金柏
金柏(Xanthocyparis vietnamensis Farjon \u0026 T. H. Nguyên),又名越南黄金柏,是柏科(Cupressaceae)金柏属(Xanthocyparis)常绿小乔木。金柏分布于中国和越南,在中国分布于广西环江毛南族自治县木论国家级自然保护区,在越南分布于河江省,生长在喀斯特石灰岩地层的山脊和山顶上,海拔720-1600米之间。
金柏高10-15米。树干圆柱形,树皮光滑,红色至红褐色,条状及鳞片状剥落,幼时成金字塔形,随后变为不规则或顶端平截的皇冠形;叶分为线形叶和鳞状叶;雄球花卵状圆柱形,顶端具短尖头,雌球花疏生,有时簇生于鳞状叶的外边缘或近基部;球果发育成熟后由绿色变为黑色或暗褐色,扁球形。种子卵形或不规则,扁平,具膜质翅。
金柏的木材坚韧耐用,有香气,可用于房屋建造。金柏是金柏属唯一物种,对柏科植物地理学以及植物系统演化研究均具有重要意义。金柏于2013年被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》,保护级别为濒危(EN);于2021年被列入中国《国家重点保护野生植物名录》,保护级别为二级。
分类
发现与命名
金柏最早于1999年9月在越南河江省广薄区青云村被越南林业人员黎文箴(Le Van Cham)和武文乾(Vu Van Can)发现,并采集了标本,随后将该种植物被作为崖柏属(Thuja)新种“Thuja quanbaensis ”报道,但没有按照国际上植物新种发表方式进行正式发表。1999年10月,国际植物考察队在越南北部河江省的另一个村庄附近也发现了该种植物并采集了标本,随后越南的植物学家对标本进行了研究,初步认为该种是一种较为特殊的裸子植物。2000-2001年,国际植物考察队再次在越南河江省广薄区的巴戴森山(Bat Dai Son)采集到了这种植物,随后将其标本送至英国,英国植物学者法戎(A. Farjon)等人研究植物标本后,认为该植物是柏科的一个新属新种,并于2002年创建金柏属(Xanthocyparis),将新植物命名为金柏(Xanthocyparis vietnamensis),作为金柏属唯一物种发表于国际著名植物分类学期刊“Novon”上。
金柏在中国的首次发现是在2013年4月,研究人员在广西木论国家级自然保护区的野外调查中发现一种特殊的柏类植物,经研究确认该植物就是金柏。
分类变动
金柏及金柏属正式发表后,不同学者对金柏应属于哪个属产生了分歧,有的学者通过研究金柏的叶表皮微观形态学,认为其应属于扁柏属(Chamaecyparis),学名应为“Callitropsis vietnamensis”。还有的学者认为金柏应该属于柏木属(Cupressus),学名应为“Cupressus vietnamensis”。在2010年法戎等人出版的《世界针叶树手册》(A Handbook of the World's Conifers)中,金柏仍在金柏属中,但在2011年荷兰植物学者克里斯滕许斯(Christenhusz)等人提出的裸子植物属级分类系统中,将金柏置于了柏木属。2022年,中国植物学家杨永等经研究提出了一种裸子植物分类系统,该系统中,金柏为金柏属植物。
近缘种
2002年,植物学家法戎等发表金柏及金柏属后,认为原来属于扁柏属的北美金柏(Chamaecyparis nootkatensis)与金柏亲缘关系较近,应移入金柏属,学名改为“Xanthocyparis nootkatensis”,故金柏属应有2个物种,北美金柏分布于加拿大南部或东南部太平洋沿海地区以及美国华盛顿哥伦比亚特区、俄勒冈州至加利福尼西北部地区。但在2022年,中国植物学家杨永等经研究提出了一种裸子植物分类系统,该系统中,北美金柏是北美金柏属(Callitropsis)的单型种,学名为“Callitropsis nootkatensis”。
