巨柏
中国西藏林芝地区特有的柏科柏木属高大乔木
巨柏(Cupressus gigantea)是柏科柏木属(Cupressus)乔木,为中国西藏东南部林芝市的特有物种,是中国柏科家族中树龄最长的树种。巨柏高30-45米,胸径1-3米,稀达6米,为长寿树种。林芝地区一株高达50多米,树围达18米,树龄3200多年的巨柏获得了“世界柏树王”"中原地区树龄最长的巨柏"称号。古巨柏林在当地藏族群众心目中是圣地,经常有信徒远道而来,向这些古树朝拜。
巨柏产于中国西藏雅鲁藏布江流域的郎县、米林县及林芝等地,甲格以西分布较多,常在海拔3000-3400米地带生于沿江地段的慢滩和有灰石露头的阶地阳坡的中下部。其为全季生长型植物,耐寒、喜温,具有较强抗旱性。巨柏可作为用材、造林和观赏树种,且对研究柏科植物的系统发育和西藏自治区植被的发生发展及其环境的关系有重要意义。
由于分布区域狭窄、结实率低、种子萌发困难及外部干扰等原因,巨柏已为濒危珍稀植物。2013年,《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》ver3.1将其列为易危(VU)等级。2021年时,巨柏被列为中原地区《国家重点保护野生植物名录》一级保护植物。并且在林芝县城和八一镇之间山谷地带建有巴结巨柏自然保护区。
起源与演化
巨柏是柏木属植物,该属植物起源中心可能是侏罗纪或更早时代的地中海地区,随后沿西亚传播到中国。巨柏的祖先本是在平原上生活,青藏高原隆起后,也将巨柏的栖息地一起抬升,在海拔上升的过程中,巨柏适应了寒旱气候,演化为现在的样子。
分类
发现和命名
1974年,巨柏被植物学家发现,1975年,中原地区著名树木学家郑万钧和傅立国联合发表了巨柏的学名。其中文名称“巨柏”因其具有寿命长,古树形体巨大的特点而得名。
分类变动
巨柏曾被视为是西藏柏木的变种,即“Cupressus torulosa var. gigantea”。但随着研究进展,人们发现巨柏与岷江柏木亲缘关系最近,而与西藏柏木亲缘关系相对较远,应为独立的物种。
亲缘关系
在中国,巨柏与其它几种柏木属植物沿着西藏高原南部和东南部的边缘地带分布,并依次形成地理替代。中原地区的柏木属植物在系统树上分为两支,一支由巨柏与岷江柏木(Cupressus chengiana)构成,说明巨柏和岷江柏木亲缘关系最近;而西藏柏木(Cupressus torulosa)、柏木(Cupressus funebris)、干香柏(Cupressus duclouxiana)等构成另外一支,与巨柏亲缘关系相对较远。
特征
巨柏为乔木,高30-45米,胸径1-3米,稀达6米。
巨柏的树皮纵裂成条状;生鳞叶的枝排列紧密,粗壮,不排成平面,常呈四棱形,稀呈圆柱形,常被蜡粉,末端的鳞叶枝径粗1-2毫米,不下垂;二年生枝淡紫褐色或灰紫褐色,老枝黑灰色,枝皮裂成鳞状块片。
巨柏鳞叶斜方形,交叉对生,紧密排成整齐的四列,背部有钝纵脊或拱圆,具条槽。
球果
巨柏的球果为矩圆状球形,长1.6-2厘米,径1.3-1.6厘米;种鳞6对,木质,盾形,顶部平,多呈五角形或六角形,或上部种鳞呈四角形,中央有明显而凸起的尖头,能育种鳞具多数种子。
种子
巨柏种子微扁,黑三棱状椭圆形或中有微脊,平均长度3.8毫米,宽1.7毫米,种子两侧具窄翅,翅稍长于种子,平均单侧翅宽0.4 毫米。
分布
分布范围
巨柏是中国西藏东南部林芝市的特有物种,分布于雅鲁藏布江中下游河谷及其支流尼洋河易贡藏布的沿江地段,主要沿雅鲁藏布江河谷两岸呈狭带状、间断式分布,形成了彼此间隔、大小不等的4个种群,种群面积由西向东逐渐缩小,大致呈西南——东北走向,从朗县开始,沿雅鲁藏布江经米林县林芝市,最远至雅鲁藏布江大拐弯顶部的易贡湖区,流域全长约430千米,水平地理分布范围为29°02′—30°16′ N,93°03′—94°54′ E。
