【原】【地球生物全系列——植物篇】松柏目—柏科（四）

地球生物與人類 2021-12-10

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松柏目—柏科（四）

10.水杉

水杉（學(xué)名：Metasequoiaglyptostroboides）又名曙杉，落葉喬木，柏科水杉屬唯一現(xiàn)存種，中國特產(chǎn)的孑遺珍貴樹種，第一批列為中國國家一級保護植物的稀有種類，有植物界“活化石”之稱。

（1）發(fā)現(xiàn)經(jīng)過及分布

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化石表明水杉屬在中生代白堊紀(jì)及新生代曾廣泛分布于北半球，水杉屬在中生代白堊紀(jì)和新生代約有6至7種，但在第四紀(jì)冰期以后，同屬于水杉屬的其他物種因氣候變冷而全部滅絕。而中國四川、湖南、湖北邊境地帶因地形走向復(fù)雜，受冰川影響小，使水杉得以幸存，成為曠世的奇珍。水杉生長在河流兩旁、濕潤山坡及溝谷中栽培，野生水杉常與杉木、茅栗、錐栗、楓香、漆樹、燈臺樹、響葉楊、利川潤楠等樹種混生。

1939年，時為日本都大學(xué)講師的三木茂博士（1901－1974）發(fā)現(xiàn)了一種和紅杉（Sequoia）相近而又不太相近一樣的植物化石，1941年發(fā)表的時候命名為Metasequoia，Meta為變化、改變之意，以示和紅杉姊妹關(guān)系。

1941年冬天，原國立中央大學(xué)森林系教授干鐸由湖北西部前往重慶途中，在路過境內(nèi)的謀道鎮(zhèn)時，他在一條名為“磨刀溪”的小溪旁發(fā)現(xiàn)有一株較為奇特而不常見的大樹，當(dāng)?shù)厮追Q“水桫”，引起了他的注意。當(dāng)時樹葉已經(jīng)全數(shù)落下，故未能取到標(biāo)本。

1943年7月21日，農(nóng)林部中央林業(yè)實驗所技工王戰(zhàn)（1911－2000）由戰(zhàn)時的陪都重慶赴湖北當(dāng)時的省會恩施接洽有關(guān)去神農(nóng)架考察事宜；路過四川省萬縣（今重慶市萬州區(qū)）時從萬縣高農(nóng)校楊龍興（1913－1999）處得知磨刀溪（現(xiàn)稱謀道，隸屬湖北省利川市）有“神樹”存在；于是王戰(zhàn)等改變原計劃水路而走陸路赴恩施，第三天到達磨刀溪并找到此樹，并于7月21日正式采得水杉枝葉、果實標(biāo)本?；氐街貞c后，王戰(zhàn)認(rèn)為是水松（Glyptostrobus pensilis），并存放于標(biāo)本室。

1945年夏，王戰(zhàn)將一小枝水杉和兩個果實送給了吳中倫帶回學(xué)校，并交給中央大學(xué)森林系樹木學(xué)教授鄭萬鈞（1904－1983）鑒定，鄭萬鈞教授見到標(biāo)本后認(rèn)為不是水松，而是新類群，后與中央林業(yè)實驗所所長韓安（韓竹坪，1886－1961）暫定名為Chieniodendron sinense。

1946年4月、5月間，在北平的靜生生物調(diào)查所所長胡先骕教授（1894－1968）在助手傅書遐的協(xié)助下將鄭萬鈞寄來的水杉標(biāo)本鑒定為三木茂發(fā)表的化石Metasequoia。

1948年5月，胡先骕和鄭萬鈞聯(lián)名在靜生生物調(diào)查所《匯報(新編)》第一卷第二期中發(fā)表《水杉新科及生存之水杉新種》，確定了水杉學(xué)名以及其在植物進化系統(tǒng)中的重要位置，得到了國內(nèi)外植物學(xué)、樹木學(xué)和古生物學(xué)界的關(guān)注、重視和高度評價。

原認(rèn)為早已滅絕只存在于化石之中的水杉（Metasequoia），在中國被發(fā)現(xiàn)存在現(xiàn)存種的消息傳出以后，各國植物學(xué)者和古植物學(xué)者對此產(chǎn)生了極大的興趣。美國加州大學(xué)伯克利分校古生物系主任Dr. Ralph Works Chaney（1890－1971）于1948年專程來華實地考察水杉。水杉發(fā)現(xiàn)的經(jīng)過經(jīng)各種媒體廣泛報道進而為世人所知，被視為植物學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。

