金柏(Xanthocyparis vietnamensis Farjon & T. H. Nguyên),又名越南黃金柏,是柏科(Cupressaceae)金柏屬(Xanthocyparis)常綠小喬木。金柏分布于中國和越南,在中國分布于廣西環江毛南族自治縣木論國家級自然保護區,在越南分布于河江省,生長在喀斯特石灰巖地層的山脊和山頂上,海拔720-1600米之間。
金柏高10-15米。樹干圓柱形,樹皮光滑,紅色至紅褐色,條狀及鱗片狀剝落,幼時成金字塔形,隨后變為不規則或頂端平截的皇冠形;葉分為線形葉和鱗狀葉;雄球花卵狀圓柱形,頂端具短尖頭,雌球花疏生,有時簇生于鱗狀葉的外邊緣或近基部;球果發育成熟后由綠色變為黑色或暗褐色,扁球形。種子卵形或不規則,扁平,具膜質翅。
金柏的木材堅韌耐用,有香氣,可用于房屋建造。金柏是金柏屬唯一物種,對柏科植物地理學以及植物系統演化研究均具有重要意義。金柏于2013年被列入《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》,保護級別為瀕危(EN);于2021年被列入中國《國家重點保護野生植物名錄》,保護級別為二級。
分類
發現與命名
金柏最早于1999年9月在越南河江省廣薄區青云村被越南林業人員黎文箴(Le Van Cham)和武文乾(Vu Van Can)發現,并采集了標本,隨后將該種植物被作為崖柏屬(Thuja)新種“Thuja quanbaensis ”報道,但沒有按照國際上植物新種發表方式進行正式發表。1999年10月,國際植物考察隊在越南北部河江省的另一個村莊附近也發現了該種植物并采集了標本,隨后越南的植物學家對標本進行了研究,初步認為該種是一種較為特殊的裸子植物。2000-2001年,國際植物考察隊再次在越南河江省廣薄區的巴戴森山(Bat Dai Son)采集到了這種植物,隨后將其標本送至英國,英國植物學者法戎(A. Farjon)等人研究植物標本后,認為該植物是柏科的一個新屬新種,并于2002年創建金柏屬(Xanthocyparis),將新植物命名為金柏(Xanthocyparis vietnamensis),作為金柏屬唯一物種發表于國際著名植物分類學期刊“Novon”上。
金柏在中國的首次發現是在2013年4月,研究人員在廣西木論國家級自然保護區的野外調查中發現一種特殊的柏類植物,經研究確認該植物就是金柏。
分類變動
金柏及金柏屬正式發表后,不同學者對金柏應屬于哪個屬產生了分歧,有的學者通過研究金柏的葉表皮微觀形態學,認為其應屬于扁柏屬(Chamaecyparis),學名應為“Callitropsis vietnamensis”。還有的學者認為金柏應該屬于柏木屬(Cupressus),學名應為“Cupressus vietnamensis”。在2010年法戎等人出版的《世界針葉樹手冊》(A Handbook of the World's Conifers)中,金柏仍在金柏屬中,但在2011年荷蘭植物學者克里斯滕許斯(Christenhusz)等人提出的裸子植物屬級分類系統中,將金柏置于了柏木屬。2022年,中國植物學家楊永等經研究提出了一種裸子植物分類系統,該系統中,金柏為金柏屬植物。
近緣種
2002年,植物學家法戎等發表金柏及金柏屬后,認為原來屬于扁柏屬的北美金柏(Chamaecyparis nootkatensis)與金柏親緣關系較近,應移入金柏屬,學名改為“Xanthocyparis nootkatensis”,故金柏屬應有2個物種,北美金柏分布于加拿大南部或東南部太平洋沿海地區以及美國華盛頓哥倫比亞特區、俄勒岡州至加利福尼西北部地區。但在2022年,中國植物學家楊永等經研究提出了一種裸子植物分類系統,該系統中,北美金柏是北美金柏屬(Callitropsis)的單型種,學名為“Callitropsis nootkatensis”。
