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湖北红椿资源研究进展

作者:未知

  摘 要:系统回顾湖北红椿的研究与发展概况,总结了湖北野生红椿种质资源分布现状、野生资源育种评价、引种栽培、种群生态学研究等方面成果,建议加强资源保护、育种和栽培研究,为推动湖北省野生珍贵树种资源可持续发展提供参考依据。
  关键词:红椿;进展;湖北
  中图分类号:S792.33  文献标识码:A  文章编号:1004-3020(2019)03-0036-04[HJ1.7mm]
  Abstract:Current research with development situation of Toona ciliata in Hubei Province was reviewedin this paper.Research achievementsin main distribution of Toona ciliate,wild resource breeding evaluation,introduction and cultivation,population ecologywas summarized.It was proposed that resource protection,breeding and cultivation research should be strengthened, providing reference for promoting the sustainable development of wild precious tree species resources in Hubei Province.
  Key words:Toona ciliate;progress;Hubei
  1 中国红椿分布与应用价值
  红椿Toona ciliata为楝科Meliaceae香椿属Toona落叶或近常绿乔木,现今国内主要分布于东经100°16′~119°40′,北纬24°21~30°31′的低山丘陵地区[1],即华南、华中、华东及西南地区,天热居群具有零星分布特点,是我国热带、亚热带地区的珍贵速生用材树种,并以“中国桃花心木”享誉海内外[1,2]。由于红椿经济价值高,历代人为肆意采伐利用,过度开发和消耗以及自然环境破坏和天然更新缓慢等原因,导致其数量日益减少,生存范围狭窄、分布零星、难见片林,属于渐危树种,列入《中国主要栽培珍贵树种参考名录》,1999年经国务院批准为国家二级重点保护濒危野生植物[2]。
  红椿具有广泛的用途和经济价值,红椿木是上等的高档家具材,其心材色深边材色淡,呈美丽花纹,且具纹理通直、结构细致、质地坚韧、略带微香、防虫耐腐等优良特性。红椿木也是良好的胶合板贴面板材,在装饰装潢方面具有易干燥、变形小、不翘裂、油漆及胶粘性能良好等优势,适合为建筑方面、家具制作、船车装饰、室内装饰之用[3]。以红椿木、檀木等耐腐并具香味、油性重类的木材埋藏地下数千年碳化所形成的乌木(学名“阴沉木”),因其永不褪色、不腐朽、不生虫,是一种极其珍稀、不可再生的珍贵木材,为古代皇室专用,是制作仿古艺术品、家具的理想用材[4]。
  红椿还具有生态价值、园林观赏价值和药用价值。从红椿枝条可以提取出乙酸乙酯萃取物和氯仿萃取物,该萃取物能有效提高水稻上发生褐飞虱产卵的避免率,对菜青虫有一定的拒食活性[5],可用于开发高效、低残留、对人畜安全及自然亲和性的植物源杀虫剂。除此之外,红椿与马尾松、杉木等针叶树种营造混生林分,可以提高该林分的土壤肥力,进而促进林分生长,改善林分内部环境[4]。同时红椿还具有较强的抗旱性Pb富集和吸收能力[6],并具一定镉耐受性,能修复土壤。红椿也是常用的园林绿化树种,其树干通直且光滑,枝叶繁茂,树冠庞大,树形优美,可植为庭院或行道树,也是“四旁”绿化的好树种。《中华本草》记载红椿入药后具有清热燥湿之功效,红椿自身还具有收涩以及杀虫作用,其树叶和树皮在民间被用来治疗肠炎、痢疾和皮肤瘙痒。近来发现红椿提取物具有抗菌、抗病毒、灭螺及抗疟等多种生物活性,对癌症和低血糖有疗效[7],红椿氯仿提取物具有明显的提高小鼠记忆能力的作用[8],是一种尚未被开发利用的药用植物。
  2 湖北红椿资源研究现状
  2.1 分布现状
