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A Floristic Study of Some Rare and Threatened Orchids in Baotianman Nature Reserve

宝天曼自然保护区几种珍稀濒危兰科植物调查研究



全 文 :武汉植物学研究 2003, 21 (5) : 429~ 433
J ourna l of W uhan B otan ica l Resea rch
宝天曼自然保护区几种珍稀濒危兰科植物调查研究
杨玉珍1, 2Ξ , 胡如善2, 孙天洲2, 武玉喧2, 朱聪博3, 房会普3, 杨新芳3
(1. 北京林业大学园林学院, 北京 100083; 2. 河南省南阳农校植物组织培养中心, 河南南阳 473005;
3. 宝天曼自然保护区管理局, 河南内乡 474350)
摘 要: 通过实地调查研究, 对宝天曼自然保护区珍稀濒危野生兰科植物的资源状况进行了概述。根据 2002 年 2
月至 2003 年 2 月六次实地考察结果, 结合 1987 年卢炯林对河南省珍稀濒危植物的调查结果等, 着重对几种原定为
国家级和省级重点保护植物, 如独花兰、大花杓兰、扇脉杓兰、曲茎石斛等的生物学研究意义、地理分布现状及生态
特点进行了较为系统的阐述, 分析了保护区内兰花资源面临的危机。并提出了保护和持续利用兰花资源的几点建
议: (1)保护原地种源, 建立种群保留地, 进行长期观察研究; (2) 加强保护区的管理, 避免物种资源的流失和生态环
境的衰退; (3)采用 3S 技术辅助开展对野生植物的分布、生存环境进行调查和研究; (4) 利用现代生物技术, 建立珍
稀濒危兰花繁殖基地, 进行物种迁地保护; (5)逐步进行可持续开发利用等。
关键词: 宝天曼自然保护区; 珍稀濒危兰科植物; 调查
  中图分类号: Q 948. 5     文献标识码: A      文章编号: 10002470X (2003) 0520429205
A Flor ist ic Study of Som e Rare and Threa tened Orch ids
in Baotianman Nature Reserve
YAN G Yu2Zhen1, 2Ξ , HU R u2Shan2, SUN T ian2Zhou2, W U Yu2Xuan2,
ZHU Cong2Bo 3, FAN G H u i2Pu3, YAN G X in2Fang3
(1. Colleg e of L and scap e A rch itectu re, B eij ing F orestry U n iversity , Beijing 100083, Ch ina;
2. Cen ter of P lan t T issue Cu ltu re, N any ang A g ricu ltu re S chool, N anyang, H enan 473005, Ch ina;
3. B aotianm an N a tu re R eserve A dm in istra tive B u reau, N eix iang, H enan 474350, Ch ina)
Abstract: Som e rare and th reatened o rch ids in Bao t ianm an N atu re R eserve w ere concisely dep ict2
ed. A cco rd ing to the invest iga t ion on the spo t from Feb. 2002 to Feb. 2003, com b ined the p rim a2
ry invest iga t ion and sta t ist ics of L u J ionglin to the H enan P rovince rare and th reatened p lan t in
1987, emphasized on som e key p ro tected p lan ts of nat ion and p rovince class, such as Chang n ien ia
am oena , Cyp rip ed ium jap on icum , Cyp rip ed ium m acran thum , D end robium f lex icau le, and so on,
d iscu ssed of its resou rce situa t ion, geograph ica l d ist ribu t ion, b io logica l characters and eco logica l
su rroundings, and analyzed the crisis of the Bao t ianm an N atu re R eserve o rch id resou rce faced on.
Som e recomm endat ion s fo r con servast ion and expo ita t ion w ere pu t fo rw ard: p ro tect the o rig inal
p lan t and ob serve fo r long period, environm en ta l p ro tect ion, u sing the 32S techn ique supervision
and m anagem en t of the environm en t, u sing mo rden b io logy techn ique to bu lid p ropagat ion base
fo r ex situ con servat ion study on su sta inabale exp lo ita t ion step by step.
