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【地球生物全系列——植物篇】松柏目—柏科(四)

松柏目—柏科(四)

10.水杉

水杉(学名:Metasequoiaglyptostroboides)又名曙杉,落叶乔木,柏科水杉属唯一现存种,中国特产的孑遗珍贵树种,第一批列为中国国家一级保护植物的稀有种类,有植物界活化石之称。

1)发现经过及分布

已经发现的化石表明水杉属在中生代白垩纪及新生代曾广泛分布于北半球,水杉属在中生代白垩纪和新生代约有67种,但在第四纪冰期以后,同属于水杉属的其他物种因气候变冷而全部灭绝。而中国四川、湖南、湖北边境地带因地形走向复杂,受冰川影响小,使水杉得以幸存,成为旷世的奇珍。水杉生长在河流两旁、湿润山坡及沟谷中栽培,野生水杉常与杉木、茅栗、锥栗、枫香、漆树、灯台树、响叶杨、利川润楠等树种混生。

1939年,时为日本都大学讲师的三木茂博士(19011974)发现了一种和红杉(Sequoia)相近而又不太相近一样的植物化石,1941年发表的时候命名为MetasequoiaMeta为变化、改变之意,以示和红杉姊妹关系。

1941年冬天,原国立中央大学森林系教授干铎由湖北西部前往重庆途中,在路过境内的谋道镇时,他在一条名为磨刀溪的小溪旁发现有一株较为奇特而不常见的大树,当地俗称水桫,引起了他的注意。当时树叶已经全数落下,故未能取到标本。

1943721日,农林部中央林业实验所技工王战(19112000)由战时的陪都重庆赴湖北当时的省会恩施接洽有关去神农架考察事宜;路过四川省万县(今重庆市万州区)时从万县高农校杨龙兴(19131999)处得知磨刀溪(现称谋道,隶属湖北省利川市)有神树存在;于是王战等改变原计划水路而走陆路赴恩施,第三天到达磨刀溪并找到此树,并于721日正式采得水杉枝叶、果实标本。回到重庆后,王战认为是水松(Glyptostrobus pensilis),并存放于标本室。

1945年夏,王战将一小枝水杉和两个果实送给了吴中伦带回学校,并交给中央大学森林系树木学教授郑万钧(19041983)鉴定,郑万钧教授见到标本后认为不是水松,而是新类群,后与中央林业实验所所长韩安(韩竹坪,18861961)暂定名为Chieniodendron sinense

19464月、5月间,在北平的静生生物调查所所长胡先骕教授(18941968)在助手傅书遐的协助下将郑万钧寄来的水杉标本鉴定为三木茂发表的化石Metasequoia

19485月,胡先骕和郑万钧联名在静生生物调查所《汇报(新编)》第一卷第二期中发表《水杉新科及生存之水杉新种》,确定了水杉学名以及其在植物进化系统中的重要位置,得到了国内外植物学、树木学和古生物学界的关注、重视和高度评价。

原认为早已灭绝只存在于化石之中的水杉(Metasequoia),在中国被发现存在现存种的消息传出以后,各国植物学者和古植物学者对此产生了极大的兴趣。美国加州大学伯克利分校古生物系主任Dr. Ralph Works Chaney18901971)于1948年专程来华实地考察水杉。水杉发现的经过经各种媒体广泛报道进而为世人所知,被视为植物学的重大发现。

在欧洲、北美和东亚,从晚白垩纪至始新世的地层中均发现过水杉化石,约在250万年前的冰期以后,水杉属几乎全部绝迹,仅存水杉一种,现今天然只分布于中国湖北利川市磨刀溪、重庆、湖南三省交界的利川、石柱、龙山三县的局部地区,垂直分布一般为海拔8001500米,生长在气候温和、夏秋多雨、酸性黄壤土地区。后经引进到到世界各地予以栽培,北京植物园樱桃沟中亦有生长。

2)形态特征

水杉是乔木,高达35米,胸径达2.5米;树干基部常膨大;树皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼树裂成薄片脱落,大树裂成长条状脱落,内皮淡紫褐色;枝斜展,小枝下垂,幼树树冠尖塔形,老树树冠广圆形,枝叶稀疏;一年生枝光滑无毛,幼时绿色,后渐变成淡褐色,二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色;侧生小枝排成羽状,长4-15厘米,冬季凋落;主枝上的冬芽卵圆形或椭圆形,顶端钝,长约4毫米,径3毫米,芽鳞宽卵形,先端圆或钝,长宽几相等,约2-2.5毫米,边缘薄而色浅,背面有纵脊。叶条形,长0.8-3.5(常1.3-2)厘米,宽1-2.5(常1.5-2)毫米,上面淡绿色,下面色较淡,沿中脉有两条较边带稍宽的淡黄色气孔带,每带有4-8条气孔线,叶在侧生小枝上列成二列,羽状,冬季与枝一同脱落。

球果下垂,近四棱状球形或矩圆状球形,成熟前绿色,熟时深褐色,长1.8-2.5厘米,径1.6-2.5厘米,梗长2-4厘米,其上有交对生的条形叶;种鳞木质,盾形,通常11-12对,交叉对生,鳞顶扁菱形,中央有一条横槽,基部楔形,高7-9毫米,能育种鳞有5-9粒种子;种子扁平,倒卵形,间或圆形或矩圆形,周围有翅,先端有凹缺,长约5毫米,径4毫米;子叶2枚,条形,长1.1-1.3厘米,宽1.5-2毫米,两面中脉微隆起,上面有气孔线,下面无气孔线;初生叶条形,交叉对生,长1-1.8厘米,下面有气孔线。花期2月下旬,球果11月成熟。

