國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生植物伯樂樹的遷地保護(hù)技術(shù)研究

喬 琦, 邢福武, 陳紅鋒, 劉東明

( 1. 河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽471003； 2. 中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州510650 )

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國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生植物伯樂樹的遷地保護(hù)技術(shù)研究

喬 琦1,2, 邢福武2, 陳紅鋒2, 劉東明2

( 1. 河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，河南 洛陽471003； 2. 中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州510650 )

伯樂樹(BretschneiderasinensisHemsl.)，是我國特有的單種科植物和國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生植物。作為第三紀(jì)孑遺植物在研究被子植物的系統(tǒng)發(fā)育和古地理、古氣候等方面具有重要科學(xué)價值。本研究根據(jù)廣東省的氣候、土壤和地理等資料，在中國科學(xué)院華南植物園、從化種植基地和東莞市大嶺山森林公園等地分別建立了伯樂樹的引種栽培和遷地保護(hù)基地，通過分配種苗、定期監(jiān)測和精心管理，為長期監(jiān)測和保育伯樂樹提供了必要的技術(shù)支撐和研究平臺。研究結(jié)果表明遷地保護(hù)的基地應(yīng)選在伯樂樹的分布區(qū)附近，與原生境物候相似；合理的水肥管理可顯著提高更新幼苗對脅迫環(huán)境的抗性和成活率。至2014年，華南植物園的植株株齡已達(dá)17年，共計9株，東莞市大嶺山森林公園的植株株齡已達(dá)6年，約計2 000余株，均已經(jīng)發(fā)展到幼樹階段，說明伯樂樹的遷地保護(hù)獲得初步進(jìn)展。

伯樂樹；國家一級重點(diǎn)野生保護(hù)植物；遷地保護(hù)

伯樂樹(Bretschneiderasinensis)，多年生高大木本植物，系我國特有分布的單種科植物，在研究被子植物的系統(tǒng)發(fā)育和古地理、古氣候等方面都具有重要的科學(xué)價值[1]。該種零星分布在長江以南各省區(qū)的山區(qū)地帶，但因長期以來破壞嚴(yán)重，天然更新困難，處于珍稀瀕危的境地，被列為瀕危植物[3]、國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生植物[4]和國家一級珍貴樹種[5]。目前國內(nèi)外關(guān)于伯樂樹的研究報道目前限于系統(tǒng)發(fā)育[6-10]、播種繁殖[11-12]、組織培養(yǎng)[13]和物候特征[14]等方面。近年來，筆者所在研究團(tuán)隊(duì)在伯樂樹保護(hù)生物學(xué)方面做了部分研究工作[15-18]，并對全國有伯樂樹天然分布區(qū)進(jìn)行了大量的野外調(diào)查，涉及11個省區(qū)25個種群。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)伯樂樹零星分布在林緣或林窗，生境破壞嚴(yán)重，現(xiàn)存種群均為小種群，生境片段化并初步形成地理隔離，存在很大的滅絕風(fēng)險，亟需開展保育研究。

野生生物的生存空間日益縮小，越來越多的野生生物將需要人類的協(xié)助才能生存。合理的引種栽培和遷地保護(hù)技術(shù)對于珍稀植物的保護(hù)應(yīng)具有以下作用：1)在生物學(xué)和社會生物學(xué)基礎(chǔ)研究中作為野生個體的代用材料；2)取得管理野生種群的經(jīng)驗(yàn)；3)作為補(bǔ)充野生種群的后備基因庫；4)為那些野外生境不復(fù)存在的物種提供最后的生存機(jī)會；5)為在新的生境中創(chuàng)建新的生物群落提供種源；6)提供進(jìn)行公眾保護(hù)意識教育的場所[19]。據(jù)上述原則，根據(jù)廣東省的氣候、土壤和地理等資料，妥善選址建立了三個規(guī)范的遷地保護(hù)基地，合理分配種苗資源和專業(yè)的管理人員，開展了大規(guī)模的引種栽培和遷地保護(hù)實(shí)踐，為長期監(jiān)測和保育伯樂樹提供了必要的技術(shù)支撐和研究平臺。