  按照《第二次全国重点保护野生植物资源调查湖北省实施细则》制定的湖北省红椿调查实施方案,我院自2015年开始全省红椿野生资源调查,并结合湖北生态工程职业技术学院所开展的红椿资源调查结果,目前初步确定我省红椿资源分布区域主要在北纬29°~32°和东经109°~111°之间[9],分为鄂中、鄂东和鄂西三个分布区,鄂中为钟祥和远安地区;鄂东为咸宁市崇阳县、通山县(九宫山国家级自然保护区)、黄石市(西塞山区黄荆山)和武汉江夏区。鄂西为主要分布区,又分为鄂西北分布区:十堰市竹山县(堵河源国家级自然保护区)、襄阳市(谷城县紫金镇玛瑙观村、南漳县漳河源省级自然保护区);鄂西南分布区:咸丰县(黄金洞乡、星斗山国家级自然保护区)、恩施市(盛家坝乡的马鹿河区域、白杨坪镇鲁竹坝村)、宣恩县(七姊妹山国家级保护区的肖家湾,沙道沟镇金盆村、红旗村、芦茅湾村,长潭河乡王家山村、大卧龙村)、利川市(毛坝镇车罗村、文斗乡堡上村),建始县(景阳镇青龙河村)、来凤县(百福司镇高洞村大湾、旧司镇三寨坪村)、宜昌市(长阳都镇湾乡银峰村),鹤峰县(太平乡风水岭林场)、巴东县(野三关镇花栎树村)[9-13]。
  通过在各县市的实地调查,红椿资源分布的重要特点是基本都生长在河流沿岸或山沟等水热条件好的地段,在自然保护区或者附近多有分布,分布海拔200~900m之间,最低为谷城县紫金镇玛瑙观村海拔217 m,最高为宣恩七姊妹山国家级保护区的肖家湾海拔1 074 m,土壤pH值6~6.5之间,类型为黄壤、黄棕壤、红黄壤、山地黄壤、山地红黄壤、山地黄棕壤六类,坡位少为中上、多为中下或下坡[9,10,14,15]。红椿大型天然群落较少见,一般多以小群落或孤立木存在,但伴生植物丰富,主要乔木有黑壳楠Lindera megaphylla、绒毛钓樟L. floribunda、湖北木姜子Litsea hupehana、枫杨Pterocarya stenoptera、枫香Liquidambar formosana、红麸杨Rhus punjabensis等;灌木和木质藤本有小叶女贞Ligustrum quihoui 、臭牡丹Clerodendrum bungei、乌泡子Rubus parker、棠叶悬钩子R. malifolius、砚壳花椒Zanthoxylum dissitum、中国旌节花Stachyurus chinensis、南一笼鸡Paragutzlafifa henryi;草本和草质藤本有芒Miscanthus sinensis、楼梯草Elatostema involucratum、团叶陵齿蕨Lindsaea orbiculata、大叶水龙骨Goniophlebium niponicum、疏叶卷柏Selaginella remotifolia、山麦冬Liriope spicata、透茎冷水花Pilea pumila、赤爬Thladiantha dubia等[1,11,13,14]。大部分红椿资源生长状况都比较健康,病虫害症状不明显。比较明显的现象是树龄結构中幼龄株数比例偏低,天然更新较慢,自然成苗极少[9,16]。老龄大树多为孤立木,抗干扰能力低,不利于遗传资源的保护。种群人为干扰主要为开荒或者放牧等,干扰程度相对较弱或中等[9]。   2.2 资源评价研究
  红椿作为珍贵速生用材树种,在湖北开展相关种源试验,对丰富区域用材树种,加大优质木材供应,促进林业经济发展,具有重大推进作用。基于此,我院先后两次自恩施自治州采种生长健壮红椿母树对其进行不同立地及气候条件的红椿良种选育研究,首次采集6个半同胞家系的种子,比较6个家系间当年生苗高、地径、叶长、叶宽、叶长宽比的差异,发现苗木生长受人为影响因素较多,比如土壤条件、水肥管理等等,其遗传性状表现尚不稳定[17]。之后又对恩施红椿7个半同胞家系子代在地径、株高、叶片性状、含水率等方面的差异及规律,初步筛选优良家系,结果发现参试的7个半同胞家系平均种子发芽率为38.6%,平均成活率为21.0%。平均发芽率与成活率在半同胞家系间差异显著,综合考虑发芽率、成活率、苗高、地径等指标,初步筛选出3个优良家系[18]。
