免费文献传递   相关文献

广西特有植物瑶山苣苔的濒危原因及保护对策



全 文 :生态环境 2008, 17(5): 1956-1960 http://www.jeesci.com
Ecology and Environment E-mail: editor@jeesci.com
基金项目:国家林业局自然保护区研究中心项目(NO.460-8101);宜昌市科技局重点攻关项目(NO. A06209)
作者简介:王玉兵(1977-),男,讲师,博士研究生,从事植物多样性保护研究。E-mail: wybingkm@sina.com
收稿日期:2008-05-13
广西特有植物瑶山苣苔的濒危原因及保护对策
王玉兵 1,2,梁宏伟 1,陈发菊 1,3,覃康平 4,莫耐波 4
1. 三峡大学生物技术研究中心,湖北 宜昌 443002;2. 南京林业大学森林资源与环境学院,江苏 南京 210037;
3. 北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;4. 广西壮族自治区金秀老山林场,广西 金秀 545004

摘要:瑶山苣苔(Dayaoshania cotinifolia W.T.Wang)是苦苣苔科多年生草本植物,为国家Ⅰ级重点保护野生植物。在 2004—2006
年对瑶山苣苔资源现状、生物学和生态学特性调查的基础上,探讨了瑶山苣苔的濒危原因及解濒措施。结果表明,人为原因
是导致瑶山苣苔濒危的最主要原因;其次是昆虫对瑶山苣果实的捕食显著减少了种子数量;第三,瑶山苣苔固有的生物学特
性限制其种群数量增加。为更好的保护瑶山苣苔,作者建议采用就地保护策略,即建立金秀老山自然保护区独木桥和青年工
区两个瑶山苣苔保护点,有效地保护该种群及其分布生境;同时加强瑶山苣苔的科学研究,实施迁地保护。
关键词:瑶山苣苔;特有植物;濒危原因;保护对策
中图分类号:Q176 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)05-1956-05
苦苣苔科(Gesneriaceae)全世界有 150属,
3 700余种,分布于亚洲东部和南部、非洲、欧洲
南部、大洋洲、南美洲至墨西哥的热带至温带地
区,中国已知有 58 属 463 种,其中 27 属 375 种
为中国特有种,半数以上为狭域种,苦苣苔科植
物多数种类具有重要的观赏价值、药用价值和科
研保护价值[1-2]。瑶山苣苔(Dayaoshania cotinifolia
W.T.Wang)是 1983 年由王文采命名发表的瑶山苣
苔属植物新种,为中国广西特有植物(图 1)[3]。
由于其居群数量少,分布范围狭窄,并受人为活动
的影响,其种群数量和分布面积急剧减少。在 1999
年国务院颁布的《国家重点保护植物名录》(第一
批)中被列为国家 I 级重点保护野生植物,被《中
国物种红色名录》(第一卷,2004)定为极危种
(Critically Endangered)[4]。瑶山苣苔是苦苣苔科较
原始的种,具有较高的科研价值和经济价值[5],由
于资源数量分布极其有限,生境特殊,其基础生物
学研究近乎空白,更谈不上对濒危机制的探讨。为
了拯救这一我国特有的珍稀濒危植物,保护其种质
资源,2004—2006年我们对其地理分布和资源现状
进行了实地调查研究,并在此基础上对瑶山苣苔的
濒危机制进行了探讨,以期为瑶山苣苔的保护提供
理论依据和实践指导。
1 分布区的自然概况及分布现状
广西金秀老山自然保护区是目前瑶山苣苔仅
存的分布区,位于广西壮族自治区来宾市金秀瑶族
自治县境内,地理坐标为 109°54′—110°15′E、23°43′
—24°09′N,面积约为 8 875 hm²。保护区地处大瑶
山的中部至西南部,属中山地貌,境内最低海拔 300
m,最高海拔为 1 643.3 m,垂直高差 1 343.3 m,一
般相对高差 400~700 m。保护地处中亚热带和南亚
热带的过渡带上,加之保护区地形复杂、森林广布,
具有明显的山地气候特征,即冬暖夏凉,阴雨天多,
日照少、湿度大。据金秀瑶族自治县多年气象资料,
该地区年平均气温 17℃,最热月 7月平均气温 21.7
℃,最低月 1月平均气温 13.8 ℃,年日照数 1 268.6
h,>10 ℃的年积温 5 233.9 ℃,年无霜期 283 d,年
均降雨量 1 824 mm,年蒸发量 1 203 mm,相对湿
度 83%。地带性土壤为赤红壤,随着海拔的升高,
依次出现山地红壤-山地黄红壤-山地黄壤-山
地漂灰黄壤。在植被分区上,金秀老山自然保护区
属于中国—日本森林植物亚区核心部分的华南地
区,地带性植被为南亚带常绿阔叶林。
根据采集记载,钟济新于 1932 年在原广西蒙

