国家一级重点保护野生植物伯乐树的迁地保护技术研究

乔 琦, 邢福武, 陈红锋, 刘东明

( 1. 河南科技大学 农学院，河南 洛阳471003； 2. 中国科学院华南植物园，广东 广州510650 )



国家一级重点保护野生植物伯乐树的迁地保护技术研究

乔 琦1,2, 邢福武2, 陈红锋2, 刘东明2

( 1. 河南科技大学 农学院，河南 洛阳471003； 2. 中国科学院华南植物园，广东 广州510650 )

伯乐树(BretschneiderasinensisHemsl.)，是我国特有的单种科植物和国家一级重点保护野生植物。作为第三纪孑遗植物在研究被子植物的系统发育和古地理、古气候等方面具有重要科学价值。本研究根据广东省的气候、土壤和地理等资料，在中国科学院华南植物园、从化种植基地和东莞市大岭山森林公园等地分别建立了伯乐树的引种栽培和迁地保护基地，通过分配种苗、定期监测和精心管理，为长期监测和保育伯乐树提供了必要的技术支撑和研究平台。研究结果表明迁地保护的基地应选在伯乐树的分布区附近，与原生境物候相似；合理的水肥管理可显著提高更新幼苗对胁迫环境的抗性和成活率。至2014年，华南植物园的植株株龄已达17年，共计9株，东莞市大岭山森林公园的植株株龄已达6年，约计2 000余株，均已经发展到幼树阶段，说明伯乐树的迁地保护获得初步进展。

伯乐树；国家一级重点野生保护植物；迁地保护

伯乐树(Bretschneiderasinensis)，多年生高大木本植物，系我国特有分布的单种科植物，在研究被子植物的系统发育和古地理、古气候等方面都具有重要的科学价值[1]。该种零星分布在长江以南各省区的山区地带，但因长期以来破坏严重，天然更新困难，处于珍稀濒危的境地，被列为濒危植物[3]、国家一级重点保护野生植物[4]和国家一级珍贵树种[5]。目前国内外关于伯乐树的研究报道目前限于系统发育[6-10]、播种繁殖[11-12]、组织培养[13]和物候特征[14]等方面。近年来，笔者所在研究团队在伯乐树保护生物学方面做了部分研究工作[15-18]，并对全国有伯乐树天然分布区进行了大量的野外调查，涉及11个省区25个种群。调查结果发现伯乐树零星分布在林缘或林窗，生境破坏严重，现存种群均为小种群，生境片段化并初步形成地理隔离，存在很大的灭绝风险，亟需开展保育研究。

野生生物的生存空间日益缩小，越来越多的野生生物将需要人类的协助才能生存。合理的引种栽培和迁地保护技术对于珍稀植物的保护应具有以下作用：1)在生物学和社会生物学基础研究中作为野生个体的代用材料；2)取得管理野生种群的经验；3)作为补充野生种群的后备基因库；4)为那些野外生境不复存在的物种提供最后的生存机会；5)为在新的生境中创建新的生物群落提供种源；6)提供进行公众保护意识教育的场所[19]。据上述原则，根据广东省的气候、土壤和地理等资料，妥善选址建立了三个规范的迁地保护基地，合理分配种苗资源和专业的管理人员，开展了大规模的引种栽培和迁地保护实践，为长期监测和保育伯乐树提供了必要的技术支撑和研究平台。

1 伯乐树的引种栽培

1.1 材料

保存性(preservation)与代表性(representation)是评价迁地保护成功与否的进一步标准，保存性是指进行迁地保护的植物是否包含了该物种的所有遗传基因类型；代表性是指对某一种群的采样是否应用“多基因库采样法”。这一标准决定了对活植物进行迁地保护中从原物种分布区引种的策略[19]。据上述原则，本试验收集了来自广东省南岭和惠州南昆山等不同种群的伯乐树种子，在从化育苗基地里繁育了大批种苗后，再分配至各迁地保护基地。