Key words: Bao t ianm an N atu re R eserve; R are and th reatened o rch id; Invest iga t ion
  宝天曼自然保护区分布着许多珍稀濒危植物, 不仅是宝贵的种质资源, 且有十分重要的经济意义,Ξ 收稿日期: 2002212218, 修回日期: 2003208205。作者简介: 杨玉珍 (1973- ) , 女, 硕士, 助理讲师, 主要研究方向为园林植物与观赏园艺学研究。通讯作者 (E2m ail: yzyang128@ sohu. com )。
在国际生物多样性保护和植物区域化研究中具有重
要的价值[1 ]。1988 年被国务院批准为国家级自然保
护区, 1992 年宝天曼自然保护区被世界自然基金会
(WW F) 确定为中国自然保护优先领域的A 级自然
保护区, 并于 2001 年 9 月经联合国科教文组织“人
与生物圈计划”(M AB ) 国际协调理事会审议通过,
批准加入世界生物圈保护区网络。1987 年卢炯林曾
对河南省珍稀濒危植物进行过调查研究[2, 3 ] , 1994
年宋朝枢出版有宝天曼自然保护区科学考察集[4 ]。
近十年来, 由于多种原因, 兰科植物资源日趋枯竭,
对宝天曼自然保护区的珍稀濒危兰科植物调查也一
度中断; 因此, 有必要开展这方面的专门研究, 查清
资源现状, 以利于进行科学的保护和恢复种群的结
构和数量。2002 年 2 月至 2003 年 2 月, 我们六次实
地考察了宝天曼几种珍稀濒危兰科植物的生存现
状, 在考察中, 对物种的群落结构、生态环境等进行
了详细的记载与拍照, 并抽样调查群落所处环境的
温湿度, 采样分析其根际土壤酸碱度及有机质含量
等指标, 获取了一系列原始数据, 为宝天曼珍稀濒危
植物的保护和可持续开发利用提供了理论依据。
1 自然环境
宝天曼自然保护区位于河南西南部, 秦岭东段
伏牛山南坡, 是中国北亚热带与南暖温带的分界处,
北纬 33°25′~ 33°33′, 东经 111°33′~ 112°。宝天曼地
质古老、森林茂密、生物丰富、原生植被保护完好, 是
南北过渡带植物种质资源的天然宝库, 有着典型的
生物多样性保护价值。其境内群峰巍峨, 飞瀑流泉,
风光旖旎, 古木参天, 老藤缠绕, 珍稀物种繁多, 南国
风光与北方景色并存。
保护区最高海拔 1 830 m , 最低海拔 360 m , 地
形复杂, 呈现出独特的小气候特征: 年均辐射量
108183 kcalöcm 2, 年均气温 15℃, 最热月平均气温
2718℃, 最冷月平均气温 115℃, 年平均降水量
800~ 1 100 mm 之间, 年平均相对湿度 68% , 无霜
期 210~ 220 d [5, 6 ]。区内立体气候明显, 气温呈垂直
状分布, 空间变化差异大, 热量条件充足, 降水丰沛,
光照适中, 无霜期长, 适于暖温带和亚热带多种植物
的生长发育。
2 兰科植物资源概况
2. 1 丰富的兰科植物资源
宝天曼已知兰科植物有 30 个属, 如天麻 (Gas2
trod ia ela ta )、独花兰 (Chang n ien ia am oena )、杓兰
(Cyp rip ed ium spp. )、石斛 (D end robium spp. )、多
花 兰 ( Cym bid ium f loribund um )、春 兰 ( C.
