五针白皮松
五针白皮松(Pinus squamata),是20世纪90年代发现的仅分布于中国云南省巧家县的珍稀树种,隶属松属,是一种古老的树种,分布在中国云南省巧家县新华镇(半阳坡)和中寨乡(半阴坡)境内的同一山体相背的两个坡面上。生长在海拔2000~2200 米。
五针白皮松高可达30米,有明显的主干,或从树干近基部分成数干;枝较细长,斜展,形成宽塔形至伞形树冠;针叶粗长,叶背及腹面两侧均有气孔线,先端尖,边缘有细锯齿;雄球花卵圆形或椭圆形,球果单生,直立,后下垂,熟时淡黄褐色,卵圆形或圆锥状卵圆形。4-5月开花,第二年10-11月球果成熟。
五针白皮松木材结构细腻, 属于有良好运用前景的用材树种 。树形优美,可用于园林绿化。是一种古老的树种,对于松属植物起源和演化有重要的科学价值。
五针白皮松于1999年8月4日批准颁布的中国《国家重点保护野生植物名录(第一批)》中列为国家一级保护植物; 2008年被列入中国云南省极小种群物种,2010年被列入全球100种最濒危物种名录;在《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》中,2010年列为极危(CR)物种。
演化
五针白皮松属白皮松亚属,亚属的分布属东亚一北美分布式样,因而该亚属应该起源于北美大陆与欧亚大陆分离之前,根据地质资料应在上白垩纪或者更早。针白皮松种群数量的不断减少,表明了它对现代生态环境的不适。
历史
起源
五针白皮松分布与北美西部高山分布的马尾松(Pinus aristata )和狐尾松(Pinus balfouriana)有极密切的亲缘关系,是松属中的一个特殊类群,而被划为一个亚组--狐尾松亚组(Subsect.Gerardianae),在白垩纪末,第三纪初在亚洲和北美大陆分离以前,五针白皮松与狐尾松亚组的共同祖先就已存在,随着两大陆的分离,分布在不同陆块上的个体由于地质运动和气候条件的不同及变化而发生染色体重组,并各自向着较高海拔退却,从而向着不同方向演化而发育成现在分布于两个陆块高山的不同种类。
发现
1990年,村民发现“白皮松”的奇特树木。1991年确认这是云南省特有的一种珍稀植物。1992年,正式定名,分类。
分类
命名
1991年,《云南林业》的文章《它是什么树种?》,该文记载了巧家县有一叶似华山松、松果似云南松、树皮似白皮松的树种。根据调查结果,后经西南林业大学植物学家李乡旺查阅中外文献后,确认是云南特有的物种,并在《云南植物研究》1992年第3期上正式发表为五针白皮松。后来,由于当时所有34株均分布在巧家县,中文名更名为巧家五针松。
考虑到中文名称的统一,参照《国际植物命名法规》优先律的原则,使用“五针白皮松”这个名称,以便于人们理解和应用。
类群划分
五针白皮松居群可分为两个亚居群,半阳坡亚居群(17个个体)和半阴坡亚居群(15个个体)。半阳坡亚居群分布较为分散,半阴坡亚居群则相对集中。
近缘类群
白皮松是介于单、双维管束亚属之间的植物,只有3个种,即白皮松、西藏白皮松、五针白皮松。
种间关系
伴生树种主要为云南松(P.云南龙蜥),白柯(Lithocarpus dealbatus),光叶石砾(L.mairei),滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)等。
五针白皮松分布的群落总体种间关联性为显著正相关,半阳坡上的群落为正相关,阴坡上的群落为显著正相关。半阳坡上的群落为针阔叶混交林,阴坡上的群落为常绿阔叶林,表明五针白皮松分布的群落有从针阔叶混交林向常绿阔叶林演替的趋势。五针白皮松是一个阳性先锋树种,它与其他物种的共同出现往往是由于随机的因素。通过五针白皮松年龄结构并联系云南松与其他物种关系的分析,五针白皮松的濒危状况可能是在长期的植被演化过程中被阔叶树种排挤所造成的。
五针白皮松的群落以高位芽植物为主占,其次是一年生和地面芽植物(占14.8%),从叶型级谱看,以中、小型叶为主,缺乏大型叶和巨型叶。这可能与本群落分布于巧家金沙江干热河谷山体的上部,长期受干燥气候的影响有关。
