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几种桦木科珍稀濒危植物研究概况
摘要：本文分析了桦木科4种珍稀濒危植物的资源现状，对各物种的研究现状进行综述，在分析其濒危原因的同时提出相应的保护建议。
关键词：桦木科；盐桦；普陀鹅耳枥；天台鹅耳枥；天目铁木
桦木科（Betulaceae）植物共6属，约100余种，主要分布于北温带，属于温带植物区系中的典型科[1]。中国6属均有分布，共约74种。本科的许多树种为北温带森林的重要组成树种，且为造林树种。木材供建筑和制作家具、农具，种子可食或可榨油，具有一定的经济价值。近年来，由于人类活动及生境的片段化，许多野生植物面临严重濒危，甚至灭绝的处境，如桦木科的普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis）全世界仅存一株母树生于普陀山上，处于极度濒危状态；盐桦（Betula halophila）目前仅残存一株有萌生枝条的伐桩，IUCN红色名录将其列为最高级别的绝灭（EX）。因此，本文根据《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》（2011-2015）、国家重点保护植物第一批、第二批（讨论稿）等我国濒危植物名录，将桦木科4种珍稀濒危植物盐桦(Betula halophila )、普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis）、天台鹅耳枥（Carpinus tientaiensis）以及天目铁木（Ostrya rehderiana）为研究对象，在综述其资源现状和研究现状的基础上，从生殖障碍、生态环境恶化、人类活动等方面分析濒危原因，并提出了相应的保护建议。
桦木科珍稀濒危植物资源现状
通过文献查阅等方式，了解上述4种桦木科珍稀濒危植物的资源现状，详见表1。
表1桦木科珍稀濒危植物资源现状
|
植物名 |
所属属 |
国家级濒危植物 |
IUCN濒危等级 |
分布地点 |
数量状况 |
用途 |
|
盐桦(Betula halophila ) |
桦木属 |
Ⅱ |
EX |
新疆阿勒泰地区 |
1 |
优良树种，科研 |
|
普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis） |
鹅耳枥属 |
Ⅰ |
CR |
舟山普陀山岛佛顶山 |
1 |
科研,观赏 |
|
天台鹅耳枥（Carpinus tientaiensis） |
鹅耳枥属 |
Ⅱ |
CR |
天台华顶山西茅栅山坡林中 |
21 |
科研 |
|
天目铁木（Ostrya rehderiana） |
铁木属 |
Ⅰ |
CR |
临安西天目山周基坦,沟谷两面侧 |
5 |
科研,观赏 |
表1显示，上述4种桦木科珍稀濒危植物都存在野生数量少、分布区域小等特点，濒临高度灭绝风险，极易因某个事件的发生而永久地消失，因此对濒危物种的保护工作刻不容缓。
各物种研究进展综述
盐桦研究进展
盐桦(Betula halophila ) 为桦木科，桦木属植物，落叶小乔木或直立大灌木，树高 3～4 米。地理分布范围极为狭小，是新疆的特产树种。目前针对盐桦的研究主要集中在组织培养和盐胁迫生理两方面，偶有盐桦光合特性的研究。
张富春、梅新娣[2,3]等人与2004年对盐桦开始组织培养和快速繁殖方面的研究，于2005年建立了完整而系统的盐桦芽增殖快速繁殖体系和盐桦茎段的再生体系。此外还借助生物学统计方法对盐桦组培系统进行优化，筛选出盐桦组织培养各个时期最适宜的培养基。江晓珩[4]等人以盐桦的带芽茎段为外植体诱导丛生芽及植株再生的过程，并筛选出其最佳分化增殖培养基。卢跃敏[5]等人将头孢拉定、庆大霉素、青霉素加入初代培养基中，研究三者对初代外植体内生菌的抑制作用，结果表明30 毫克/升或 15 毫克/升的青霉素和庆大霉素对抑
制污染菌的生长有一定作用，同时可促进盐桦萌芽和生长。
