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丰都车前

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中文名:丰都车前

拉丁学名:Plantago fengdouensis

(Z.E. Zhao & Y. Wang) Y.

Wang & Z. Yu Li

界:植物界

门:被子植物门

纲:双子叶植物纲

亚 纲:合瓣花亚纲

目:车前目

科:车前科

属:车前属

种:丰都车前

命名者及年代:(Z.E. Zhao & Y.

Wang) Y. Wang & Z. Yu Li,2004

同义学名:Plantago erosa var.

fengdouensis Z.E.Chao & Yong Wang

丰都车前(学名:Plantago fengdouensis (Z.E. Zhao & Y. Wang) Y. Wang & Z. Yu Li)是车前科车前属多年生草本植物;干燥时植株变黑。不定纤维根多数,可达1毫米直径。根状茎直立,长1-2.5厘米,直径可达1.2厘米,先端浅棕色。叶多,基部,平展或直立,幼时绿色。花序1-7,直立,上升或弓形;花序梗长4-15厘米,具条纹,无毛。通常的蒴果2-3,种子,纺锤形_椭圆形,长3-4毫米,在中部以下的周裂。种子黑褐色,椭圆形或卵状椭圆形,有时具角,纵向1,槽在腹侧;子叶平行于腹侧(即种脐面)。 丰都车前草是一种分布极为有限的两栖植物,仅分布于中国重庆市三峡坝区丰都县(名山镇凤尾坝)、忠县(乌扬镇塘土坝)、巴南区(梓桐村对河坝)和江津区(支坪镇涂家村大中坝)四个彼此隔离的长江江心岛上。丰都车前适宜生长于冬季暖和、雨量充沛、无霜期长而又光照充足的河岸地带。最适宜丰都车前生长发育的温度为20-32℃。 丰都车前作为三峡库区消涨带特有草本植物,是研究植物对特殊环境生态适应和生态进化较好的试验材料。 丰都车前的野外分布十分狭窄,生境破碎,个体数量稀少。因三峡工程建设、蓄水,陆续被完全淹没,致使丰都车前是因三峡工程建设而导致原始生境毁灭、自然种群灭绝的草本植物。 [1]

丰都车前植物学史

分类学

李振宇等人于2001年4月在三峡库区重庆市丰都县城东长江江心沙滩上发现车前属(Plantago L.)一新植物,赵子恩等(2002)将其作为疏花车前(Plantago erosa Wall.)的变种发表,命名为丰都车前(Plantago erosa var. fengdouensis Z.E.Chao & Yong Wang)。该类型在《中国植物志》(李振宇,2002)中尚无记载。李振宇等人对移栽的活体及更多的标本进行了细致的观察和研究,认为该变种与疏花车前(Plantago asiatica L. ssp. erosa (Wall.) Z. Y. Li (Plantago erosa Wall.))明显不同。丰都车前与车前(Plantago asiatica L.)的区别在于前者叶片披针形至线状披针形,长为宽的2.5倍以上,无毛或于裂片弯缺附近具短毛,花序梗无毛,花冠淡黄色,花药长1.5-2.5毫米,黄色,种子长2.1-2.8毫米,腹面具一纵槽;后者叶片宽卵形至宽椭圆形,长不及宽的2倍,与花序梗散生短柔毛,花冠白色,花药长1-1.2毫米,种子长(1.2-)1.5-2毫米,腹面隆起,故应作独立的种处理。

丰都车前的叶基生呈莲座状,穗状花序细圆柱状,花冠无毛,两子叶在种子中与腹面(种脐面)相平行,无疑属于车前亚属(Plantago subgen. Plantago)。丰都车前的叶形在一定程度上像sect. Mesembrynia (Decne.) Rahn(如苣叶车前Plantago perssonii Pilger)和sect. Virginia Barnéoud(如红籽车前Plantago rhodosperma Decne.)少数种,但在后两个组,花丝着生于冠筒内面近顶端,子房近顶端于近轴侧有一分隔室或其退化残迹(Pilger,1937;Rahn,1995),而sect. Virginia的花为异型花,其中闭锁花较为常见。

