野生牡丹正处于灭绝边缘 抢救性保护迫在眉睫

2018年05月11日 16:10生态话题

中国园林网5月11日消息:牡丹被誉为花中之王,国色天香。两千多年来,牡丹在中国栽培甚广,并被引种到世界各地。牡丹品种多达上千个,花色亦丰富多彩,红、黄、绿,粉、紫、黑,应有尽有。

牡丹栽培品种多达上千种,但他们的野生祖先已处境极为危险。

要说中国的野生牡丹正处于极度濒危的境地,很多人难以置信。然而,这是事实。

根据中科院植物所研究员洪德元、周世良等专家20多年的调查研究,我国特有的9个野生牡丹种中,凤丹和中原牡丹都只剩单株,紫斑牡丹、卵叶牡丹、四川牡丹和圆裂牡丹处于濒危状态,大花黄牡丹和矮牡丹也成为易危种群,只有滇牡丹一种尚不在濒危之列。

洪德元等专家认为,牡丹是当之无愧的国花,它的野生亲本应作为国宝级自然资源予以保护。目前9个野生物种中有8个处于濒危状态,国家有关部门应尽快采取措施,抢救性保护野生牡丹这一珍贵的物种资源,防止野生牡丹资源遭受新的浩劫。

文章指出,对8种处于濒危状态的野生牡丹,应禁止任何形式的野生个体采挖。严控企业和个人以建立资源(保护)圃的形式掠夺野生资源。企业和个人不具备永久保护牡丹资源的条件,而且野生牡丹不同物种如果被引种到一起,有可能发生杂交,造成混杂。因此,当务之急需要对牡丹野生物种进行全面、深入调查,掌握确切信息,制订科学的保护策略和切实可行的措施。同时,开展解除其濒危状态的保护生物学研究,使其尽快摆脱目前的濒危窘境,实现资源的可持续利用。

非同寻常的国宝

在花卉界,牡丹的人工选育可谓登峰造极,许多的优良基因得以传承,保护野生牡丹资源还有多大意义?

洪德元、周世良等植物分类学家如此珍视的野生牡丹,不仅具有非同寻常的分类学地位,还是培育牡丹新品种的瑰宝。

牡丹属于芍药科唯一的属——芍药属。芍药科具有一些独特的特征,这使它的分类地位不断攀升,从隶属于毛茛科的属到族、芍药科、芍药亚目、芍药目、芍药超目,直至芍药亚纲。芍药科在被子植物中十分孤立,其系统位置一直存在激烈争论。上世纪90年代以前,一派认为它与毛茛类(包括毛茛科和白根葵科)近缘,另一派则认为它与第伦桃类是近亲。分子系统学问世后,被子植物的系统发生分析颠覆了上述两派的观点,各种分子树都如此出人意料:芍药科居然与虎耳草科、景天科、小二仙草科、金缕梅科、交让木科、连香树科等构成一大支,即虎耳草目。但是,在虎耳草目中,芍药科和谁最亲?多项研究又得出不同的结果,因此芍药科的系统位置至今仍然是一个悬而未决的谜。显然,野生牡丹对厘清芍药科的系统关系至关重要。

芍药属中所有的木本类群都归为牡丹组。所有的野生牡丹都为中国独有。所以,虽然全球有20多个国家均有栽培牡丹,但是,无论身处何处,它们都有共同的祖先,那就是中国的野生牡丹。洪德元等开展的分类学研究也揭示,我国上千个传统的牡丹品种是由产于中原地区的5个野生种经人工汇集在庭院后,自然杂交,而后选育出来的。

虽然野生牡丹的部分“血脉”还残存在栽培牡丹之中,但栽培品种常常经历了长期的驯化和杂交,这已经极大损害了野生原种宝贵的遗传资源。

专家呼吁,种质资源也是重要的国家战略资源。野生牡丹是培育优良栽培牡丹品种的源泉,也是培育高抗高产优质油用牡丹品种的源泉。我们应该尽快采取有效的保护措施保护野生牡丹资源,同时深度发掘进入栽培牡丹的遗传资源,减轻对野生资源的依赖。

