全 文 ：农业环境保护 1999 , 18(4):178 ～ 181
Agro_environmental P rotect ion
＊浙江省大型仪器测试基金资助项目 , 实验过程得到
周虞灿、杨玲、邵邻湘、张洁净、周子仙、方芳等老师的帮助 ,
谨致谢意。
收稿日期:1998-08-19
七子花土壤的研究及种质资源的保护＊
刘 鹏 , 徐根娣 , 金静芳 , 周 丽
(浙江师范大学生物系 , 金华 321004)
1 引 言
七子花(Heptacodium minconioides)为
中国特有的珍稀濒危植物 , 属国家二级重点
保护植物 , 先后被列入中国被子植物关键类
群中高度濒危种类和中国生物多样性保护
行动计划中优先保护的物种。七子花是七子
花属(Heptacodium)的唯一种类 , 在系统演
化和植物区系上具有重大的学术价值 , 同时
也具有很高的观赏价值。七子花植物数目极
少 , 分布范围非常狭小 , 目前只间断分布于
安徽的宣城 、泾县及浙江的天台 、金华 、宁波
等少数地区 , 七子花群落仅在天台山 [ 1] 和金
华北山 [ 2] 有小片残留 , 且因其生态环境不断
恶化 , 种子萌发率极低 [ 3] , 种群自然更新困
难 [4 ] , 种群不断变小 , 植株数量急剧减少 , 七
子花的濒危程度日益加重 。若不对七子花进
行系统研究探讨其濒危机制和过程 , 从而对
种质资源进行有效保护 , 该物种可能迅速灭
绝 。模式标本产地 ———湖北兴山七子花的灭
绝(后来未能再发现七子花)就是一例 。
在众多的生物多样性保护措施中通过
扦插繁殖方式扩大濒危物种的数量是一种
有效的保护方法 。我们自 1994年以来一直进
行七子花种质资源保护的研究工作 , 在七子
花扦插繁殖中 [ 5] , 我们发现七子花在北山原
生土壤中进行扦插的成活率高达 90%, 而在
我校植物园土壤中进行扦插 , 虽然其萌根并
不困难 , 但随后的死亡率高达 95%, 因此北
山七子花原生土壤中有可能存在有七子花生
长发育的关键因子。我们通过对七子花原生
土壤和其它土壤进行测定 , 比较和分析这些
土壤的主要物理和化学形状 , 为寻找七子花
的致濒机制及进行大规模繁殖和生产提供科
学依据 ,从而扩大其数量和种群 ,最终解除七
子花的濒危状态 。
2 材料与方法
2.1 土壤样品的采集
在浙江金华北山七子花群落内选择有代
表性的 3个环境 , 在七子花根系附近建立 3
个土壤剖面(A , B和 C), 同时在已进行过扦
插实验的我校植物园也建立一个土壤剖面
摘 要:对七子花的土壤和植物园用于扦插土壤的理化性质进行了比较研究 。结果
表明 ,七子花土壤有机质丰富 , 水分含量较高 , 孔隙度大 , N 、K 、Na 、M n 、M o及速效 N 、P
和 K 含量高 ,而容重 、Ca 、M g 、Sr 、Fe和 Li的含量相对较低 。推测M n 、Mo 及速效 N 、P 、K
是七子花分布的限制因子 。在选择七子花扦插繁殖的土壤时 ,M n 、Mo 的含量应优先考虑 ,
并提出对七子花种质资源进行保护的一些措施 。
关键词:土壤理化性质;种质资源保护;七子花
中图分类号:S 158.3 文献标识码:A 文章编号:1000-0267(1999)04-0178-04
17918卷 4期 农 业 环 境 保 护
(D), 每个土壤剖面按 0～ 20 cm , 20 ～ 40 cm
和 40 ～ 60 cm 三层采集土样 , 将土样自然风
干后 ,研磨后过尼龙筛 ,装入玻璃瓶中备用 。
2.2土壤物理性质的测定
土壤水分测定采用烘干法 [ 6] , 土壤容量
和土壤总孔隙度测定参见文献[ 7 、8] 。
2.3土壤化学性质测定
土壤有机质测定采用油浴加热重铬酸钾
容量法[ 6] ;全氮测定采用开氏法[ 6] ;铵态氮测
定采用扩散法 [ 8] ;硝态氮测定采用酚二磺酸
比色法 [7 ] ;全磷测定采用酸溶-钼锑抗比色
法 [6 ] ;速效磷测定采用碳酸氢钠法与盐酸-
氟化铵法[ 7] ;全钾测定采用火焰光度法[ 7] ,速
效钾测定采用四苯硼钠比浊法 [ 8] ;N a 、Ca 、
Mg 、Zn 、Cu 、Pb 、Fe 、Mn 、Ni 、Cr 采用硝酸-
盐酸-高氯酸消化 , 原子吸收分光光度法测
定;Al 、Mo 、Ba 、Ce 、Li 、Sr 、La采用硝酸-高
氯酸-氢氟酸消化 , 电感耦合等离子发射光
谱(Icp)法测定;pH 值测定采用电位法[ 6] 。
3 结果和分析
3.1 七子花土壤的物理性状
从表 1可知 , 七子花原生土壤的含水率
明显高于植物园扦插的土壤 , 容量低 30%～
40%, 孔隙度高 20%～ 30%, 表明七子花原
生土壤较植物园扦插土壤团粒结构多 , 腐殖
质丰富 , 整个土壤较为疏松和通气 , 透水性
好 ,保水性强 , 有较强的持水能力 ,土壤中水
分 、养分 、空气和热量状况较为协调 , 有利于
七子花发芽出苗 、 根系伸长和水分养料吸
收 , 同时也表明七子花抵抗不良生境 、抵抗