丰都车前的花为同型花,均为开花受精的花,花丝着生于冠筒内面近基部,子房近顶端近轴侧无分隔室或其退化残迹,符合sect.Plantago的特征。丰都车前的叶较狭长,种子较大,其腹面具1纵槽,略成船形,与已知sect. Plantago的国产种(如车前Plantago asiatica L.,尖萼车前Plantago cavaleriei Lévl.)等均不同。其植株干后变黑和种子较大,接近分布于欧洲南部的湿生车前(Plantago cornuti Gouan),但后者叶卵状披针形,边缘全缘或浅波状,具5-7条脉,苞片宽卵圆形,花冠裂片卵圆形,蒴果椭圆球形,于基部上方周裂、种子腹面近平坦,不成船形,显然不同。

迁地史

2001年4月,李振宇等人将在淹没带中发现的所有丰都车前植株移至武汉植物园进行迁地保护。 自然栖息地在2003年6月被水利工程永久淹没。这些活植物分别在中国科学院武汉植物园和北京植物园保存,并于2008年重新引入丰都。

丰都车前形态特征

丰都车前 多年生草本植物;干燥时植株变黑。不定纤维根多数,可达1毫米直径。根状茎直立,长1-2.5厘米,直径可达1.2厘米,先端浅棕色。叶多,基部,平展或直立,幼时绿色,老时有时略带紫色;薄片薄纸质或纸质,披针形到线状披针形,长4-15厘米,宽1-4厘米,顶端锐尖或渐尖,基部楔形,狭楔形或下延,边缘具牙齿到锐裂,每侧具1-5三尖。棱状到线形的裂片,很少倒伏,两面无毛或白色短柔毛靠近裂片之间的窦,神经3(-5);叶柄1.5-10厘米,基部阴道具膜质边缘。

花序1-7,直立,上升或弓形;花序梗长4-15厘米,具条纹,无毛;穗狭圆柱形,长2-15厘米,轴无毛;花上部密,下部疏松;苞片卵形三角形,长2-3毫米,仅上缘具短毛,龙骨状宽而厚,延伸。到苞片顶端,但不突出。萼片4,椭圆形,无毛,长2.2-2.7毫米,前面的长,可达2毫米宽,先端近尖或圆形,龙骨宽和厚,延伸到或近先端,不突出。

花冠淡黄色,无毛;筒部稍长于花萼;裂片狭三角形,长1.4-1.6毫米,先端渐尖,具一明显的中脉,直立,花期后反折。雄蕊贴生于花冠筒在基部以上0.5毫米,外露;花药椭圆形卵形,1.8-2.2毫米,打开时宽卵形,先端具狭三角形附属物,基部心形,黄色,干燥时黄棕色。胚珠2-4(-6);花柱可达6.5毫米长。通常的蒴果2-3,种子,纺锤形或椭圆形,长3-4毫米,在中部以下的周裂。

种子黑褐色,椭圆形或卵状椭圆形,有时具角,纵向1,槽在腹侧;子叶平行于腹侧(即种脐面)。

丰都车前生长环境

丰都车前生境地均为季节性水淹小岛,即每年6月份开始水淹,10月份露出水面,水淹时间1-4个月,土壤为江水带来的沙石发育而成的初骨土。丰都车前适宜生长于冬季暖和、雨量充沛、无霜期长而又光照充足的河岸地带。最适宜丰都车前生长发育的温度为20-32℃。生长的适宜土壤为地下水位高但保水能力弱、通气性好而肥力差的河岸石缝间沙土。由于江水淹没和洪水冲刷,小岛上植物种类较少。对所发现的3个原生居群的群落调查表明,丰都车前常与秋华柳(Salix variegata Franch)、疏花水柏枝(Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang)和球结苔草(Carex thompsonii Franch.)组成疏灌草丛。群落总体表现为物种组成少、植被盖度低且层次简单的特征,这符合生境单一、土壤发育年轻和季节性水淹干扰的长江消涨带的环境特点。调查也发现丰都车前在自然环境中呈丛生聚集分布,超过85%的个体生长于方圆2.5米内的地段,少数则零星散生于距中心分布点30米以内的石缝间。

丰都车前分布范围

丰都车前草是一种分布极为有限的两栖植物,仅分布于中国重庆市内三峡坝区丰都县(名山镇和平村凤尾坝)、忠县(乌扬镇塘土坝)、巴南区(梓桐村对河坝)和江津区(支坪镇涂家村大中坝)四个彼此隔离的长江江心岛上。