在歐洲、北美和東亞，從晚白堊紀(jì)至始新世的地層中均發(fā)現(xiàn)過水杉化石，約在250萬年前的冰期以后，水杉屬幾乎全部絕跡，僅存水杉一種，現(xiàn)今天然只分布于中國湖北利川市磨刀溪、重慶、湖南三省交界的利川、石柱、龍山三縣的局部地區(qū)，垂直分布一般為海拔800－1500米，生長在氣候溫和、夏秋多雨、酸性黃壤土地區(qū)。后經(jīng)引進到到世界各地予以栽培，北京植物園櫻桃溝中亦有生長。

（2）形態(tài)特征

水杉是喬木，高達35米，胸徑達2.5米；樹干基部常膨大；樹皮灰色、灰褐色或暗灰色，幼樹裂成薄片脫落，大樹裂成長條狀脫落，內(nèi)皮淡紫褐色；枝斜展，小枝下垂，幼樹樹冠尖塔形，老樹樹冠廣圓形，枝葉稀疏；一年生枝光滑無毛，幼時綠色，后漸變成淡褐色，二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色；側(cè)生小枝排成羽狀，長4-15厘米，冬季凋落；主枝上的冬芽卵圓形或橢圓形，頂端鈍，長約4毫米，徑3毫米，芽鱗寬卵形，先端圓或鈍，長寬幾相等，約2-2.5毫米，邊緣薄而色淺，背面有縱脊。葉條形，長0.8-3.5（常1.3-2）厘米，寬1-2.5（常1.5-2）毫米，上面淡綠色，下面色較淡，沿中脈有兩條較邊帶稍寬的淡黃色氣孔帶，每帶有4-8條氣孔線，葉在側(cè)生小枝上列成二列，羽狀，冬季與枝一同脫落。

球果下垂，近四棱狀球形或矩圓狀球形，成熟前綠色，熟時深褐色，長1.8-2.5厘米，徑1.6-2.5厘米，梗長2-4厘米，其上有交對生的條形葉；種鱗木質(zhì)，盾形，通常11-12對，交叉對生，鱗頂扁菱形，中央有一條橫槽，基部楔形，高7-9毫米，能育種鱗有5-9粒種子；種子扁平，倒卵形，間或圓形或矩圓形，周圍有翅，先端有凹缺，長約5毫米，徑4毫米；子葉2枚，條形，長1.1-1.3厘米，寬1.5-2毫米，兩面中脈微隆起，上面有氣孔線，下面無氣孔線；初生葉條形，交叉對生，長1-1.8厘米，下面有氣孔線?；ㄆ?/span>2月下旬，球果11月成熟。

（3）生長環(huán)境

喜氣候溫暖濕潤，夏季涼爽，冬季有雪而不嚴(yán)寒，并且產(chǎn)地年平均溫度在13℃，極端最低溫-8℃，極端最高溫24℃左右，無霜期230天；年降水量1500毫米，年平均相對濕度82%。土壤為酸性山地黃壤、紫色土或沖積土，pH值4.5~5.5。

多生于山谷或山麓附近地勢平緩、土層深厚、濕潤或稍有積水的地方，耐寒性強，耐水濕能力強，在輕鹽堿地可以生長為喜光性樹種，根系發(fā)達，生長的快慢常受土壤水分的支配，在長期積水排水不良的地方生長緩慢，樹干基部通常膨大和有縱棱。