1.2 选址

在不违背“气候相似性”原理的前提下，我们在伯乐树原分布地区开展了就地保护工作，并建立了3个迁地保护基地，成功地开展了迁地保护工作。基地的选择条件首先要考虑到气温、降水、风等气候因素，其次要考虑到土壤的酸碱度、排水性、温度和养分等土壤因素，还要考虑到中小地形等综合因素。据此，我们分别选择了广州市中国科学院华南植物园、广州市从化种植基地和东莞市大岭山森林公园等地作为引种栽培和迁地保护的首批试验基地，以开展定期监测和统计数据。

其中最大的迁地保护基地是东莞市林业科学园，具体选址位于东莞市大岭山镇水朗村附近的林地，土名田坎春。该林场位于广东东莞虎门镇、长安镇和大岭山镇交界处，地处东经113°31′～114°15′, 北纬22°39′～23°09′，海拔80～300 m，园区面积59.73 hm2，基地范围有各种地形，周围山峦环抱，中心水面开阔。园区整体空间完整，又不乏各种大小相异的空间序列，这不仅为各类型林业技术的研究试验提供了得天独厚的条件，同时也有利于全园景观的组织和设计。该区地处南亚热带，温暖多雨，年平均气温22.1 ℃，最热月(7月)平均温度28.2 ℃，极端最高温37.9 ℃，最冷月(1月)平均气温13.4 ℃，极端最低气温0 ℃；年均降水量1 800 mm，每年4～9月为雨季，其降雨量占全年的80%。土壤为花岗岩、页岩等发育的赤红壤，土层多为厚土层，小部分地段为薄中层土，且石砾含量较多，有机质含量较低。基地内现有6口鱼塘，常年有水，且水质较好，伯乐树保育地概况位于科学园西北出入口，临近鱼塘，为厚土层，总面积4 hm2。与广东省其他已有的种群原生境相比，其气候、土壤和地形等条件均非常近似。

2 不同基地的迁地保护技术

2.1 建立从化育苗基地

广州市从化是伯乐树分布的自然区域之一，在其附近的从化大岭山内仍存在着伯乐树的野生种群，已具备伯乐树生存所需的各种物候条件。本课题组建设的从化育苗基地位于北回归线上的从化太平镇，面积约3 hm2，已收集乡土园林植物和珍稀濒危植物100余种，有专人管理。据已有的种子萌发试验[15]，将伯乐树的种子经过灭菌、低温和预湿等预处理后播种，采用常规方法，即先将种子苗床准备好，撒播伯乐树种子，每平方米120～150粒，覆土深度约为2 cm，以见不到种子为度，上盖一层稻草，起保温和保湿作用。每天保持喷淋，使苗床保持湿润，约30 d后种子开始萌发，将稻草移走，等到苗高5～6 cm时装袋，袋中基质采用30%泥炭土和70%红泥混合物。每月内前2 周在袋装苗中施加3～5 g左右的复合肥(N∶P∶K=17∶6∶12，质量比，下同)，后2 周施加鸡粪肥5～10 g，并在5～9月期间单层遮荫(遮荫率70%)。一年后的幼苗可根据不同需要被移至野外定植。通过细心的水肥管理和杀虫等措施，该基地已较为成功地建立了田间管理模式，成为伯乐树幼苗抚育的重要基地。

2.2 以东莞为大规模的迁地保护中心

迁地保护时尽量要选择适合该植物生存的立地条件，东莞在地理位置上与惠州和从化等地紧密相连，已具备移栽伯乐树的物候条件。若在此处建立迁地保护区域，可以扩大伯乐树的分布领域，降低伯乐树灭绝的风险，同时为其物种基因流的有效扩散提供走廊，有效增加其遗传多样性。在社会效应上，伯乐树的迁地保护还可以为东莞的人们提供观赏的机会，有利于生物多样性的保护宣传。东莞林科所林业科学园(新园)是东莞市重点支持的项目，选址于东莞市大岭山森林公园内，地形变化丰富，总面积100 hm2左右，是东莞目前唯一的以林业科研和科普教育为主题的基地。该园根据原有的自然环境条件，规划了16个功能区，分区合理，其中珍稀用材树种和景观树种研究示范区专门引进广东省内的珍稀植物，其研究和管理人员都有丰富的保育经验，实践表明在东莞开展大规模的迁地保护是完全可行的。同时采用肥水管理技术提高其成活率，并追踪检测。

