全 文 :第 42 卷 第 1 期
2016 年 3 月
内 蒙 古 林 业 科 技
Journal of Inner Mongolia Forestry Science & Technology
Vol. 42 No. 1
Mar. 2016
收稿日期:2016-02-16
基金项目:内蒙古自然科学基金项目(2015MS0341)资助
作者简介:安慧君(1962 -),女,内蒙古通辽人,博士,教授,主要从事 3S技术应用与资源监测评价方面的研究。
东北岩高兰及其生态适应性初探
安慧君,德永军,张智杰,王 冰,王 飞
(内蒙古农业大学 林学院,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘 要:东北岩高兰是珍稀濒危植物,也是药用植物,为大兴安岭北部林区最高级别的国家二级保护植物。本
文通过查阅研究资料和实地考察,对东北岩高兰的分布、形态特征及其对环境的适应、繁殖、对小生境空间异
质性的适应性等方面进行了总结和论述,以期为进一步研究东北岩高兰的生物生态学特性及保护等提供参
考。
关键词:东北岩高兰;分布;形态特征;繁殖;适应性
中图分类号:S718. 45 文献标识码:A 文章编号:1007-4066(2016)01-27-03
Preliminary Exploration of Empetrum nigrum var. japonicum and Its Ecology Adaptation
AN Hui - jun,DE Yong - jun,ZHANG Zhi - jie,WANG Bing,WANG Fei
(College of Forestry,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China)
Abstract:As the second focused protection wild plant of China in the Greater Xing’an Mountains,Empetrum nig-
rum var. japonicum is not only a rare and endangered plant,but also a medicinal plant. Through researching data
and field investigating,we get summaries and discusses about some aspects of Empetrum nigrum var. japonicum,
including the distribution,morphological characteristics,adaptation of environment,reproduction and adaptation of
microhabitat space heterogeneity,in order to offer references for the further research of the bio - ecological charac-
teristics and protection of Empetrum nigrum var. japonicum.
Key words:Empetrum nigrum var. japonicum;distribution;morphological characteristics;reproduction;adapta-
tion
东北岩高兰(Empetrum nigrum var. japonicum)
是内蒙古 47 种珍稀濒危保护植物中 2 个环北极种
之一[1],为大兴安岭北部林区最高级别的国家二级
保护植物,在中国岩高兰科岩高兰属仅有该变种,属
北极、高山植物区系成分[2],在研究植物区系、植物
地理和植物系统发育等方面有一定科学价值。作者
查阅了国内对东北岩高兰研究的相关文献,提及该
名称的仅有不足 30 篇,主要集中于对其形态学的描
述、化学成分及生药学和药理作用研究[3 - 7]、分布地
及植物群落特征和利用价值[8 - 12]等,可见它不仅在
食用、药用和园林美化树种等资源开发利用方面具
有重要价值,而且对研究大兴安岭森林植被具有重
要意义。该种虽为大兴安岭北部林区国家二级保护
植物之一,且为药用植物,但对其进行生态学方面深
入的研究却十分少见。由于建国后对兴安岭北部原
始森林大量采伐、林下植物利用等人为干扰因素增
强,它的生存越来越受到严重的威胁,如不进行种群
生态学方面的基础研究,在掌握种群繁衍基本规律
的基础上加以保护,或许会在我国大兴安岭北部林
区灭绝。因此作者通过查阅文献,结合初步考查,就
东北岩高兰相关生物学、生态学问题进行初步探讨。
1 东北岩高兰的分布
根据文献报道,东北岩高兰在大兴安岭北部林
区、长白山均有分布[2,8 - 14]。东北岩高兰是中生植
物,喜酸植物[14];它具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、喜光及
抗风等特性,常生于树木稀少的偃松丛旁或小片生
于落叶松疏林下或石隙间,在我国分布区域狭窄,数
量甚微[11]。
作者于 2014 年、2015 年夏在内蒙古自治区大
兴安岭北部林区对该种进行考察,在汗马国家级自
然保护区、阿龙山林业局(奥克里堆山)、满归林业
内 蒙 古 林 业 科 技 第 42 卷
局(高地林场、白马林场)、莫尔道嘎林业局均有成
片分布。在这些地区,东北岩高兰主要生长在山地
碎石地带或落叶松(Larix gmalinii)、樟子松(Pinus
sylvestris var. mongolica)、偃松(Pinus pumila)疏林
下及林缘,在碎石岩隙中可与越桔(Vaccinium vitis -
idaea)共存,在疏林下及林缘多与越桔、杜香(Ledum
palustre)、兴安圆柏(Sabina davurica)、西伯利亚刺
