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国宝级蕨类植物中华水韭首现宁海

2021-09-23  高山仙人掌

图文/林海伦

编辑/小   山

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花友黑哥查看中华水韭长势

据相关资料记载,中华水韭被认为是植物界的大熊猫。它最早出现于距今3亿年前石炭纪的岩层中,是最古老的水生蕨类植物,是种典型的活化石。它也是我国第一批公布的50多种一级重点保护野生植物名录中的一种,为中国特有物种,属极度濒危的孑遗植物,具有很高的学术研究价值。

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宁海高山上的中华水韭生境,生境中又有槐叶蘋与其相伴生,后者也是种水生蕨类植物,原生态环境十分优越

前几天,宁海花友“黑哥”打电话告诉我,他在宁海的一座高山上发现了疑似中华水韭。之前我从未在宁海县域内发现过中华水韭,而且之前我在宁波境内发现的中华水韭均生长在海拔200米以下的低山环境中。高山上也能发现中华水韭让我感到十分疑惑。

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这片中华水韭长势良好

得到这个重大的好消息后,近日我跟随“黑哥”前往这处中华水韭的生长地进行考察确认。在海拔600米一个阴坡已荒芜多年的农田水沟中,确实有成片的中华水韭生长。

当我第一眼看到这些生长在浅水中的类似韭菜一样的小草时,我马上就可以认定它们真的是大名鼎鼎的中华水韭。这次在宁海境内首次发现中华水韭的群落的意义重大,为宁海县增加了一个重量级的野生植物的种类,给宁海的原生态生物多样性添上了浓墨重彩的一笔。

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花友黑哥

花友“黑哥”原本是资深驴友,对宁海的自然环境了如指掌。自从开始迷上拍摄野花后,就把所有的业余时间投入到对宁海县域内野生植物的考察中。黑哥在宁海首次发现了许多种罕见珍稀的野生植物种类:江浙獐牙菜、五岭龙胆、华顶杜鹃、大花斑叶兰、绿花斑叶兰、见血清等等。这次在宁海首次发现中华水韭群落,又是立下了汗马功劳,我们要为他点个大大的赞!

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宁海高山上的中华水韭生境,长势良好,此处的水沟环境非常适合水韭的生长,是宁波境内首次发现的高山环境中的中华水韭群落

中华水韭对生长的环境要求很高,因此是种十分罕见的珍稀植物。自从2014年8月在龙观乡首次发现中华水韭后,我一直关注这个物种新的分布点,尤其是在高海拔区域。但我始终没能在高山环境中见到中华水韭的踪影。这次在宁海的高山上,能发现中华水韭,为宁波的中华水韭增加一个重要的生态型,并大大扩展了中华水韭在宁波的分布范围,为我日后在四明山上寻找中华水韭增强了信心。

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林海伦老师在中华水韭生长地考察,拍摄者:黑哥

这片中华水韭分布在3处不同的水沟中,总共有数百株,并有一些小苗生长出来。有的植株比较粗壮,表明已经生长了多年。有的上部的叶片被虫子啃食后又有新叶生长上来。水沟中又有许多水生植物相伴生,如水筛、有尾水筛、谷精草、丁香蓼、长籽柳叶菜、鸭舌草、鱼腥草、满江红、槐叶蘋等,表明此处的原生态环境相当优越。

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宁海高山上的中华水韭生境,生境中有成片的鸭舌草与其相伴生,原生态环境十分优越

从其生境的特点来看,水韭都生长在有积水的地方,这些微型的沼泽环境是中华水韭的理想生长地。由于这些地段的上方都有较高的土坎,高坎下积水处其实都有泉眼存在,因此总能保持水沟常年不会干涸。其它区域由于会出现枯水期,加上杂草疯长,最终导致水韭无法立足。因此常年水量丰沛是水韭能长期生存的必备条件。

同时水韭也是种典型的沼泽指示植物。另外一个原因是此处是成片的荒芜农田,眼下主要是当地村民放牧的好地方,放牧的好处是可以控制杂草的大量侵入,无形中为中华水韭的生长创造理想的空间环境。如果放牧行为结束,对中华水韭的生长反而不利。当然我们也可以人工干预将大型杂草拔除。

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为了对中华水韭有更加深入的认识,我采挖了两株水韭的标本,并对其进行解剖和显微观察。我很想知道3亿年前的小草内部构造有什么特别的地方,它们竟然穿越了如此漫长的地质时期,依然能生生不息?

