保護百山祖冷杉讓“植物活化石”開枝散葉

吳友貴

和白堊紀恐龍同一時代的“植物活化石”——百山祖冷杉產(chǎn)于氣溫低、濕度大、降水多、云霧重的中國東部亞熱帶高山地區(qū)，也是中國東南大陸唯一的冷杉屬植物。百山祖冷杉在年平均氣溫8—9℃、極端氣溫最低-15℃的自然環(huán)境中生長，目前其自然有性繁殖、常規(guī)無性繁殖都十分困難。1987年，被世界自然保護聯(lián)盟物種生存委員會公布列為世界最瀕危的12種植物之一，現(xiàn)野生植株僅存3株，均生長在慶元縣百山祖國家級自然保護區(qū)核心區(qū)內(nèi)，為國家一級重點保護野生植物。

繁育種子實生苗是最重要的工作

繁育、嫁接雙管齊下。近年來，林業(yè)工作者對百山祖冷杉這一瀕危物種的保護搶救工作從未停歇，并不斷加強。1978—1986年，開展了以日本冷杉為砧木的多種嫁接試驗，如今保存的14株嫁接百山祖冷杉已開花結(jié)果。成立自然保護區(qū)后，保護百山祖冷杉成為了一項重要的工作。百山祖國家自然保護區(qū)管理處積極開展保護與繁育工作。1991年，對百山祖冷杉母樹進行人工授粉。1992年成功育得一批種子實生苗，現(xiàn)保存43株，其中遷地保護11株。這批實生苗生長狀況良好，胸徑最大達18厘米，樹高最大達6.3米，已有多株開始開雌花，尚未發(fā)現(xiàn)有雄花。于2007年和2009年，各繁育嫁接樹種子幼苗一批，并將這900多株苗木移植到15畝人工杉木疏林內(nèi)種植，以期建立野外種群恢復(fù)基地。2012年成功繁育一批百山祖冷杉原生樹種子苗，現(xiàn)保存40多株。2015年再次育得1200多株嫁接樹種子幼苗，且在嫁接樹下保留少量幼苗進行監(jiān)測。

擴大分布區(qū)是最脆弱的短板

極危狀態(tài)仍未解除。百山祖冷杉的保護工作取得越來越多的成果，但是根據(jù)《IUCN物種紅色名錄瀕危等級和標準（2001）》評判，百山祖冷杉還將長期處于極危狀態(tài)。百山祖冷杉處于極危狀態(tài)主要有三方面原因。一是稀有瀕危原因還未被真正理解，其減少狀態(tài)或減少因素可能還未停止或可逆。以往的研究還不夠全面深入，稀有瀕危原因有待于進一步深入研究。另外，氣候變暖等因素?zé)o法逆轉(zhuǎn)。二是種群（特指能夠繁殖后代的成熟個體）的數(shù)量遠小于50株，雖然已有2000多株幼苗后代，但長成成熟個體還需要一段較長的時間。三是其占有面積不足2平方千米，遠小于最小標準（10平方千米），且嚴重分割，除距原生境直線距離22千米外的遷地保護點有種植外，其余均種植在百山祖一帶。況且遷地保護的個體能否繁殖后代尚無定論，故其分布區(qū)（常用成熟個體的空間分布最小凸多邊形的面積來度量）還沒有擴大。從第三個方面來看，遷地保護的個體能否繁殖后代不僅是評價遷地保護成功與否的標準，還是度量其分布區(qū)的決定因素，更是百山祖冷杉向低海拔地區(qū)馴化的先鋒隊，在保護生物學(xué)上具有十分重要的意義。

重視分布區(qū)擴大工作。百山祖冷杉的占有面積和分布區(qū)極其狹小，對其生存構(gòu)成較大的威脅，一旦受未來低發(fā)事件（如區(qū)域性高溫氣候、病蟲害等）影響將造成嚴重后果。擺脫百山祖冷杉的極危狀況，需要從上述三個方面同時入手。相比較而言，擴大占有面積尤其是分布區(qū)面積是最大的短板。一方面，以前對擴大分布區(qū)的重要性認識不足;另一方面，對百山祖冷杉過于溺愛，將“珍稀”理解為“珍惜”，舍不得將百山祖冷杉苗木種植到原分布區(qū)以外。從系統(tǒng)地搶救保護一個極度瀕危物種的角度出發(fā)，決策者對擴大分布區(qū)或開展遷地保護工作，不得不加以認真思索。

