书城科普青少年应该知道的化石
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第6章 芝兰玉树——镇国之树

1.传自夏商周——银杏

银杏树,又被称为“白果树”,古时也称鸭脚树或公孙树。早在二亿七千多万年以前,银杏的祖先就开始出现了。与当时遍布世界各地的蕨类植物比起来,它还是一种高等植物。直到一亿七千多万年以前,银杏和恐龙一样分布在世界各地。然而随着地球环境的变化,大部分银杏树也如恐龙一样灭绝了。在中国,有一小部分幸存了下来,一直繁育到今天,成为稀见而又宝贵的植物。

银杏树分为雌雄两种:只长雄性花的银杏树,是雄银杏树;只长雌性花的银杏树是雌银杏树。雌树只有在受精后,才能够结出圆圆的果实,这就是白果。

现今,在浙江天目山一带仍然可以见到许多野生的银杏树。银杏树是裸子植物银杏纲唯一存留下来的一个种。正由于此,银杏树被称为“活化石”、植物中的“熊猫”。银杏树与雪松、南洋杉、金钱松一起,被称为世界四大园林树木,同时也是世界上极为珍贵的树种之一。

银杏树具有很高的观赏价值,俊美挺拔、叶片玲珑而奇特。不仅如此,而且有很强的适应性,有很大的药用价值,且经济价值非常可观。

银杏属于干果类,结果年限多达数千年。种类众多的干果中,银杏的经济价值位于第三位。以食用和药用为其主要价值,我国白果产量占世界总产量的90%,银杏叶、果不仅是防治高血压、心脏病的重要医药原料,而且也是出口创汇的重要产品之一。从银杏叶中提取出来的物质,能够起到“捍卫心脏,保护大脑”的作用。目前已知的从银杏叶提取出来化学成分约为一百六十种,例如黄酮类、萜类、酚类、生物碱、聚异戊烯、奎宁酸、亚油酸、蟒草酸、抗坏血酸、已烯醛、白果醇、白果酮,等等。

银杏是一种落叶乔木,每年5月开花,10月成熟,果实为橙黄色。银杏属于孑遗植物,与它同门的其他植物现在都已灭绝。这样一来,银杏便成了现存种子植物中最古老的孑遗植物。后来又出现了变种,例如黄叶银杏、塔状银杏、裂银杏、垂枝银杏、斑叶银杏等。虽然银杏的生长速度较慢,但寿命非常长,通常从栽种到结果这一过程需要至少20年,40年之后,才可以结出大量的果实,可活上千年。其中的老寿星,已存活3000多年,仍然枝繁叶茂,硕果累累。据悉,山东的定林寺内就有一棵大银杏树,据说是商代种植的,距离今天已经三千余年了。

银杏在3.45亿年前的石炭纪出现,曾在北半球的欧、亚、美三个洲广泛分布,从中生代到侏罗纪,银杏在北半球分布较为广泛。直到白垩纪晚期,开始衰退。由于在50万年前,发生了第四纪冰川运动,地球温度突然下降,大部分银杏类植物走向灭绝。分布在欧洲、北美和亚洲大部分地区的银杏灭绝了,仅在中国有一小部分幸免于难,因此,科学家称之为“活化石”、“植物界的熊猫”。

遗留下来的野生银杏仅仅分布在中国江苏徐州北部(邳州市)、山东南部临沂(郯城县)地区、浙江西部山区。浙江天目山,湖北大别山、神农架等地也有野生、或半野生状态的银杏群落,但是个体稀少,雌雄异株,如不对其进行严格保护和促进其自然更新,最终将被其他植物所取代。银杏分布的地方,大多属于人工栽培区域,在中国、法国和美国都有大量栽培。然而,那些国外栽培的银杏都是从中国直接或间接引进的。

银杏树是著名的无公害树种,高而大,叶状如扇。银杏的树冠大荫状,具有明显的降温作用,不污染环境,树干光洁。由于银杏对气候土壤要求都较为宽松,因此具有很强的适应性,而且可以有效地抗烟尘、抗火灾、抗有毒气体。银杏树体优美,树干通直,春夏翠绿,深秋金黄,可以用来绿化园林、行道树种。它因此被列为中国四大长寿观赏树种(松、柏、槐、银杏),也是中国最常见的珍贵树种之一。

我国不仅是银杏避难的家园,也是栽培、利用和研究银杏最早、成果最丰富的国家之一。银杏栽培面积以及银杏产量,中国都居于世界第一位。从现在存活的古银杏树的时间来看,商、周之时就已经开始种植银杏。