1 伯樂樹的引種栽培

1.1 材料

保存性(preservation)與代表性(representation)是評價遷地保護(hù)成功與否的進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)，保存性是指進(jìn)行遷地保護(hù)的植物是否包含了該物種的所有遺傳基因類型；代表性是指對某一種群的采樣是否應(yīng)用“多基因庫采樣法”。這一標(biāo)準(zhǔn)決定了對活植物進(jìn)行遷地保護(hù)中從原物種分布區(qū)引種的策略[19]。據(jù)上述原則，本試驗(yàn)收集了來自廣東省南嶺和惠州南昆山等不同種群的伯樂樹種子，在從化育苗基地里繁育了大批種苗后，再分配至各遷地保護(hù)基地。

1.2 選址

在不違背“氣候相似性”原理的前提下，我們在伯樂樹原分布地區(qū)開展了就地保護(hù)工作，并建立了3個遷地保護(hù)基地，成功地開展了遷地保護(hù)工作。基地的選擇條件首先要考慮到氣溫、降水、風(fēng)等氣候因素，其次要考慮到土壤的酸堿度、排水性、溫度和養(yǎng)分等土壤因素，還要考慮到中小地形等綜合因素。據(jù)此，我們分別選擇了廣州市中國科學(xué)院華南植物園、廣州市從化種植基地和東莞市大嶺山森林公園等地作為引種栽培和遷地保護(hù)的首批試驗(yàn)基地，以開展定期監(jiān)測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

其中最大的遷地保護(hù)基地是東莞市林業(yè)科學(xué)園，具體選址位于東莞市大嶺山鎮(zhèn)水朗村附近的林地，土名田坎春。該林場位于廣東東莞虎門鎮(zhèn)、長安鎮(zhèn)和大嶺山鎮(zhèn)交界處，地處東經(jīng)113°31′～114°15′, 北緯22°39′～23°09′，海拔80～300 m，園區(qū)面積59.73 hm2，基地范圍有各種地形，周圍山巒環(huán)抱，中心水面開闊。園區(qū)整體空間完整，又不乏各種大小相異的空間序列，這不僅為各類型林業(yè)技術(shù)的研究試驗(yàn)提供了得天獨(dú)厚的條件，同時也有利于全園景觀的組織和設(shè)計。該區(qū)地處南亞熱帶，溫暖多雨，年平均氣溫22.1 ℃，最熱月(7月)平均溫度28.2 ℃，極端最高溫37.9 ℃，最冷月(1月)平均氣溫13.4 ℃，極端最低氣溫0 ℃；年均降水量1 800 mm，每年4～9月為雨季，其降雨量占全年的80%。土壤為花崗巖、頁巖等發(fā)育的赤紅壤，土層多為厚土層，小部分地段為薄中層土，且石礫含量較多，有機(jī)質(zhì)含量較低?；貎?nèi)現(xiàn)有6口魚塘，常年有水，且水質(zhì)較好，伯樂樹保育地概況位于科學(xué)園西北出入口，臨近魚塘，為厚土層，總面積4 hm2。與廣東省其他已有的種群原生境相比，其氣候、土壤和地形等條件均非常近似。

2 不同基地的遷地保護(hù)技術(shù)

2.1 建立從化育苗基地

廣州市從化是伯樂樹分布的自然區(qū)域之一，在其附近的從化大嶺山內(nèi)仍存在著伯樂樹的野生種群，已具備伯樂樹生存所需的各種物候條件。本課題組建設(shè)的從化育苗基地位于北回歸線上的從化太平鎮(zhèn)，面積約3 hm2，已收集鄉(xiāng)土園林植物和珍稀瀕危植物100余種，有專人管理。據(jù)已有的種子萌發(fā)試驗(yàn)[15]，將伯樂樹的種子經(jīng)過滅菌、低溫和預(yù)濕等預(yù)處理后播種，采用常規(guī)方法，即先將種子苗床準(zhǔn)備好，撒播伯樂樹種子，每平方米120～150粒，覆土深度約為2 cm，以見不到種子為度，上蓋一層稻草，起保溫和保濕作用。每天保持噴淋，使苗床保持濕潤，約30 d后種子開始萌發(fā)，將稻草移走，等到苗高5～6 cm時裝袋，袋中基質(zhì)采用30%泥炭土和70%紅泥混合物。每月內(nèi)前2 周在袋裝苗中施加3～5 g左右的復(fù)合肥(N∶P∶K=17∶6∶12，質(zhì)量比，下同)，后2 周施加雞糞肥5～10 g，并在5～9月期間單層遮蔭(遮蔭率70%)。一年后的幼苗可根據(jù)不同需要被移至野外定植。通過細(xì)心的水肥管理和殺蟲等措施，該基地已較為成功地建立了田間管理模式，成為伯樂樹幼苗撫育的重要基地。