图 1 瑶山苣苔形态
Fig. 1 Morphology of Dayaoshania cotinifolia

王玉兵等:广西特有植物瑶山苣苔的濒危原因及保护对策 1957
山县古仆村云徙山(现金秀县共和村古仆屯)首次
采到瑶山苣苔标本,现存放于广西植物研究所标本
馆(IBK)(采集号为 90913);大瑶山综合考察队
和覃德海于 1981 年在金秀老山林场的青年工区和
独木桥采到标本(大瑶山综合考察队 10930,覃德
海 64865),并发表新种。但因近年来大面积种植杉
木(Cunninghamia lanceolata)和八角( Illicium
verum),瑶山苣苔耐以生存的生境遭到破坏,在古
卜屯和青年工区分布的瑶山苣苔已濒于绝灭,到目
前为止,瑶山苣苔一直没有发现新的分布点。据
1999年广西珍稀植物调查统计,瑶山苣苔分布面积
约 0.2 hm2,株数约 9 600株。由于原分布点不在大
瑶山国家级自然保护区的管理范围内,人为活动对
其原生境造成一定破坏,影响其种群生存与延续,
目前已十分稀少[5]。根据 2004—2006年实地全面调
查(实地调查和访问相结合,最大限度的发现瑶山
苣苔),调查结果表明,在瑶山苣苔种群数量已经
明显减小,目前数量在 1 000株左右,减少了近 90%
左右。调查中还发现瑶山苣苔大部分种群数量少,
多为 10 株以下的小种群或单株,40 株以上的较大
种群只发现 2个(图 2),特别是在青年工区,瑶山
苣苔破坏更为严重,目前发现不足 100株,且全为
散生小苗,开花结实少。
2 生物学特性及生态学特性
2.1 生物学特性
瑶山苣苔为多年生常绿草本,叶基生,卵形或
近圆形,密被白色短柔毛,聚伞花序 2~8 条,每
花序具 1~5朵花,花冠淡紫色或白色,9月初开始
开花,到 11月中旬花凋落,花期长达 50多天。蒴
果线形,被柔毛,种子小,果期为 10 月下旬至 12
月中旬。
瑶山苣苔植株矮小,多生长于荫湿的环境中。
通常生长于林下岩石上的瑶山苣苔比直接生长在
地上的生活力要强,这可能与瑶山苣苔喜阴湿环
境,加之根系浅,对空气湿度及土壤潜水层的变化
比较敏感有关,而且它们仅适于在散射光环境中生
存,严格依赖于荫湿性森林环境。但瑶山苣苔同其
它附生的苦苣苔科植物一样如何从周围环境中吸
取养分而适应这种生境还有待于进一步研究。
自然条件下,瑶山苣苔开花率较高,约为 70%。
平均每株花序数约为 4个,最高可达 8个,每个花
序平均有 2~3 朵花,最多达 5 朵,但瑶山苣苔的
结果率较低,约为 25%,这可能与瑶山苣苔的传粉
途径有关,因为瑶山苣苔处于林下草本层,目前的
调查资料尚未发现有昆虫为其传粉。但是值得注意
的是,瑶山苣苔果的病虫害相当严重,在果期危害
其种子。在种子成熟期,随机调查 80 个蒴果,其
中被虫危害的果实达 69个,其虫害率达 86.3%(图
3、4)。