盐胁迫生理也是盐桦的研究热点之一。李宏、邓江宇[6,7]等人采用不同浓度的NaCl溶液对幼苗和种子进行盐胁迫处理，推断耐盐阈值较低可能是导致盐桦濒危的重要原因之一。张海波[8]等人通过测量不同盐浓度下盐桦的耐盐生理指标，初步揭示了盐桦的耐盐机理。苏卫国[9]等人通过引种观察和耐盐试验，证明盐桦不适合在天津地区以及我国东部沿海地区大面积推广应用。
邓江宇[10]等人以1年生盐桦为试验材料，研究了叶片光合参数的日变化，结果表明盐桦是比较喜光的树种
普陀鹅耳枥研究进展
普陀鹅耳枥为桦木科，鹅耳枥属落叶乔木，花单性，雌雄同株。20世纪50年代初，普陀山曾数处发现有该树种分布，但在50年代末，由于大规模的毁林开垦，导致该树种种群规模骤减，仅在佛顶山慧济寺西侧幸存1株母树。[11]
自卢小根（1990）对普陀鹅耳枥的生态、生物学特性进行调查后，许多研究者从生殖生物学、遗传多样性等方面对普陀鹅耳枥的花期物候、花序分布特征、雌蕊柱头可授性、花粉活力以及遗传多样性等多方面的研究。
以仅存的1株野生普陀鹅耳枥为研究对象，卢小根进行了生态环境和生物学特性的调差研究，表明普陀鹅耳枥喜生于气候凉爽,土壤湿润,并有侧方庇荫的常绿阔叶林中。存在萌芽性差；雌、雄花相遇时间短,花粉发芽力丧失快,发芽率低,自花授粉不良；种子品质低劣的现象导致普陀鹅耳枥很难天然更新。[12]
而俞慈英、李修鹏、陈叶平等人（2010）对浙江省舟山市林业科学研究所舟山海岛引种驯化树木园内栽培的21年生普陀鹅耳枥植株（系普陀山岛佛顶山上的母树种子繁殖而成的F1代植株）进行花期物候、花粉活力、柱头可授性、种子品质、萌芽性、幼苗生长特性等多方面的研究，表明普陀鹅耳枥雄花散粉期与雌花柱头可授期相遇时间仅为6天左右,这种错开式的花期使得雌花的授粉几率大大降低,严重影响了种子的饱满度和萌发率。同时，花粉活力不高，存活时间段，柱头可受期短，进一步影响了授粉的成功率。此外传粉与授粉受花期恶劣气象条件影响较大。[11,13,14]
在遗传多样性方面，张晓华（2011）利用RAPD分子标记技术,从分子水平对普陀鹅耳枥母树、F1代、F2代的遗传性状进行了研究分析,并对其亲、子代间遗传性状的一致性进行验证,结果表明，普陀鹅耳枥亲子代之间的多态性比例（PPL）仅为 4.88%，远远低于同样分布于舟山群岛的珍稀树种舟山新木姜子居群的遗传多样性水平（38.1%）表现出较低的遗传多样性水平。[15]
天台鹅耳枥研究进展
天台鹅耳枥属桦木科，鹅耳枥属，为我国特有的地方种，在研究桦木科植物的地理分布、植物区系和生物多样性等方面具有较高的价值。天台鹅耳枥自然更新能力差，加之环境变化与人为破坏，现存野生母树不足20株，处于极度濒危状态，被列为国家Ⅱ级保护植物。
关于天台鹅耳枥，多见光合特性、开花特性等方面的研究，且针对性的研究起步较晚。如陈模舜、柯世省（2013）研究天台鹅耳枥幼树叶片的解剖结构和光合特性对不同模拟生长环境光强的响应。表明在全光照条件下天台鹅耳枥能改变其叶片解剖结构增强光合能力，适宜在光线较强的林窗环境中生长。[16]张忠钊（2016）对天台鹅耳枥的花期物候、花形态特征进行观测，并测定其花粉生活力和雌蕊柱头可授性。结果表明，天台鹅耳枥雄花始花期早于雌花，雄花散粉与雌花柱头可授期重叠时间为15d，较大的空气湿度和阴雨天气可能会对授粉产生不利影响；天台鹅耳枥初花期花粉萌发率最高，达到10.83%，是人工采集花粉的最佳时期。[17]
天目铁木研究进展
天目铁木为桦木科，铁木属，落叶乔木，高达18米，胸径达45厘米。现仅存野生植株5株，分布于浙江西天目山。
目前，对天目铁木的研究主要采用生殖生物学研究方法对其花粉活力、种子休眠及萌发特性、扦插技术等方面进行研究。同时，对天目铁木遗传多样性的研究也取得了一定的成果。
针对花粉活力及种子萌发，张若蕙等（1988）研究发现天目铁木花粉萌发率较低，只有35.6%，有效传粉期仅8天。种子的饱满率不高，新鲜种子室内发芽率为16.2%。[18]乐笑玮等（2013）对种子进行萌发实验，通过比较不同条件下种子的萌发率，发现在15/25℃加施浓度为400或600mg/L的赤霉酸是种子适宜的萌发条件。建议在天目铁木迁地保护中，可采种后人工施加赤霉酸，立即在恒温培养箱中萌发，以获得较髙的萌发率。[19]