4个种群从西到东依次是:位于朗县与里龙之间(29°02′58″—29°08′45″ N,93°03′30″—93°51′04″ E)的朗县种群、位于朗县下游170千米处(29°20′24″—29°24′21″ N,94°22′40″—94°25′20″ E)的米林种群、位于雅鲁藏布江一级支流尼洋曲流域的八一镇附近(29°37′49″—29°37′32″ N,94°23′27″—94°24′32″ E)的林芝市种群、易贡湖区附近的易贡种群。
栖息环境
巨柏生长在海拔2250-3550米的沿江地段慢滩和有灰石露头的阶地阳坡中下部,组成稀疏的纯林。巨柏的4个种群环境有所差异。
郎县种群
郎县种群位于郎县附近雅鲁藏布江沿岸,属于干热河谷地区,海拔3100米,年均温8.9摄氏度,大于5.0摄氏度年积温为3118摄氏度,年降水量412.6毫米,蒸发量2682毫米,年日照时数2230.2小时,无霜期150天。土层较薄,以沙土为主,较贫瘠。巨柏主要在沿江两岸海拔2960-3550米的山地中下部分布,一方面沿江边的夏季最高水位线在砾石河滩上成带状生长,另一方面在河谷两侧的阳坡和半阳坡沙地、石灰岩出露的坡地或陡壁的裸露岩石缝隙中生长并形成疏林
米林种群
米林县种群处于半湿润气候区,海拔3212米,年均温8.3摄氏度,大于5.0摄氏度年积温2782.3摄氏度,年降水量707.7毫米,蒸发量1201.2 毫米,年日照时数1710.3小时,无霜期170天。土层较厚,以山地棕壤为主,质地优良,通气透水功能强。河谷地带风沙地貌发育明显,沙地呈斑块状分布于河心滩、河漫滩、河谷阶地和局部谷坡上。河谷两侧山地生境较湿润,植被丰富。巨柏集中分布于雅鲁藏布江北岸、在海拔2920-3100米的江边石滩地以及阳坡中下部高山松林与灌丛之间,呈斑块状或带状间断分布。
林芝种群
林芝种群为半湿润气候区,海拔3000米,年均温8.7摄氏度,大于5.0摄氏度的年积温2892.6摄氏度,年降水量688.1毫米,蒸发量1792.2 毫米,年日照时数1710.3小时,无霜期170天。土层较厚,以山地棕壤为主。虽然该种群的分布面积小于朗县米林县种群,但巨柏的生长状况明显优于它们,表现为巨柏树体粗壮高大并形成郁闭的林分,90%的单株平均年龄在千年以上。由于该处巨柏林是当地村庄附近的风水林所以才得以保护至今,已开发为当地的特殊景观和旅游风景保护区。
易贡种群
易贡种群属山地温暖湿润季风气候区,雨量充沛,气候温和润湿,年均气温11.4摄氏度,年降水量960-1100毫米,年蒸发量1458毫米,是亚热带常绿阔叶林区。该区域分布的巨柏仅剩几株孤立植株,分布在海拔2250米的湖畔平缓坡麓农田或村落旁,其下未见幼苗、幼树,与其他巨柏分布区的距离较远,处于孤立的特殊状态。
习性
巨柏为全季生长性植物,为耐寒的喜温型植物,日平均气温稳定超过5摄氏度是巨柏开始生长的充分条件,日平均气温稳定通过10摄氏度是巨柏进入速生期的必要条件。年周期中,生长期为每年的3月上旬-11月中旬,休眠期为11月下旬-翌年2月底。巨柏地上部分生长期约为230天。一般于3月下旬开始萌动,经过50天的生长初期后进入速生期(5月中旬),整个速生期持续到10月上旬末,共150天;集中生长期在5月上旬至10月初。根系生长开始于每年3月上旬,11月中旬后进入休眠期;根系速生期与地上部分速生期交替出现,具有三个集中期,分别是4月上旬,8月底至9月初,10月上旬至中旬,并且,4月上旬为根原基形成期,8月底至9月初为侧根快速分化期,10月上旬至中旬为根系增粗生长期。
巨柏人工林在15-20年树龄时开始零星结实,天然林50-100年树龄后开始结实,树龄在500-1000年是结果旺期。巨柏的花芽在每年10月开始分化,至翌年2月越冬花芽继续分化,2月底分化完成;初花期3月上旬,4月中下旬花期结束。雌球花花期平均为25天,雄球花花期平均为20天,雌球花期物候晚于雄球花期10天。雌球花于4月中下旬完成授粉后,5月初球果开始发育,10月进入形态成熟期,花后第三年4-5月发育完成,完全成熟球果可宿存至下一年,即花后第四年,10月才自然开裂脱落种子。一株树上通常有当年生青绿色球果和2年生成熟的灰褐色球果,极少有3年生球果。
