王 琦, 嚴 靖
( 上海辰山植物園, 上海 201602 )
我國現(xiàn)有仙人掌屬歸化植物4種,歸化于華南和西南地區(qū)的海邊沙灘和干熱河谷地帶(Li & Taylor, 2007),其中仙人掌 [Opuntiadillenii(Ker Gawl.) Haw.]、梨果仙人掌 [O.ficus-indica(L.) Mill.]和單刺仙人掌 [O.monacantha(Willd.) Haw.]已在我國局部地區(qū)造成入侵(馬金雙和李惠茹,2018),胭脂掌(O.cochenilliferaDC.)亦在我國南部省份歸化。仙人掌屬入侵植物主要通過種子和部分葉狀莖進行繁殖,以仙人掌果實為食的動物是其長距離傳播的主要媒介,其葉狀莖亦可隨動物和人類活動四處擴散。仙人掌屬植物易形成密集灌木叢,明顯降低原生植物多樣性,且易對人畜造成傷害,阻礙正常的生產活動,造成一定的經濟損失。外來種的歸化是外來植物入侵過程中不可缺少的環(huán)節(jié),因此對歸化種的關注與監(jiān)控尤其重要。
作者于2018—2019年在調查中國野生多肉植物資源過程中,在我國山東東南的小片丘陵山地發(fā)現(xiàn)一種在野外生長的仙人掌屬植物。該種匍匐生長,植株低矮,葉狀莖圓形或橢圓形,深綠色,無白霜,小窠內無針狀刺,具麥稈色芒刺,花冠黃色,秋冬季溫度降低時,葉狀莖表面常具褶皺,并呈淡紫紅色,極易與仙人掌屬其他植物區(qū)別。經鑒定,該種是原產北美洲的Opuntiahumifusa(Raf.) Raf.,在中國野外為首次發(fā)現(xiàn),自然狀態(tài)下能正常開花結實,完成生活史并形成穩(wěn)定的居群,歸化于山東省五蓮縣丘陵地區(qū)?,F(xiàn)將結果報道如下。
匍地仙人掌(圖1)
Opuntiahumifusa(Raf.) Raf., Med. Fl. 2: 247. 1830.
Neotype (designated by Leuenberger 1993: 426):—UNITED STATES. Pennsylvania: Berks Co., 0.75 mi southwest of New Jerusalem, 10 July 1927,Wherrys.n.(US00292855).
—CactushumifususRaf., Ann. Nat. 1: 15. 1820.
A. 匍地仙人掌模式標本; B. 憑證標本; C-E. 生境; F. 幼株和根系; G. 花; H. 葉狀莖和成熟果實; I. 種子。A. Neotype of O. humifusa; B. Voucher specimen; C-E. Habitat; F. Seedlings and roots; G. Flowers; H. Cladodes and mature fruits; I. Seeds.圖 1 匍地仙人掌Fig. 1 Opuntia humifusa
低矮肉質灌木,植株匍匐或稍上升,高10~30 cm,常密集群生或叢生,根系纖細。葉狀莖圓形或橢圓形,邊緣全緣,具多數(shù)分枝;深綠色,無白霜,長9~15 cm,寬5.7~8.3 cm,厚9.6~15.7 mm,其表面于秋冬季節(jié)常形成褶皺。小窠疏生,具短棉毛和倒刺剛毛多數(shù),倒刺剛毛麥稈色,老時變成淺棕色或琥珀色;成株無針狀刺,幼株常會長出棍棒狀的葉狀莖,每小窠具針狀刺5~10。葉深綠色,肉質,長6.2~9.6 mm,三角狀卵形至狹卵形,挺立,早落?;ǔI谌~狀莖頂端邊緣處,外輪萼狀花被片深綠色至灰綠色,卵形或長三角形,直立或彎曲;內輪瓣狀花被片8~9,全為黃色,長3.7~4.0 cm,倒卵形;花絲黃色或黃綠色,柱頭白色,6~7淺裂。漿果倒卵球形,頂部凹陷,基部漸狹,長4.2~4.8 cm,成熟時紅色、橙紅色或紫紅色;表面光滑,疏生小窠,小窠具多數(shù)倒刺剛毛。種子長3.0~4.5 mm,種柄環(huán)寬0.4~0.7 mm,通常不規(guī)則;假種皮表面凹凸,在子葉和下胚軸邊緣隆起,但部分假種皮隆起不明顯。花期5—6月,果期8月至翌年3月。2n=44(Majure et al., 2012)。
憑證標本:China(中國),Shandong Province(山東省),Rizhao City(日照市),Wulian County(五蓮縣),Yuli Town(于理鎮(zhèn)),Beidian Village(北店村),alt. 150 m,2018-08-02,35°53′42″ N,119°03′24″ E,王琦、付乃峰 Q513(CSH);Shandong Province(山東省),Rizhao City(日照市),Wulian County(五蓮縣),Yuli Town(于理鎮(zhèn)),Houxunfeng Village(后遜峰村),alt. 160 m,2019-11-02,35°54′08″ N,119°03′31″ E,王琦、嚴靖 Q516(CSH)。
分布:原產于北美洲,分布于阿巴拉契亞山脈東部至大西洋沿岸,喜排水良好的沙壤土,在美國東南部偶見(Majure et al., 2017)。分布偏北,具有良好的耐寒性,在其原產地可分布至42° N的新英格蘭地區(qū)(Wallace & Fairbrothers, 1987),是仙人掌科為數(shù)不多的耐寒種類之一,由于受到專業(yè)人員及植物愛好者的過度采集,導致該種在原產地處于瀕危狀態(tài)(Goettsch et al., 2015)。在韓國和歐洲東南部的保加利亞也有分布(Jung et al., 2011; Tashev, 2012),在中國歸化于山東省五蓮縣,為中國歸化新記錄。
