国家一级保护植物水杉背后的故事 | 花颜鸟语 | 科学史

编者按：在地球浩瀚的历史长河中，生命世界谱写了一曲曲悲壮赞歌，塑造了地球环境，孕育了人类文明史诗，促进了经济社会发展。在科学传播的星辰里，中科院之声与华南植物园联合开设“花颜鸟语”专栏，既是生命世界之窗，又荟萃自然体验的点滴故事。惟愿她为自然世界代言，宣传生物多样性保护。惟愿她解读科学前沿，讲述科学故事，封存自然足迹。

它来自湖北利川一个叫做磨刀溪的山村，它的发现被公认为是20世纪我国乃至世界植物界的重大事件，它与大洋彼岸的北美红杉Sequoia sempervirens和巨杉Sequoiadendron giganteum是“亲戚”，它的采集、鉴定和命名更是曲折离奇，我国植物学奠基人胡先骕为其赋诗，美国伯克利大学教授Ralph W. Chaney携其闯海关。不仅有专门的国际组织对其进行保护，它还承担了见证中国和其他国家友谊的任务，它就是有植物界“活化石”之称的国家一级保护植物——水杉Metasequoia glyptostroboides Hu & W. C. Cheng。为何它能如此受人追捧？接下来我们一起走近水杉，探寻它背后的故事。

▲图1 水杉 谢丹摄

▲图2 水杉化石 图片来自网络

▲图3 《水杉歌》石刻，庐山植物园五老墓前 图片来自网络

1941年对于水杉来说是不同寻常的一年，这一年日本京都大学讲师Shigeru Miki博士建立了水杉属的化石属名Metasequoia，也是在这一年中山大学干铎教授亲眼目睹了水杉的真容。两年后，我国著名林学家王战先生在途经万县，听闻湖北利川磨刀溪有“神树”，亲赴此地并采集标本，这也是水杉有据可依的第一次“走出大山”，当时该标本被鉴定为水松Glyptostrobus pensilis。1945年是水杉研究的一个重要转折点，王战先生托中央大学森林学系技术员吴中伦将一份标本转交至该系郑万钧教授，郑万钧教授发现了它的独特之处，认为它是一个新类群，经与中央林业实验所所长韩安一同研究后，将其定名为Chieniodendron sinense。

1946年，水杉的研究进入了快速发展的阶段，这一年，郑万钧教授二派研究生薛纪如赴磨刀溪采集标本。 同年，水杉的标本辗转到了北平静生生物所所长胡先骕的手中。 在助手傅书遐的协助下， 胡先骕 初次将该标本鉴定为三本茂发表的化石名 Metasequoia ，并拟用 Metasequoia sinica 命名，相应手稿寄给《中国地质学会志》，于12月正式发表。

次年该种在国内外先后进行了报道，受到国内外众多科学家的追捧。 同年，郑万钧首次派助教华敬灿赴磨刀溪采集水杉种子，采集的种子被寄往国内外植物园和科研机构，随后这些种子在异国他乡生根发芽。 1948年，水杉学名在几经变更后，最终以 Metasequoia glyptostroboides Hu & W. C. Cheng的名称正式发表在《静生生物调查所汇报》（Hu and Cheng, 1948）。 七年时间，植物学家让水杉走出大山，向全世界宣布了这一在百万年前“灭绝”物种的存在。

▲图4 1946年薛纪如第一次前往磨刀溪采集的水杉标本 图片来自网络

▲图5 水杉线描图 图片摘自《静生生物调查所汇报》

▲图6 水杉 魏周睿摄

此后，科研人员围绕水杉的种群现状开始了详细的调查。1948年，郑万钧和曲仲湘在利川调查出水杉原生母树1000余株。1960-1962年，张卜阳调查出胸径26cm以上大树1224株, 幼树2200余株, 并报道了百余株水杉惨遭砍伐的现状。上个世纪七八十年代，湖北省先后两次对利川境内水杉进行了全面调查、编号和建档，统计出水杉原生母树5746株，加上湖南省龙山县分布的3株水杉和重庆市石柱县分布的28株水杉，水杉原产地共有原生母树5779株。2002-2004年，湖北省古树名木普查建档项目调查出利川地区水杉母树5360株。1983-2003年的20年间，水杉原生母树共死亡386株。研究结果表明：湖北利川境内水杉原生种群个体数共5663株，已死亡33株，现存活5630株，其中40株濒临死亡，465株处于衰弱状态，水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势。鉴于水杉原生种群的现状，2020年《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》将其评估为濒危级别，2021年发布的《国家的重点保护野生名录》继续将其列为国家一级重点保护野生植物。

▲图7 1948年第一次水杉综合考察（左起：华敬灿，郑万钧，曲仲湘） 图片来自网络

此时，可能很多人就会好奇：“既然水杉如此濒危，为何在我们日常生活中又随处可见呢？”这就与水杉繁育和栽培技术的提升密不可分。据统计，自1947年水杉种子首次走出国门，截止至2007年，在全球六大洲近50个国家均能寻觅到其踪迹。在国内，从东北的沈阳到西南的昆明，从西部的四川卧龙到东南沿海地区均有水杉栽培。即使如此，水杉种质资源的保护仍远远不够，这与早期的引种主要集中在湖北省利川市的谋道溪和水杉坝的少数植株存在一定的关系。此外，全球仅52个株系被引种，尚不及全部原生种群的1%。因此，即使水杉到处可见，原生种群的保护仍不可忽视。

▲图8 水杉全球栽培情况 图片摘自马金双, 2008, 武汉植物学研究

▲图9 种植在阿诺德树木园的水杉 Larissa Glasser摄于2018年3月8日

▲图10 水杉 谢丹摄

中国科学院华南国家植物园作为国家植物园体系的重要组成成分，长期致力于全球热带亚热带植物引种收集与迁地保育工作。水杉作为典型的亚热带植物，也是园区重点引种对象。然而，广州的气候条件似乎对于水杉“不太友好”，水杉在华南植物园的长势较为一般。

影响水杉在世界上引种成功与否的关键在于温度，而生长的好坏则在很大程度上取决于当地的水分和土壤条件。华南植物园也将积极探索水杉自然栖息地生存环境的模拟，以期对水杉进行更好的保育。

▲图11 华南国家植物园保育的水杉 谢丹摄

参考文献

1.Hu H. H., Cheng W. C. 1948. On the new family Metasequoiaceae and on Metasequoia glyptostroboides, a living species of the genusMetasequoia found in Szechuan and Hupeh. Bulletin of Fan Memorial Institute of Biology. 1: 153-161.

2.黄小，朱江，姚兰，艾训儒，王进，吴漫玲，朱强，陈绍林. 2020. 水杉原生种群结构及空间分布格局. 生物多样性，28: 463-473.

3.马金双. 2003. 水杉发现大事记——六十年的回顾. 植物杂志, 3: 37-40.

4.马金双. 2008. 世界栽培水杉的调查（1947～2007年）. 武汉植物学研究, 2008, (02): 186-196.

5.王希群，马履一，郭保香，谭鉴锡. 2005. 湖北利川水杉原生种群及其生境1948～2003年间变化分析. 生态学报, 5: 972-977.

来源：中国科学院华南植物园