水分和养料胁迫的能力较弱 , 因而大多生活
于较阴湿 ,土壤地质和肥力较好的沟溪边 。
3.2七子花的化学性状
表 2列出了 4个剖面各土层土壤的化学
性状。从各项指标的比较中可以看出 , 北山
七子花生长的土壤偏酸性 ,有机质较为丰富 ,
全 N 、铵态 N 、全 K 、速效 K 、N a、Mn 、Mo 的
含量显著比植物园扦插土壤的含量高 , 而
La 、Mg 、Sr 、Fe 、Li的含量明显较低 , 其余成
分的含量大体相同。北山七子花土壤主要元
素的序列为 Al>Fe>K>Mg >Ca>Na>
Mn>P>N , 而植物园扦插土壤主要元素序
列为 Al>Fe>Ca> Mg > K>N a>P >
Mn>N 。上述结果表明北山七子花土壤中养
分较为丰富 ,肥力水平较高 ,较有利于七子花
的生长和发育 , 这与我们对北山七子花群落
的调查结果[ 2]相一致。北山七子花群落林内
湿润 , 林下腐殖质丰富 , 群落内成层现象明
显 , 除七子花外 , 群落内马尾松(P inus mas-
soniana)、野漆树(Toxicodendron succeda-
neum)、白蜡树(Fra xinuschinensis)、茅栗
(Castenea seguini i)等数量较多 , 这些植物
叶片和凋落物的回归对土壤各成分有明显影
响 , 群落内的物质循环和能量流动对土壤的
结构和理化性状产生显著的改良作用 , 因而
七子花原生土壤的有机质 、氮 、钾及氮磷钾的
有效成分含量明显较植物园扦插的土壤高。
综合上述各剖面土壤物理和化学性状的
分析比较 , 七子花较为适合生长在团粒结构
多 、通气性和透水性好 、保水能力强 、腐殖质
丰富 、N 、P 、K 、Mn 、Mo 的含量较高 、各成分
相互协调的偏酸性土壤中 。
4 讨 论
七子花对外界生境要求较为独特 , 性喜
土壤剖面 A层(cm) B层(cm) C层(cm) D层(cm)
0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60
含水率(%) 8.63 9.06 9.09 4.18 5.46 6.41 6.11 7.35 8.96 3.04 4.07 3.39
容量(mg/m3) 1.14 1.27 1.54 1.19 1.52 1.62 1.23 1.55 1.60 1.59 1.63 1.71
总孔隙度(%) 53.3 50.4 49.1 51.7 48.2 47.8 50.3 44.8 44.1 40.2 36.1 35.4
表 1 七子花土壤和扦插土壤 4个剖面的物理性状
1999年 8月180 农 业 环 境 保 护
表 2 七子花土壤和植物园土壤 4个剖面的化学性状
光 ,但又不能耐强光照和荫蔽 ,抗逆境尤其抗
干旱的能力较弱 , 因而其分布范围非常狭
窄 。比较七子花原生土壤各成分与其它土壤
的异同 , 我们发现七子花土壤中 Mn 、Mo 及
速效 N 、P 、K 较高 , 尤其 Mo 和 Mn的含量
远较一般土壤为高。分析这些元素在植物体
内的生理功能 [ 9] , 我们发现速效 N 、P 、K 都
能显著提高植物对外界环境尤其是逆境的适
应能力 , 而 Mn 和 Mo的许多生理作用都与
N 、P 、K 相联系 , 如它们都参与了 N 的代谢
过程 , Mo 对无机磷合成有机磷有重要影响 ,
Mn 促进 P 的运输和利用等 , Mn 还能加强
植物根系的吸收能力 , 提高植物组织的持水
能力 , 降低蒸腾作用 , 上述这些生理作用对
于抗逆境能力较弱的七子花来说非常重要 ,
因此我们推测土壤中植物的必需微量元素
Mn 、Mo 及速效 N 、P 、K的含量是七子花分
布的限制性因子 。同时 ,我们也认为 Mn 、Mo
含量不够高是导致植物园土壤七子花扦插
成活率极低的重要原因 , 因为对于七子花扦
插枝的成活来说 , P 非常重要 , P 是植物细胞
各器官建立最重要的元素 , 还能促进根系的
发育 , 虽然两种土壤全 P 的含量相近 , 但七
子花原生土壤 Mn 、Mo 含量高 , 非常有利于
土壤剖面 A层(cm) B层(cm) C层(cm) D层(cm)
0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60 0～ 20 20～ 40 40～ 60
有机质(%) 1.43 0.92 0.74 1.22 0.84 0.71 1.19 0.79 0.70 0.81 0.57 0.48
pH值 5.93 5.86 6.57 6.50 6.21 7.06 6.23 6.09 6.98 8.12 8.00 8.50
全N(g/kg) 0.692 0.366 0.217 0.676 0.325 0.215 0.688 0.325 0.204 0.205 0.181 0.179
硝态N(μg/ g) 96.4 42.6 22.7 78.4 38.1 20.6 68.5 36.7 21.3 20.2 6.80 5.70