全方位保護是最理性的選擇

省林業(yè)廳于2017年正式啟動實施浙江省珍稀瀕危野生動植物搶救保護工程（2017—2020年），百山祖冷杉就是該工程的重點保護物種之一。2017年，恰逢百山祖冷杉母樹和嫁接樹都開花結(jié)果的絕好時機，百山祖管理處多措并舉，確保全方位實施搶救保護工程。

多方努力，系統(tǒng)保護。根據(jù)省珍稀瀕危野生動植物搶救保護工程內(nèi)容的需要，百山祖管理處依托浙江大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所、浙江自然博物館、浙江省林業(yè)科學(xué)研究院等為技術(shù)支撐單位，組成植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)和保護生物學(xué)等學(xué)科交叉的研究團隊，為保護百山祖冷杉提供技術(shù)保障。為使各保護單位溝通聯(lián)系暢通，多次召開工作對接會，落實分解任務(wù)。其間，研究團隊全方位開展保護和研究工作，對各種類型的百山祖冷杉大樹、幼樹和幼苗進行了監(jiān)測，了解它們的生長情況和健康狀況，建立完整的數(shù)據(jù)庫。研究團隊采取改良生境的方式，清除百山祖冷杉附近部分樹木的枝條，為百山祖冷杉的生長、天然更新、種群增強等創(chuàng)造有利條件。研究團隊采取種群增強和近地保護的措施，加強對現(xiàn)有苗木的培育管理，對野外種群恢復(fù)基地小樹進行精心撫育，著手將苗圃地的幼苗回歸種植到不同海拔的生境和附近的村莊周圍，增加種群數(shù)量并擴大占有面積。

開展各項研究，助力保護工作。此外，研究團隊還開展了種子雨研究，摸清百山祖冷杉的種子產(chǎn)量和擴散規(guī)律，利用紅外相機對野生動物植食種子情況進行監(jiān)測，監(jiān)測不同位置種子的自然萌發(fā)情況;開展生殖生物學(xué)研究，以摸清花芽分化、開花、授粉、胚胎發(fā)育、種子成熟等各個歷程的情況;開展種群和群落生態(tài)學(xué)研究，了解百山祖冷杉的生存環(huán)境、群落結(jié)構(gòu)和種群特征及其動態(tài)，基本摸清干擾和環(huán)境變化導(dǎo)致的致瀕原因;開展根際微生物研究，對百山祖冷杉根際、根面和根內(nèi)微生物進行一次本底調(diào)查，從微生物角度闡明百山祖冷杉瀕危的原因;開展內(nèi)生真菌研究，了解百山祖冷杉枝葉的內(nèi)生真菌資源，以及各類群真菌在百山祖冷杉生存中所扮演的生態(tài)學(xué)角色，并將提取的有益真菌類群接種于幼苗，提高其抗逆性和生長速度;開展遺傳多樣性研究，對百山祖冷杉種內(nèi)不同遺傳群體進行遺傳多樣性的相似程度、遺傳分化和變異程度研究，分析其遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，并分析是否已有與日本冷杉雜交的情況。著手種子野外和實驗室萌發(fā)實驗、大棚育苗等研究，將培育更多的苗木，為近地保護和遷地保護創(chuàng)造條件，期待其瀕危狀況得到較大的改善。

成功培育百山祖冷杉組織培養(yǎng)幼苗。開展組織培養(yǎng)和快繁研究，研究團隊以百山祖冷杉未成熟球果為起始材料，在人工控制的環(huán)境條件下，進行離體無菌培養(yǎng)，獲得成功，培育出百山祖冷杉幼苗。胚胎培養(yǎng)將百山祖冷杉“胚—種子—幼苗”的生長歷程縮短為“胚—幼苗”，同時改善球果發(fā)育時間長、胚早期敗育或者發(fā)育不良的現(xiàn)狀，減輕了百山祖冷杉種子萌發(fā)率低、萌發(fā)速度緩慢等物種繁衍困難，增加了百山祖冷杉物種數(shù)量，提高了出苗率。掌握了這一技術(shù)，可以在短期內(nèi)培育出大量的組培苗，并進行長期的離體保存。目前，該研究成果已經(jīng)申請了國家發(fā)明專利，這對于百山祖冷杉的搶救保護工作具有重要的意義。