准确认知是保护前提

野生牡丹如此宝贵,人们也早就意识到保护野生牡丹的重要性。《中国植物红皮书:稀有濒危植物》(第一册)共收集了388个保护单元(种和变种),其中野生牡丹占了4个,它们是黄牡丹、紫斑牡丹、矮牡丹和四川牡丹。遗憾的是,由于当时条件的限制,这4个保护单元的拉丁学名没有一个是正确的,而且物种划分和保护单元的确定缺乏科学性,物种信息严重欠缺,特别是“黄牡丹”这一保护单元,从学名到内容都是错的。

这就造成了该保护的物种混在了不濒危的常见种中,遭受了几乎灭绝性的破坏,而不濒危的物种却被当作濒危物种保护,费钱、费力,劳而无功。这再次教训我们,有效保护濒危物种的前提是,对物种进行科学划分,合理确定保护单元。如果没有科学的物种划分,保护单元不明确,生态和生物学信息不够充实,就很难制定科学的策略和可行的保护措施。

《中国植物志》27卷中的芍药属编写之时,中国植物分类学研究的条件还很差,文献不全,绝大多数模式标本在国外,国内各标本馆所存野生牡丹标本寥寥无几。植物分类学家认为牡丹是园林植物,园艺学家会关注其分类问题,而园艺学家又认为牡丹分类是植物分类学家的事,从而造成了牡丹分类两不管的境况。在这样的窘境下编写完成的《中国植物志》27卷中的芍药属,难以保证物种划分的科学性和物种名称的正确性,而1992年出版的《中国植物红皮书》基本上沿用了植物志中的分类处理,所确定的野生牡丹保护类群缺乏科学基础。

1993年,洪德元等专家们意识到这一问题。1995起,他们在美国国家地理学会5个基金的连续支持下,对芍药属除非洲西北部的摩洛哥和阿尔及利亚以外的整个分布区(从西班牙至日本及北美西部)进行了10年的考察,期间或之后又查阅了国内外65个植物标本馆的全部标本,包括所有模式标本。可以说,这项研究结果澄清了全世界芍药属的物种和物种关系,确认全属有34个种,其中牡丹组有9个野生种和一个栽培的杂交种。

专家们进而利用转录组方法,以37个野生牡丹样本构建了高分辨率的系统发生树。这棵树显示,野生牡丹包含9个物种,与依据形态分析得出的结论高度吻合。接着,他们选用47个牡丹传统栽培品种,研究与野生牡丹的关系。研究发现,中原地区的5个野生种参与了传统栽培品种的形成,其中3个野生种既作了父本,又作了母本。西南地区分布的4个野生种,如大花黄牡丹,未参与中国传统栽培品种的形成。

野生牡丹现状堪忧

中原牡丹

中原牡丹

洪德元等1993年开始对芍药属进行野外考察。1994年,他们在河南嵩县一农民家中,见到了曾于1961年从附近山上挖来一株野生牡丹。后经鉴定,这株牡丹就是中原牡丹。

为了寻找中原牡丹,洪德元等组织老乡全力以赴搜集附近的山,却再也没能找到同样的野生牡丹。中原牡丹真的在野外消失了,还是调查尚不够到位?至今仍是洪德元团队心中的疑团。

他们开展的系统发生树的研究显示,中原牡丹是一个好种,而且还是多数栽培品种的亲本。

四川牡丹

四川牡丹:a和b为生境,灌丛或疏林;c–e,在开旷的灌丛或林缘中结实率较高。

四川牡丹是一个分布很狭域的物种。它生长于多石的山坡和悬崖上的灌丛、幼年的次生林或稀疏的柏树林。据调查、标本记录和对当地老乡的访问,目前四川牡丹的居群数目至少在10个以上,个体数应以千计,有些地方还局部常见。四川牡丹的最适生境是阳山坡稀疏灌丛。在次生林和高度超过2米的高灌丛中,则植株很少开花,结实率低。