形態特征
金柏為常綠小喬木,高10-15米。
莖
金柏樹干呈圓柱形,直徑可達50厘米,樹皮紅色或紅褐色,光滑,條狀及鱗片狀剝落,老樹的樹皮變為纖維狀剝落,顏色變為褐色至棕灰色。金柏分枝多,通常分枝斜向上交錯伸展,很少下垂,幼時成金字塔形,隨后變為不規則或頂端平截的皇冠形。
葉
金柏幼樹刺形葉著生稠密,分枝稀疏,小枝長20-50毫米;成年樹多為鱗狀葉,有時存在線形葉或過渡型葉,線形葉4枚輪生,全緣。過渡型葉和鱗狀葉相似,但較長,披針形。鱗狀葉交叉對生,邊緣重疊成覆瓦狀,側面的鱗狀葉折合狀,邊緣疏被齒,先端銳尖,筆直或稍鉤狀彎曲,較正面的稍長,正面鱗狀葉狹卵狀菱形,邊緣具小齒或全緣,先端銳尖,側面葉較正面葉稍長。鱗狀葉表面具蠟質層,氣孔不明顯。
球花
金柏的雄球花卵狀圓柱形,長2.5-3.5毫米,直徑2-2.5毫米,雄蕊10-12枚,頂端具短尖頭,由綠色變為棕黃色,每枚雄蕊具2個大的近球形花藥。雌球花疏生,有時2-3枚簇生于鱗狀葉的外邊緣或近基部。
球果
金柏的球果發育成熟后,由綠色變為黑色或暗褐色,扁球形,裂開后長9-11毫米,徑10-12毫米。苞鱗在正常發育的球果上通常4枚交叉對生,有時在不規則或不正常發育的球果上具6枚苞鱗,鑷合狀至近盾狀。種鱗2-3對,木質,背面彎拱,頂端中部具錐狀突起。
種子
金柏的種子卵形或不規則,扁平,長4.5-6毫米,具膜質翅。
分布
分布范圍
金柏分布于中國和越南,在越南分布于越南北部的河江省,在中國主要分布在廣西壯族自治區北部的木論國家級自然保護區和廣西南部的老虎跳自治區級自然保護區。從越南北部的石灰巖地區至中國廣西環江毛南族自治縣的石灰巖地區構成了一條石灰巖地帶,在這一地帶上的中國廣西靖西市、德保縣、田東縣、田陽區、巴馬瑤族自治縣、東蘭縣等縣都有可能分布著金柏,這有待于對該地區進行全面、深入的調查。
棲息環境
金柏生長在喀斯特石灰巖地層的山脊和山頂上。在越南,金柏通常分布在海拔1000-1600米之間。與金柏伴生的植物主要有黃杉(Pseudotsuga sinensis)等其它針葉樹,附生蘭花(Orchidaceae)、蕨類和苔蘚植物等。
在中國廣西,金柏分布區年平均氣溫15-18. 7攝氏度,1月平均氣溫3.4-8.7攝氏度,7月平均氣溫23-26.7攝氏度,年降雨量為1530-1820毫米。金柏分布海拔范圍730-826米,分布群落為山頂矮林,樹林郁閉度為40%-80%,巖石裸露率為85%-95%,土壤為巖石間的黑色石灰土,林下枯枝落葉層較厚。金柏分布在山脊的中上部,環境干燥,濕度較小,主要伴生喬木樹種有清香木(Pistacia weinmannifolia)、化香樹(化香樹屬 longipes)、紅錐(錐栗屬 hystrix)、巖生翠柏(翠柏屬 rupestris) 等,灌木有廣西海桐(Pittosporum kwangsiense)、小葉蚊母樹(Distylium buxifolium)等,草本植物有小葉兜蘭(兜蘭 barbigerum)、單葉石仙桃(Pholidota leveilleana)、蔓生莠竹(Microstegium vagans)等。
習性
金柏為常綠植物,喜陽,占據喬木層生態位,為小高位芽植物。金柏的葉適應干旱環境,葉有兩種類型,針葉和鱗葉,金柏幼樹先長出針葉,發育成熟后長出鱗葉,在成熟的金柏植株上,針葉會出現在鱗葉旁邊,這在柏樹類植物中是獨特的。金柏的鱗葉是對干旱環境的適應,表現為葉面積減小,氣孔存在皮層,組織發育良好。
