù)兩種途徑進(jìn)行保護(hù)工作,植物園保護(hù)選址武漢植物園和三峽植物園,遷地保護(hù)選址秭歸縣九嶺頭林場(chǎng)。經(jīng)過(guò)近2年的效果來(lái)看,宜昌黃楊在各保護(hù)點(diǎn)生長(zhǎng)良好。
由于三峽庫(kù)區(qū)175米以下宜昌黃楊原產(chǎn)地已全部被淹沒(méi),現(xiàn)在需要就地保護(hù)175-300米范圍內(nèi)野生的宜昌黃楊植株,在庫(kù)區(qū)宜昌黃楊相對(duì)較集中地區(qū)建立自然保護(hù)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)人工繁殖,擴(kuò)大宜昌黃楊個(gè)體數(shù)量,模擬宜昌黃楊自然群落特征,在自然保護(hù)點(diǎn)組建宜昌黃楊群落,采取群落法保護(hù)宜昌黃楊。
豐都車(chē)前在三峽庫(kù)區(qū)原產(chǎn)地全部被淹沒(méi),因而未采取就地保護(hù)措施,目前武漢植物園、三峽植物園、豐都縣世坪林場(chǎng)等采取了遷地保護(hù),經(jīng)過(guò)近2年的效果來(lái)看,豐都車(chē)前在各保護(hù)點(diǎn)生長(zhǎng)良好,但有退化的趨勢(shì)。采取長(zhǎng)期安全的保護(hù)措施全面保存豐都車(chē)前僅有的種質(zhì)資源。
在中國(guó)科學(xué)院武漢植物園遷地保護(hù)條件下,豐都車(chē)前的開(kāi)花結(jié)實(shí)起始時(shí)間與自然居群幾無(wú)差異,只是無(wú)水淹干擾時(shí)植株生長(zhǎng)不良,大部分葉片枯萎的現(xiàn)象,果期比車(chē)前和北美車(chē)前的要長(zhǎng)得多,結(jié)實(shí)3個(gè)月種子才能成熟。果期長(zhǎng)必將增加植物獲得有生殖能力種子的風(fēng)險(xiǎn)。同廣布種車(chē)前和外來(lái)雜草北美車(chē)前相比,豐都車(chē)前在平均單株的果穗數(shù)量、果實(shí)數(shù)、種子產(chǎn)量和種子飽滿(mǎn)度等方面具有極顯著差異,分別僅占車(chē)前的46.6%、5.9%、2.4%和46.2%,占北美車(chē)前的35.8%、3.4%、4.3%和44.5%,種子發(fā)芽率也顯著低于兩廣布種。豐都車(chē)前對(duì)后代的貢獻(xiàn)率僅相當(dāng)于車(chē)前的0.66%和北美車(chē)前的1.49%。
上:中國(guó)科學(xué)院武漢植物園三峽消漲帶植物群落景觀。 攝影/楊興斌/FOTOE
下:湖北宜昌三峽植物園里開(kāi)辟專(zhuān)區(qū)培育三峽珍稀植物。 攝影/望超
中國(guó)科學(xué)院武漢植物園雖與豐都車(chē)前的自然分布地在緯度和海拔上相差無(wú)幾,但在土壤質(zhì)地、極端氣溫和夏季水淹條件上存在差異。通過(guò)對(duì)其原生生境的調(diào)查以及3年來(lái)對(duì)遷地保存于中國(guó)科學(xué)院武漢植物園不同環(huán)境條件下植株的觀察,發(fā)現(xiàn)夏季灌溉或水淹對(duì)豐都車(chē)前的生存具有顯著的影響,土壤質(zhì)地和冬季低溫對(duì)正常生長(zhǎng)也影響顯著。遷地保護(hù)基地的建設(shè)和管理重點(diǎn)要解決土壤質(zhì)地、冬季低溫和夏季水淹對(duì)豐都車(chē)前正常生存和生長(zhǎng)節(jié)律的影響,按照生境相似性原則篩選適宜的生境因子組合,制定有效的管理方案,實(shí)現(xiàn)種質(zhì)安全保存,并盡可能維持其原有的生態(tài)過(guò)程和進(jìn)化趨勢(shì)。
三峽庫(kù)區(qū)消漲帶為庫(kù)區(qū)陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過(guò)渡帶,在不同的時(shí)間尺度上呈現(xiàn)不同的生境特點(diǎn)。水淹時(shí)為流動(dòng)的水生環(huán)境,洪水退去,沙石出露,又表現(xiàn)為比較干旱的陸地生態(tài)環(huán)境。長(zhǎng)期生存其間的植物在適應(yīng)這一特殊生境的過(guò)程中形成了其獨(dú)特的適應(yīng)機(jī)制。開(kāi)展豐都車(chē)前生殖生態(tài)和繁殖技術(shù)研究,豐都車(chē)前果期長(zhǎng)、種子產(chǎn)量少、發(fā)芽率低可能是其狹域分布和數(shù)量稀少的一個(gè)重要原因,深入研究豐都車(chē)前的最佳發(fā)芽條件,加強(qiáng)生殖生態(tài)和繁殖技術(shù)的研究,在遷地保護(hù)基地(如植物園)進(jìn)行人工繁殖,擴(kuò)大其種群數(shù)量。開(kāi)展豐都車(chē)前的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)以及生態(tài)適應(yīng)機(jī)制研究,為制定其遷地保護(hù)策略和回歸大自然提供科學(xué)依據(jù)。在三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)首或庫(kù)尾長(zhǎng)江干流自然消漲帶內(nèi)選擇豐都車(chē)前生長(zhǎng)適宜地段,模擬豐都車(chē)前自然群落,將在遷地保護(hù)大量繁殖的豐都車(chē)前定植在回歸地點(diǎn),開(kāi)展回歸大自然跟蹤監(jiān)測(cè)與適應(yīng)性評(píng)價(jià)研究。