原產地三峽的荷葉鐵線蕨是國家二級保護植物,因棲息地淹沒在水下,成了「落難的公主」,如今只能在深圳仙湖植物園蕨類植物保育中心等特殊的地方才能一睹它們的身姿。除了荷葉鐵線蕨,這裡還「收留」與「復活」了瀕臨滅絕的類似珍稀蕨類植物800多種,種類數量位列全國第一,成為名符其實的蕨類植物「避難所」。
作為最古老的陸地植物之一,蕨類植物是植物界的「活恐龍」,它的身上不僅有地球上億年的古老記憶,還因對環境的敏感而對未來有重要的指示意義。深圳的亞熱帶氣候是大多數蕨類植物生長的樂土,蕨類植物的保護重任深圳當仁不讓。科研人員還在研究讓珍稀的蕨類植物「飛入尋常百姓家」,豐富城市園林綠化。
瀕危蕨類植物避難所
三峽庫區特產的荷葉鐵線蕨為國家二級保護植物,根莖細嫩,葉面形似荷葉,一副小巧玲瓏的模樣。如今,卻只能在國內少數幾個植物園看到它們美麗的身姿,仙湖植物園蕨類植物保育中心就是其一。
「當時就像捧寶貝一樣把它們捧回來。」仙湖植物園蕨類植物學博士劉紅梅說起2012年與荷葉鐵線蕨的「緣分」,仍歷歷在目。劉紅梅在武漢植物園對荷葉鐵線蕨「一見鍾情」,要了幾株回深圳培育,通過復原它的生態環境、所需土壤,成功引種。
類似的引種故事還發生在中華水韭、天星蕨等珍稀蕨類植物身上,來自天南地北的蕨類植物在深圳大集合。原產地安徽、江蘇、浙江一帶的中華水韭,是仙湖植物園從一家師範學院引種的,原產雲南南部的天星蕨是研究人員2009年引種回來的,「不想把雞蛋放在一個籃子裡,分種存活機率高。」仙湖植物園蕨類植物學博士王暉說,當時從雲南帶回三株天星蕨,種在三個盆子裡置於三種環境中,就是為了找到最適合它們的生長方式。
從1997年開始至今,仙湖植物園分別從雲南、廣西、海南、湖南等地引種蕨類植物千餘種,仍然存活的800多種,瀕危的蕨類就包括扇蕨、帶狀瓶爾小草、蘇鐵蕨和水蕨等30餘種,有不少成為絕無僅有的種類,是研究的孤本。這裡相當於蕨類植物的「避難所」,而深圳也因此成為全國蕨類植物收集種類最多的城市。
如今,仙湖植物園不僅在園區建成佔地20多畝的溼潤區、潮溼區、半乾旱區的室外蕨類植物種植場所,還在大望村附近的科普實驗園專門為珍稀蕨類植物建設了VIP保育溫室,並在蕨類植物的日常管理中引入條形碼系統,成為目前國內蕨類植物收集種類和技術平臺最完善的機構。
孢子繁殖VIP產房
作為植物學專家和植物保育工作者,劉紅梅與王暉更看重蕨類植物的保護價值。由於深圳的原生植被已經所剩無幾,失去森林的庇護,一些本該生長在深圳的蕨類植物已經消失,現有留存的蕨類植物不能完整反映深圳野生蕨類植物的物種組成和生態特點,繁育蕨類植物並對其進行野外回歸,豐富深圳植物的多樣性成為了他們的重要任務。
蕨類植物生性嬌貴,對生長環境要求較高。它受精需要水,蕨寶寶出生後,保育環境還得模擬原生環境。仙湖植物園蕨類植物保育中心內裝有隔熱層,夏天隔熱冬天保溫。王暉介紹,有些蕨類植物生長在北方,夏天不耐熱,就得開水簾降溫讓其享受「V IP」待遇。蕨類植物不同於種子植物,它靠產生孢子進行繁殖,孢子萌發成為配子體,再從配子體上長出幼小的蕨類植物。而在蕨類植物受精時,實驗室還要噴水幫助其受精,而且要掐準時間點。