在无性繁殖方面，扦插繁殖技术首先被应用到天目铁木的扩大繁殖中，张若蕙等于1987-1990年进行扦插繁殖试验。试验表明，冬季取幼苗休眠枝，先用ABT-1号生根粉100ppm液处理，露天沙藏过冬至春季萌动前扦插于细沙和珍珠岩混合插壤中，成活率可达20%。[20]天目铁木嫩茎尖离体诱导愈伤组织和芽苗再分化体系和嫩茎基部直接再生丛生芽苗和试管苗保存体系先后于2013和2014年建立，为天目铁木的工厂化育苗、扩大人工种群和种质资源保存奠定了基础。
王祖良等（2008）实验以5株天目铁木野生植株作为研究对象,利用RAPD标记分析得出，其遗传差异与现实的植株分布差异是相符的。其中，1号植株与其他几株有较大的遗传差异,应予重点保护。同年，关申民使用AFLP技术揭示天目铁木天然种群的遗传多样性现状并评估天目铁木人工种群是否存在遗传多样性下降问题，认为人工种群中存在由于纯合基因型比例上升引起的遗传多样性下降现象。[21]袁叶飞（2015）利用ISSR、SRAP标记的方法分析了5株野生株以及来自浙江省天目山树木园、浙江省林科所、杭州午潮山、丽水庆元五岭、舟山林科所的引种，认为天目铁木种间（母树和引种）多态性较好，但遗传距离较近。[22]
桦木科植物致濒原因分析
桦木科的许多树种为北温带森林的重要组成树种，且为造林树种。其木材可供建筑和制作家具、农具，种子可食或可榨油，具有一定的经济价值。在长期的生产生活中，由于人类无节制地过度采伐与利用，导致部分桦木科植物物种数量锐减，沦为濒危物种。据调查，天目铁木和普陀鹅耳枥曾广泛分布，后期由于大规模的开垦，如今只剩极少量的野生植株。综合分析，这4种桦木科珍稀濒危植物都存在种群数量少、分布区域狭窄的特点。受繁殖能力、生态环境恶化和人为过度利用等因素的影响，这些植物在自然界中的生存受到极大的限制。
生殖障碍是种群数量少的内在因素
这4种桦木科珍稀濒危植物都或多或少存在生殖障碍，天然更新困难。以天目铁木为例，一方面其花粉萌发率低，有效传粉期短，种子结实率不高，另一方面种子萌发和成苗条件苛刻，种群自然更新困难，基本需要依靠人工繁殖技术。
生境环境恶化是野生植物濒危的最大威胁
上述几种桦木科植物对生活环境要求严格，一旦生环境改变，其生存就受到威胁。例如天台鹅耳枥，其自然分布区的湿度大，花期雨量多阻碍了正常的传粉、受精过程，甚至引起落花，最终导致结种空壳率高，造成播种繁殖困难。此外，盐桦是是一种原生地灭绝的物种，由于原生地巴尔巴盖被辟为农场而遭毁灭，至今模式标本产地已难找到盐桦。苏卫国[9]等人通过引种试验，证明盐桦不适合在天津地区以及我国东部沿海地区大面积推广应用。可见，随着原有生境遭受破坏，物种失去赖以生存的自然环境，处于濒临灭绝的处境。
人类活动是导致野生植物濒危的主要原因
桦木科多为造林树种，具有一定的经济价值。然而由于人类大规模的砍伐导致这些野生植物资源锐减，如天目铁木、普陀鹅耳枥都曾遭受过度砍伐，野生植株已极为少见。
桦木科植物资源保护建议
加强宣传教育，提高全民环境意识
野生植物资源保护既与区域自然环境有关，也与当地经济发展水平以及公众保护意识相关，而公众环境意识水平的高低，直接影响着国家野生植物保护政策的制定和实施。因此，加强环保宣传、法制宣传教育，提高全民环境保护意识和法律意识十分必要。
推进保护区建设与管理
保护区对保护野生珍稀濒危植物能够发挥积极的作用，因此有必要继续推进保护区的建设，加大对保护区的资金和科技力量的投入，只有加强了就地种群拯救和生境保护的力度，才能保证近地保护、迁地保护和种质资源保存等一系列后续保护工作的开展。
深入开展科学研究
目前，针对濒危物种开展了初步的研究，并获得了一定的成果。然而在没有较合适的拯救濒危物种的方法之前，仍需要深入地开展物种濒危机制、遗传学特性等方面的研究。在建立濒危植物种质资源库，保存种源品系的同时，通过组织培养等技术，扩大繁殖。
参考文献
[1]李白. 小五台山桦木科植物调查研究[J].河北林业科技,2012,04（001）:22-23
[2]梅新娣,张富春.濒危植物盐桦的组织培养及快速繁殖[J].植物生理学通讯,2014,40(6):714
[3]梅新娣.新疆濒危植物盐桦组织培养的研究与系统发育分析[D].新疆: 新疆大学,2005
[4]江晓珩,李刚.盐桦芽器官离体培养与快繁技术的研究[J].林业科技，2006,31（6）:1-4
