银杉(学名: Cathaya argyrophylla Chun & Kuang)为 松科 (Pinaceae)银杉属( Cathaya )乔木,别名杉公子 。中国特产的稀有树种,主要分布在 广西壮族自治区 、 湖南省 、 贵州省 等地,生于海拔900~1900米地带的局部山区,如阔叶林中和山脊地带等 。银杉喜光照充足、凉爽湿润的环境,具有较强的抗寒性、抗旱性和耐瘠薄能力,适宜生长在富含 腐殖质 、疏松深厚、排水良好的酸性土壤中 。
银杉高达20米,树皮暗灰色,大枝平展,小枝节间的上端较粗,或少数侧生小枝因顶芽死亡而成距状,一年生枝黄褐色,二年生枝呈深黄色。叶螺旋状着生成辐射伸展,条形,多少镰状弯曲或直,上面深绿色。雄球花开放前长椭圆状卵圆形,盛开时穗状圆柱形,基部围绕的苞片半透明膜质;雌球花基部无苞片,卵圆形或长椭圆状卵圆形。 球果 成熟前绿色,熟时由 栗色 变暗褐色;种子略扁,橄榄绿带 墨绿色 。5月开花授粉,次年10月球果成熟 。
银杉为古老的残遗植物,形态特殊,胚胎发育与松属植物相近,可应用于科学研究 。银杉树干高大端直,秀叶四季常青,并且在阳光照射时叶片会闪现银波,可作为园林观赏植物 。
由于冰川移动的作用,大多数银杉灭绝,再加上银杉的生长特性、人类的乱砍滥伐以及动物的取食,导致其 种群 减少 。1991年,银杉被《 中国植物红皮书 》列为濒危物种 。2010年,又被《世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN)》列为易危物种 。后陆续被《中国生物多样性红色名录(高等植物卷)》《国家重点保护野生植物》收录 。为保护银杉种质资源,中国地方政府和有关单位已建立自然保护区,并开展了相关的繁殖试验和引种工作 。
植物历史
银杉属的最早可靠化石出现于德国埃施魏勒的 中新世 地层 ,东西伯利亚阿尔丹河谷的中新世至 上新世 地层和黑海的上新世地层也出现过银杉的 球果 化石。银杉的孢粉化石见于 法国 西南部 渐新世 至中新世交界的 沉积物 中,因此银杉可能形成于 始新世 至渐新世,至少在中新世至上新世之间,银杉曾广泛分布于欧亚大陆。但在第四纪冰川时期,气候发生强烈变化,造成银杉 种群 大幅缩减,致使其间断地分布于中国 亚热带 山区,而冰川后期以来的气候波动则使已经片断化的银杉种群数量进一步下降。1955年夏季,中国植物学家 钟济新 在广西 花坪国家级自然保护区 首次发现银杉,1958年,中国植物学家 陈焕镛 、 匡可任 将其定名为 Cathaya argyrophylla ,并发表在 苏联 植物学报。银杉仅在中国南部的局部地区有少量保存,与 水杉 ( Metasequoia glyptostroboides )、银杏( Ginkgo biloba )一起被誉为植物界的国宝 。
形态特征
银杉为 乔木 ,高达20米,胸径40厘米以上 。
茎
树皮暗灰色,老时则裂成不规则的 薄片 ;大枝平展,小枝节间的上端生长缓慢、较粗,或少数侧生小枝因顶芽死亡而成距状,一年生枝黄褐色,密被灰黄色短柔毛,逐渐脱落,二年生枝呈深黄色 。
叶