成年银杏树高约为40米,胸径长约为4米,幼树树皮呈浅灰色,非常平滑。大树的皮呈灰褐色,有长枝与生长缓慢的矩状短枝,不规则纵裂。其叶在长枝上呈辐射状散生,而在短枝上3~5枚集簇生长,叶柄又细又长,为扇形,两侧为淡绿色,顶缘宽阔。雌雄不同株,不过也有少数同株,球花单生于短枝的叶腋;雄球花成葇荑花序状,雄蕊较多,第一个有2个花药;不仅如此,雌球花有长梗,梗端往往分为两叉,每个叉端都生1具有盘状珠托的胚珠。通常情况下,只有1个胚珠发育成种子。

中国、日本、朝鲜、韩国、加拿大、新西兰、澳大利亚、美国、法国、俄罗斯等国家和地区都有银杏的分布。从水平自然分布状况来看,以北纬30度线附近,东西分布的距离最大,随着纬度的增加而越来越少,银杏分布的东西距离逐渐变小,纬度越高银杏的分布越接近于沿海,而纬度越低,银杏的分布越靠近高原山区。

在我国,银杏分布地区主要为温带和亚热带气候区内。银杏边缘分布为:“北到辽宁省沈阳,南到广东省的广州,东南到台湾省的南投,西至西藏自治区的昌都,东至浙江省的舟山普陀岛”,其分布之地共有22个省(自治区)3个直辖市。山东、浙江、安徽、福建、江西、河北、河南、湖北、江苏,湖南、四川、贵州、广西、广东等省的60多个县市是中国银杏资源的主要分布地。从其分布来看,山东、浙江、江西、安徽、广西、湖北、四川、江苏、贵州等省较为多,而各省资源分布也很不平衡,大部分集中在一些县及市,例如江苏的新沂、大丰,邳州、吴县,山东的郯城县和新村、泰安市、烟台市,湖北随州的洛阳镇,何店镇花园村,广西的灵川、兴安等。

经过考证,有的银杏专家认为,浙江天目山、湖北大洪山、神农架等偏僻山区,自然繁衍的古银杏群较多。这些古银杏群,是一笔极其珍贵的自然文化遗产,而且可供游人观赏。除此之外,还可以改善周围的生态环境,有助于研究生物的多样性、确保银杏遗传资源的持续使用,具有非常重要的意义。另外,还在湖北和四川的深山谷地发现银杏与水杉、珙桐等孑遗植物。

由于所在地区纬度和地貌不同,所以银杏的垂直分布的也有所不同。

总而言之,银杏垂直分布的跨度较大,在海拔为几米甚至几十米的东部平原到约为3千米的西南山区均有发现,且长势较好。例如江苏海拔约为5米的泰兴、海拔约为300米的吴县、海拔约为40米的山东郯城,海拔约为1600米的四川都江堰,海拔1500米的甘肃等。然而银杏这一地区分布的现状,并不能说明在这样的垂直跨度内的所有地区都有银杏的分布。这是因为银杏自然分布不仅受到纬度和海拔的影响,地形和土壤也是不可缺少的原因之一,例如土壤含水量、含盐量、日照、极温等都对银杏的生长起着至关重要的作用。

由于地形等因素,在银杏自然分布的边缘地区出现了有助于银杏生长的小气候,在这样的条件下,银杏的长势也会很好。同样的道理,如果在银杏的自然分布区之内,受到小气候或者地形、土壤、水热条件的影响,这一地区也就不适合银杏生长,这就是银杏在自然分布区范围内多呈点状分布的原因。分析其气候因素,符合银杏的生态习性的垂直分布,主要集中在年平均气温为8℃~20℃,绝对最低气温不低于零下20℃的海拔范围之内。

目前为止,银杏是银杏科唯一存活的种类,同时也是著名的活化石植物。由于此树种具有许多原始特征,因此可以为裸子植物系统发育、古植物系、古地理及第四纪冰川气候的研究提供重要的依据。

为了更好地保护这一树种,国务院于1999年8月4日批准,将银杏列为国家一级重点保护野生植物。

2.植物界大熊猫——水杉

科学界一度认为水杉已经灭绝。但是和银杏一样,中国充当了水杉的避难所。此树种为古老的稀有树种,是一种裸子植物,被人们称为“植物界的大熊猫”。1941年,在湖北和四川的交界处被我国科学工作者发现,现如今已广泛种植。它是一种落叶乔木,通常高为30~40米,树干挺拔笔直,长有下垂的小枝,枝条层层叠叠地舒展开来,整棵树看上去如一座塔。叶柔软,为条形,对生,在小枝上排成两排,呈羽毛状。此树种雌雄同株,种形扁平但有翅,生长速度较快,一般情况下,大约20年即可成材使用。

水杉是珍贵的木材树种。水杉木质地轻,性软,纹理既细又密,可以用来造船、建筑、桥梁和家具,是一种理想的木质材料。此外,水杉具有很强的适应力,即使生活在—30℃的环境下,也仍然可以存活,且不怕热带高温。在世界上,被多达50个国家引种栽植。