g oering ii)、蕙兰 (C. f aberi)、建兰 (C. ensikolium )、
白芨 (B letilla stria ta )、斑叶兰 (Goody era spp. )、独
蒜兰 (P leione bu llbocod ioid es)、虾脊兰 (Ca lan the tri2
ca rina ta ) 等丰富的兰花资源[3 ] , 不仅有陆生兰、附生
兰, 而且还有天麻等腐生兰, 充分反映出本区生境的
复杂性和多样性。由于药农过度采挖, 自然繁殖率低
等原因, 使许多兰花的分布越来越少, 曾列入国家珍
稀濒危保护的植物如独花兰, 石斛等[4 ] , 列入省级珍
稀濒危重点保护植物如曲茎石斛 (D end robium
f lex icau le ) , 扇叶杓兰 (Cyp rip ed ium jap on icum )
等[2 ] , 还有许多可供观赏的兰花种类, 处于野生状
态, 目前的生存状况尚未可知, 也许在本区已经或者
快要灭绝, 一些种类的生境至今仍然知之甚少。
2. 2 兰花种质资源面临的危机
(1) 珍稀、濒危兰科植物通常种群小, 种群密度
低, 不具备有效的散布手段, 自我繁衍增殖率低, 易
于灭绝;
(2) 不少种类要求特殊的小生境才能生存, 地
理分布区狭窄, 一旦生境被人类活动等所改变, 就处
于危险的境地, 如石斛;
(3) 多数兰花原种具有较高的药用和观赏价
值, 由于山民、药农、养花猎奇者过度采集、挖掘, 易
于导致和加速其灭绝, 如独花兰、石斛等;
(4)宝天曼作为生态系统交错带, 生境条件多样
化, 抵御不良因素的回旋余地大, 适宜多种兰科植物
生长繁殖; 但同时过渡带的生境对外界干扰又十分
敏感, 全球气候变化、环境污染、杀虫剂的滥用等原
因更易引起一些物种生境的丧失, 使在此分布的许
多兰花种群不断变小, 特别是一些单种属的, 不具备
有效散布手段的兰花, 其濒危程度日益加重;
(5)道路和生态旅游景点的开辟, 造成大环境的
的改变, 加上游人增多后, 随意采挖, 使兰花种质资
源的生存和繁衍受到严重的威胁。
3 主要珍稀、濒危兰科植物及其分布状况
自然条件下, 每一种野生植物都是处在一定的
群落中, 与一定生态环境中的其它物种共存。不同的
地理位置形成不同的地形地貌和不同的生境, 生境
不同, 分布的植物种类也不同。一种植物可能同时分
布在多个生境中, 但大部分处于其典型生境中, 在那
里生长健壮, 分布量多。兰科植物不少种类都要求特
殊的小生境才能生存, 深入调查了解其生物学特性、
034 武 汉 植 物 学 研 究                 第 21 卷  
分布状况、生态特点, 分析其适宜的环境条件, 能够
为保护、繁殖以及引种栽培提供重要的参考依据。
3. 1 独花兰 (Chang n ien ia am oena)
生物学研究意义 独花兰属主要依靠相当缓慢
的假鳞茎增殖来繁衍后代, 一般每年结出 1 个, 新老
更替[7, 8 ]。由于其假鳞茎是治疗疮毒与蛇伤的良药,
群众常采掘全株药用, 破坏极为严重。独花兰是我国
特有的单种属植物, 兰科的原始类型, 在兰科的系统
发育研究有一定的学术意义, 而且又是极具观赏价
值的野生花卉与药用植物, 具有较高的经济价值。由
于其野生资源十分稀少, 曾被《中国植物红皮书》作
为稀有种类收载, 列入第一批中国珍稀濒危植物名
录[4 ]。其花器结构独特, 需要一定大小、力量适宜的
昆虫进行授粉才能完成受精, 由于传粉昆虫的缺乏
而结实困难, 只能依靠生长缓慢的假鳞茎增殖来繁
衍后代。
分布状况和生态特点 独花兰分布在宝天曼海
拔 1 400 m 左右的潮湿溪畔, 瀑布边岩壁下, 常生于
阴坡的青冈2青柞槭2溲疏等为主的落叶阔叶林下,