丰都车前生长习性

在自然条件下,丰都车前在4月上旬开始开花,5月上旬开始结实,在夏季洪水到来前,极少种子能够成熟。从5月下旬至9月上旬的间接性水淹期间,丰都车前地上部分枯萎或腐烂,地下发达的根系深扎于石缝间,洪水退后,再由根颈基部萌生新芽,开始新一轮的生长发育。在中国科学院武汉植物园迁地保护条件下,丰都车前的开花结实起始时间与自然居群几无差异,只是无水淹干扰时植株生长不良,大部分叶片枯萎的现象,果期比车前和北美车前的要长得多,结实3个月种子才能成熟。果期长必将增加植物获得有生殖能力种子的风险。

在三峡植物园管理处定植的丰都车前,一般2月份恢复生长,3、4、5月下旬分别为开花始期、开花盛期、开花未期,4月下旬至8月中旬为种子生长与成熟期,6月中旬植株开始枯黄,8月下旬植株完全枯黄,9月中旬从基部始发新叶,10月上旬出现萌蘖,12月底进入休眠期。车前、疏花车前物候期相对滞后。丰都车前2月中下旬萌蘖结束,2月下旬至3月上中旬进入生长高峰期,4月生长基本平稳,5月后生长缓慢,6月中旬后基本停止生长。丰都车前生长节律。

花粉活力与柱头可受性

丰都车前在花药未开裂前花粉已有较高活力(约80%),花药开裂后的0-3小时内花粉活力增至最强,有的达到90%以上,开花后24小时内保持在30%以上。第2天开始花粉活力急剧下降,1.5天后不到20%,至第3天几乎没有活力。

丰都车前在花瓣展开前柱头可受性已达最高,之后逐渐减弱。其中,大部分柱头在花瓣展开时已枯萎失活丧失可受性,少部分在花药开裂后仍具较弱可受性。花粉活力最高期滞后于柱头最佳可受期,一定程度上避免了因自花传粉而导致种群衰退。但有少部分重叠,也为自花授粉提供可能,在外界环境突变时保障了种群的生殖成功。

花粉散出变化 丰都车前花朵开放后花药立刻相继开裂,花粉不断散出。4小时内花粉散出量为总量的1/6,1天后单花花粉剩余量约为开花前单花花粉量的1/2,说明丰都车前在开花后第1天内花粉散出量大,这与丰都车前开花后的花粉活力变化保持一致,保障了丰都车前传粉过程的及时性和有效性。

丰都车前栽培技术

苗木定植与管理:选择地下水位较高,通气性好的沟边沙土地带,1.2米开箱作床,秋冬季定植,浇足定根水,若遇晴天干旱,注意及时补水。 后期管理:生长期需施追肥3次,以尿素为主,适时松土除草,夏季应及时搭设遮荫棚,勤浇水防治高温伤苗,冬季及时搭建温棚,苗蔸培土防治低温侵袭。

丰都车前病虫防治

苗木生长季节喷65%代森铵水剂500倍液防治叶斑病,浇灌50%退菌特可湿性粉剂1000-1500倍液防治根腐病,喷40%乐果乳油1000倍液防治蚜虫。

丰都车前主要价值

丰都车前作为三峡库区消涨带特有草本植物,是研究植物对特殊环境生态适应和生态进化较好的试验材料。

丰都车前保护现状

丰都车前的野外分布十分狭窄,生境破碎,个体数量稀少。因三峡工程建设、蓄水,陆续被完全淹没,致使丰都车前曾被认为是所发现的因三峡工程建设而导致原始生境毁灭、自然种群灭绝的唯一草本植物。2015年,在重庆市江津支坪镇涂家村附近,长江与綦江交汇处的冲积小岛——大中坝上,发现残留有丰都车前一小种群。发现该小岛属于季节性水淹小岛,主要受夏季洪讯的影响,出现一段时间的水位上涨导致水淹;附近工业、农业的发展严重威胁到该野生小种群的生存。

丰都车前作为三峡库区消涨带的特有稀有植物,分布于库区水位淹没线以下重庆市忠县至巴南区的3个长江江心岛上的种群因三峡工程建设而导致自然生境和野生居群全部消亡,其中稍下游的2个江心岛已于2003年6月被水淹没,最上游的巴南居群于2006年因三峡水库的第三次蓄水而淹没。