在中国其主要分布地为长江中下游,今天,此树种已经成为这一地区的速生造林树种和人们喜爱的园林绿化树种。

3.中国鸽子树——珙桐

这是一种非常漂亮的树,叫做“中国鸽子树”,也就是珙桐。最早在公元543年,珙的释义由梁顾野王编撰的《玉篇》里意思为大璧。什么是“大璧”?用青色玉制作,圆形,与天空的色泽相对应,是天子礼天的玉器,极为珍贵。桐,意为荣。据《尔雅》记载,荣与梧虽为同类却有差异,皮青而泽,荚边缀子如乳,因此被称为青桐。如此看来,在古代人们就认识到:珙桐应该是一种很特别的玉树,而且很珍贵。事实确实如此,珙桐是非常珍稀的树种。

珙桐的珍贵之处在于它是植物中的“活化石”之一。远在100万年之前,珙桐分布在世界各地。由于第四纪冰期的到来,气温突然降低,大部分的珙桐灭绝了。由于我国气候较为适宜,在贵州的梵净山、湖北的神农架、四川的峨眉山等山区中仅存有小片天然林木,一直繁育到今天。它们都长在1200~2500米的山地之上。其中有些百年古珙桐高为30米,直径l米有余。我国为了使得这一稀有树种更好地繁育下来,已将珙桐列为国家一类保护植物,另外还特意设立了专门的自然保护区。

此树种是我国特有的单属植物,是第三纪古热带植物区系的孑遗树种,同时也是世界闻名的观赏植物。现在由于大量地砍伐森林,野生苗的栽植受到很大的影响,数量日趋减少,分布范围也逐渐缩小。长此以往,如果不采取任何保护措施,极有可能被其他阔叶树种所取代。

2008年12月23日,17颗珙桐树苗和赠台大熊猫“团团”、“圆圆”一起,搭乘专机飞往祖国的宝岛台湾。珙桐代表着四川同胞重建家园的信心,也代表着两岸人民血浓于水、在灾难面前互相扶持的不可分割的亲情。这些树苗来自汶川地震重灾县北川的禹里乡珙桐苗圃。专家表示,虽然台湾省和北川的气候不同,但是在两岸同胞的呵护下,相信珙桐能在台湾地区开枝散叶,落地生根。

在西方,植物学家将其称为“中国鸽子树”,这是由于其花形与展翅飞翔的白鸽非常相似。白色的大苞片似鸽子的翅膀,暗红色的头状花序如鸽子的头部,绿黄色的柱头像鸽子的嘴喙,花盛时节,似满树的白鸽展翅欲飞。

位于桑植县天平山海拔700米的地方,有一片上千亩的珙桐纯林,这是迄今为止发现的珙桐较集中的地方。1869年,在四川穆坪发现了珙桐。后来,珙桐便相继被世界各国所引种。现在,这一树种已成为世界各国人民喜爱的名贵观赏树种之一。

2008年在四川省发现了一片面积在10万亩左右的珙桐群落。经过我国珙桐专家考察,认为成片野生珙桐树有如此之高的密度、如此之大的面积,在中国乃之世界极为罕见。

珙桐多生长在海拔为1800~2200米的山地林中,喜阴湿之地,其生长地的土壤多为中性或微酸性腐殖质且较厚。由于珙桐不耐瘠薄,不耐干旱,如果在干燥多风、日光直射的地方,就会出现生长不良的状况。多数成年树喜光,其幼苗生长速度慢,喜阴湿。珙桐枝叶繁茂,叶大如桑,花形似鸽子展翅。

珙桐苞叶里面长有托着圆球形的头状花序,是由许多雄花簇拥着一朵雌花形成的,花为紫红色,与鸽头非常相似。1896年,一位法国神父在四川穆坪看到盛开的珙桐,不禁被那一群可爱的白鸽深深地吸引了,他就是第一位看到珙桐的欧洲人。随后,英国首先将其引种。由于深受人们喜爱,很快就成为世界著名的观赏树木。

珙桐的果实是一种紫绿色的核果,大小如杏,多为椭圆形或卵圆形,含油量高达20%,可以当作工业原料。在珙桐属中珙桐为独苗,它与能够提炼抗癌药物的喜树属于同科。

全世界珙桐分布最为集中的地区之一就是梵净山。梵净山树木茂密,是一片硕大的林海,共有11个珙桐树片区,面积多达1200亩。在南线,分布最多的是黑湾河、铜矿厂;而在北线,分布最多的则是阳雀坳、芙蓉坝,以及西线的金盏坪、沙湾、护国寺等处。珙桐树在全球各地几乎绝种,而在梵净山分布却如此广泛、数量如此之多,自然是一个令人称奇的奇迹。