图 2 瑶山苣苔种群
Fig. 2 Population of Dayaoshania cotinifolia


图 3 瑶山苣苔的虫害
Fig. 3 Dayaoshania cotinifolia attacked by insect pest


图 4 瑶山苣苔的虫害
Fig. 4 Dayaoshania cotinifolia attacked by insect pest

1958 生态环境 第 17卷第 5期(2008年 9月)
瑶山苣苔果实为蒴果,线形,长 1.8~5.4 cm。
根据种子和果实的大小,每个果实约有种子 1 000~
2 000粒种子,种子极小,呈长椭圆形,千粒重约为
16 mg。由于种子小,种子从果实中释放后追踪调
查困难,因此在自然条件下瑶山苣苔种子萌发过程
很难调查清楚。苦苣苔科植物的种子萌发也不乐
观,萌发要经过一个很长的时间,少则需要几天到
数周,多则几个月[1],瑶山苣苔也是如此。在室内,
将瑶山苣苔的种子用 ρ=500×10-6的赤霉素溶液处理
和不用赤霉素处理的种子进行对比实验,结果表
明,用赤霉素处理过的种子经过 30 d左右的培养后
才能萌发,其萌发率为 60%,而未经过处理的种子
则萌发很少,对其种子的萌发及机理将有待于进一
步的研究。
2.2 生态学特性
根据调查,瑶山苣苔仅分布于金秀老山自然保
护区内,仅有两个分布点。分布点 (Ⅰ 独木桥),在
金秀至罗梦的老路上,集中分布于海拔 900~980 m
的南亚热带常绿阔叶林下。南岭栲(Castanopsis
fordii)、樟叶泡花树(Meliosma squamulata)、五列
木(Pentaphylax euryoides)、马蹄荷(Exbucklandia
populnea)、大叶青冈(Cyclobalanopsis jenseniana)、
亮叶含笑(Michelia fulgens)、木莲(Manglietia
fordiana)等为乔木层的优势种,灌木层以苦竹
(Pleioblastus amarus)、东方古柯(Erythroxylum
sinensis)、单毛桤叶树(Clethra bodinieri)、酸味子
(Antidesma japonicum)、杜茎山(Maesa japonica)、
九节枫(Sarcandra glabra)等为主,草本层以戟叶
圣蕨( Dictyocline sagittifolia)、镰叶瘤足蕨
(Plagiogyria distinctissima)、锦香草(Phyllagathis
cavaleriei)、毛轴线盖蕨(Monomelangium pullin-
geri)、金毛狗(Cibotium barometz)、薹草一种(Carex
sp.)等种类为主。群落种类丰富而复杂,瑶山苣苔
常以伴生种的身份出现群落中。群落总盖度达 95%
以上,其中乔木层郁闭度在 0.7 以上,灌木层盖度
约 40%~60%,草本层盖度 70%~90%。林下潮湿,
地被物丰富,枯枝落叶层厚度达 10 cm。土壤为黄
棕壤,岩石出露少,土层厚 30~100 cm,质地疏松。
瑶山苣苔主要生长于阴湿林下岩石上,常成片聚
生。在瑶山苣分布区的下面,有一小片人工杉木林。
分布点Ⅱ,在青年工区,瑶山苣苔生长于常绿
阔叶林下。乔木层优势树种为鹿角栲(Castanopsis
lamontii)、苦槠(C. sclerophylla)、大叶青冈、马蹄
荷、樟叶泡花树、川桂(Cinnamomum wilsonii)等;
灌木层有酸味子、东方古柯、苦竹、九节枫、竹叶
木姜子(Litsea pseudoelongata)等;草本层有金毛
狗、寒兰 Cymbidium kanran、翠云草(Selaginella
uncinata)等。群落总盖度为 95%,其中乔木层郁
闭度为 0.8,灌木层盖度为 60%,草本层较少,盖
度为 30%。林下比较干燥,枯枝落叶层厚 5 cm,土
壤为山地黄棕壤,岩石裸露,土层厚度 40 cm。瑶
山苣苔生长于林下岩石上,由于林下比较干燥,植
株较小,且生长不良。加之分布点处在当地居民捕
鸟而修的“鸟路”旁边,对瑶山苣苔的影响较大。
3 濒危原因分析
3.1 内部原因
植物种群的规模影响着种群的生活潜力,种群
规模小是种群趋向濒危的特征之一。小种群的数量
少,其自身的数量变化随机性大,而且易受环境的
波动、灾害和遗传漂变等随机因素的影响,所以灭
绝率较高。有研究表明,小种群容易产生自交和退
化,其遗传漂变几率的增加将导致种群遗传多样性
降低,自然选择作用会随着小种群遗传多样性下降
而减弱,从而增大了其遗传的不稳定性,使种群逐
渐失去适应能力[6-7]。目前瑶山苣苔分布区极其狭