丰都车前植株矮小,种子光滑且颗粒大,不利于风力和流水传播,制约了种子的长距离输移;而种子表面厚厚的粘液便于种子随人和动物的传播,这可能是丰都车前在群落内分布格局的主要成因。

种质保存技术研究。长期安全全面地保存仅有的资源是濒危植物保护的重要目标,也是开展迁地保护研究的基础和主要任务。中国科学院武汉植物园虽与丰都车前的自然分布地在纬度和海拔上相差无几,但在土壤质地、极端气温和夏季水淹条件上存在差异。因此,对丰都车前的迁地保护一方面要做好原生环境的调查与研究,研究其正常生存生长的必要环境因子和限制条件;另一方面要创造适宜生境。通过对其原生生境的调查以及三年来对迁地保存于中国科学院武汉植物园不同环境条件下植株的观察,发现夏季灌溉或水淹对丰都车前的生存具有显著的影响,土壤质地和冬季低温对正常生长也影响显著,这种环境需求与三峡库区消涨带另一特有植物——疏花水柏枝具有显著相似性。迁地保护基地的建设和管理重点要解决土壤质地、冬季低温和夏季水淹对丰都车前正常生存和生长节律的影响,按照生境相似性原则筛选适宜的生境因子组合,制定有效的管理方案,实现种质安全保存,并尽可能维持其原有的生态过程和进化趋势。

生殖生态和繁殖技术研究。丰都车前果期长、种子产量少、发芽率低可能是其狭域分布和数量稀少的一个原因,然而我们不清楚导致其繁殖障碍的生物学和生态学原因,以及如何解除这种障碍;种子后熟对丰都车前避让水淹和恶劣环境是否具有一定的意义尚有待于研究。深入研究丰都车前的最佳发芽条件,加强生殖生态和繁殖技术的研究对于扩大其种群数量是十分必要的。

遗传多样性和遗传结构研究。对丰都车前及其近缘种的遗传多样性和遗传结构的研究,为制定其迁地保护策略和实施方案提供遗传学依据;为探索丰都车前的起源和进化的途径及其濒危狭域分布的遗传学原因,并为丰都车前的系统学定位提供分子证据。 生态适应机制研究,以探索该植物重返大自然适宜的野外恢复区。随着这些工作的展开和深入,丰都车前这一稀有濒危的植物资源将得到安全有效地保护。 [2]

丰都车前传粉特点

丰都车前花朵艳丽,能有效吸引昆虫访花。当日开花时间多集中在每日8:00-12:00、9:00-11:00呈现开花高峰。花开放0.5小时内花药全部开裂,大部分访花昆虫的访花高峰时间段为晴朗天气的9:30-12:30。对访花昆虫鉴定,包括中华蜜蜂(图3)和2种食蚜蝇,其一为斜斑鼓额食蚜蝇;从访花昆虫的访花行为、访花频率等综合考察,中华蜜蜂为主要的访花昆虫,其次是斜斑鼓额食蚜蝇,少见另一种食蚜蝇。中华蜜蜂偏好访问刚开放的花朵,单花停留时间(5.0±1.8)秒,平均访花频率为11.5朵/分钟,通过停落在花瓣和柱头上采集花粉带于后足花粉筐,访花后,在头部、胸部腹面、足等身体多处布满花粉,随后以连续访问的方式访问附近花朵,是丰都车前最有效的传粉者。2种食蚜蝇则更偏向访问开花时间较久的花朵,访花后虽然身体同样沾有花粉,但此时柱头几乎不具可受性,花粉活力较弱,不能起到有效传粉。综合比较,2种食蚜蝇的传粉贡献不及中华蜜蜂。 [3]

参考来源

  1. 丰都车前, 植物智, 2020-01-18
  2. 三峡植物在汉十年现退化 “丰都车前”将回归原生地 _湖北... 2014年12月5日 “丰都车前”将尽早回归原生地 10多年前,三峡库区一批珍稀植物迁汉保护,其中有一个物种叫“丰都车前”。昨日获悉,尽管经科学家精心呵护,丰都车前现退...
  3. 植物丰都车前保护研究获进展--科技--人民网 2014年12月11日 近日,记者从中国科学院武汉植物园获悉,该园水分胁迫生物学学科组的研究人员围绕三峡库区特有植物丰都车前的水淹耐受性展开研究,并取得系列进展,该研究...