滇牡丹

滇牡丹:a–d为生境;e为纺锤根和地下茎;f为地下茎;g为实生幼苗。

滇牡丹的分类处理直到1998年才得到解决,那之前曾被认为由4个物种组成,在《中国植物志》中则被作为一个种的3个变种处理。

滇牡丹的分布范围相当大,云南的中部和西北部、四川的西部和西南部,以及西藏的东南部,是9种野生牡丹中分布范围最广的,也是各野生种中垂直分布范围最大的。

滇牡丹生境多样,可见于灌丛、疏林,茂密的云南松-高山栎林,以及云杉原始林,可见它的生态幅相当宽,这有可能与它的纺锤状加粗的根和功能相关,这样的根既能贮水,又能储存营养。这个种不仅有很多居群,而且有些居群还很大,特别是香格里拉县的格咱乡,在香格里拉至四川乡城的公路两边,一个居群绵延10公里,植株(包括无性系)不计其数。

滇牡丹保持着种子繁殖和无性繁殖两种生殖方式,无性繁殖占优势。由此可见,滇牡丹居群多而且大,又有两种繁殖方式,不属于濒危物种。

滇牡丹具有丰富的遗传多样性。

矮牡丹(稷山牡丹)

矮牡丹:a-c为生境,灌丛或稀疏的落叶阔叶林;d为无性繁殖苗(萌生苗)。

矮牡丹分布于山西、河南和陕西三省相邻地区。矮牡丹出现的群落是灌丛和稀疏的落叶阔叶林,结实率很低,调查中未见实生苗,但根出条现象很普遍,显然这个物种以无性繁殖为主。正是因为它们的无性繁殖特性,逃脱了1960年前后因大量收购丹皮而被挖尽的厄运。

矮牡丹分布范围很小,生态幅也狭小,居群数量不多,是一个稀有物种,又受到人为采挖的严重威胁。唯一有效的保护措施应是严禁采挖,恢复自然居群。

大花黄牡丹

大花黄牡丹:a、b为乱采滥挖造成的惨象和适生生境;c、d为林缘的环境;e为根,像一般灌木,无营养繁殖迹象;f为下垂的蓇葖果挂满枝;g为英国自然博物馆大门两侧的大花黄牡丹;h为英国皇家邱植物园中繁殖的大花黄牡丹种子。

人们曾把大花黄牡丹与中国西南部相当广布的、花黄色的滇牡丹混在一起,一直被看作是其中的一个黄花类型,即“黄牡丹”。《中国植物红皮书》就是这样把大花黄牡丹混在“黄牡丹”中的。可是“黄牡丹”分布范围广,且相当常见,并不显得濒危,未引起人们的重视。

调查和研究表明,大花黄牡丹的分布很狭域,土壤基质为花岗岩,多生长于疏林和灌丛中。这一物种完全依赖种子繁殖,结实率高,出苗率也高。它们一怕失去生境,二怕滥采乱挖。保护策略,一是人为适度干扰,保持开旷的疏林和灌丛,二是严格控制采挖。

凤丹(阳山牡丹)

凤丹:a、b为河南卢氏县狮子坪乡(陈远超提供)。

“凤丹白”很有可能是杨山牡丹的直接后裔。图片:Kenpei/wiki commons

凤丹作为著名中药“丹皮”的原植物广泛栽培。现已澄清,它与普遍栽培且被称为“花中之王”的牡丹不同,是一个独立的物种。

但是凤丹的野生状况如何?这已经成了一个谜。洪德元团队曾经在河南多次寻找无果,确切无疑的野生凤丹还有的,就是在安徽一悬崖上有一株。

研究表明,牡丹为异交繁育植物。因此拯救这唯一一株凤丹就只有克隆繁殖一条路。可惜,牡丹的组织培养至今尚未有成功的经验。

卵叶牡丹

卵叶牡丹:a和b为湖北保康后坪镇一居群;c和d为陕西旬阳白柳镇居群(张延龙团队提供);e为湖北神农架山屯岩居群,仅一个心皮发育。

调查组至今在河南、湖北和陕西一共发现5个卵叶牡丹的产地。无论从水平分布上,还是垂直分布上,卵叶牡丹都是一个极其狭域的物种。现在已知的居群大多见于稀疏落叶阔叶林的悬崖上,少见于灌丛中。调查组尚不知它们是否只适应于悬崖的环境,还是由于人类采挖,悬崖成了卵叶牡丹的避难所?

