三峽庫區野生荷葉鐵線蕨生態環境調查

謝仲德　賈晗　付紹智　高文遠　張植瑋　孫偉

[摘要]調查研究三峽庫區野生荷葉鐵線蕨的生態環境特征，為荷葉鐵線蕨的資源保護及人工培育提供參考依據。采用走訪調查、實地踏查與實驗分析相結合的方法，對荷葉鐵線蕨生長的植被、自然地理環境、氣候、土壤營養成份等進行研究分析。此次調查發現三峽庫區野生荷葉鐵線蕨分布區域快速縮小，很多分布點由于濫采濫挖，經歷了從成片分布—塊狀分布—點狀分布—消失的變化歷程，目前僅在萬州3個鄉鎮發現有4處野生荷葉鐵線蕨分布。荷葉鐵線蕨生長環境具有海拔低、坡陡、土層薄、東北坡向、郁閉度高和氣候溫暖濕潤等特征，分布區土壤有機質、有效氮、速效鉀含量較高，而速效磷含量低。

[關鍵詞]荷葉鐵線蕨； 生態環境； 資源調查

[Abstract]The study aims at investigating the ecological environment Adiantum reniforme var sinense of in Three Gorges Reservoir region， and providing a reference basis for the protection of resources and artificial cultivation of A reniforme var sinense By using the method of investigation， field survey and experimental analysis， the vegetation， natural geographical environment， climate， soil nutrients of A reniforme var sinense were studied and analyzed The survey found that A reniforme var sinense distribution area reduced fast in Three Gorges region， a lot of distribution has diminished and vanished due to excessive digging， currently only in 3 towns of Wanzhou there exist 4 wild distribution areas The growth of A reniforme var sinense needs an environment with low altitude， steep slope and thin soil， northeast slope， canopy height and warm and humid climate characteristics， and the soil in distribution has the characteristics of high organic matter， available nitrogen， available potassium， and low available phosphorus content

[Key words]Adiantum reniforme var sinense； ecological environment； soil nutrients

荷葉鐵線蕨Adiantum reniforme L var sinense Y X Lin又名荷葉金錢草、鐵線草，為鐵線蕨科Adiantaceae鐵線蕨屬下的一個中國特有種[1]。1984年《中國植物紅皮書》將其列為二級稀有瀕危植物[2]，2001年《中國國家重點保護野生植物名錄（第二批）》列為國家I級保護野生植物[3]，僅零星分布于重慶市萬州區長坪鄉、燕山鄉、新鄉鎮、武陵鎮至重慶市石柱縣西沱鎮等狹長的長江沿岸。《長江三峽中草藥資源》記載，荷葉鐵線蕨有：“清熱解毒，利尿通淋”之功效[4]。近年關于荷葉鐵線蕨的研究多側重于遺傳性[5]、孢子繁殖[68]、種群特征[9]、等位酶分析[10]、抑菌實驗[11]、保護對策[1214]等方面。本課題以野生荷葉鐵線蕨的生長環境為研究對象，探究荷葉鐵線蕨的生態環境特征，為荷葉鐵線蕨野生資源的保護及人工栽培提供依據。

1材料與方法

11調查時間及地理區域

課題組在第四次全國中藥資源普查重慶普查（試點）萬州野外調查的基礎上，于2013年10月—2016年12月，在重慶市萬州區長坪鄉、燕山鄉、新鄉鎮、武陵鎮至重慶市石柱縣西沱鎮走訪調查、實地踏查。

12調查內容

通過實地踏查，在發現有荷葉鐵線蕨分布的區域設置樣方套，并將荷葉鐵線蕨分布點放在2 m×2 m的草本樣方中，每個樣方套設置3套大小不同的樣方，其中包括：1個10 m×10 m調查喬木的樣方；1個5 m×5 m調查灌木的樣方；4個2 m×2 m調查草本、蕨類的樣方。調查蕨類、草本、灌木、喬木植物的名稱及其高度、郁閉度、密度、頻度。D（密度）=N（樣地內某物種個數）/S（樣地面積）；F（頻度）=n1（某物種出現的樣方數）/N（樣地總數）×100%；郁閉度是指林地樹冠垂直投射面積與林地面積之比，以小數表示，1表示全部郁閉，見表1。