小,种群分布现状必然引起种群间基因交流少,近
交程度大,有效种群范围缩小,加之其主要生长于
林下岩石上,当环境条件变化时,导致其生境十分
脆弱,种群生长不良,而处于极度濒危的状态甚至
灭绝。
王印政等研究尖舌苣苔族(Klugieae)物种灭
绝速率时发现,进化水平较低即系统发育上比较原
始的类群,其居群灭绝速率往往较高,进化水平较
高即系统发育比较特化的类群,其居群绝灭速率则
低[8]。瑶山苣苔的雄蕊着生于花冠近基部,花药二
室平行,不叉开,是苦苣苔科较原始的种[9],这也
可能是瑶山苣苔濒危的原因之一。
瑶山苣苔种子每年 11月份中旬成熟,种子小,
其果实长度不足 1 mm,千粒重约为 16 mg。大部分
苦苣苔科植物种子萌发大都需要几个月的时间,瑶
山苣苔种子成熟后,要经过一个寒冷的冬季(当地
极端最低温可达-4.8 ℃)才能萌发,严重影响了种
子的生活力,从而导致萌发率降低。在野外调查中
发现,在瑶山苣苔群落较大的种群附近,很少见到
瑶山苣苔的幼苗这就是很好的见证,这可以从野外
观察得到证实。
3.2 外部原因
外部原因包括自然原因和人为原因,其中人
为原因是导致其濒危的最主要原因。长期以来,
大面积的天然林被砍伐,资源被过度开发利用,
环境问题日益突出等都使不少稀有物种濒临灭
绝。瑶山苣苔也不例外,20世纪 30年代瑶山苣苔
在古仆屯有分布,但因近年来大面积种植杉木和
八角,瑶山苣苔耐以生存的生境遭到破坏,使瑶
王玉兵等:广西特有植物瑶山苣苔的濒危原因及保护对策 1959
山苣苔已濒于绝灭。
病虫害也是瑶山苣苔濒危的原因之一,瑶山苣
苔的虫害相当严重,主要危害部位是花、果实和种
子。花期主要危害其花序梗,导致结果率降低。在
种子成熟期,其果实虫害率达 86.3%,严重影响了
瑶山苣苔的结实率。害虫为鳞翅目的蛾类,其幼虫
在果期危害种子后并在蒴果上吐丝结茧,将整个果
实包裹住,严重影响了种子的传播(图 3、图 4)。
灾害性天气也对瑶山苣苔的生存产生不利影响,据
调查统计,在 2008年 1—2月的冻害期间,瑶山苣
苔遭到很大程度的破坏,直接被冻死的达 100多株。
瑶山苣苔为多年生常绿草本,对生长基质有较
严格的专一性[10],生活在较阴湿的岩石上,对空气
湿度和土壤水分需求都有一定的要求,加之瑶山苣
苔生长于林下草本层,植株矮小,在与其它草本竞
争中难以取得优势地位,往往导致更新困难,种群
数量难以得到有效补充,使种群数量下降。
4 保护对策与建议
(1)增加投入,就地保护
与其他保护方式相比,自然保护区在生物多样
性保护中有着更多的优越性,如能保护足够大的种
群和完整的种群结构,能够提供物种生存和自然进
化的场所,并能使基本的生态过程和生命系统得以
维持等[11],就地保护是保存种质资源的最有效的手
段。金秀老山自然保护区的前身是金秀老山国营林
场,林场经济困难,没有设立专门的保护机构和配
置专门的管理人员,更没有专门的保护经费对珍稀
濒危植物进行保护,再加上管理手段和设施落后,
保护工作难已开展,为此,建立自然保护区是当前
最首要的任务之一。目前金秀老山林场已申报广西
自治区级自然保护区,通过建立保护区,增加保护
投入,提高管理水平,有计划、有步骤的发展扩大
保护范围,以保护更多的珍稀濒危植物。当前最有
效的办法是在金秀老山自然保护区内的独木桥和
青年工区建立两个瑶山苣苔保护点,明确重点保护
范围,对其及生境进行重点保护。
(2)开展迁地保护研究,扩大瑶山苣苔的种群
数量和分布范围
迁地保护是保护和拯救珍稀濒危物种及其自
然居群的重要手段之一,不仅可使不同的居群放置
到一起保护,降低保护成本,而且还可以创造适宜
条件,建立新的人工居群,另外也便于进行系统学、
分类学和育种学研究。鉴于瑶山苣苔的濒危现状,
有必要对瑶山苣苔进行迁地保护。通过对原生地和
引种地瑶山苣苔的生长动态、生境动态和自然更新
状况进行定位观察对比研究,并监测其生长发育规
律,把经过迁地栽培的人工种群再引种到瑶山苣苔
原来适合的自然生态系统中或适合它们生存的环
境中,以增加种群数量,增强瑶山苣苔在群落中的
群体作用,从而避免其在原生环境中的灭绝,逐步
达到瑶山苣苔种群恢复的目的。
(3)加强瑶山苣苔的科学研究
到目前为止,针对瑶山苣苔的研究较少,因此
应加强对瑶山苣苔生物、生态学特性,特别是其繁
殖特性的深入研究,为瑶山苣苔解濒提供技术支
持。鉴于瑶山苣苔具有重要的药用价值,加强其药
理成份研究,同时利用生物工程技术开展瑶山苣苔
的快速繁育,有计划、有步骤的引种栽培,扩大瑶
山苣苔的种植面积,以利于瑶山苣苔的资源扩大,
这样既可使瑶山苣苔野生资源得到很好的保护,又
可以充分发挥其多种经济用途,创造良好的经济效
益,使保护和利用紧密结合。