根际土壤为山地黄棕壤, 经测定含有机质 315% 左
右, 强酸性反应, pH 值 510~ 514。分布区的气候特
点是: 云雾多, 湿度大, 气温较低, 属阴生植物, 喜散
射光, 喜冷凉湿润, 因此对生态环境要求较严, 适生
范围狭窄。当地少见开花, 未见结实。在宝天曼考察
时仅见一处有群落分布。因为独花兰在宝天曼自然
保护区已达到其自然分布区的边缘, 极为罕见, 如不
及时加以保护, 游人践踏及药农采挖, 极易加速其灭
绝。
3. 2 扇脉杓兰 (Cyp rip ed ium jap on icum )
生物学研究意义 杓兰属, 温带地生兰, 当地叫
扇叶兰, 具有极高的观赏和药用价值[7 ]。目前已濒临
灭绝, 被列入省级重点保护植物名录[2 ]。目前在我国
基本上处于野生状态。杓兰类是典型的虫媒传粉植
物, 有效传粉者是体型较小的蜘蛛、鞘翅目昆虫和蜂
类, 由于杓兰生长地冷凉潮湿, 造成传粉媒介的种类
和数量都相对少, 自然结实率很低。主要依靠一定量
的无性繁殖来繁衍种群, 但濒危的原因主要是人类
为经济和观赏目的而进行的灭绝性采挖。
分布状况和生态特点 分布在宝天曼海拔
1 300 m 左右的阴坡上, 生于紫柳2三桠乌药2拳菜为
主的群落下, 根际土腐殖质肥厚, 含有机质 510% 左
右, 根际土壤为山地黄棕壤, 酸性反应, pH 值 510~
515 之间。3 月芽萌动并开始展叶, 4 月中旬开花, 5
月上旬花谢。在宝天曼考察发现 2 个群落, 数量不
多, 其中一片 70~ 80 m 2 的范围内见有 31 棵。扇脉
杓兰在宝天曼的分布极为稀少, 很少见其结实, 主要
依靠地下根茎进行无性繁殖, 伏牛山区已是一些杓
兰种群分布的南界, 目前在此已濒临灭绝, 在扇脉杓
兰 旁 边, 经 常 还 可 以 见 到 有 狭 叶 瓶 儿 小 草
(Op h iog lossum therm a le) , 也是国家重点保护植物。
3. 3 大花杓兰 (Cyp rip ed ium m acran thum )
生物学研究意义 杓兰属, 花色鲜艳, 花型奇
特, 有极高的观赏和药用价值[7 ]。4 月下旬萌芽, 开
花期 6 月上旬~ 6 月中旬。列为省级重点保护植
物[2 ]。
分布概况和生态特点 分布在海拔 1 700 m 左
右的山顶林下, 朝向为西坡, 坡度在 45°左右, 生于
青冈2四照花2铃兰等为主的群落内, 空气冷凉潮湿,
相对湿度在 80% 以上, 通风良好, 根际土腐殖质肥
厚, 含有机质 5% 左右, 土壤为草甸腐殖土, pH 值
415~ 510 之间, 在宝天曼考察仅见一处有零星分
布, 20 株左右, 极为珍稀, 已处于濒危状态。另一处
以前曾有群落分布, 但几次考察均未发现。
3. 4 曲茎石斛 (D end robium f lex icau le)
生物学研究意义 兰科附生植物, 是我国 1986
年新发现的石斛属新种, 主要产于河南省的伏牛山,
宝天曼的特有种, 当地称为金钗, 是省级重点保护的
珍稀濒危植物, 当地人称“宝天曼有三宝, 金钗、天
麻、马蹬草”[9, 10 ] , 其中最宝贵的金钗有“起死回生的
神药”之称, 其茎干后色泽金黄, 形状象古时妇女发
髻上用的钗子, 是价格极其昂贵的地道紧缺药
材[10 ] , 每 500 g 鲜茎当地售价 1 800 元, 其茎曲折弯
曲, 稍粗大, 花色艳丽, 通常开花多, 结果少, 种子细
如粉尘, 种胚存在后熟现象。由于缺乏胚乳组织, 需
与真菌共生才能萌发, 自然条件下发芽率一般不及
5% , 分株是其繁殖的主要方式。
分布状况和生态特点 分布于宝天曼海拔
1 200 m 左右, 局限于山地湿润而又郁闭的原生性
阔叶林中, 以较发达的气根着生于满布苔藓的树干