2.2 以東莞為大規(guī)模的遷地保護(hù)中心

遷地保護(hù)時盡量要選擇適合該植物生存的立地條件，東莞在地理位置上與惠州和從化等地緊密相連，已具備移栽伯樂樹的物候條件。若在此處建立遷地保護(hù)區(qū)域，可以擴(kuò)大伯樂樹的分布領(lǐng)域，降低伯樂樹滅絕的風(fēng)險，同時為其物種基因流的有效擴(kuò)散提供走廊，有效增加其遺傳多樣性。在社會效應(yīng)上，伯樂樹的遷地保護(hù)還可以為東莞的人們提供觀賞的機(jī)會，有利于生物多樣性的保護(hù)宣傳。東莞林科所林業(yè)科學(xué)園(新園)是東莞市重點(diǎn)支持的項(xiàng)目，選址于東莞市大嶺山森林公園內(nèi)，地形變化豐富，總面積100 hm2左右，是東莞目前唯一的以林業(yè)科研和科普教育為主題的基地。該園根據(jù)原有的自然環(huán)境條件，規(guī)劃了16個功能區(qū)，分區(qū)合理，其中珍稀用材樹種和景觀樹種研究示范區(qū)專門引進(jìn)廣東省內(nèi)的珍稀植物，其研究和管理人員都有豐富的保育經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐表明在東莞開展大規(guī)模的遷地保護(hù)是完全可行的。同時采用肥水管理技術(shù)提高其成活率，并追蹤檢測。

根據(jù)遷地保護(hù)試驗(yàn)要求，以規(guī)劃分區(qū)為單位，采取80%和50%兩個強(qiáng)度疏伐形式，伐去生長明顯衰退的樹木和景觀不良樹，取出木材，留下枝葉覆蓋表土；保留主干明顯、樹形優(yōu)美的所有雜樹。以種植點(diǎn)為中心清除雜草灌叢，在改善種植條件的前提下，盡量保持原來的地表植被，清理的地被物、雜灌草應(yīng)平鋪在林地，以保持水土。2月份完成挖穴，采用穴狀整地方式，穴的位置按地勢隨機(jī)自然排列。大小為60 cm×60 cm×50 cm。每穴施3 kg有機(jī)肥，每公頃栽種伯樂樹幼苗約400株。伯樂樹為2年生袋苗，高50～80 cm；主干通直，根系完整，頂芽無損，無病蟲害。在3月的雨季種植，待樹穴濕潤后，陰雨天造林，露地栽培。種植方式是將伯樂樹和其他樹種如鐵冬青、千年桐、海南紅豆和坡壘等間隔種植，保證有一定的郁閉度。

將來自從化種植基地的幼苗于三月份移栽至東莞林科所林業(yè)科學(xué)園(新園)定植。通過細(xì)心的水肥管理和殺蟲等措施，對于植物生長發(fā)育及病蟲危害要定期觀測，詳細(xì)記載，出現(xiàn)生長異常和特殊氣候時，應(yīng)觀察其抗性及受害情況，并采取挽救措施。在栽植后的前3年，每年可視情況，中耕除草2～3次，操作時注意不要傷害幼株和根系。方法：帶狀園地可在原整地的范圍內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，其范圍以外的雜草、灌木，應(yīng)在每年秋季前割除。有條件的地方可采用春季擴(kuò)穴、深翻代替除草。深度：松土深度一般為5-10 cm，在距幼株20 cm以內(nèi)的宜淺翻，以免傷害根系。雜草處理：除去的雜草應(yīng)堆放在幼樹根部周圍作肥和保水，但不能緊靠根頸處，以免堆草發(fā)熱灼傷根頸。保育人員的配制和各項(xiàng)資料(物候、澆水、施肥、病蟲害防治等)的長期記錄和歸檔；因地制宜建立標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程，以保證高質(zhì)量的遷地保護(hù)。每月內(nèi)前2 周在袋裝苗中施加3～5 g左右的復(fù)合肥(N∶P∶K=17∶6∶12)，后2 周施加雞糞肥5～10 g，對于兩年內(nèi)的幼苗并在5～9月期間單層遮蔭(遮蔭率70%)。