3)生长环境

喜气候温暖湿润,夏季凉爽,冬季有雪而不严寒,并且产地年平均温度在13℃,极端最低温-8℃,极端最高温24℃左右,无霜期230天;年降水量1500毫米,年平均相对湿度82%。土壤为酸性山地黄壤、紫色土或冲积土,pH4.5~5.5

多生于山谷或山麓附近地势平缓、土层深厚、湿润或稍有积水的地方,耐寒性强,耐水湿能力强,在轻盐碱地可以生长为喜光性树种,根系发达,生长的快慢常受土壤水分的支配,在长期积水排水不良的地方生长缓慢,树干基部通常膨大和有纵棱。

喜光,不耐贫瘠和干旱,净化空气,生长快,移栽容易成活。适应温度为零下8~24度。

分布于湖北、重庆、湖南三省交界的利川、石柱、龙山三县的局部地区,垂直分布一般为海拔750~1500米。

4)物种现状

稀有种。水杉是世界上珍稀的孑遗植物。远在中生代白垩纪,地球上已出现水杉类植物,并广泛分布于北半球。冰期以后,这类植物几乎全部绝迹。在欧洲、北美、和东亚,从晚白垩至新世的地层中均发现过水杉化石,二十世纪四十年代中国的植物学家在湖北、四川交界的谋道溪(磨刀溪)发现了幸存的水杉巨树,树龄约400余年。后在湖北利川县水杉坝与小河发现了残存的水杉林,胸径在20厘米以上的有5000多株,还在沟谷与农田里找到了数量较多的树干和伐兜。随后,又相继在四川石柱县冷水与湖南龙山县珞塔、塔泥湖发现了200~300年以上的大树。

水杉有活化石之称。它对于古植物、古气候、古地理和地质学,以及裸子植物系统发育的研究均有重要的意义。

在湖北利川设立了水杉种子站,建立了种子园,加强了母树的管理,对5000多株林木进行逐株建档,采取了砌石岸、补树洞、开排水沟、防治病虫害等保护措施,并加速育苗和造林。龙山、石柱对水杉大树采取了挂牌保护。水杉天然更新弱,应特别注意保护幼苗,促进其生长,避免残存的水杉林被其它树种所更替。全国许多地区都已引种,尤以东南各省和华中各地栽培最多。亚洲、非洲、欧洲、美洲、拉丁美洲等50多个国家和地区已引种栽培。

5)主要价值
①经济

水杉边材白色,心材褐红色,材质轻软,纹理直,结构稍粗,早晚材硬度区别大,不耐水湿。可供建筑、板料、造纸、制器具、造模型及室内装饰。 [1] 

②园林

水杉是活化石树种,是秋叶观赏树种。在园林中最适于列植,也可丛植、片植,可用于堤岸、湖滨、池畔、庭院等绿化,也可盆栽,也可成片栽植营造风景林,并适配常绿地被植物;还可栽于建筑物前或用作行道树。水杉对二氧化硫有一定的抵抗能力,是工矿区绿化的优良树种。

11.落羽杉

落羽杉(学名:Taxodiumdistichum)又名落羽松,是杉科落羽杉属的植物,原产于美国东南部密西西比河下游,尤在湿地环境中形成森林。

1)形态特征

落羽杉是落叶乔木,在原产地高达50米,胸径可达2米;树干尖削度大,干基通常膨大,常有屈膝状的呼吸根;树皮棕色,裂成长条片脱落;枝条水平开展,幼树树冠圆锥形,老则呈宽圆锥状;新生幼枝绿色,到冬季则变为棕色;生叶的侧生小枝排成二列。

叶条形,扁平,基部扭转在小枝上列成二列,羽状,长1-1.5厘米,宽约1毫米,先端尖,上面中脉凹下,淡绿色,下面黄绿色或灰绿色,中脉隆起,每边有4-8条气孔线,凋落前变成暗红褐色。

雄球花卵圆形,有短梗,在小枝顶端排列成总状花序状或圆锥花序状。  

球果球形或卵圆形,有短梗,向下斜垂,熟时淡褐黄色,有白粉,径约2.5厘米;种鳞木质,盾形,顶部有明显或微明显的纵槽;种子不规则三角形,有锐棱,长1.2-1.8厘米,褐色。球果10月成熟。

2)生长习性

落羽杉为高大乔木,强阳性树种,适应性强,能耐低温、干旱、涝渍和土壤瘠薄,耐水湿,抗污染,抗台风,且病虫害少,生长快。其树形优美,羽毛状的叶丛极为秀丽,入秋后树叶变为古铜色,是良好的秋色观叶树种。常栽种于平原地区及湖边、河岸、水网地区。

3)分布范围

原产北美东南部,北自马里兰州,南到佛罗里达州,西到得克萨斯州的南大西洋比河沿岸,极大部分分布于沿河沼泽地和每年有8个月浸水的河漫滩地。耐水湿,能生于排水不良的沼泽地上。中国广州、杭州、上海、南京、武汉、庐山及河南信阳(鸡公山)等地引种栽培,生长良好。

世界各地有引种。中国广州、杭州、上海、南京、武汉、福建均引种栽培。常栽种于平原地区及湖边、河岸、水网地区。

4)主要价值
①观赏

其枝叶茂盛,秋季落叶较迟,冠形雄伟秀丽,是优美的庭园、道路绿化树种。在中国大部分地区都可做工业用树林和生态保护林。

②经济

其种子是鸟雀、松鼠等野生动物喜食的饲料,因此对加强森林公园、维护自然保护区生物链,水土保持,涵养水源等均起到很好的作用。落羽杉木材材质轻软,纹理细致,易于加工,耐腐朽,可作建筑、杆、船舶、家具等用材。

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