参考文献:
[1] 李振宇, 王印政. 中国苦苣苔科植物[M]. 郑州: 河南科学技术出
版社, 2004: 118-119.
Li Zhengyu, Wang Yinzheng. Plants of Geseneriaceae in China[M].
Zhenzhou: Henan Science and Technology Publishing House, 2004:
18-119.
[2] 王文采, 潘开玉, 张志耘. 中国植物志(第 69卷)[M]. 北京: 科学出
版社, 1990: 271-273.
Wang Wencai, Pan Kaiyu, Zhang Zhiyun. China Flora (Vol. 69)[M].
Beijing: Science Press, 1990: 271-273.
[3] 王文采. 苦苣苔科二新属[J]. 植物分类学报, 1983. 21(3):319-324.
Wang Wencai. Duo genera nova Gesneriacearum e Sina[J]. Acta Phy-
totaxonomica Sinica, 1983. 21(3):319-324.
[4] 汪松, 解焱. 中国物种红色名录(第 1 卷): 红色名录[M]. 北京: 高
等教育出版社, 2004.
Wang Sing, Xie Yan. China Species Red List (Vol. 1): Red List[M].
Beijing: Higher Education Pressing, 2004,
[5] 刘演. 广西苦苣苔科濒危植物的现状[C]//中国植物学会. 中国植物
学会七十周年年会论文摘要汇编, 北京: 高等教育出版社, 2003:
484-485.
Liu Yan. Endangered Plant Situation of Gesneriaceae in Guangxi[C].
//Botanical Society of China. Abstracts of the Papers presented at the
70th Anniversary of the Botanical Society of China, Biejing: Higher
Education Pressing, 2003: 484-485.
[6] 陈小勇. 生境片断化对植物种群遗传结构的影响及植物遗传多样
性保护[J]. 生态学报, 2000, 20(5): 884-892.
Chen Xiaoyong. Gene flow of plants and its role in the conservation of
endangered plants[J]. Acta Ecologica Sinica, 2000. 20(5), 884-892.
[7] MOLOFSKY J. Population dynamics and pattern formation in theo-
retical populations[J]. Ecology, 1994, 75(1): 30-39.
[8] 王印政, 傅德志, 彭华. 一个孑遗类群; 尖舌苣苔族(Klugieae)物种
的居群绝灭速率及其指示意义 [J]. 生物多样性 , 1999, 7(3),
214-219.
Wang Yinzheng, Fu Dezhi, Peng Hua. Population extinction rates of
species in a relict group—Klugieae, with special reference to its phy-
logeny and the destruction degree of its habit[J]. Biodiversity Science,
1960 生态环境 第 17卷第 5期(2008年 9月)
1999, 7(3): 214-219.
[9] 王文采 . 苦苣苔科一原始新属[J]. 植物分类学报 , 1981, 19(4):
485-489.
Wang Wencai. Genus novum primitiveum Geseriaceaerum e Sina[J].
Acta Phytotaxonomica Sinica, 1981, 19(4): 485-489.
[10] 韦毅刚, 钟树华, 文和群. 广西苦苣苔科植物区系和生态特点研究
[J]. 云南植物研究, 2004, 26(2): 173-182.
Wei Yigang, Zhong Shuhua, Wen Hequn. Studies of the Flora and
Ecology Gesneriaceae in Guangxi Province[J]. Acta Botanica Yun-
nanica, 2004, 26(2): 173-182.
[11] 龚洵, 武全安, 张启泰. 自然保护区在保护生物多样性中的作用和
意义[J]. 广西植物, 1993, 13(4): 359-366.
Gong Xun, Wu Quanan, Zhang Qitai. The Function and Significance
of Reservation in the Conserving Biological Diversity[J]. Guihaia,
1993, 13(4): 359-366.