上或岩石上, 生长地有经过林冠过滤的散射光以及
间或从间隙透入的短暂的直射光斑, 发现株丛一般
生长在阴坡的悬崖峭壁上, 而且在潮湿的峭壁下往
往有一深潭或河流, 在水反射光照射到的地方生长,
生存环境极其险峻, 对生长条件的要求较为苛刻。一
旦森林遭受破坏, 便随着生境的恶化而消亡。宝天曼
自然保护区是多种石斛的自然分布的北界, 因为其
药用和观赏价值很高, 长时期的掠夺性采集及石斛
本身的生境限制, 加之石斛自然繁殖率低, 在保护区
134 第 5 期          杨玉珍等: 宝天曼自然保护区几种珍稀濒危兰科植物调查研究
已濒临灭绝, 现在仅能见到零星株丛。一些过去有分
布的地方, 现在也难觅踪影, 如果这一珍贵物种得不
到及时有效的保护, 很快就会在保护区绝迹。
3. 5 霍山石斛 (D end robium huoshanense)
生物学研究意义 霍山石斛, 当地称川金钗、伏
牛石斛, 主要产于河南西南部 (伏牛山区)、安徽西南
部 (霍山)。很近似于细茎石斛D end robium m on ili2
f orm e, 区别在于本种的茎较短粗, 在基部上方肿胀,
然后向上逐渐变细, 花为白色 (也有淡黄绿色的) , 在
唇瓣靠近喉部有一紫色斑块唇瓣, 唇瓣形状近菱形,
唇瓣中部有白色短毛, 蕊柱足基部黄色, 密生长白
毛。总状花序 1~ 3 个, 具 1~ 2 朵花, 易于区别。
分布状况和生态特点 分布于宝天曼周边海拔
1 000 m 左右的山地林中山谷岩石上和树干上。在
当地农家已经人工栽培成功, 其濒危状况已得到改
善。
3. 6 天麻 (Gastrod ia ela ta)
生物学特征 兰科腐生植物, 宝天曼的第二宝,
具长达 10 cm、粗 5 cm 左右的块茎状根状茎, 花浅
黄色, 花期 6 月。有较高的药用价值。
分布状况和生态特点 在宝天曼海拔 1 500 m
左右有分布, 生于林下和灌丛边缘, 当地已经人工栽
培成功, 其濒危状况已得到改善。
其他石斛如细茎石斛 (D . m on ilif orm e) 当地称
草石斛, 宝天曼周边分布数量较多, 细叶石斛 (D .
hancock i) (大黄草)、河南石斛 (D. henanense) 为新
发现定名的伏牛山区特有种, 当地称小黄草金钗, 也
有一定量的分布。
4 珍稀濒危兰科植物的拯救与保护对策
4. 1 保护好原地种源, 建立种群保留地, 进行长期
观察研究
自然保护区应重视对兰科植物进行保护和研
究, 在分布比较集中的地方设置固定样地, 进行长期
观察研究, 并建立科技档案。由于宝天曼复杂多变的
山地地形和光照、水分、土壤、温湿度等生态因子的
特殊性, 形成了各种独特的小生态环境, 适宜兰科植
物的生长, 而且人为活动较少, 利于各种珍稀植物的
生存发展和生态系统的正常运转。宝天曼自然保护
区的覆盖范围很大, 有许多山民居住, 难以设立人为
屏障, 而且生态旅游线路刚刚开通, 当务之急是加强
宣传其在物种资源等方面的重要意义, 尤其加强对
当地群众和游人的宣传与教育, 在人工繁殖尚困难
的情况下, 首先保护好原地种源, 建立种群保留地,
划出生境保护点, 就地保护, 并设立长期固定观测样
地。对于新发现的珍稀兰花分布地点, 不要详细公
开, 以免引致灭顶之灾。另外, 在保护区应该配备一
支有一定培育和引种水平的科技队伍, 以便不断观
察、分析研究其生长繁衍情况, 及时采取措施。
4. 2 加强保护区的管理, 避免生态环境的衰退和物
种资源的流失
进一步落实有关政策与法规, 严禁在保护区内,
尤其是核心区内的一切盗伐、偷采偷挖、狩猎、旅游
等人为活动, 避免生态环境的衰退和物种资源的流
失。宝天曼自然保护区是我国南北过渡地带以森林