2結果

21資源分布

僅在萬州區新鄉鎮三水村三岔河、新鄉鎮三水村龍泉電站、長坪鄉彈子村百河溝和萬州區燕山鄉泉水村老鷹巖發現荷葉鐵線蕨有極少量零星點狀分布。

22伴生植物

經研究發現荷葉鐵線蕨的伴生植物主要有：喬木以馬尾松Pinus massoniana Lamb、柏木Cupresus funebris Endl、青岡 Cyclobalanopsis glauca （Thunb） Oerst、油桐 Vernicia fordii （Hemsl） Airy Shaw為主；灌木以胡頹子Elaeagnus pungens Thunb、杜鵑Rhododendron simsii Planch、火棘Pyracantha fortuneana （Maxim） Li、黃荊Vitex negundo L為主；藤本有香花崖豆藤Millettia dielsiana Harms、常春油麻藤Mucuna sempervirens Hemsl；草本植物以毛葉腹水草Veronicastrum villosulum （Miq） Yamazaki、秋海棠Begonia grandis Dry、野菊Dendranthema indicum（Linn）Des Moul；蕨類以角狀耳蕨Polystichum alcicorne （Baker Diels）、海金沙Lygodium japonicum （Thunb） Sw、金粉蕨Onychium siliculosum Desv CChr等為主，其中喬木和灌木占主導地位。endprint

23群落特征

荷葉鐵線蕨植株矮小（5～20 cm），在調查樣本中，荷葉鐵線蕨所處環境總郁閉度高達071～089，繁殖力弱，以點狀、叢狀零星分布在其他植物之間，在植物相互生存競爭中處于弱勢和伴生地位；荷葉鐵線蕨伴生的草本、其他蕨類植物分布較稀疏、植株矮小，亦處于伴生地位，而喬木、灌木長勢茂盛處主導地位，見表1。

24氣候特征調查

241調查區域借助三峽庫區蓄水前后的歷史氣象研究資料，對比三峽庫區蓄水前1960—2002年和蓄水后 2003—2015年的主要氣候資料[1518]，見表2。

242三峽庫區蓄水前后氣候特征三峽庫區蓄水后年均降雨量較蓄水前略偏少；三峽庫區蓄水前后年均降雨量變化趨勢不顯著；三峽庫區的年均降雨變化趨勢與西南地區的變化趨勢基本一致[19]；三峽庫區蓄水后年霧日數由蓄水前的38 d減少為213 d，變化顯著[20]；蓄水后庫區年均氣溫略有增加，其中冬季增加021 ℃左右，這表明三峽工程蓄水后具有保溫的效應[2123]。

243荷葉鐵線蕨生長氣候特征課題組于2014，2015，2016年，對荷葉鐵線蕨生長的主要氣候特征實地調查研究發現，荷葉鐵線蕨區域年均降雨量1 080～1 150 mm，年日照時間1 360～1 458 h，年無霜期338～350 d，年空氣相對濕度73%～78%，年均氣溫175～181℃，荷葉鐵線蕨生長的適宜溫度18～23 ℃，臨界高溫40 ℃，臨界低溫28 ℃，生長起點溫度78 ℃。

25土壤地理特征及營養成分調查

251土壤地理特征調查在有荷葉鐵線蕨分布的3個鄉4個分布點（萬州區新鄉鎮2個、萬州區長坪鄉1個、萬州區燕山鄉1個）分別進行了海拔、經緯度、坡度、坡向，土壤類型、土層厚度的調查。通過土壤樣本采樣點的自然斷面及土壤特征的觀察分析，3處成土母質是紫色泥巖，1處為砂巖和紫色泥巖伴生母質，經不斷風化，分別形成棕紫色土壤和紫黑色土壤，見表3。