铵态N(μg/ g) 89.6 45.7 44.6 62.5 43.9 28.6 70.8 41.5 30.6 30.5 20.4 20.3
全P(g/ kg) 0.575 0.563 0.551 0.515 0.519 0.517 0.521 0.534 0.527 0.423 0.304 0.292
速效P(μg/g) 19.2 8.78 6.25 16.8 7.85 6.23 14.50 7.47 6.13 8.15 6.63 6.05
全K(%) 2.31 2.20 1.96 2.29 2.17 1.79 2.17 2.05 1.86 0.872 0.837 0.869
速效K(μg/ g) 161.5 156.3 70.4 157.2 151.5 87.4 159.7 132.1 52.8 98.2 76.7 25.6
Na(%) 0.347 0.304 0.216 0.326 0.273 0.225 0.367 0.264 0.223 0.126 0.165 0.132
Ca(%) 0.385 0.371 0.367 0.325 0.274 0.218 0.436 0.406 0.395 2.37 3.76 3.61
Mg(%) 0.443 0.427 0.381 0.453 0.441 0.394 0.402 0.396 0.374 0.621 0.571 0.554
Fe(%) 2.26 2.15 2.13 2.25 2.14 2.01 2.43 2.40 2.56 2.81 2.86 2.80
Zn(μg/ g) 78.6 77.3 76.8 81.3 77.4 76.7 83.2 78.5 77.3 79.6 84.2 82.5
Mn(μg/g) 1 070 1 120 1 159 1 060 1 130 1 152 1 176 1 152 1 185 420 506 521
Cu(μg/ g) 35.8 21.5 19.7 36.1 18.2 16.7 37.4 23.6 21.5 45.0 39.3 38.2
Ni(μg/ g) 20.4 19.4 19.1 20.6 19.7 19.6 25.4 23.9 23.3 22.2 23.9 38.2
Pb(μg/ g) 39.7 40.2 40.7 38.2 38.6 38.0 38.6 38.7 40.3 22.7 24.1 25.2
Cr(μg/ g) 64.5 61.2 60.6 62.6 60.2 59.4 61.3 59.2 58.9 51.6 53.3 52.8
Al(%) 7.74 7.58 7.35 7.67 7.43 7.21 6.78 6.53 6.37 5.16 5.43 5.37
Ce(μg/g) 97.7 95.6 87.5 95.6 93.4 72.3 89.4 81.3 76.5 67.8 69.2 67.5
S r(μg/g) 60.5 59.7 63.2 61.2 60.7 68.5 69.8 67.2 68.6 98.5 125.4 120.8
La(μg/g) 46.6 45.3 44.2 45.3 45.0 44.3 44.7 43.3 43.4 27.8 28.5 28.9
Ba(μg/g) 408 396 384 416 387 379 395 383 376 373 345 332
Mo(μg/ g) 2.43 2.56 2.49 2.34 2.44 2.41 2.49 2.61 2.62 1.44 1.63 1.63
Li(μg/ g) 28.7 29.5 28.2 29.2 29.9 30.2 30.5 31.2 30.7 41.7 42.3 42.8
18118卷 4期 农 业 环 境 保 护
有机磷的合成 , 有利于磷从地下部分运输到
地上合成器官部位 , Mn 、 Mo 同时也有利于
器官合成中另一重要元素 N 的代谢 。因此 ,
在选择七子花扦插繁殖的土壤时 , 土壤中
Mn 和 Mo的含量应该是优先考虑的因素 。
5 七子花种质资源的保护
七子花极弱的生存力 、不断缩小的分布
范围和日益恶化的生长环境 , 使得对其生物
多样性和种质资源的保护迫在眉睫。我们必
须调动各方面的因素 , 努力抢救和保护濒临
灭绝的七子花种质资源。
5.1加强七子花保护的宣传教育
要充分发挥报刊 、广播 、电视等新闻舆论
的威力 , 向群众宣传七子花保护的重要性和
紧迫性 , 牢记一个物种的灭绝就是生物资源
的绝对消失 ,这种损失是永远不能弥补的 ,同
时 ,介绍七子花的生物学特性 ,使大家可以识
别 ,从而更好地保护七子花 。
5.2加强执法力度 ,与违法行为作斗争
目前在天台山和北山不断有七子花被人
砍伐的事件发生 。针对这种情况 , 一方面有
关部门要制订具体法规制度 ,另一方面 ,对于
违法行为要及时进行严肃处理 , 从根本上杜
绝破坏行为的发生。
5.3利用现代高新技术 ,人工扩大七子花数量
七子花种子萌发率低 ,休眠期长 ,在自然
状态下难以正常繁殖生存 。因此 , 必须对七
子花进行人工繁殖研究 ,大量培育幼苗 ,扩大