根据迁地保护试验要求，以规划分区为单位，采取80%和50%两个强度疏伐形式，伐去生长明显衰退的树木和景观不良树，取出木材，留下枝叶覆盖表土；保留主干明显、树形优美的所有杂树。以种植点为中心清除杂草灌丛，在改善种植条件的前提下，尽量保持原来的地表植被，清理的地被物、杂灌草应平铺在林地，以保持水土。2月份完成挖穴，采用穴状整地方式，穴的位置按地势随机自然排列。大小为60 cm×60 cm×50 cm。每穴施3 kg有机肥，每公顷栽种伯乐树幼苗约400株。伯乐树为2年生袋苗，高50～80 cm；主干通直，根系完整，顶芽无损，无病虫害。在3月的雨季种植，待树穴湿润后，阴雨天造林，露地栽培。种植方式是将伯乐树和其他树种如铁冬青、千年桐、海南红豆和坡垒等间隔种植，保证有一定的郁闭度。

将来自从化种植基地的幼苗于三月份移栽至东莞林科所林业科学园(新园)定植。通过细心的水肥管理和杀虫等措施，对于植物生长发育及病虫危害要定期观测，详细记载，出现生长异常和特殊气候时，应观察其抗性及受害情况，并采取挽救措施。在栽植后的前3年，每年可视情况，中耕除草2～3次，操作时注意不要伤害幼株和根系。方法：带状园地可在原整地的范围内进行养护，其范围以外的杂草、灌木，应在每年秋季前割除。有条件的地方可采用春季扩穴、深翻代替除草。深度：松土深度一般为5-10 cm，在距幼株20 cm以内的宜浅翻，以免伤害根系。杂草处理：除去的杂草应堆放在幼树根部周围作肥和保水，但不能紧靠根颈处，以免堆草发热灼伤根颈。保育人员的配制和各项资料(物候、浇水、施肥、病虫害防治等)的长期记录和归档；因地制宜建立标准化操作规程，以保证高质量的迁地保护。每月内前2 周在袋装苗中施加3～5 g左右的复合肥(N∶P∶K=17∶6∶12)，后2 周施加鸡粪肥5～10 g，对于两年内的幼苗并在5～9月期间单层遮荫(遮荫率70%)。

2.3 以华南植物园为试验数据的主要采集地和科普中心

中国科学院华南植物园作为热带亚热带植物的展示和物种保存中心，在生物多样性保育、植物资源储备与可持续利用等领域，都开展了基础性、前瞻性和战略性的研究，同时作为中国第一个国际植物园，更是拥有了许多世界珍稀植物保护的经验，并占据着重要的科研地位，因此毋庸置疑地被首选为伯乐树的迁地保护基地。我们先后在该园的温室、百草园、珍稀植物园及科研区开展了包括组织培养技术在内的育苗研究，积累了重要的科研数据，并向广东省珍稀动植物保护中心等地提供了部分幼苗，充分发挥了植物园在迁地保护中的科研、保育和宣传的多重角色。至2014年，华南植物园的植株株龄已达17年，共计9株。

