銀杉(學名:Cathaya argyrophylla Chun & Kuang)為松科(Pinaceae)銀杉屬(Cathaya)喬木,別名杉公子。中國特產的稀有樹種,主要分布在廣西壯族自治區、湖南省、貴州省等地,生于海拔900~1900米地帶的局部山區,如闊葉林中和山脊地帶等。銀杉喜光照充足、涼爽濕潤的環境,具有較強的抗寒性、抗旱性和耐瘠薄能力,適宜生長在富含腐殖質、疏松深厚、排水良好的酸性土壤中。
銀杉高達20米,樹皮暗灰色,大枝平展,小枝節間的上端較粗,或少數側生小枝因頂芽死亡而成距狀,一年生枝黃褐色,二年生枝呈深黃色。葉螺旋狀著生成輻射伸展,條形,多少鐮狀彎曲或直,上面深綠色。雄球花開放前長橢圓狀卵圓形,盛開時穗狀圓柱形,基部圍繞的苞片半透明膜質;雌球花基部無苞片,卵圓形或長橢圓狀卵圓形。球果成熟前綠色,熟時由栗色變暗褐色;種子略扁,橄欖綠帶墨綠色。5月開花授粉,次年10月球果成熟。
銀杉為古老的殘遺植物,形態特殊,胚胎發育與松屬植物相近,可應用于科學研究。銀杉樹干高大端直,秀葉四季常青,并且在陽光照射時葉片會閃現銀波,可作為園林觀賞植物。
由于冰川移動的作用,大多數銀杉滅絕,再加上銀杉的生長特性、人類的亂砍濫伐以及動物的取食,導致其種群減少。1991年,銀杉被《中國植物紅皮書》列為瀕危物種。2010年,又被《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄(IUCN)》列為易危物種。后陸續被《中國生物多樣性紅色名錄(高等植物卷)》《國家重點保護野生植物》收錄。為保護銀杉種質資源,中國地方政府和有關單位已建立自然保護區,并開展了相關的繁殖試驗和引種工作。
植物歷史
銀杉屬的最早可靠化石出現于德國埃施魏勒的中新世地層,東西伯利亞阿爾丹河谷的中新世至上新世地層和黑海的上新世地層也出現過銀杉的球果化石。銀杉的孢粉化石見于法國西南部漸新世至中新世交界的沉積物中,因此銀杉可能形成于始新世至漸新世,至少在中新世至上新世之間,銀杉曾廣泛分布于歐亞大陸。但在第四紀冰川時期,氣候發生強烈變化,造成銀杉種群大幅縮減,致使其間斷地分布于中國亞熱帶山區,而冰川后期以來的氣候波動則使已經片斷化的銀杉種群數量進一步下降。1955年夏季,中國植物學家鐘濟新在廣西花坪國家級自然保護區首次發現銀杉,1958年,中國植物學家陳煥鏞、匡可任將其定名為Cathaya argyrophylla,并發表在蘇聯植物學報。銀杉僅在中國南部的局部地區有少量保存,與水杉(Metasequoia glyptostroboides)、銀杏(Ginkgo biloba)一起被譽為植物界的國寶。
形態特征
銀杉為喬木,高達20米,胸徑40厘米以上。
莖
樹皮暗灰色,老時則裂成不規則的薄片;大枝平展,小枝節間的上端生長緩慢、較粗,或少數側生小枝因頂芽死亡而成距狀,一年生枝黃褐色,密被灰黃色短柔毛,逐漸脫落,二年生枝呈深黃色。
葉
葉枕近條形,稍隆起,頂端具近圓形、圓形或近四方狀的葉痕,其色較淡;冬芽卵圓形或圓錐狀卵圓形,頂端鈍,淡黃褐色,無毛,通常長6-8毫米。葉螺旋狀著生成輻射伸展,在枝節間的上端排列緊密,成簇生狀,在其之下側疏散生長,多數長4-6厘米,寬2.5-3毫米,邊緣微反卷,在橫切面上其兩端為圓形,下面沿中脈兩側具極顯著的粉白色氣孔帶,每條氣孔帶有11-17行氣孔,氣孔帶一般較淺綠色的葉緣邊帶為寬;側生小枝的節間較短,葉排列較密,上端之葉密集、近輪狀簇生,多數長不超過3厘米,邊緣平或近平,在橫切面上其兩端斜尖,下面粉白色氣孔帶有9-13行氣孔,寬與邊帶近相等;葉條形,多少鐮狀彎曲或直,先端圓,基部漸窄成不明顯的葉柄,上面深綠色,被疏柔毛,沿凹陷的中脈有較密的褐色短毛;幼葉上面的毛較多,沿葉緣具睫毛,睫毛不久即脫落,僅留痕跡。