五针白皮松群落垂直结构可分为乔木层、灌木层、草本层等明显的三层,其中乔木层又分为3个亚层,乔木1亚层高20-25米,主要由五针白皮松、云南松组成,乔木2亚层高10-20米,主要由云南松、华山松(P. armandii )和少量的五针白皮松组成;乔木3亚层高5-10米,主要由云南松,华山松、凉青冈,白柯等组成。
形态特征
五针白皮松为常绿乔木。
树干
高可达30米,有明显的主干,或从树干近基部分成数干;树皮幼树灰绿色,老树树皮暗褐色,成不规则薄片剥落,内皮暗白色。
茎
一年生枝红褐,密被黄褐色及灰褐色柔毛、少具长柔毛及腺体、外皮后来部分脱落、内皮淡绿色,两年生枝淡绿褐色、无毛,鳞叶三角状披针形、密被黄褐色及灰白色柔毛,反折。冬芽卵球形,芽鳞三角状披针形,红褐色,具没药树。
鳞叶
三角状披针形,密被黄褐色及灰白色柔毛,反折。
针叶
4-5针一束,长9-17厘米、宽0.8厘米、两面具气孔线,在放大镜下边缘可见细齿,叶内具一条维管束、叶鞘早落,树脂道 3-5,边生。
球果
圆锥状卵形、长约9厘米,宽约6厘米,果柄长1.5-2厘米。种鳞长圆状椭圆形,长约2.7厘米、宽约1.8厘米、熟时张开,鳞盾显著隆起、鳞脐背生、凹陷、无刺、横脊明显。
种子
长圆形或倒卵圆形,黑色,种翅长约1.6厘米,具黑色纵纹。
分布
分布范围
五针白皮松分布在中国云南省巧家县新华镇(半阳坡)和中寨乡(半阴坡)境内的同一山体相背的两个坡面上,位于东经 103°00',北纬 26°54'。
生长环境
生长在海拔2000~2200 米范围内。生长地气候温和,没有寒酷暑,五针白皮松生长地年降雨量1200~1300毫米,雨季集中在5~10月。土壤主要为发育在玄武岩基质上的黄棕壤和红壤,土壤肥力中等。有研究表明五针白皮松属阳性先锋物种,喜冷凉气候,现有分布区可能并不是其最适宜生长区。
习性
物候
花期 4-5 月、果期翌年 9-10月。五针白皮松种子空粒高。种鳞厚木质,张开角度小,不利种子扩散。亲缘关系较近的白皮松相似,发芽势弱,变温处理可提高种子发芽势。4年生前生长缓慢,4年以后生长加速。五针白皮松球果11~12月开始发育成熟,到第2年1月开始开裂。种子发芽势很弱。幼苗的生长,萌动期催芽处理后需16~22天。
生长周期
生长初期
生长初期约为1~1.5个月,幼苗地上部分开始出现真叶,苗顶端继续长出幼叶,形成“抽蕊芽苗”,同时地下主根继续伸长,初现侧根。
生长中期
生长中期约为2.5~3个月,苗木的地上部分和根系的生长量都最大。随气温的升高,生长逐渐旺盛,高径生长及根系生长显著加快。
生长后期
11月至翌年1月初。苗木高径生长逐渐缓慢,苗木木质化程度不断加深。
休眠期
从1月中旬至雨季(6~10月)开始。此期分生理休眠及干旱休眠。 第2年以后,每年生长期都经历生长初期、中期、后期3段时间。旱季开始后高径生长停止。
繁殖
五针白皮松在自然状态下完全靠种子繁殖,其成年个体所结的球果最大,满枝皆果,由于植株数量太少,受粉率低,致使球果内有生命力的种子很少,造成产种量低,空粒含量高。又只有生长在半阳坡的五针白皮松才有结实现象。由于种鳞与种子结合部有一凹下结构,种鳞张开后,种子很难远距离传播,从而在缺乏水分和养料的条件下丧失活力。
栽培技术
组培快繁
五针白皮松组织培养研究中存在诱导芽褐化和玻璃体化等问题, 从而导致芽诱导困难、 诱导苗增殖率低以及增殖速度慢等现象。通过优化外植体消毒方式、 培养基的营养元素及生长激素浓度配比,把阳芋和香蕉作为一种天然有机基质添加到培养基中, 运用富含天然碳源、 氮源和其他微量元素的培养基对五针白皮松进行组培快繁, 能够实现规模化繁育。在五针白皮松组培快繁中的使用浓度进行了优化和改进, 同时也对培养基的基本元素进行了调整。 这些优化调整在很大程度上降低了组培苗的褐化和玻璃体化, 明显改进了五针白皮松在快繁过程中的增殖和生根。 并且天然基质和营养元素的添加不仅使得组培苗增殖生长更加旺盛, 而且还使得其生根成活率更高。
水肥管理
春季增施磷钾肥,可以使用发酵腐熟的鸡粪加硫酸弧铁和尿素,施肥后应立即浇透水, 半月后再施一次,连施3次。入冬前结合冬灌施有机肥或鸡粪2次。平常加强管护,雨后水后适时进行松土,方法是在在树冠投影范围内挖深度60-80厘米的沟,宽50厘米左右即可。