调查发现,神农架居群的结实率低,其原因有可能是居群内个体过少,造成异花传粉的成功率低下。这可能导致居群进一步缩小。所以,研究人员认为卵叶牡丹应是极危物种。

紫斑牡丹

紫斑牡丹

紫斑牡丹包含两个亚种,紫斑牡丹和裂叶紫斑牡丹。它们以秦岭为界,南面是紫斑牡丹,北面是裂叶紫斑牡丹。紫斑牡丹的生态幅不大,多见于落叶阔叶林下,少见于林缘灌丛中。在紫斑牡丹中至今尚未发现有地下茎或根出条现象,它全靠种子繁殖。

根据标本记载和研究团队的调查,1960年以前,紫斑牡丹相当常见,特别是在秦岭,包括太白山。1960年和1961年大量收购丹皮,带给紫斑牡丹一场浩劫,如今未见到大的居群。

圆裂牡丹

圆裂牡丹:a 、b为灌丛环境;c为在矮灌丛中,结实率很高;d为根出条现象。

圆裂牡丹这一群植物最初被作为四川牡丹中的一个成员,后来作为四川牡丹中的一个亚种,后来的研究发现它是独立的实体。这个种分布于岷江上游的黑水、理县、茂县、松潘、汶川,共8个居群,生态幅比较狭窄,特别是从垂直高度和土壤的要求上看。

圆裂牡丹的生殖方式以种子繁殖为主,结实率较高。这个种虽然分布区狭窄,生态幅很小,居群不很多,但个体数量并不很少。圆裂牡丹喜爱开旷的疏林和灌丛,而在较密的次生林和高灌丛中开花的植株少,或开花但心皮败育率高。

野生牡丹有待深入调查

虽然针对野生牡丹的调查持续20多年,但洪德元等专家仍然认为,除滇牡丹外,对其他野生牡丹生存状况的认识还很肤浅。中原牡丹是否只剩一株?凤丹是否真的只剩下唯一的一株?矮牡丹、四川牡丹、圆裂牡丹和大花黄牡丹的分布和生存状况如何?都有待进一步更深入的调查。

对紫斑牡丹和卵叶牡丹的生存状况认识的更是不够。但基本可以肯定,野生的凤丹和中原牡丹正处于灭绝的边缘,亟待抢救。紫斑牡丹虽然分布颇为广泛,但分布零散,且仅靠种子繁殖,加之人为滥采乱挖,处于濒危状态,急需加强保护,严禁破坏野生居群。卵叶牡丹、四川牡丹和圆裂牡丹分布局限且零星,受人为干扰严重,属于濒危物种,目前对它们的繁殖行为还不够了解,应加强科学研究,力争解除其濒危状态。

大花黄牡丹和矮牡丹虽然分布很狭域,但居群内个体较多,如果能维持它们最适的生态环境,应该可以保持现有的居群,应归于易危等级,对这两个种的保护应是严禁采挖并创造适宜生境。滇牡丹不属于濒危物种,其花色资源异常丰富,对那些稀少而珍贵的花色类型也应予以保护。

参考文献  |  洪德元,周世良等,野生牡丹的生存状况和保护,《生物多样性》,2017年 第25卷第7期。

推荐阅读:

油用牡丹成为陕西林业产业带动乡村振兴新亮点

洛阳牡丹年出口创汇达1700万元

北林大与菏泽学院共建牡丹研究院

中国河间首届牡丹旅游文化节开幕

(来源:生态话题)