花
雄球花開放前長橢圓狀卵圓形,長約2厘米,徑8-9毫米,盛開時穗狀圓柱形,長5-6厘米,近于無柄,基部圍繞的苞片半透明膜質,背面凸起,邊緣具不規則的鋸齒,位于內部的苞片較大,闊卵形,長6-8毫米,寬4-5毫米,外部的苞片多為三角狀扁圓形,承托基部的變形葉不久即脫落,雄蕊黃色,長約6毫米;雌球花基部無苞片,卵圓形或長橢圓狀卵圓形,長8-10毫米,徑約3毫米,珠鱗近圓形或腎狀扁圓形,黃綠色,苞鱗黃褐色,三角狀扁圓形或三角狀卵形,先端具尾狀長尖,邊緣波狀有不規則的細鋸齒。
果實與種子
球果成熟前綠色,熟時由栗色變暗褐色,卵圓形、長卵圓形或長橢圓形,長3-5厘米,徑1.5-3厘米,種鱗13-16枚,近圓形或帶扁圓形至卵狀圓形,長1.5-2.5厘米,寬1-2.5厘米,背面(尤其是被覆蓋著的部分)密被微透明的短柔毛;苞鱗長達種鱗的1/4-1/3;種子略扁,斜倒卵圓形,基部尖,長5-6毫米,徑3-4毫米,橄欖綠帶墨綠色,有不規則的淺色斑紋,種翅膜質,黃褐色,呈不對稱的長橢圓形或橢圓狀倒卵形,長10-15毫米,寬4-6毫米。
物種分布
銀杉是中國特產的稀有樹種,主要分布在廣西壯族自治區、湖南省、貴州省及重慶市,多生于海拔940-1870米的山地陡坡、山脊及懸巖絕壁的縫隙間,或生于溝谷坡地的中下部。
銀杉林多為混交林,主要有與甜櫧(Castanopsis eyrei)、石櫟(Lithocarpus glaber)、亮葉樺(Betula luminifera)、南方鐵杉(鐵杉屬 黑枕黃鸝普通亞種)等混交。銀杉在群落中處于優勢地位,但更新不良。在自然演替中,闊葉樹種的入侵對銀杉構成嚴重威脅,最終甚至會取代銀杉。
生態習性
銀杉為陽性樹種,大樹喜光照充足、涼爽濕潤的環境,但林中銀杉一般幾株至20株,有的僅1株,容易被生長快的闊葉樹所蔭蔽,導致幼苗、幼樹的死亡和影響林木的生長發育,若不采取保護措施,將會被生長較快的闊葉樹種更替而陷入滅絕的危險。銀杉分布區位于氣候潮濕,年均溫8.4-14.8℃;多霧,年均相對濕度80%以上的中亞熱帶。幼苗喜適度蔭蔽,在郁閉度較小的樹林中,銀杉幼苗較多,但隨著郁閉度增大,幼苗數量逐漸減少。銀杉具有較強的抗寒性,其生長的最適溫度為20℃,溫度低于15℃時植株停止生長。銀杉幼苗對水分要求較高,但隨著樹齡增加,對水分依賴性減小,能在裸露的山脊上生長。銀杉具有一定的耐瘠薄能力,適宜生長在富含腐殖質、疏松深厚、排水良好、pH值在4.5-6.0的酸性土壤中。銀杉生長緩慢,通常樹齡40年以上才進入結果期,而且3-5年才結一次果,5月開花授粉次年10月球果成熟。
栽培技術
播種
在10月銀杉球果成熟時采收種子,陰干后貯藏于通風處,以便日后播種。在3月中下旬播種,先用溫水浸種催芽,再按行距播種。播種后覆蓋細砂土,再澆透水。小苗出土后加強弱陽光照射,第二年的春季便可進行移栽定植。
嫁接
在3月上中旬進行芽接繁殖,選定壯實砧木后平截上部頂端,并切出切口,再將接芽插入砧木切口中,然后用塑料薄膜綁扎嫁接部位,防止雨水浸入。
養護措施
水肥
銀杉喜肥沃土壤,可在土壤中適量加入腐熟的餅類固體肥料或顆粒復合化肥,生長季節可每半月或20天施一次。澆水需根據植株生長情況和氣候條件而定,春季可每半月澆水一次,如果遇上春旱,可5-7天澆水一次。夏季是銀杉的旺盛生長期,需適當地增加澆水量,可每天澆水1-2次。