形态特征
金柏为常绿小乔木,高10-15米。
茎
金柏树干呈圆柱形,直径可达50厘米,树皮红色或红褐色,光滑,条状及鳞片状剥落,老树的树皮变为纤维状剥落,颜色变为褐色至棕灰色。金柏分枝多,通常分枝斜向上交错伸展,很少下垂,幼时成金字塔形,随后变为不规则或顶端平截的皇冠形。
叶
金柏幼树刺形叶着生稠密,分枝稀疏,小枝长20-50毫米;成年树多为鳞状叶,有时存在线形叶或过渡型叶,线形叶4枚轮生,全缘。过渡型叶和鳞状叶相似,但较长,披针形。鳞状叶交叉对生,边缘重叠成覆瓦状,侧面的鳞状叶折合状,边缘疏被齿,先端锐尖,笔直或稍钩状弯曲,较正面的稍长,正面鳞状叶狭卵状菱形,边缘具小齿或全缘,先端锐尖,侧面叶较正面叶稍长。鳞状叶表面具蜡质层,气孔不明显。
球花
金柏的雄球花卵状圆柱形,长2.5-3.5毫米,直径2-2.5毫米,雄蕊10-12枚,顶端具短尖头,由绿色变为棕黄色,每枚雄蕊具2个大的近球形花药。雌球花疏生,有时2-3枚簇生于鳞状叶的外边缘或近基部。
球果
金柏的球果发育成熟后,由绿色变为黑色或暗褐色,扁球形,裂开后长9-11毫米,径10-12毫米。苞鳞在正常发育的球果上通常4枚交叉对生,有时在不规则或不正常发育的球果上具6枚苞鳞,镊合状至近盾状。种鳞2-3对,木质,背面弯拱,顶端中部具锥状突起。
种子
金柏的种子卵形或不规则,扁平,长4.5-6毫米,具膜质翅。
分布
分布范围
金柏分布于中国和越南,在越南分布于越南北部的河江省,在中国主要分布在广西壮族自治区北部的木论国家级自然保护区和广西南部的老虎跳自治区级自然保护区。从越南北部的石灰岩地区至中国广西环江毛南族自治县的石灰岩地区构成了一条石灰岩地带,在这一地带上的中国广西靖西市、德保县、田东县、田阳区、巴马瑶族自治县、东兰县等县都有可能分布着金柏,这有待于对该地区进行全面、深入的调查。
栖息环境
金柏生长在喀斯特石灰岩地层的山脊和山顶上。在越南,金柏通常分布在海拔1000-1600米之间。与金柏伴生的植物主要有黄杉(Pseudotsuga sinensis)等其它针叶树,附生兰花(Orchidaceae)、蕨类和苔藓植物等。
在中国广西,金柏分布区年平均气温15-18. 7摄氏度,1月平均气温3.4-8.7摄氏度,7月平均气温23-26.7摄氏度,年降雨量为1530-1820毫米。金柏分布海拔范围730-826米,分布群落为山顶矮林,树林郁闭度为40%-80%,岩石裸露率为85%-95%,土壤为岩石间的黑色石灰土,林下枯枝落叶层较厚。金柏分布在山脊的中上部,环境干燥,湿度较小,主要伴生乔木树种有清香木(Pistacia weinmannifolia)、化香树(化香树属 longipes)、红锥(锥栗属 hystrix)、岩生翠柏(翠柏属 rupestris) 等,灌木有广西海桐(Pittosporum kwangsiense)、小叶蚊母树(Distylium buxifolium)等,草本植物有小叶兜兰(兜兰 barbigerum)、单叶石仙桃(Pholidota leveilleana)、蔓生莠竹(Microstegium vagans)等。
习性
金柏为常绿植物,喜阳,占据乔木层生态位,为小高位芽植物。金柏的叶适应干旱环境,叶有两种类型,针叶和鳞叶,金柏幼树先长出针叶,发育成熟后长出鳞叶,在成熟的金柏植株上,针叶会出现在鳞叶旁边,这在柏树类植物中是独特的。金柏的鳞叶是对干旱环境的适应,表现为叶面积减小,气孔存在皮层,组织发育良好。