叶枕近条形,稍隆起,顶端具近圆形、圆形或近四方状的叶痕,其色较淡;冬芽卵圆形或圆锥状卵圆形,顶端钝,淡黄 褐色 ,无毛,通常长6-8毫米。叶螺旋状着生成辐射伸展,在枝节间的上端排列紧密,成簇生状,在其之下侧疏散生长,多数长4-6厘米,宽2.5-3毫米,边缘微反卷,在 横切面 上其两端为圆形,下面沿中脉两侧具极显著的粉白色 气孔 带,每条气孔带有11-17行气孔,气孔带一般较浅绿色的 叶缘 边带为宽;侧生小枝的节间较短,叶排列较密,上端之叶密集、近轮状簇生,多数长不超过3厘米,边缘平或近平,在横切面上其两端斜尖,下面粉白色气孔带有9-13行气孔,宽与边带近 相等 ;叶条形,多少镰状弯曲或直,先端圆,基部渐窄成不明显的叶柄,上面深绿色,被疏柔毛,沿凹陷的中脉有较密的 褐色 短毛;幼叶上面的毛较多,沿叶缘具睫毛,睫毛不久即脱落,仅留痕迹 。
花
雄球花开放前长椭圆状卵圆形,长约2厘米,径8-9毫米,盛开时穗状圆柱形,长5-6厘米,近于无柄,基部围绕的 苞片 半透明膜质,背面凸起,边缘具不规则的锯齿,位于内部的苞片较大,阔卵形,长6-8毫米,宽4-5毫米,外部的苞片多为三角状扁圆形,承托基部的变形叶不久即脱落, 雄蕊 黄色,长约6毫米;雌 球花 基部无苞片,卵圆形或长椭圆状卵圆形,长8-10毫米,径约3毫米,珠鳞近圆形或肾状扁圆形,黄绿色,苞鳞黄褐色,三角状扁圆形或三角状卵形,先端具尾状长尖,边缘波状有不规则的细锯齿 。
果实与种子
球果 成熟前绿色,熟时由 栗色 变暗褐色,卵圆形、长卵圆形或长椭圆形,长3-5厘米,径1.5-3厘米,种鳞13-16枚,近圆形或带扁圆形至卵状圆形,长1.5-2.5厘米,宽1-2.5厘米,背面(尤其是被覆盖着的部分)密被微透明的短柔毛;苞鳞长达种鳞的1/4-1/3;种子略扁,斜倒卵圆形,基部尖,长5-6毫米,径3-4毫米,橄榄绿带 墨绿色 ,有不规则的浅色斑纹,种翅膜质,黄褐色,呈不对称的长椭圆形或椭圆状倒卵形,长10-15毫米,宽4-6毫米 。
物种分布
银杉是中国特产的稀有树种,主要分布在 广西壮族自治区 、 湖南省 、 贵州省 及 重庆市 ,多生于海拔940-1870米的山地陡坡、 山脊 及悬岩绝壁的缝隙间,或生于沟谷 坡地 的中下部 。
银杉林多为混交林,主要有与 甜槠 ( Castanopsis eyrei )、 石栎 ( Lithocarpus glaber )、 亮叶桦 ( Betula luminifera )、 南方铁杉 ( 铁杉属 黑枕黄鹂普通亚种 )等混交。银杉在群落中处于优势地位,但更新不良。在自然 演替 中, 阔叶 树种的入侵对银杉构成严重威胁,最终甚至会取代银杉 。
生态习性
银杉为阳性树种,大树喜光照充足、凉爽湿润的环境,但林中银杉一般几株至20株,有的仅1株,容易被生长快的阔叶树所荫蔽,导致幼苗、幼树的死亡和影响林木的生长发育,若不采取保护措施,将会被生长较快的阔叶树种更替而陷入灭绝的危险。银杉分布区位于气候潮湿,年均温8.4-14.8℃;多雾,年均相对湿度80%以上的中亚热带。幼苗喜适度荫蔽,在郁闭度较小的树林中,银杉幼苗较多,但随着郁闭度增大,幼苗数量逐渐减少。银杉具有较强的抗寒性,其生长的最适温度为20℃,温度低于15℃时植株停止生长。银杉幼苗对水分要求较高,但随着树龄增加,对水分依赖性减小,能在裸露的山脊上生长。银杉具有一定的耐瘠薄能力,适宜生长在富含腐殖质、疏松深厚、排水良好、pH值在4.5-6.0的酸性土壤中。银杉生长缓慢,通常树龄40年以上才进入结果期,而且3-5年才结一次果,5月开花授粉次年10月球果成熟 。
栽培技术
播种
在10月银杉 球果 成熟时采收种子,阴干后贮藏于通风处,以便日后播种。在3月中下旬播种,先用温水浸种催芽,再按行距播种。播种后覆盖细 砂土 ,再浇透水。小苗出土后加强弱阳光照射,第二年的春季便可进行移栽定植 。
嫁接