繁殖
金柏為種子繁殖,在金柏群落中,可在草本層發現金柏幼苗。金柏當年結果,次年果實成熟,果實成熟期較長,種子發芽率低,種群自然更新能力低。
保護
種群現狀
2013年,金柏的數量為500-1000株,有下降的趨勢。大部分植株在越南的河江省。2015年,在中國廣西共發現有7個金柏的分布點位,共有33株金柏,其中幼苗2株。2021年,中國已知的金柏植株包括成樹和幼樹共45株,幼苗約5株,共計約50株,金柏是典型的極小種群物種。
致危因素
金柏的致危因素有以下幾個方面:一是人為砍伐,在金柏分布區多次發現金柏被砍伐的痕跡,個別地區出現了一個分布點有多株金柏被砍伐的現象,在越南一些地區為了發展農業,存在砍伐森林的現象,森林環境的減少不利于金柏生存。二是金柏分布范圍狹窄,僅分布在越南和中國局部地區,狹窄的分布區不利于種群發展。三是內在因素,金柏果實成熟所需時間較長,種子發芽率低,在野外幼苗較少。四是環境因素,金柏分布在山坡中上的部分,林下土壤枯枝落葉層很厚,最多可達15厘米以上,種子落下后難以接觸落葉下面的土壤,加上干燥的環境,不利于成功繁殖,更新種群。
保護級別
2003年,金柏首次被列入《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》,級別為瀕危(EN)。2004年,金柏的級別被提高至極危(CR)。2013年,隨著金柏在中國被發現,已知分布點位增多,《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》ver3.1將金柏降級為瀕危(EN)。
2021年,金柏被列為中國第二批《國家重點保護野生植物名錄》二級保護植物。
保護舉措
在越南,2013年金柏的主要分布地已建立了納杭自然保護區,同時金柏被列入越南珍稀動植物保護名錄,禁止任何開發。保護人員在金柏的主要分布地巴戴森山區域啟動了遷地保護方案,并進行了一些修復工作。
在中國,金柏分布區建立有廣西壯族自治區北部的木論國家級自然保護區和廣西南部的老虎跳自治區級自然保護區,金柏種群在保護區內得到保護。
用途
金柏的木材堅韌耐用,有香氣,可用于房屋建造,但因其數量稀少,不應砍伐金柏。
金柏對柏科植物地理學研究以及金柏屬植物的系統演化研究均具重要意義,金柏在越南和中國廣西的分布,充分說明了中國廣西和越南北部植物區系的密切聯系。
物種對比
北美金柏(Callitropsis nootkatensis)曾被認為是金柏屬成員,與金柏親緣關系較近,二者的主要區別如下。
相關研究
通過對金柏遺傳結構的分析,得出金柏為野生裸子植物中非常罕見的二倍體與四倍體混合物種的結論。中國廣西喀斯特地區的金柏可分為北部種群和南部種群,兩個種群之間存在遺傳屏障,它們的遺傳多樣性差異不明顯,但遺傳結構和倍性差異顯著,北部種群以二倍體為主,南部種群則以四倍體為主,推測北部種群可能是南部種群及越南北部地區四倍體種群的祖先群。
參考資料 >
Species.物種2000中國節點.2023-07-09
Xanthocyparis vietnamensis.iucnredlist.2023-07-09
Xanthocyparis vietnamensis.植物智.2023-07-09
國家林業和草原局 農業農村部公告(2021年第15號)(國家重點保護野生植物名錄).國家林業和草原局.2023-07-10
北美金柏屬.多識植物百科.2023-07-10
我所合作研究成果揭示西南喀斯特極小種群植物越南黃金柏的倍性與群體遺傳結構特征.中國科學院廣西植物研究所.2023-07-10