2.3 以華南植物園為試驗(yàn)數(shù)據(jù)的主要采集地和科普中心

中國科學(xué)院華南植物園作為熱帶亞熱帶植物的展示和物種保存中心，在生物多樣性保育、植物資源儲備與可持續(xù)利用等領(lǐng)域，都開展了基礎(chǔ)性、前瞻性和戰(zhàn)略性的研究，同時作為中國第一個國際植物園，更是擁有了許多世界珍稀植物保護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，并占據(jù)著重要的科研地位，因此毋庸置疑地被首選為伯樂樹的遷地保護(hù)基地。我們先后在該園的溫室、百草園、珍稀植物園及科研區(qū)開展了包括組織培養(yǎng)技術(shù)在內(nèi)的育苗研究，積累了重要的科研數(shù)據(jù)，并向廣東省珍稀動植物保護(hù)中心等地提供了部分幼苗，充分發(fā)揮了植物園在遷地保護(hù)中的科研、保育和宣傳的多重角色。至2014年，華南植物園的植株株齡已達(dá)17年，共計9株。

3 討 論

3.1 營養(yǎng)條件在遷地保護(hù)實(shí)踐中的重要性

對于遷地保護(hù)物種的植物營養(yǎng)學(xué)研究，一方面應(yīng)該有別于人工生態(tài)系統(tǒng)中單純地追求產(chǎn)量與品質(zhì)，另一方面也不能停留在只研究其固有的科學(xué)規(guī)律而不加以人為干預(yù)。試驗(yàn)表明，伯樂樹一年生更新幼苗的生態(tài)幅狹窄，平均成活率較低。不同地點(diǎn)、不同管理方式下幼苗的成活率又有較大區(qū)別，主要是栽培地點(diǎn)的營養(yǎng)管理、土壤本身?xiàng)l件及地區(qū)物候的差異造成的，其中，從化育苗基地和東莞林業(yè)科學(xué)園的幼苗成活率最高，主要是進(jìn)行了細(xì)心的水肥管理，這說明伯樂樹和其它珍稀植物相似，合理的營養(yǎng)元素能顯著提高其對脅迫環(huán)境的抗性[19]。很多珍稀物種遷地保護(hù)不成功主要包括兩方面原因，一方面是由于引入物種的某個生長階段在遷地保護(hù)群落中的層片或生態(tài)位上與原生境變化太大，以致生長不良或死亡；另一方面則是由于相應(yīng)的管理跟不上。根據(jù)我們已完成的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：伯樂樹脆弱的生活史環(huán)節(jié)實(shí)際上都與營養(yǎng)條件有一定的關(guān)聯(lián)。首先是內(nèi)在因素導(dǎo)致的，其光合作用由于落葉時間較長并不旺盛，更特殊的是，其根系無根毛，屬于施肥營養(yǎng)型，而莖中輸導(dǎo)組織中又存在大量的原始管狀分子，導(dǎo)致輸導(dǎo)水分和無機(jī)鹽的能力也較差，因此整個生物量積累緩慢[15-18]。而營養(yǎng)元素的缺乏會進(jìn)一步降低了植物的抗逆性，從而導(dǎo)致植物由營養(yǎng)元素而致的非本質(zhì)的生態(tài)幅狹窄。即屬于基于營養(yǎng)元素的“假生態(tài)幅狹窄”的瀕危機(jī)制。因此只要重視外在營養(yǎng)條件在伯樂樹遷地保護(hù)中的重要性，其成功的可能性就更大。以東莞遷地保護(hù)為例，由于呵護(hù)得當(dāng)，植株的成活率高達(dá)90%以上，而且其生長量的數(shù)據(jù)也明顯優(yōu)于南昆山本地。