3 讨 论

3.1 营养条件在迁地保护实践中的重要性

对于迁地保护物种的植物营养学研究，一方面应该有别于人工生态系统中单纯地追求产量与品质，另一方面也不能停留在只研究其固有的科学规律而不加以人为干预。试验表明，伯乐树一年生更新幼苗的生态幅狭窄，平均成活率较低。不同地点、不同管理方式下幼苗的成活率又有较大区别，主要是栽培地点的营养管理、土壤本身条件及地区物候的差异造成的，其中，从化育苗基地和东莞林业科学园的幼苗成活率最高，主要是进行了细心的水肥管理，这说明伯乐树和其它珍稀植物相似，合理的营养元素能显著提高其对胁迫环境的抗性[19]。很多珍稀物种迁地保护不成功主要包括两方面原因，一方面是由于引入物种的某个生长阶段在迁地保护群落中的层片或生态位上与原生境变化太大，以致生长不良或死亡；另一方面则是由于相应的管理跟不上。根据我们已完成的实验发现：伯乐树脆弱的生活史环节实际上都与营养条件有一定的关联。首先是内在因素导致的，其光合作用由于落叶时间较长并不旺盛，更特殊的是，其根系无根毛，属于施肥营养型，而茎中输导组织中又存在大量的原始管状分子，导致输导水分和无机盐的能力也较差，因此整个生物量积累缓慢[15-18]。而营养元素的缺乏会进一步降低了植物的抗逆性，从而导致植物由营养元素而致的非本质的生态幅狭窄。即属于基于营养元素的“假生态幅狭窄”的濒危机制。因此只要重视外在营养条件在伯乐树迁地保护中的重要性，其成功的可能性就更大。以东莞迁地保护为例，由于呵护得当，植株的成活率高达90%以上，而且其生长量的数据也明显优于南昆山本地。

3.2 迁地保护中的自然环境差异和植物的适应性

珍稀植物迁地保护的环境条件，与其分布区的自然环境条件总是有一定的差异。能够在迁地保护地中正常生长发育，因为植物不仅具有遗传性，还具有遗传变异性和对环境的适应性。东莞尽管临近伯乐树的自然地理分布区域，但在光、温和水湿条件还存在一定不同，而其迁地保护的初步成功说明，在相似的生态环境条件下，只要在保护的初期进行适合的人工呵护，增强其适应性，即能很好地生存下来。因此，只要迁地保护地在伯乐树的生态幅范围内，符合“气候相似法”“自然分布区气候因素确定法”和“植物类型相似确定法”等理论，实行迁地保护比较容易成功。

3.3 长时期的监测和逐步回归

植物的生长表现是植物种特性、环境条件和栽培管理水平的综合反映，定期生长测定，可掌握生长规律，鉴定迁地保护效果，测定的生物量数据主要包括株高、地径、、侧枝数叶面积指数和比叶面积等，为避免测量误差，东莞林科所指定了专门的技术人员，在每年10月对植株进行测量统计。2009年10月的第一次监测数据说明，移栽植株的成活率可高达90%以上，获得了初步的成功，该案例表明可以在气候相似的地区对伯乐树开展大规模的迁地保护。掌握生长发育和气候的关系，并与就地保护区进行比较，对伯乐树的适应性进行评价。

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Study onexsituConservation inBretschneiderasinensis,a National Key Protected Wild Plant in China

Qiao Qi1,2, Xing Fuwu2, Chen Hongfeng2, Liu Dongming2

(1.College of Agriculture, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471000, China 2. South China Botanical Garden, the Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China)

BretscheneiderasinensisHemsl., a tertiary relict tree mainly distributed in China, was listed in national key protected wild plants in 1999.B.sinensisis of great value to study phylogeny, ancient geography and ancient climate as a tertiary relict tree. In this study,exsitucultivation and conservation practice was carried out in South China Botanic Garden, Conghua plantation and Dongguan Daling Mountain National Park. Effective measures and necessary platform for the long-term conservation and survey were provided by the regular monitor of the habitats, careful management, and allotment of the seedlings. Results indicated that proper water and fertilizer management could improve the resistance to the stress environment. It was recommended that theexsituconservation base should be nearby the natural habitat and proper artificial maintenance was carried out to enhance its adaptability and survival rate significantly. By 2014, there are 9 individuals which average age are 17 years old in South China Botanic Garden, and about 2,000 saplings which average age are 6 years old in Dongguan Daling Mountain, which suggest that theexsituconservation ofB.sinensisachieved preliminary progress.

BretscheneiderasinensisHemsl.; national key protected wild plant;exsituconservation

10.3969/j.issn.1006-9690.2016.05.016

2016-03-21

国家自然科学基金(31170196)；河南省科技攻关项目(122102110108)；BGCI中国项目( 6206 /R4352)。

乔琦( 1971—), 女, 副教授, 博士研究生, 从事保护生物学和生物技术的研究。E-mail: nxyqiao@163.com

Q949.748.6

A

1006-9690(2016)05-0063-04