在蕨類植物的受精繁殖中,還有一種罕見的天然雜交種,名叫粵紫萁。2000年,植物園研究人員在對深圳野生植物進行調查時,發現我國珍稀瀕危的蕨類植物粵紫萁。通過對粵紫萁染色體核型、D N A序列以及生殖生物學等研究,研究人員最終證明它是一種罕見的天然雜交種,解釋這個物種罕見的原因,並為它的保育工作提供理論支持。
「這是一種類似於動物界馬和驢雜交出騾子的現象。」王暉解釋,粵紫萁由紫萁和狹葉紫萁雜交而來,這兩種蕨類分別長在海拔高和海拔低的地方,其孢子的相遇、受精,就如同人與人之間難以解釋的「邂逅」,然後戀愛結婚生子。但生長出的「粵紫萁」,卻沒有繁殖能力。目前,仙湖植物園蕨類植物保育中心的溫室裡培育出3棵粵紫萁,生長良好。
2008年,仙湖植物園開展蕨類植物孢子繁殖技術的研究,目前成功萌發400多種來自世界各地的蕨類植物孢子。2013年,劉紅梅根據形態學、系統發育和分化時間等證據將原爬樹蕨屬提升為蕨類植物的新科———爬樹蕨科,其相關研究結果已由國際權威分類學期刊《T A X O N》發表,標誌著深圳的蕨類植物研究正式躋身國際前列。
「深圳本地也有很多國家級保護蕨類植物,如黑桫欏、蘇鐵蕨、金毛狗等,都屬於國家二級保護植物。」劉紅梅說,為對桫欏科植物進行保護,植物園從多種途徑引進6種樹蕨,分別為刺桫欏、陰生桫欏、黑桫欏、大黑桫欏、小黑桫欏和筆筒樹,這些樹蕨每年能夠產生大量的成熟孢子,可通過人工繁殖擴大種群。
蕨類植物樂土
深圳地處南亞熱帶,生長的蕨類植物有接近一半的種類廣泛分布在亞洲的熱帶和亞熱帶地區,如中南半島、印度、馬來西亞、印尼等地。另外,由於深圳地形地貌複雜,東部和東南部有很多600米以上的山峰,有38種主要分布在我國中部至東部地區的蕨類植物也可以在深圳棲息。
「根據深圳所處的氣候帶來看,應該有更多的蕨類植物可以在深圳生長,但由於歷史原因,深圳的原始植被已所剩無幾,這些原始森林往往具有適合蕨類植物生長的生態條件,如很高的空氣溼度、良好的蔭蔽環境。」王暉說,這可能是目前深圳已知的蕨類植物較香港少的原因。
目前,深圳本土的蕨類植物有42科84屬190種,大多生長在山地及溝谷中,如梧桐山、羊臺山、七娘山和排牙山,這些山地雲霧繚繞,溪流縱橫其間,多樣化的生存環境為蕨類植物提供了有利的生存空間。它們中的一些生長在鬱密的林下,一些生長在溝谷石縫中,還有的攀附在樹幹上,與其它植物組成南亞熱帶溝谷雨林景觀。
深圳海岸線的紅樹林中也生長著一種特殊的蕨類植物———滷蕨,它耐鹽鹼,能抵禦海風的吹襲和潮水的衝擊,是一種重要的紅樹林伴生植物。在深圳的淡水溼地中也有蕨類植物的身影,毛蕨就是一種耐水溼的溼地蕨類植物,它長長的根莖與其他禾草類植物的根交織在一起,組成溼地草甸,維持溼地的生態景觀。
不少蕨類也喜歡生長在城市中,華南毛蕨是城市中最常見的蕨類植物,生長在城市綠地、花壇的蔭蔽處;蜈蚣草是一種喜鈣性的蕨類植物,深圳的土壤多呈酸性,含鈣少,但在一些人為改變過的生長基質上,如水泥牆、水泥固化的邊坡和馬路邊,可以看到成片的蜈蚣草。井欄邊草,顧名思義是生長在井口邊的蕨類植物,同樣喜歡含鈣豐富的基質,在一些古村落的井口、水溝邊和老屋牆角,總可以看到一叢叢翠綠的井欄邊草。