柏(Juniperus sibirica)等共存。另有苔藓、地衣类与
其共生,见图 1、图 2(2015 年 8 月 20 日摄于白马林
场)。
图 1 碎石地带石隙间生长的东北岩高兰
Fig. 1 Empetrum nigrum var. japonicum grown
in stone gap in stone zone
图 2 疏林下及林缘生长的东北岩高兰
Fig. 2 Empetrum nigrum var. japonicum grown
under open forest and in forest edge
东北岩高兰生长地属我国北部寒温带针叶林
区,气候寒冷,极端低温可达约 - 52℃,冬季严寒季
节长,植物生长期短,年降水量 400 ~ 550 mm;生长
地林下土壤层薄或仅在岩石缝隙间有少量土;生境
恶劣造就了该种具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、喜光等特
性。
2 东北岩高兰的形态特征及其对环境
的适应性
东北岩高兰是岩高兰科岩高兰属的仅有 1 个变
种,其主要的形态特征为:常绿匍匐状小灌木,高一
般为 20 ~ 50 cm;分枝多而稠密,幼枝多少被柔毛、
且常下倾或水平伸展;叶条形无柄、较小,长 4 ~ 5
mm,宽 1 ~ 1. 5 mm;花单性,雌雄异株,1 ~ 8 生于上
部叶腋,无花梗;子房近球形,花柱极短,柱头辐射状
6 ~ 9 裂;果近球形,径约 5 mm,为肉质多浆核果,有
2 至多个分果核,每个分果核有 1 个种子,果成熟时
紫红色至黑色。花期 6 ~ 7 月,果期 8 月[13,14]。
植物的形态特征是对其原生地气候条件长期适
应的结果。一般认为在寒冷生长期短的气候条件下
分布的常绿灌木,如东北岩高兰,通常是为了节约新
叶长出的时间,只要春天一到,天气变暖,就可以立
即进行光合作用,使整个生命周期顺利完成的一种
环境适应。东北岩高兰、兴安圆柏、西伯利亚刺柏、
越桔等在寒温带林下或林缘或高山石质山地岩隙间
形成建群种,可能是由于其匍匐状生长,在匍匐茎上
形成不定根,以适应薄层土壤或石隙间的少量堆积
土。东北岩高兰叶型小,为细叶型,叶面积大大缩
小,一旦定居,局域盖度高以适应严寒对植物造成的
生理干旱[15]。正如绵刺(Pataninia mongolica)、臭
柏(Sabina vulgaris)等匍匐状小灌木在干旱荒漠地
区形成建群种,是对干旱、沙埋的适应一样[16,17],植
物在长期的严酷环境中生存,形成了应对极端环境
的某些形态特征及生物学特性。组成植物以小叶型
植物种类最多,微叶型、细叶型、鳞叶型植物增多,并
且盖度很大,反映出组成植物的叶面积大大缩小,以
适应严寒对植物造成的生理干旱。
3 东北岩高兰的繁殖及对小生境空间
异质性的适应性
植物对其生长地特殊且丰富的小生境有明显的
适应性,主要表现在两个方面,一是丰富的小生境类
型为不同生态适应性的植物提供各自需求的生存环
境;二是许多具有匍匐茎的植物能够充分利用这些
小生境的空间分布格局开拓自己的生存空间,由此
适应生境资源分布的空间异质性[18]。关于这方面
的研究,刘长成等[19,20]对喀斯特常见的藤本植物如
地果(Ficus tikoua)等研究表明,地果在有湿润土壤
的斑块产生不定根来吸收水分和养分,匍匐生长的
茎叶蔓延到石质化的周边广阔区域进行光合作用,
分株之间通过生理整合而共享所获资源,当母株受
到干旱胁迫时,克隆整合促进位于水分条件较好生
境中的子株生长大量不定根,从其所在土壤斑块中
获取水分,使其从短暂干旱胁迫中恢复过来并对干
旱胁迫下的母株进行光合补偿。
东北岩高兰有两种繁殖方式,即有性繁殖和无
性繁殖(克隆生长)。一般认为,有性繁殖是对生存
在多变和易遭不测的环境的一种适应;无性繁殖是
以母株的营养器官进行繁殖,在自然条件下无性繁
殖的方法有分株和压条;无性繁殖在进化选择上的
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第 1 期 安慧君,等:东北岩高兰及其生态适应性初探
一个重要优越性是能迅速增殖,是对开拓暂时性新
栖息地的一种适应方式[21]。根据目前的研究文献,
东北岩高兰果实 8 月成熟后不易落果,翌年春季冰
雪融化后,植株上仍可见部分果实存在[8],也有报
道其天然种子繁殖更新困难,在未分解的枝叶中可
以找到前几年未腐烂的果实[22],说明其有性繁殖困
难。该种主要靠根茎扩展进行无性繁殖(克隆生
长),一般一丛(株)可覆盖 2 ~ 3 m2 的面积[22]。国
外关于岩高兰的研究较多,认为岩高兰具有横走的
茎及根,丛生成片,只有少数植物与其共生,其无性
繁殖方式是岩高兰在生态系统中定居之后扩大其种
群的主要策略[23]。
根据野外考察中的观察,当东北岩高兰在适宜
的生境中定居后,定居环境如为疏林薄土层,其产生
的不定根在湿润土壤的斑块中吸收水分和养分,匍
匐生长的茎叶会延伸到石质化的周边区域,进行光
合作用;定居环境如为石隙间,其产生的不定根在石
隙间堆积的土壤中吸收水分和养分,匍匐生长的茎
叶一方面沿石隙向上寻求适宜的光环境进行光合作
用,即对光的觅食行为,另一方面匍匐茎最大限度地
占据周边有限的土壤区域,为在有限的土壤环境中
伸出岩隙的茎叶进行光合作用提供最大的养分和水
分需求,这或许是分株之间通过生理整合而共享所
获资源的一种方式。而且其庞大的克隆体对分布地
的土壤具有庇护作用,可防止水土流失。
国外在生态系统水平上研究岩高兰的养分循环
和化学干涉(他感作用),发现一些种类的岩高兰对
生态系统中的种子萌发、树木定居会产生影
响[24 - 28]。模拟亚北极环境对岩高兰生长的影响,说
明具有保守的生长策略,例如生长缓慢,对外界环境
变化不敏感,但对机械干扰和火烧非常敏感,在北
极、亚北极极高山地区,岩高兰可作为顶级植被的一
部分在未干扰区占优势[29]。
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