巨柏为强阳性树种,且对弱光的适应性较差,育苗阶段需要较好的光照条件。巨柏具有较强抗旱性,其在干旱条件下会受到影响,但是在复水后可以快速恢复。巨柏寿命很长,中国树龄最长的巨柏树龄为3200年左右。
繁殖
巨柏为种子繁殖,是风媒性异株授粉植物,但也存在自花授粉现象。巨柏种子败育率高,有一半以上的种子存在发育不全、空粒、涩粒等现象。健康的种子具翅,绝大部分能浮于水面12-24小时,有些种子能在水上漂浮两三天,故其能够借助水力、风力进行传播,并能在成熟后的三四年时间内保持活性。
栽培
整地与选地
巨柏造林试验区选择在西藏林芝八一镇,设长宽分别为800米、100米的样地进行植苗造林,该地属亚高山温带半湿润区,土层较厚,土壤为棕壤土
播种
巨柏种子播种前先用清水浸种,然后捞出,用高锰酸钾消毒,再用蒸馏水清洗干净,将种子收入垫有滤纸的培养皿中,盖好盖子放入恒温箱内,进行梯度温度催芽。可采用容器育苗,使用营养袋作为容器,营养土的配置采用沙壤土、森林腐殖土加草碳土。每袋放种5粒覆土几厘米,放入温室内阴凉处管理。播种后7-15天苗就可长2片真叶,小苗初期每天喷1次水,保持土壤湿润。
水肥管理
巨柏在生长初期,根系生长快,地下部分生长量明显高于地上部分,为促使小苗粗壮,应给以适当光照,但要防日灼。此间要注意及时遮荫、除草施肥,必须轻松土轻拔草,适时浇水,同时进行间苗。苗木速生期的生长量占全年生长量的75%左右,是培育壮苗的关键。除进行松土除草外,追施速效肥2-3次,掌握量少次多、微量水肥喷雾的原则进行。速生中期可以进行第2次间苗,将苗木移至室外栽培,可将营养袋剪开,然后将苗木带土取出,移至植苗穴内,加入腐殖土壤,并给以充足的光照。速生后期忌施氮肥,为促进苗木木质化,形成健壮的顶芽,防止徒长,不宜过多浇水,并施以少量的钾肥
造林
在中国西藏林芝市,2004年7月、8月、9月和2005年3月用巨柏进行了植苗造林,栽植苗木时浇水一次。2004年植苗坑为圆形。2005年3月采用穴状整地植苗法,植株处于穴内,且顶梢低于地面。于2005年2月上旬对2004年7月、8月和9月植苗造林的苗木进行实地与抽样调查,发现7月和8月种植的苗木有三分之一以上成活,9月种植的苗木有一半以上成活。
2019年9月,中国西藏启动巨柏野外回归种群恢复工程。在150亩山地上一次性回归种植13800株巨柏苗木。回归的巨柏有7年生、5年生和3年生等不同苗龄。截至2020年,苗木长势良好,其中,7年生苗木成活率达95%,5年生苗木成活率达93%,3年生苗木成活率达70%。
保护
种群现状
2013年时,巨柏的成熟个体数量约为5000株。2021年时,巨柏的分布面积约1.835万公顷,共2万余株。
致危因素
巨柏的致危因素主要有以下几个方面:一是分布区域狭窄,巨柏多呈带状或零星分布,种群间分隔现象明显,多数种群的结构呈衰退型,不利于不同种群基因交流和扩散;二是结实率低。虽然巨柏较易开花,但雄球花数量要远大于雌球花数量,且雄球花期物候早于雌球花期物候,雌雄花期不同步是导致巨柏结实率低的直接原因。巨柏大部分成熟个体结实极少或不结实,球果第3年成熟,种鳞5对的繁殖机制不利于个体数量增加和种群扩散。三是种子萌发困难。巨柏的种子活力较低,巨柏种子千粒重比近缘类型低很多,加之环境筛选,有性生殖困难,造成大量种子不具有活力。四是外部干扰,周围居民樵采、拜佛等活动对成熟巨柏个体伤害极大,鸟、鼠活动导致健康种子大量损失。五是习性特殊,巨柏为适应高原环境,演化出了较低的光合速率,不利于快速繁殖。
保护举措
对巨柏的保护举措包括就地保护和易地保护。在巨柏分布区林芝县城和八一镇之间山谷地带建有巴结巨柏自然保护区,面积为8公顷,保护区内禁止破坏巨柏。一些地区通过引种的方式保护巨柏遗传资源。如中国国家植物园的研究人员于2013年冬天采集到巨柏的种子,2014年春天种植到国家植物园,2022年时已长到5米多高。