  为选育出适合湖北需要的红椿速生优良新资源,我院又从江西、福建、广东等与湖北气候相近地引进5个优质种源,对不同种源的1年生实生苗进行光合测定,比较其光合差异,评价不同种源光合效率。在试验区域内,种源LZ(福建来舟)和WY(江西武夷山自然保护区)苗期光适应性和光合潜力都较其余种源更好,对应的主要生长性状苗高和基径也表现优良,认为具有更大的推广利用潜力[19]。进一步综合不同种源苗期包括复叶长宽、小叶长宽和小叶数等生长量数据,江西武夷山自然保护区种源(WY)和江西官山自然保护区种源(GS),其次是福建来舟种源(LZ)在武汉地区表现较好,而湖北当地的恩施种源却生长表现较差[20],与李艳等[21]开展的红椿种源适应性和生长节律表现结果一致,2年生林分生长测定结果显示湖北恩施种源树高和地径生长缓慢。
  2.3 种群生态研究
  在红椿群落生态学、种群生态学、红椿天然林优树选择等方面湖北生态工程职业技术学院红椿课题组进行了系列研究。汪洋等[16,22,23]應用相邻格子法、空间替代时间法等不同方法对鄂西北红椿种群进行分布格局适用性研究,提出25 m2的取样尺度在研究红椿种群分布格局方面最为典型,种群动态分析显示红椿濒危的主要因素是天然种群受环境筛抑制和环境干扰,建议加强制造林窗之类的人为正向“干扰”。并提出了红椿天然分布格局的检验方法。在红椿种群生态学的研究中发现,鄂西南、鄂东南红椿种群发育受限的主要原因可归纳为:①环境筛的选择:红椿为强喜阳性树种,天然林中幼树因为光资源竞争力低下,无法穿越环境筛选成树进入主林层,导致死亡率高而种群老龄化风险大[24];②红椿本身的群落结构特性:天然红椿群落具有典型的垂直结构,上层红椿的优势特征致使灌木层的多样性不高。而在红椿幼苗成树前增加草灌层的多样性并且形成相对复杂的群层结构,这也较强的影响整体群落的动态和结构[25];③种内竞争与非自然干扰,有限空间内为更多争夺资源加之丰富的群落多样性使红椿个体面临高的种内种间竞争关系,种群自疏现象与种内竞争直接相关,同时人为干扰也是造成幼龄个体损失的重要原因[23,26]。并提出了适当人为型积极干扰能促进种群更新,达到科学保护的目的[26]。群落结构和功能多样性可以用物种多样性度量,研究物种多样性的可以实现对群落组成、变化和发展更好的认识。江雄波、袁继池等[14,25]对鄂西红椿群落物种多样性和种群格局的相关性进行了研究,认为乔灌层多样性对多样性指数有很大影响,而群落中的草本多样性指数较灌木和乔木本大。除此之外,汪洋等[27]运用多远线性回归和主成分分析联合分级法以及基准线法和形质评分结合法,对湖北红椿天然种群进行了优树选择,这些研究都为我省红椿资源保护提供了有利参考资料。
  3 湖北红椿资源发展问题与建议
  近年来随着人民生活水平的不断提高,对珍贵木材需求与日俱增,珍贵木材供需矛盾突出,我省野生红椿资源比较丰富,发展潜力巨大,需要更加深入的调查工作以探明其在湖北境内的详细分布区域,对于一些优良种质,可采用就地保存为主,异地保存为辅,逐渐扩大种群数量和栽植区域范围。为防止野生资源的无序开采和有意破坏,遏制野生资源浪费和衰竭,需要列入政府保护计划,提升公众对野生红椿资源的保护意识,同时应重视优良红椿资源引种驯化工作,以丰富我省红椿的种质资源。
  当前红椿的研究成果不多,针对其生长特性我院开展了种子育苗、引种、评价等方面的研究,但是迄今红椿遗传改良、种质创新和新品种培育工作依旧薄弱,现有红椿科研课题执行期一般为几年,课题完成后缺乏资金维持后续研究跟进,对于寿命几十年的乔木树种红椿难以形成系统,达不到成果推广的要求。其次许多红椿种质资源尚未充分开发利用,大量优异资源尚处于野生状态,加之地理隔离、环境选择等因素,天然红椿种群内存在着丰富的变异。因此应制定红椿育种中长期发展规划,制定完备的育种策略,增加人工育种研究技术、资金、物质投入,以常规育种技术为主导,加强与现代生物技术的紧密结合,筛选出符合优质繁殖材料进行推广应用。红椿木材虽经济价值高,但红椿生长周期较慢,收益见效慢,需要运用科学高效的栽培技术,一方面通过遗传改良提高林业生产力,另一方面开展红椿与其它短期收益树种的混交经营研究,或结合林下套种套养提高收益空间,不断完善研究成果,实现对产业技术指导,成果大面积推广,促进湖北林业和生态产业健康发展。
  参 考 文 献
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  (责任编辑:唐 岚)
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