喜光，不耐貧瘠和干旱，凈化空氣，生長快，移栽容易成活。適應(yīng)溫度為零下8度~24度。

分布于湖北、重慶、湖南三省交界的利川、石柱、龍山三縣的局部地區(qū)，垂直分布一般為海拔750~1500米。

（4）物種現(xiàn)狀

稀有種。水杉是世界上珍稀的孑遺植物。遠在中生代白堊紀(jì)，地球上已出現(xiàn)水杉類植物，并廣泛分布于北半球。冰期以后，這類植物幾乎全部絕跡。在歐洲、北美、和東亞，從晚白堊至新世的地層中均發(fā)現(xiàn)過水杉化石，二十世紀(jì)四十年代中國的植物學(xué)家在湖北、四川交界的謀道溪（磨刀溪）發(fā)現(xiàn)了幸存的水杉巨樹，樹齡約400余年。后在湖北利川縣水杉壩與小河發(fā)現(xiàn)了殘存的水杉林，胸徑在20厘米以上的有5000多株，還在溝谷與農(nóng)田里找到了數(shù)量較多的樹干和伐兜。隨后，又相繼在四川石柱縣冷水與湖南龍山縣珞塔、塔泥湖發(fā)現(xiàn)了200~300年以上的大樹。

水杉有“活化石”之稱。它對于古植物、古氣候、古地理和地質(zhì)學(xué)，以及裸子植物系統(tǒng)發(fā)育的研究均有重要的意義。

在湖北利川設(shè)立了水杉種子站，建立了種子園，加強了母樹的管理，對5000多株林木進行逐株建檔，采取了砌石岸、補樹洞、開排水溝、防治病蟲害等保護措施，并加速育苗和造林。龍山、石柱對水杉大樹采取了掛牌保護。水杉天然更新弱，應(yīng)特別注意保護幼苗，促進其生長，避免殘存的水杉林被其它樹種所更替。全國許多地區(qū)都已引種，尤以東南各省和華中各地栽培最多。亞洲、非洲、歐洲、美洲、拉丁美洲等50多個國家和地區(qū)已引種栽培。

（5）主要價值

①經(jīng)濟

水杉邊材白色，心材褐紅色，材質(zhì)輕軟，紋理直，結(jié)構(gòu)稍粗，早晚材硬度區(qū)別大，不耐水濕?？晒┙ㄖ辶?、造紙、制器具、造模型及室內(nèi)裝飾。 [1]

②園林

水杉是“活化石”樹種，是秋葉觀賞樹種。在園林中最適于列植，也可叢植、片植，可用于堤岸、湖濱、池畔、庭院等綠化，也可盆栽，也可成片栽植營造風(fēng)景林，并適配常綠地被植物；還可栽于建筑物前或用作行道樹。水杉對二氧化硫有一定的抵抗能力，是工礦區(qū)綠化的優(yōu)良樹種。

11.落羽杉

落羽杉（學(xué)名：Taxodiumdistichum）又名落羽松，是杉科落羽杉屬的植物，原產(chǎn)于美國東南部密西西比河下游，尤在濕地環(huán)境中形成森林。

（1）形態(tài)特征

落羽杉是落葉喬木，在原產(chǎn)地高達50米，胸徑可達2米；樹干尖削度大，干基通常膨大，常有屈膝狀的呼吸根；樹皮棕色，裂成長條片脫落；枝條水平開展，幼樹樹冠圓錐形，老則呈寬圓錐狀；新生幼枝綠色，到冬季則變?yōu)樽厣?；生葉的側(cè)生小枝排成二列。

葉條形，扁平，基部扭轉(zhuǎn)在小枝上列成二列，羽狀，長1-1.5厘米，寬約1毫米，先端尖，上面中脈凹下，淡綠色，下面黃綠色或灰綠色，中脈隆起，每邊有4-8條氣孔線，凋落前變成暗紅褐色。

雄球花卵圓形，有短梗，在小枝頂端排列成總狀花序狀或圓錐花序狀。

球果球形或卵圓形，有短梗，向下斜垂，熟時淡褐黃色，有白粉，徑約2.5厘米；種鱗木質(zhì)，盾形，頂部有明顯或微明顯的縱槽；種子不規(guī)則三角形，有銳棱，長1.2-1.8厘米，褐色。球果10月成熟。

（2）生長習(xí)性

落羽杉為高大喬木，強陽性樹種，適應(yīng)性強，能耐低溫、干旱、澇漬和土壤瘠薄，耐水濕，抗污染，抗臺風(fēng)，且病蟲害少，生長快。其樹形優(yōu)美，羽毛狀的葉叢極為秀麗，入秋后樹葉變?yōu)楣陪~色，是良好的秋色觀葉樹種。常栽種于平原地區(qū)及湖邊、河岸、水網(wǎng)地區(qū)。