修剪
合理修剪,清除病原,随时剪除树上发病、枯死枝叶,对有虫卵枝、重叠交叉枝进行剪除,以增加通风透光,利用光能,增强 树势。
病虫害及防治
对于五针白皮松病害防治,主要采取预防与治理相结合的办法。主要病虫害有:松墨天牛、松纵坑切梢小、华山松木蠹象、云南松毛虫、松毒蛾、松梢斑螟、华山马尾松蚜、松梢枯病、松干腐病、松落针病、松针褐枯病。
保护
种群现状
五针白皮松仅分布在中国云南省巧家县新华镇(阳坡)和中寨乡(阴坡)境内的同一山体相背的两个坡面上,方圆10平方公里的范围内。
2019年统计,野生种群总数仅剩下31株,被誉为“植物界的大熊猫”。
致危因素
内因
分布区极为狭窄、生境极为特殊、分布点极少。分布面积不足0.5平方千米。
有效种子数量少,种鳞构造不利种子脱落,种子的发芽势弱,造成繁殖力极弱。幼苗生态特征与环境不协调,如幼苗不耐阴等。
外因
人为活动的影响,农村房舍离五针白皮松分布地太近,人为活动影响过大,砍伐烧些后留下的空间被禾本科杂草迅速占领,使林下光照不足,苗不能正常生长发育。
保护举措
就地保护,建立了云南药山国家级自然保护区,并将五针白皮松作为主要保护对象。对五针白皮松天然分布生境实行严格管理。 开展近地保护。建立近地保护园1 个,共种植25亩3000 多株。
五针白皮松分布区被纳入云南药山国家级自然保护区范围后,云南省药山管护局在加强保护的基础上,进一步对五针白皮松开展采种育苗、近地保护、迁地保护、科研监测等工作。为保护五针白皮松野生植株及其生境不被破坏,药山管护局加强对人员进出保护区的管理,严厉禁止采伐、修枝采果、破坏生境等行为,并开设防火隔离带、建立防火预警体系等。
2019年,“国土绿化突出贡献人物”专职护林员付洪树与同事一道人工培育了5000多株五针白皮松小苗,已定植了1694株,并编号挂牌定位监测,成为物种保护工作的典范。
保护级别
此树种于1999年8月4日批准颁布的中国《国家重点保护野生植物名录(第一批)》中列为国家一级保护植物, 2008年被列入中国云南省极小种群物种,2010年被列入全球100种最濒危物种名录。在《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》中,2010年列为极危(CR)物种。
用途
工艺原料
五针白皮松木材结构细腻,纹理比云南松 (Pinus yunnanensis) 和华山松 (Pinus armandii) 直, 属于有良好运用前景的用材树种 。
园艺观赏
五针白皮松树干通直,树形优美, 树冠塔形, 树皮呈银白色, 通过人工养殖,可做栋梁之材,又可用于园林绿化,是美化环境的优良树种。
科学研究
五针白皮松是一种古老的树种,对于松属植物起源和演化有重要的科学价值。它的形态特征非常特殊,不但对于阐明松树的演化具有重要价值,其基因资源或许是一个尚未被开发的宝藏库。
相关研究
是松属植物的遗传变异一直是居群遗传学家关注的对象,种下水平的遗传变异研究对于了解濒危物种在未来环境下的适应或进化,以及物种保护具有深刻的意义。通过随机扩增多态性 脱氧核糖核酸(RAPD)技术分析五针白皮松的遗传多样性和居群遗传结构,得知其两个亚居群在遗传多样性水平相差较大,但两者之间的基因分化并不高。
从木材解剖特征及超微构造上研究,五针白皮松的交叉场纹孔为松木型,管胞内壁及纹孔缘上具有数多且大的区分树木科属重要特征的瘤状层,这与单维管束亚属(软木松)植物应具有的特征不符;其管胞内壁近具缘纹孔处的浅锯齿;晚材管胞弦壁具缘纹孔数多;早材至晚材渐变;晚材带多及窄等特征与双维管束亚属(硬木松类)植物应具有的特征不同。这与白皮松(P.bungeana)情况相似,因而有人支持成 立白皮松亚属。
参考资料
Species.物种2000中国节点.2023-05-29
五针白皮松.植物智.2023-03-20
巧家五针松.植物智.2023-04-19
The Red List Partnership.IUCN.2023-04-24
巧家五针松.植物智.2023-06-01