种群数量。
5.4积极开展七子花的就地保护
对于目前七子花仅存的群落分布地———
浙江金华北山和天台山可考虑建立七子花
自然保护区 。对于其它地区零星分布的七子
花 ,应建立保护点 , 挂牌和建立围栏 , 进行围
地保护 ,设置专门的档案。
5.5 建立北山七子花迁地保护园
因北山的气候和土壤理化条件较为适
合七子花的生长发育 , 在北山建立一个七子
花迁地保护园 , 将各地处于危险境地的七子花
移植过来 ,进行保护是可行的和非常必要的。
[参 考 文 献]
[ 1] 金则新.浙江天台山七子花群落特征的初步研究[ J] .
广西植物 , 1996;16(1):25～ 34.
[ 2] 刘 鹏等 .浙江北山七子花群落研究.见:严力蛟.
生态研究与探索[M ] .北京:中国环境科学出版社,
1997:155～ 156.
[ 3] 王诗云等 .湖北及其邻近地区珍稀濒危植物保护的
研究[ J] .武汉植物学研究 , 1995;13(4):354～ 368.
[ 4] 金则新 .浙江天台山七子花种群结构与分布格局研
究 .见:朱军 .生命科学研究与应用[ M ] .杭州:
浙江大学出版社 , 1996:276～ 279.
[ 5] 徐根娣,刘 鹏 , 厉 萍 .七子花种质资源保护方法探
索 .浙江师大学报(自然科学版), 1998;21(1):71～ 76.
[ 6] 李酉开 .土壤农业化学常规分析方法[M ] .北京:科
学出版社 , 1980.
[ 7] 中科院南京土壤研究所 .土壤理化分析[M ] .上海:
上海科学技术出版社 , 1980.
[ 8] 南京农学院 .土壤农化分析[ M] .北京:农业出版社 ,
1982.
[ 9] 何念祖 ,孟赐福 .植物营养原理[ M] .上海:上海科学
技术出版社 , 1987.
作者简介:
刘 鹏 , 男 , 1965年出生 , 浙江师大生物系副教授 , 现
为浙江农业大学环境与资源学院土化系在职博士生。从事
植物生态、植物区系、生物多样性保护、植物营养与施肥研
究 ,公开发表有关论文 60余篇。
Studies on the So il of Heptacodium Minconioides and Its Conservation of Germ Plasm Resources. LIU Peng et al.
(Biology Departmen t , Zhejiang Norm al Universi ty , Jinhua), Agro_env ironmenta l P rotect ion , 1999;18(4):178～ 181
Abstract:Comparative s tudies on the physical and chemical p roper ties of Heptacodium m ico nioides soi l and the
botanical garden soi l which was used for rep roduct ion of cu t ting show that in H.m inconioides soil , to tal porosity , th e
contents of o rg an ic m atter , water , total N , total P , total K , total Na , total M n , total Mo , avai lab le N , olsen-P and
avai lable K are h igher;bu lk densi ty , the contents of total C a , total Mg , to tal S r , total Fe and total Li are low er.We
infer that the co nten ts of Mn , Mo , avai lab le N , olsen-P , available K in soil are the limiting fato r of th e dist ribu tion o f
H.Minconioides.When we select soil for reproduction of cut t ing of H.minconioides , the con ten ts of M n and Mo mus t be
the m ost important facto r to be co nsidered.Some measures abou t how to conserve germ p lasm resou rces o f
H.m inconioides are put forw ard.
Key words:physical and chemical p roperties of soi l , conservat ion of germ plasm resou rces , hep tacodium m inconioides