修枝整形
銀杉萌發力強,需適當進行修枝整形。露地栽植銀杉時,要趁早修去基部的側枝,使其集中養分,促進主干生長。盆栽銀杉時,需提早摘除主干頂梢,促進側枝生長。
病蟲害防治
銀杉的主要病蟲害有落針病、煤煙病、吉松毛蟲、木虱等。發現危害花坪自然保護區銀杉人工林的病害有3種,蟲害17種,隸屬5目13科。防治病蟲害發生的主要措施有保護天敵、藥劑防治、及時割草、整枝、截去伴生樹部分枝干等方法。蟲害發生時,還可通過捕蟲網、吸蟲管、鑷子等進行人工捕捉。
物種保護
物種現狀
銀杉最初僅見于中國龍勝各族自治縣花坪和四川南川區金佛山,后來在毗鄰的山區也發現了銀杉。在中國貴州的道真大沙河保護區有1056株,桐梓白芷山自然保護區約有20株,其他分布點上,最多達幾十株,最少僅存一株。
致危因素
由于冰川移動的作用,大多數銀杉滅絕,僅有中國南部局部地區的少數植株被保存下來。并且,人類對森林的亂砍濫伐,使得銀杉的生長環境遭到破壞,種群數量減少。再加上松鼠和鳥類的取食,導致銀杉原本就有限的種子進一步減少。同時,銀杉自身還存在種群更新差、遺傳多樣性低、生殖障礙大的缺點。
保護等級
1991年,銀杉被《中國植物紅皮書》列為瀕危物種。
2010年,銀杉被《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》列為易危物種。
2013年,銀杉被《中國生物多樣性紅色名錄(高等植物卷)》列為瀕危物種。
2021年,銀杉被中國《國家重點保護野生植物》列為一級保護植物。被植物學家稱為‘植物熊貓’的銀杉,是三百萬年前第四紀冰川后殘留下來的稀世珍寶。
保護措施
為保護銀杉種質資源,中國地方政府和有關單位已在廣西花坪和四川金佛山建立了以保護銀杉為主的自然保護區,廣西桂林植物園收集和保存大量的銀杉種質資源,并進行了就地保存工作。相關學者還開展了銀杉的繁殖試驗和引種工作,促進銀杉的天然更新并擴大其分布范圍。
用途
科學研究
銀杉為古老的殘遺植物,其花粉曾在歐亞大陸第三紀沉積物中發現。其形態特殊,胚胎發育與松屬植物相近,對研究松科植物的系統發育、古植物區系、古地理及第四期冰期氣候等,均有較重要的科研價值。
園藝觀賞
銀杉樹干高大端直,枝條放射狀展開,秀葉四季常青,并且其條形葉片的兩側生有銀白色的氣孔帶,陽光照射時會閃現銀波,是珍貴的園林觀賞植物。
相關研究
木材構造研究
有學者通過實驗對銀杉木材解剖構造進行研究,發現銀杉木材具有美麗的構型,如其橫切面上軸向管胞可形成骨骼構架,軸向樹脂道可產生向心式構成等,這些均可作為構建美學圖案的素材,應用于人造板裝飾,這種木材美學圖案還可應用于紡織印花、家具設計等多個領域。
微生物群落研究
有學者通過實驗對銀杉根際微生物的群落結構進行初步研究,發現其根際微生物中的細菌在數量上比放線菌和真菌高,并且不論從微生物類群數量還是個體數量上看,銀杉的根際微生物總量都遠低于其他松科植物,這可能是導致銀杉退化和生長不良的原因之一。
參考資料 >
Cathaya argyrophylla.植物智.2023-05-26
Species.物種2000中國節點.2023-05-26
國家重點保護野生植物大數據平臺.植物智.2023-06-14
《中國植物紅皮書》.植物智.2023-06-14
The Red List Partnership.IUCN.2023-06-15
國家重點保護野生植物(2021版).植物智.2023-06-14
中國生物多樣性紅色名錄(高等植物卷).植物智.2023-06-14