深圳蕨類植物金星蕨科的種類最多,這個科的蕨類植物通常喜歡溫暖的氣候,可以耐受一定的乾旱。「這從一個側面反映了深圳的森林植被特點。深圳的森林大多為人工種植林和次生林,相對於原生林,它在保持林下空氣溼度方面較弱。」王暉解釋,這造成林下生長的蕨類植物中能耐受乾旱的金星蕨科植物生長較好,而對溼度要求較高的水龍骨科和鱗毛蕨科植物較少。
城市綠化的「復古範」
在深圳的190種蕨類植物中,有很多特別的種類。若論形態的特別,中華雙扇蕨當之無愧,它的葉片像兩把並在一起的扇子,嫩葉帶紅色。深圳東部山地的一條溝谷中,就生長了成片的雙扇蕨,茂盛時如同上千張紅色綠色的扇子同時張開,非常壯觀。「深圳特別的蕨類植物很多,每次野外考察,形形色色的蕨類植物總能帶給我們驚喜。」王暉還舉例說,崖薑蕨是一種大型的附生蕨類植物,常攀附在喬木的莖幹上,厚實的葉片圍成一輪像一頂皇冠,是近年來很受歡迎的一種觀賞植物。
將附生在樹上的蕨類植物普及到園林綠化中,填補樹冠層與地生植物中間的空白區域,進行層間綠化,還能給城市帶來「復古範」,這正是目前科研人員將蕨類「帶入尋常百姓家」的應用研究之一。
「這在理論上是可行的。」王暉說,亞熱帶地區有許多附生的蕨類植物,只要選育好合適的種類並加上栽培技術,它們可以攀附在喬木的莖幹上、橋柱、燈柱混凝土表面,起到垂直綠化的作用,同時填補喬灌層間的空缺。
但蕨類植物作為層間綠化植物的可行性,主要的瓶頸一是需要挑選耐染強、抗性強、觀賞性好的種類,只有那些能抵抗一定汙染,並且能吸收部分廢氣的蕨類植物才能作為城市層間綠化植物;二是需要大規模的繁殖技術,蕨類植物靠產生孢子進行繁殖,這一過程的實驗操作較種子植物複雜,只有掌握了孢子繁殖的技術,才能生產出大批量蕨類植物苗木用於城市綠化。
深圳已挑選10種蕨類植物做攀附生長實驗,其中部分種類生長良好,但也有一些由於不適應各種條件,生長困難已被淘汰。如果你有一天路過東門,就會看到東門天橋下的柱子上生長著不少蕨類植物,它們正是科研人員努力嘗試的結果。
記者觀察 為古老的陸地植物留一方家園
在距今4億年前,裸蕨類植物就是地球上最早的陸地植物之一。在漫長的地質和氣候變遷下,裸蕨類植物幾經興衰演變成現代的蕨類植物。作為高等植物中唯一一種孢子體與配子體各自獨立生活的植物,蕨類植物對於植物界的系統演化、形態學、基因組學等都有重要的研究價值。
2013年,仙湖植物園科技人員發現蕨類植物新科———「爬樹蕨科」,標誌著深圳的蕨類植物研究正式躋身國際前列。儘管研究走在全國前列,但深圳蕨類植物的保護卻不容忽視。由於原生植被所剩無幾,失去森林的庇護,一些本該生長在深圳的蕨類植物已經消失,留存的蕨類植物不能完整反映深圳野生蕨類植物的物種組成和生態特點,成為了城市發展留下的遺憾。如今深圳舍下重金投入蕨類植物的研究和保護,仙湖植物園蕨類植物保育中心的條件在全國數一數二,但蕨類植物生長條件特殊,離開自然的生存環境,就如同被圈養的野生動物一樣,缺少生機勃勃的氣象。這也提醒著城市的管理者們,與其事後投入重金彌補發展所造成的遺憾,不如給蕨類植物留存更多的原始生態空間。畢竟,原始的森林才是它們的理想家園。
策劃:普德法 亞牛 趙璐
統籌:劉曉燕 張哲
主筆:南都記者 劉曉燕
採寫:南都記者 張小玲 劉曉燕
攝影:南都記者 陳文才