4.“爬行动物时代”标志之一——桫椤

远远望去,桫椤如一把撑在地面上的大绿伞,又如一个大喷泉,非常美丽。其圆形树干与椰子树非常接近,叶形如凤尾一般。桫椤树形优美,婷婷玉立。

桫椤如此美丽,那下面就让我们认识一下桫椤吧。

桫椤属桫椤科,是国家一级保护植物,是草花类别。台湾省桫椤或蛇木,是一种半阴性树种,喜温暖潮湿气候,喜生长在冲积平地或山谷溪边林下。

桫椤属,也称木桫椤,全球共有约230种,我国有11种和2变种,分桫椤亚属和黑桫椤亚属。

桫椤生活在距今约1.8亿万年前,曾经是地球上最繁盛的植物,它与恐龙同属“爬行动物”时代的两大标志。然而经过漫长的地质变迁,地球上的桫椤大多数都灭绝了,只有一小部分生活在“避难所”。闽南侨乡南靖县乐主村旁,有一片亚热带原林,它是中国最小的森林生态系自然保护区,同时也是“世界上稀有的多层次季风性亚热带原始雨林”。那里有世界珍稀植物桫椤。在中国,桫椤名列8种国家一类保护植物之首。桫椤还是新西兰的国花,深受人们的关注,新西兰也是桫椤产地之一。

本种孢子体生长速度较慢,繁殖周期较长,孢子萌发和配子体发育以及配子的交配都需要在温和而湿润的环境下进行。由于森林植被覆盖面积日趋缩小,现存分布区栖息地水分越来越少,在这样的环境下,配子体生殖环节会受到严重妨碍,林下幼株日渐减少。不仅如此,茎干可作药用和用来栽培附生兰类,因此常常被人砍伐,植株也越来越少。现今,有部分分布已经消失了,垂直分布的下限也随之上升。如果不积极采取保护措施,分布区会日渐缩小,甚至灭绝。

桫椤喜阳爱湿,因此多生长在山沟的潮湿坡地或溪边阳光较好的地方。通常情况下,数十株或上百株桫椤形成一个优势群落,但也有零散分布于林缘灌丛中。在中国,桫椤分布很广泛,为北纬18.5℃~30.5℃。最北端的是四川邻水县,这里位于四川盆地东部,气候为亚热带湿润季风,由于受到地形影响,气候比同纬度的长江中下游地区高出大约2℃~4℃,其特点为:冬暖、春旱、夏热、秋雨、湿度大、云雾多、日照少、有显著的干湿季节,多为酸性土壤。

在全世界,桫椤科共有6属500多种,产地多在热带亚热带山地。目前为止,又有一项研究结果,认为我国有2属14种和2变种,主要分布地为西南和华南地区,其中的黑桫椤被列为桫椤属的亚属。在桫椤科中,最主要分类特征为叶柄基部的鳞片,叶轴上的气囊体,孢子囊的孢子数目和囊群盖等。

桫椤是一种树形蕨类植物,树茎高大挺立,树干通直。高约1~6米,胸径为10~20厘米,上部有残存的叶柄,向下密披交织的不定根。如螺旋状的叶排列于茎顶端;茎端和拳卷叶以及叶柄的基部密被鳞片和糠秕状鳞毛,鳞片有光泽,呈暗棕色,狭披针形,先端呈褐棕色刚毛状,两侧长着颜色淡而又窄的啮蚀状薄边;叶柄长为30~50厘米,多为棕色,与叶轴和羽轴一样,长有刺状突起。在其背面两侧各有一条不连续的皮孔线,向上延伸直至叶轴;叶片为长矩圆形,较大,长1~2米,宽为0.4~0.5米,三回羽状深裂;羽片最少有17对,多者达20对,为互生。其中基部的一对较短,长约为30厘米,中部羽片相对较长,为40~50厘米,宽为14~18厘米,长矩圆形,二回羽状深裂;此外,还长有18~20对小羽片,长在基部的较短,中部的长为9~12厘米,宽为1.2~1.6厘米,披针形,先端逐渐变尖而其尾较长,基部为宽楔形,无柄,有时也长有短柄,裂片约有18~20对,是斜着伸展开来的,基部裂片稍短,中部长大约为7毫米,宽大约为4毫米,镰状披针形,短尖头,边缘具钝齿;叶脉在叶片上羽状分叉,基部下侧小脉出自中脉的基部;叶纸质,干后绿色,羽轴、小羽轴和中脉上面被糙硬毛,下面被灰白色小鳞片。孢子囊群着生于侧脉分叉处,与中脉靠近,而且长有隔丝,囊托突起,囊群盖球形,为膜质。