生态系统及珍稀野生动植物为主体的综合性自然保
护区, 维护森林生态系统的正常运转, 发挥其在维持
生态平衡、保护濒危物种和生物多样性等方面的作
用, 是保护区面临的首要任务。
4. 3 采用 3S 技术辅助开展对野生植物的分布、生
存环境进行调查和研究
建立现代的国家森林资源监测体系, 掌握资源
状况及变化情况, 对人迹稀少、常规方法难以调查的
地区, 采用 3S 技术辅助可以为我国珍稀野生植物的
保护提供重要的基础资料, 为生物多样性保护及可
持续利用提供决策依据和技术支持。利用 3S 系统,
通过系列决策模型构建和比较, 为林业宏观决策提
供科学依据, 对一些从生物进化和经济性状角度看
比较重要的濒危物种, 从濒危发生、发展和趋势的外
部和内部机制等方面进行重点研究, 提出减缓和阻
止物种灭绝的技术体系。在保护生物学的基础研究
框架内, 对退化生态系统的恢复与重建机制、自然保
护区的设置与区划、濒危物种迁地保护的生物学基
础、濒危物种的基因储藏机理和技术等进行基础性
研究。
4. 4 利用现代生物技术, 建立珍稀濒危兰花繁殖基
地, 进行物种迁地保护
探索本区珍稀濒危植物的生长发育规律, 掌握
其繁殖育苗、栽培管理技术措施, 尤其是那些在林业
生产及其它经济价值较高的种类, 如兰科的大部分
种类, 通过人为的措施, 扩大其种群, 并为城市园林
绿化观赏提供种苗与栽培管理技术。为了长期和进
一步保护、利用资源, 应逐步进行扩繁技术试验, 传
统的引种繁殖, 往往是到保护区大量连根采挖, 对珍
稀濒危的兰花来说, 破坏性极其危险, 甚至会加速其
灭绝。利用现代生物技术, 进行兰花的组织培养和快
速繁殖, 是国际上比较成熟的方法, 它仅利用极少的
植物营养器官, 不会损害到原有种源; 利用组织培养
234 武 汉 植 物 学 研 究                 第 21 卷  
技术, 建立起繁殖基地, 进行物种迁地保护, 逐步驯
化, 补充原地种群数量, 有助于拯救珍稀、濒危兰花
资源, 同时也是选育优良品种的基础。我们已经与宝
天曼管理处的工作人员一起, 逐步建立宝天曼自然
保护区珍稀、濒危兰花的种子无菌萌发、组织培养等
快速繁殖的技术体系, 并进行人工驯化利用, 将组培
苗返回保护区最适合的自然生境, 让其回归自然, 在
原生境地生长繁殖, 以扩大其种群数量, 更好的进行
珍稀、濒危兰花种质资源的恢复与保护。
4. 5 逐步进行可持续开发利用研究
在不影响珍稀濒危植物生长发育的前提下, 充
分利用植物的再生能力, 研究其枝叶花果采集加工
技术工艺, 研制生产市场需求量日益增长的药材、香
料、保健食品饮料等天然产品。本区珍稀濒危植物在
这方面的潜力很大, 如天麻、石斛等早已在医药保健
方面享有盛誉。
一些具有药用价值的种类, 讲究地道原产, 例如
金钗 (曲茎石斛)等, 其他地方人工繁殖栽培, 其药用
价值就会有很大差别, 通过考察生存条件, 研究繁殖
技术, 将其返回到保护区内特定的区域, 帮助其在自
然环境条件下繁衍生存, 合理采收, 利用当地独特的
山地气候和土壤条件, 变野生为人工栽培, 带动当地
山民生产, 发家致富, 同时实现了拯救珍稀、濒危兰
花资源和开发利用本地特有的资源。这样依靠地域
优势, 可以给当地生产者带来直接的经济效益, 推动
兰花产业的发展, 又具有一定的社会意义。
参考文献:
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生物多样性保护行动计划[M ]. 北京: 中国环境科学
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334 第 5 期          杨玉珍等: 宝天曼自然保护区几种珍稀濒危兰科植物调查研究