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。
茎
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。
叶
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
朗县和
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。
参考资料
参考文献.物种2000中国节点.2023-10-17