The endangered causes and protecting strategies for Dayaoshania cotinifolia,
a endemic plant in Guangxi

Wang Yubing1, 2, Liang Hongwei1, Chen Faju1, 3, Qin Kangping4, Mo Naibo4
1. Biotechnology Research Center of China Three Gorges University, Yichang 443002, China;
2. College of Forest Resources and Environment Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China;
3. College of Biological Science and Biotechnology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
4. Laoshan Forestry Station of Jinxiu in Guangxi Zhuangzu Autonomous Region, Jinxiu 545004, China

Abstract: Dayaoshania cotinifolia W. T. Wang is perennial of the Gesneriaceae. Because of limited population size and significant
scientific research value, it is listed in the first class key protected wild plants of China as well as in China Species Red List. Basing
on field investigation on habit quantity, biological and ecological characteristics of D. cotinifolia from 2004 to 2006, the causes of
endangerment were examined and methods of changing the endangered status and refraining from extinct were proposed as well. The
endangered causes of D. cotinifolia are as follows: (1) The environment in which D. cotinifolia distributed had been destroyed inten-
sively from the human disturbance. (2) High insects’ predation pressure make the seeds of D. cotinifolia reduced extremely. (3)The
inherent biological characteristics of the species itself inhibited the population growth and dispersal. Based on the present population
size and endangering causes of this species, establishing the reserve spot in two areas of Laoshan Natural Reserve in Jinxiu, solo
wooden bridge and youth working, would be the most effectively method to protect the D. cotinifolia population as well as the whole
environment. Meanwhile, scientific research and ex situ conservation also should be further need and strengthen.
Key words: Dayaoshania cotinifolia; endemic plant; endangered causes; protecting strategies