截至2020年,中国西藏林芝已累计投入资金2000多万元,开展巨柏资源调查、监测和救护工作,设立了巨柏种群重点保护点3个,人工繁育巨柏苗木50000株。种群恢复工程已完成苗木栽植8500余株,配套建设围栏3400米和1座水池。
保护级别
2013年,《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》ver3.1将巨柏列为易危(VU)等级。
2013年,《中国生物多样性红色名录(高等植物卷)》将巨柏列为易危(VU)等级。
2021年,巨柏被列为中原地区《国家重点保护野生植物名录》一级保护植物。
用途
经济价值
巨柏木材纹理优美、有光泽,材质坚韧耐用、经久不腐,有香气,可用于建筑、桥梁、家具、文体用品等。枝叶可提取芳香油,树皮可制胶。
巨柏还可做为荒山、荒地、干热河谷造林树种,适用于雅鲁藏布江中下游地区,起到防止水土流失、涵养水源的作用。
园林观赏
巨柏树干挺拔,枝叶浓密而常绿,观赏价值较高,可作为乡土观赏树种在城镇园林、四旁绿化中进行推广种植。
科学研究
巨柏是中国西藏自治区的典型孑遗植物,是中国柏科家族中树龄最长的树种,其对研究柏科植物的系统发育和西藏植被的发生发展及其环境的关系都有重要意义,为交叉学科的发展提供珍贵的史实资料。
文化
古树崇拜
古巨柏林在当地藏族群众心目中是圣地,传说苯教开山祖师辛饶米保的生命树即是古柏,所以林中那些最大最古老的树身上总是缠挂着哈达、风马,树林中到处可见大小不一的玛尼堆,经常有信徒远道而来,向这些寄居着神人灵魂的古树朝拜。
世界柏树王
中国西藏林芝市巴宜区巴吉村附近生长着巨柏的林芝种群,该种群90%的单株平均年龄在千年以上,由于该处巨柏林是当地村庄附近的风水林所以才得以保护至今。1982年,此处建立了自然保护点。2000年,广东省投资220万元修建了“世界柏树王园林”,景区有大小柏树近千棵,其中千年以上柏树396棵,占地10公顷。2018年8月,景区开始试营业,年平均接待约10万人次,门票年均收入约200万元。
2018年,该景区内最大一棵巨柏、当地人心中的“神树”——高达50多米,树围粗达18米的“世界柏树王”凭借3200多年的树龄,被确认为"中国树龄最长的巨柏",并获得由上海大世界基尼斯总部颁发的"大世界基尼斯之最"证书。
最美古树
2023年10月,由中国的全国绿化委员会办公室指导、新华网主办、国家林业和草原局产业发展规划院承办的“双百”古树推选宣传活动公布了古树评选结果,中国西藏林芝市朗县洞嘎镇滚村树龄3230年的巨柏入选10株最美柏木名单,林芝市巴宜区八一镇巴吉村规模154株,平均树龄1880年的“巨柏古树群”入选100个最美古树群名单。
相关研究
在核型研究方面,通过对巨柏种子细胞的分析,得出巨柏核型为2n=22,属于柏科植物中的较原始类型的结论。在居群亲缘关系方面,通过对巨柏叶片的细胞色素氧化酶的同工酶数量进行分析得出:巨柏居群内部个体之间遗传分化差距小,而不同巨柏居群间的个体的遗传物质差距很大,朗县米林县林芝市3个巨柏居群具有一定的亲缘关系。在光合作用方面,2005年采用Li-Cor-6400测定西藏自治区巨柏的光合作用,得到结论:巨柏已经对西藏半干旱的高原环境形成了良好的适应性。大多数巨柏的树龄在几百岁之上,树干内的运输水分和矿质元素的通道衰退严重, 导致整体光合速率降低。
物种对比
巨柏与西藏柏木岷江柏木同为柏木属植物,形态相似。
目录
概述
起源与演化
分类
发现和命名
分类变动
亲缘关系
特征
球果
种子
分布
分布范围
栖息环境
郎县种群
米林种群
林芝种群
易贡种群
习性
繁殖
栽培
整地与选地
播种
水肥管理
造林
保护
种群现状
致危因素
保护举措
保护级别
用途
经济价值
园林观赏
科学研究
文化
古树崇拜
世界柏树王
最美古树
相关研究
物种对比
参考资料