[5]卢跃敏,郭刚,付习科. 三种抗生素对盐桦组织培养初代外植体内生菌的抑制作用[J]. 农村科技,2010(9):52-53
[6]李宏,邓江宇,张红. NaCl胁迫对盐桦幼苗生理特性的影响[J].西北植物学报,2009,29(11):2281- 2287
[7]李宏,邓江宇,程平. NaCl胁迫对盐桦种子发芽和幼苗生长的影响[J].新疆农业科学， 2010,47(3):472- 476
[8]张海波,曾幼玲. 盐胁迫下盐桦生理响应的变化分析[J].云南植物研究，2009,31(3): 260～264
[9]苏卫国,尹建道,张富春.新疆盐桦的引种及耐盐性研究[J].甘肃农林大学学报,2011,46(5):101-105
[10]邓江宇,李宏,郑朝晖.盐桦幼树光合特性的研究[J].安徽农业科学, 2009,37(1):80- 82
[11]李修鹏.普陀鹅耳枥濒危的生物学原因及基因资源保存措施[J],林业科学,2010,46（7）
[12]卢小根.普陀鹅耳枥濒危原因的调查研究[J],浙江林业科技,1990,10（5）
[13]俞慈英.濒危植物普陀鹅耳杨开花特性及花粉活力研究[J],中国植物园
[14]陈叶平.普陀鹅耳枥、普陀樟的生殖生物学特性与繁育技术研究[D],浙江：浙江农林大学,2011
[15]张晓华,濒危植物普陀鹅耳枥亲子代遗传多样性的RAPD分析[J],山东林业科技,2011,1
[16]陈模舜,柯世省,天台鹅耳枥叶片的解剖结构和光合特性对光照的适应[J],林业科学，2013,49（2）
[17]张忠钊,濒危植物天台鹅耳枥开花特性与花粉生活力测定[J],浙江林业科技,2016,36（1）
[18]张若蕙,天月铁木花粉、种子及幼苗的研究[J],浙江林业科技,1988,8（4）
[19]乐笑玮,濒危植物天目铁木种子休眠及萌发特征研究[J],华东师范大学学报（自然科学版），2013,6
[20]张若蕙,天目铁木扦插繁殖技术[J],林业科技通讯，1990,11
[21]王祖良,天目铁木雄花序内源多胺的HPLC分析及其动态变化[J],安徽农业大学学报,2012,39（1）
[22]袁叶飞,天目铁木的濒危机理及保育措施[D]，浙江：浙江林业大学,2015
资料编号：[278871]
几种桦木科珍稀濒危植物研究概况
摘要：本文分析了桦木科4种珍稀濒危植物的资源现状，对各物种的研究现状进行综述，在分析其濒危原因的同时提出相应的保护建议。
关键词：桦木科；盐桦；普陀鹅耳枥；天台鹅耳枥；天目铁木
桦木科（Betulaceae）植物共6属，约100余种，主要分布于北温带，属于温带植物区系中的典型科[1]。中国6属均有分布，共约74种。本科的许多树种为北温带森林的重要组成树种，且为造林树种。木材供建筑和制作家具、农具，种子可食或可榨油，具有一定的经济价值。近年来，由于人类活动及生境的片段化，许多野生植物面临严重濒危，甚至灭绝的处境，如桦木科的普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis）全世界仅存一株母树生于普陀山上，处于极度濒危状态；盐桦（Betula halophila）目前仅残存一株有萌生枝条的伐桩，IUCN红色名录将其列为最高级别的绝灭（EX）。因此，本文根据《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》（2011-2015）、国家重点保护植物第一批、第二批（讨论稿）等我国濒危植物名录，将桦木科4种珍稀濒危植物盐桦(Betula halophila )、普陀鹅耳枥（Carpinus putoensis）、天台鹅耳枥（Carpinus tientaiensis）以及天目铁木（Ostrya rehderiana）为研究对象，在综述其资源现状和研究现状的基础上，从生殖障碍、生态环境恶化、人类活动等方面分析濒危原因，并提出了相应的保护建议。
桦木科珍稀濒危植物资源现状
通过文献查阅等方式，了解上述4种桦木科珍稀濒危植物的资源现状，详见表1。
表1桦木科珍稀濒危植物资源现状
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