匍地仙人掌散生于山東省五蓮縣于理鎮(zhèn)海拔120~180 m的干旱丘陵山地, 尤以裸露的巖石附近種群較大,偶見溝谷坡邊和林緣地勢較高處,總體分布面積約1 km2。通過走訪當?shù)厝罕姷弥迳徔h分布的匍地仙人掌最早的引入時間可能為20世紀50年代,國家推廣中藥材種植時期作為藥用植物引入種植,隨后在該區(qū)域逸生,現(xiàn)已適應五蓮縣于理地區(qū)的氣候環(huán)境,能夠自播繁衍。該種的分布地干旱多石、土壤瘠薄,不適宜開展農業(yè)活動,但距離村莊農田較近,人類活動頻繁,這在一定程度上限制了匍地仙人掌大面積的擴散,同時也致使其沿著田間地頭、荒地石坡有規(guī)律的擴散。據(jù)悉當?shù)厝顺2善涑墒旃麑嵁斔秤?,口感酸甜,但籽較多,其掌片去皮后可用于治療燙傷,也有民間多肉植物愛好者因其抗性較強,采其栽培,或作為盆栽觀賞,或作為仙人掌科植物的嫁接砧木,又名圓武扇、無敵團扇。
李新華等(2020)曾于江蘇句容虬山發(fā)現(xiàn)仙人掌科一新歸化植物,將其鑒定為二色仙人掌(O.cespitosaRaf.)。二色仙人掌的主要鑒別特征是葉狀莖在生長期呈灰綠色(被白霜)(glaucous-green or glaucous),成熟時呈深綠色或淺灰綠色,花黃色基部淡紅色至紅色,小窠常具針狀刺1~3,刺長1.5~4.3 cm,常存在于成熟葉狀莖的中上部(Majure et al., 2017)。作者對江蘇虬山分布的二色仙人掌進行實地考察,發(fā)現(xiàn)該地分布的二色仙人掌葉狀莖無白霜,植株全株小窠內未發(fā)現(xiàn)針狀刺,與二色仙人掌的模式標本也有一定差異,除了花色為黃色基部淡紅色,形態(tài)上更接近匍地仙人掌(圖2)。Kalmbacher(1975)在研究紐約地區(qū)的匍地仙人掌時,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域匍地仙人掌的花色有黃色和黃色基部淡紅兩種,這兩種花色通常出現(xiàn)在不同的植株上,有時候也出現(xiàn)在同一株植物上,但Majure等(2017)認為是錯誤鑒定,因為二色仙人掌和匍地仙人掌在紐約地區(qū)的分布重疊,兩種仙人掌有時生長在一起。二色仙人掌和匍地仙人掌經常會被混淆鑒定,二者均屬于仙人掌屬中的Humifusa分支,親緣關系較近(Majure et al., 2017),但對于江蘇分布的二色仙人掌種群,因筆者未在小窠內發(fā)現(xiàn)針狀長刺,是否為二色仙人掌尚待進一步研究。
A. 二色仙人掌模式標本; B. 江蘇產二色仙人掌憑證標本; C-E. 江蘇產二色仙人掌葉狀莖、花及植株(小窠內無針狀刺)。A. Neotype of O. cespitosa; B. Voucher specimen of O. cespitosa found in Jiangsu Province; C-E. Cladodes, flowers and plants (no spines in the areole) of O. cespitosa found in Jiangsu Province.圖 2 二色仙人掌模式標本和江蘇產二色仙人掌對比Fig. 2 Contrast between neotype of Opuntia cespitosa and O. cespitosa in Jiangsu Province
目前,我國歸化的仙人掌科植物多集中在西南和華南等熱帶亞熱帶地區(qū),而五蓮縣處于暖溫帶地區(qū)。據(jù)《五蓮縣志》記載,五蓮縣記錄的極端最低溫為-15.9 ℃(1985年12月9日),年平均氣溫為12.9 ℃,冬季平均氣溫為-0.2 ℃(單亦靈,2009)。因此,五蓮縣匍地仙人掌系目前發(fā)現(xiàn)的在我國野外生長分布最北的仙人掌科植物,耐寒性強。
仙人掌屬植物耐干旱瘠薄,其果實和葉狀莖均可食用或藥用,是荒山綠化和改良沙漠環(huán)境的優(yōu)良植物(田國行和趙天榜,2011)。匍地仙人掌通常生長于多石干旱的丘陵山地環(huán)境,且耐寒性極佳,五蓮縣匍地仙人掌的發(fā)現(xiàn)對于仙人掌科植物在我國暖溫帶地區(qū)的推廣應用具有極其重要的意義,同時也是仙人掌屬耐寒植物種質資源創(chuàng)新的極好材料,在韓國已有關于該種果實成分分析的相關研究,并對其食用價值進行了分析(Jung et al., 2011)。未來如何合理開發(fā)利用匍地仙人掌這一耐寒的歸化植物資源,還需進一步研究。與此同時,由于該種繁殖能力強,易形成較大面積的種群而影響當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,可能具有潛在的入侵風險,據(jù)報道該種在保加利亞已經對當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡構成威脅(Tashev, 2012),因此我們對該種的歸化也應引起一定的重視,需要監(jiān)控其種群動態(tài),并對其生物學特征和生態(tài)習性進一步觀察并研究,在合理利用的同時避免入侵危害的發(fā)生。
致謝感謝華東師范大學廖帥博士提供文獻幫助,感謝上海辰山植物園標本館葛斌杰幫助拍攝標本和種子照片,感謝五蓮縣管帥溫泉度假村李增龍?zhí)峁┵榈叵扇苏崎_花照片。