3.2 遷地保護(hù)中的自然環(huán)境差異和植物的適應(yīng)性

珍稀植物遷地保護(hù)的環(huán)境條件，與其分布區(qū)的自然環(huán)境條件總是有一定的差異。能夠在遷地保護(hù)地中正常生長發(fā)育，因?yàn)橹参锊粌H具有遺傳性，還具有遺傳變異性和對環(huán)境的適應(yīng)性。東莞盡管臨近伯樂樹的自然地理分布區(qū)域，但在光、溫和水濕條件還存在一定不同，而其遷地保護(hù)的初步成功說明，在相似的生態(tài)環(huán)境條件下，只要在保護(hù)的初期進(jìn)行適合的人工呵護(hù)，增強(qiáng)其適應(yīng)性，即能很好地生存下來。因此，只要遷地保護(hù)地在伯樂樹的生態(tài)幅范圍內(nèi)，符合“氣候相似法”“自然分布區(qū)氣候因素確定法”和“植物類型相似確定法”等理論，實(shí)行遷地保護(hù)比較容易成功。

3.3 長時期的監(jiān)測和逐步回歸

植物的生長表現(xiàn)是植物種特性、環(huán)境條件和栽培管理水平的綜合反映，定期生長測定，可掌握生長規(guī)律，鑒定遷地保護(hù)效果，測定的生物量數(shù)據(jù)主要包括株高、地徑、、側(cè)枝數(shù)葉面積指數(shù)和比葉面積等，為避免測量誤差，東莞林科所指定了專門的技術(shù)人員，在每年10月對植株進(jìn)行測量統(tǒng)計。2009年10月的第一次監(jiān)測數(shù)據(jù)說明，移栽植株的成活率可高達(dá)90%以上，獲得了初步的成功，該案例表明可以在氣候相似的地區(qū)對伯樂樹開展大規(guī)模的遷地保護(hù)。掌握生長發(fā)育和氣候的關(guān)系，并與就地保護(hù)區(qū)進(jìn)行比較，對伯樂樹的適應(yīng)性進(jìn)行評價。

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Study onexsituConservation inBretschneiderasinensis,a National Key Protected Wild Plant in China

Qiao Qi1,2, Xing Fuwu2, Chen Hongfeng2, Liu Dongming2

(1.College of Agriculture, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China 2. South China Botanical Garden, the Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China)

BretscheneiderasinensisHemsl., a tertiary relict tree mainly distributed in China, was listed in national key protected wild plants in 1999.B.sinensisis of great value to study phylogeny, ancient geography and ancient climate as a tertiary relict tree. In this study,exsitucultivation and conservation practice was carried out in South China Botanic Garden, Conghua plantation and Dongguan Daling Mountain National Park. Effective measures and necessary platform for the long-term conservation and survey were provided by the regular monitor of the habitats, careful management, and allotment of the seedlings. Results indicated that proper water and fertilizer management could improve the resistance to the stress environment. It was recommended that theexsituconservation base should be nearby the natural habitat and proper artificial maintenance was carried out to enhance its adaptability and survival rate significantly. By 2014, there are 9 individuals which average age are 17 years old in South China Botanic Garden, and about 2,000 saplings which average age are 6 years old in Dongguan Daling Mountain, which suggest that theexsituconservation ofB.sinensisachieved preliminary progress.

BretscheneiderasinensisHemsl.; national key protected wild plant;exsituconservation

10.3969/j.issn.1006-9690.2016.05.016

2016-03-21

國家自然科學(xué)基金(31170196)；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(122102110108)；BGCI中國項(xiàng)目( 6206 /R4352)。

喬琦( 1971—), 女, 副教授, 博士研究生, 從事保護(hù)生物學(xué)和生物技術(shù)的研究。E-mail: nxyqiao@163.com

Q949.748.6

A

1006-9690(2016)05-0063-04