繁殖
金柏为种子繁殖,在金柏群落中,可在草本层发现金柏幼苗。金柏当年结果,次年果实成熟,果实成熟期较长,种子发芽率低,种群自然更新能力低。
保护
种群现状
2013年,金柏的数量为500-1000株,有下降的趋势。大部分植株在越南的河江省。2015年,在中国广西共发现有7个金柏的分布点位,共有33株金柏,其中幼苗2株。2021年,中国已知的金柏植株包括成树和幼树共45株,幼苗约5株,共计约50株,金柏是典型的极小种群物种。
致危因素
金柏的致危因素有以下几个方面:一是人为砍伐,在金柏分布区多次发现金柏被砍伐的痕迹,个别地区出现了一个分布点有多株金柏被砍伐的现象,在越南一些地区为了发展农业,存在砍伐森林的现象,森林环境的减少不利于金柏生存。二是金柏分布范围狭窄,仅分布在越南和中国局部地区,狭窄的分布区不利于种群发展。三是内在因素,金柏果实成熟所需时间较长,种子发芽率低,在野外幼苗较少。四是环境因素,金柏分布在山坡中上的部分,林下土壤枯枝落叶层很厚,最多可达15厘米以上,种子落下后难以接触落叶下面的土壤,加上干燥的环境,不利于成功繁殖,更新种群。
保护级别
2003年,金柏首次被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》,级别为濒危(EN)。2004年,金柏的级别被提高至极危(CR)。2013年,随着金柏在中国被发现,已知分布点位增多,《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》ver3.1将金柏降级为濒危(EN)。
2021年,金柏被列为中国第二批《国家重点保护野生植物名录》二级保护植物。
保护举措
在越南,2013年金柏的主要分布地已建立了纳杭自然保护区,同时金柏被列入越南珍稀动植物保护名录,禁止任何开发。保护人员在金柏的主要分布地巴戴森山区域启动了迁地保护方案,并进行了一些修复工作。
在中国,金柏分布区建立有广西壮族自治区北部的木论国家级自然保护区和广西南部的老虎跳自治区级自然保护区,金柏种群在保护区内得到保护。
用途
金柏的木材坚韧耐用,有香气,可用于房屋建造,但因其数量稀少,不应砍伐金柏。
金柏对柏科植物地理学研究以及金柏属植物的系统演化研究均具重要意义,金柏在越南和中国广西的分布,充分说明了中国广西和越南北部植物区系的密切联系。
物种对比
北美金柏(Callitropsis nootkatensis)曾被认为是金柏属成员,与金柏亲缘关系较近,二者的主要区别如下。
相关研究
通过对金柏遗传结构的分析,得出金柏为野生裸子植物中非常罕见的二倍体与四倍体混合物种的结论。中国广西喀斯特地区的金柏可分为北部种群和南部种群,两个种群之间存在遗传屏障,它们的遗传多样性差异不明显,但遗传结构和倍性差异显著,北部种群以二倍体为主,南部种群则以四倍体为主,推测北部种群可能是南部种群及越南北部地区四倍体种群的祖先群。
参考资料
Species.物种2000中国节点.2023-07-09
Xanthocyparis vietnamensis.iucnredlist.2023-07-09
Xanthocyparis vietnamensis.植物智.2023-07-09
国家林业和草原局 农业农村部公告(2021年第15号)(国家重点保护野生植物名录).国家林业和草原局.2023-07-10
北美金柏属.多识植物百科.2023-07-10
我所合作研究成果揭示西南喀斯特极小种群植物越南黄金柏的倍性与群体遗传结构特征.中国科学院广西植物研究所.2023-07-10