在3月上中旬进行 芽接 繁殖,选定壮实砧木后平截上部顶端,并切出切口,再将接芽插入砧木切口中,然后用塑料薄膜绑扎嫁接部位,防止雨水浸入 。
养护措施
水肥
银杉喜肥沃土壤,可在土壤中适量加入腐熟的饼类固体肥料或颗粒复合化肥,生长季节可每半月或20天施一次。浇水需根据植株生长情况和气候条件而定,春季可每半月浇水一次,如果遇上春旱,可5-7天浇水一次。夏季是银杉的旺盛生长期,需适当地增加 浇水量 ,可每天浇水1-2次 。
修枝整形
银杉萌发力强,需适当进行修枝整形。露地栽植银杉时,要趁早修去基部的侧枝,使其集中养分,促进主干生长。盆栽银杉时,需提早摘除主干顶梢,促进侧枝生长 。
病虫害防治
银杉的主要病虫害初步确定为落针病、煤烟病、 吉松毛虫 、 木虱 等。发现危害花坪自然保护区银杉人工林的病害有3种,虫害17种,隶属5目13科。防治病虫害发生的主要措施有保护天敌、药剂防治、及时割草、整枝、截去 伴生树 部分枝干等方法。虫害发生时,还可通过捕虫网、 吸虫 管、镊子等进行人工捕捉 。
物种保护
物种现状
银杉最初仅见于中国 龙胜各族自治县 花坪 和四川 南川区 金佛山 ,后来在毗邻的山区也发现了银杉。在中国贵州的道真大沙河保护区有1056株,桐梓 白芷 山自然保护区约有20株,其他分布点上,最多达几十株,最少仅存一株 。
致危因素
由于 冰川 移动的作用,大多数银杉灭绝,仅有 中国 南部局部地区的少数植株被保存下来。并且,人类对森林的乱砍滥伐,使得银杉的生长环境遭到破坏, 种群 数量减少。再加上松鼠和鸟类的取食,导致银杉原本就有限的种子进一步减少。同时,银杉自身还存在种群更新差、 遗传多样性 低、生殖障碍大的缺点 。
保护等级
1991年,银杉被《 中国植物红皮书 》列为濒危物种 。
2010年,银杉被《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》列为易危物种 。
2013年,银杉被《中国生物多样性红色名录(高等植物卷)》列为濒危物种 。
2021年,银杉被中国《国家重点保护野生植物》列为一级保护植物。被植物学家称为‘植物熊猫’的银杉,是三百万年前第四纪冰川后残留下来的稀世珍宝 。
保护措施
为保护银杉种质资源,中国地方政府和有关单位已在广西花坪和重庆金佛山建立了以保护银杉为主的自然保护区。广西 桂林植物园 收集和保存大量的银杉种质资源,并进行了就地保存工作。相关学者还开展了银杉的繁殖试验和引种工作,促进银杉的天然更新并扩大其分布范围 。
用途
科学研究
银杉为古老的残遗植物,其花粉曾在欧亚大陆第三纪沉积物中发现。其形态特殊,胚胎发育与松属植物相近,对研究松科植物的 系统发育 、古植物 区系 、古地理及第四纪冰期气候等,均有较重要的科研价值 。
园艺观赏
银杉 树干 高大端直,枝条放射状展开,秀叶四季常青,并且其条形叶片的两侧生有银白色的 气孔 带,阳光照射时会闪现银波,是珍贵的园林观赏植物 。
相关研究
木材构造研究
有学者通过实验对银杉木材解剖构造进行研究,发现银杉木材具有美丽的构型,如其 横切面 上轴向管胞可形成骨骼构架,轴向 树脂 道可产生向心式构成等,这些均可作为构建美学图案的素材,应用于 人造板 装饰,这种木材美学图案还可应用于纺织 印花 、家具设计等多个领域 。
微生物群落研究
有学者通过实验对银杉 根际微生物 的群落结构进行初步研究,发现其 根际微生物 中的细菌在数量上比 放线菌 和真菌高,并且不论从微生物类群数量还是个体数量上看,银杉的根际微生物总量都远低于其他 松科 植物,这可能是导致银杉退化和生长不良的原因之一 。