中华水韭的叶片略呈四棱形,从其横切面可见里边有4条通气道。叶片内部是空心的,更加像葱,而不像韭菜,因为韭菜的叶片是实心的,应该叫“中华水葱”才符合其叶片的构造特点,其叶片并不富含汁水。

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中华水韭叶片的纵切面,4个通气道内均有白色的横隔膜,主要是起支撑极薄的叶片组织的作用

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中华水韭叶片的横切面,整体呈梯形,内侧叶面较宽,外侧叶背较窄,内有4个通气道,白色的为横隔膜部位,维管束位于中心处,叶片并不富含汁水,叶片宽约3mm

水韭叶片的横切面呈梯形,叶面比叶背宽些,直径约为3mm。其中心处有一原始的维管中柱,靠近叶背一侧的中柱是呈半月形的木质部,细胞壁较厚,木质部上方是韧皮部,其中有3个小型的通气道。有的研究者把这3个通气道误认为是大导管,导管是有细胞壁的,但是它们位于韧皮部,又不具细胞壁。

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中华水韭叶片的横切面,中柱维管束的放大图,韧皮部有3个小型通气道,其中1个较大,另2个较小,并非是传说中的大导管,木质部位于叶背方向,均为厚壁细胞

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中华水韭叶片的表面观放大图,只有内外两层细胞,外层是细长的排列紧密的表皮细胞(黑色细胞壁部分),内层为类圆形的叶肉细胞(黄色细胞壁部分)

中华水韭叶片内部的4个通气道中具有前后错位的横隔膜,横隔膜上又有细小的呈三角形的通气孔分布。这些横隔膜的作用应该是起到支撑叶片形体的作用,由于其叶片只有内外两层细胞,外层表皮细胞细长且排列紧密,上有一些原始小气孔分布;内层的叶肉细胞呈类方形,排列疏松。如此轻薄的细胞组织没有内部的横隔膜来支撑是无法保持其固定的形状。

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中华水韭叶片的中柱维管束的纵切面放大图,木质部有明显的螺纹导管分布,并可见2条通气道(气泡管)

从叶片的纵切面来看,可见其维管束中有螺纹导管,这种导管类型是最为原始的导管,支撑作用较弱,所以水韭一旦离开水面,很容易倒伏。

中华水韭的地下部位有个块茎,叶片都是从这个块茎上生长出来的,块茎的下部着生许多两叉分枝的须根,两叉分枝的方式也是古老植物的重要鉴别特征。

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中华水韭植株特写,叶片细长,地下部分白色,叶片基部膨大突出,全株看上去有点像韭菜,由此得名,块茎以下长有深色的须根

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中华水韭须根特写,均为两叉分枝,这种两叉分枝方式是古老原始植物的重要特征之一

中华水韭是种蕨类植物,是以孢子来繁殖的。其孢子囊位于叶片基部的内侧,孢子囊分为大孢子囊和小孢子囊两种,大孢子囊常位于外围叶片基部。一个大孢子囊内有数百枚大孢子,大孢子呈正四面体的球形,直径为0.3-0.4mm,肉眼可见,放大后可见大孢子的表面有刺状突起,便于被动物带走传播到远方,传播者通常是水鸟或蜻蜓等水生昆虫。

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中华水韭叶片基部的小孢子囊和大孢子囊对比,均有完整的椭圆形囊膜包裹,大孢子囊为白色,小孢子囊为灰褐色,数量在10万颗以上

小孢子囊内有10万颗以上的小孢子,小孢子的直径只有大孢子的二十分之一,肉眼不可见,我们看到的小孢子就像是一坨灰色的泥巴。

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中华水韭叶片基部的大孢子囊,有完整的椭圆形囊膜包裹,位于叶片基部的内侧

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位于中华水韭叶片基部的大孢子囊,有完整的椭圆形囊膜包裹,孢子囊内有大孢子数百枚,并非只有50-60枚

中华水韭的大孢子会形成雌性配子体,小孢子形成精子,雌性配子体受精后就能形成新的植株。多数蕨类植物没有大小孢子的分化,这种有大小孢子分化的策略十分巧妙,大孢子内有足够多的营养物质,保证雌配子体正常发育,因此,如果环境条件合适(湿润的土壤表面),就会长出成千上万的水韭小苗。其繁殖能力是相当了得的。

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宁海高山上的中华水韭生境,生境中有满江红与其相伴生,后者也是种水生蕨类植物,原生态环境十分优越

我曾在北仑区的一处生长点看到过这种情景,也在自家栽种水韭的水仙盆中长出密密麻麻的水韭小苗。可见水韭的繁殖能力是相当惊人的,也许这种高效的繁殖率是其能生存3亿年的独门绝技。但是它对生长地的要求的确比较苛刻,一定要有水的滋润。中华水韭是种古老的物种,在物种之间的竟争中却没有什么优势,因此日渐成为濒危物种。

林海伦   2021年9月16日

-------the end--------

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