252土壤營養成分取萬州區燕山鄉泉水村老鷹巖野生荷葉鐵線蕨植株根部附近（1 m×1 m）的土樣，另取附近沒有荷葉鐵線蕨分布的一個土樣（空白對照），分別于2016年的10月和2017年3月在樣方內按梅花形確定5個具有代表性的點，清除土壤表層的植物、動物殘留物和大的礫石，取0～10 cm的土層，將每個取樣點采取的土樣混合后約1 kg。將樣品帶回實驗室自然風干，粉碎，完全過20目篩后，采用四分法抽取樣品用于測定土壤速效氮（N）、磷（P）、鉀（K）；將20目樣品粉碎，完全過60目篩用于測定土壤有機質。土壤有機質采用油浴加熱K2Cr2O7容量法；有效氮含量采用堿解擴散法；速效鉀采用乙酸銨浸提火焰光度計法；有效磷采用Olsen法，見表4。

由見表4可知：荷葉鐵線蕨根部土壤有機質、速效鉀平均含量處于全國土壤養分含量指標的中等水平，速效磷平均含量處于全國土壤養分含量指標的較低水平，而有效氮平均含量高于全國土壤養分含量指標；荷葉鐵線蕨根部土壤有機質、有效氮、速效磷平均含量低于未有荷葉鐵線蕨分布的土壤；荷葉鐵線蕨的生長對速效磷的需求較低，對有機質、有效氮需求一般，對速效鉀的需求較高。

3結論

31地理環境特征

坡陡：荷葉鐵線蕨生長在坡度為60～90°的懸崖峭壁上，平地和緩坡沒有發現荷葉鐵線蕨的分布。

薄土層：荷葉鐵線蕨生長的土層厚度為1～10 cm，部分直接生長在砂巖的苔蘚上，利水透氣性好。

東北坡向：調查發現野生荷葉鐵線蕨的分布坡向均為東北坡向。

低海拔：調查發現野生荷葉鐵線蕨分布點的海拔222～398 m。

32自然環境特征

荷葉鐵線蕨分布區域雨量充沛，蔭蔽度高，日照較少，年無霜期長，空氣相對濕度73%～78%，年均氣溫175～181 ℃，最宜溫度18～23 ℃，臨界高溫40 ℃，臨界低溫28 ℃，生長起點溫度78 ℃。最近10年分布區0 ℃度以下氣溫只有1次，即2008年冬天，氣溫-2～3 ℃，持續時間3 d。

33土壤營養特征

荷葉鐵線蕨生長土壤的有機質、有效氮、速效鉀含量豐富，而速效磷含量相對缺乏。

4討論

41坡向

在實地踏查荷葉鐵線蕨分布區域的坡向均為東北坡向，原有報道為西南坡向[9]，東北坡屬于早陽山，下午日照時間短、有利于降低溫度，提高濕度；而西南坡當西曬，溫度高，濕度低，不利于荷葉鐵線蕨生長繁衍。

42植被

經實地踏查發現荷葉鐵線蕨生長的地表植物以喬木、灌木為主，草本、蕨類植物數量少、密度小，處于伴生地位，植物種類不具有顯著的共性。荷葉鐵線蕨在植物相互生存競爭中處于弱勢或伴生地位，喬木、灌木高低搭配為荷葉鐵線蕨提供了良好的蔭蔽環境，郁閉度在071～089，荷葉鐵線蕨既不喜歡生長在完全被遮蔽的環境，也不喜歡完成暴曬的環境，因此郁閉度是其生長的重要影響因素，可能與荷葉鐵線蕨喜陰，不喜歡陽光直射有關。本次調研還在萬州新鄉三水村三岔河首次發現有較大面積的秋海棠伴生現象。

43土壤

431土薄荷葉鐵線蕨生長在薄土上，這一方面說明荷葉鐵線蕨比較耐旱，二其他雜草不耐旱，很容易死亡，為荷葉鐵線蕨提供了生存空間；另一方面，土質疏松，有良好的透氣性和透水性，荷葉鐵線蕨為革質葉片，氣孔分布較少，需要依靠根部與外界進行一部分氣體交換有關，這需要進一步觀察研究，分析荷葉鐵線蕨生長是否與土壤厚度有關。

432土壤有機質含量高荷葉鐵線蕨生長區域成土母質多屬于紫色泥巖，少部分為砂巖夾雜泥巖，土壤顏色由紫色到黑色，弱酸性，由于母巖松疏，易于崩解，土層薄，土質疏松、黏性差、透水性和透氣性良好，礦質養分含量豐富，肥力較高，經試驗檢測土壤有機質、有效氮、速效鉀含量豐富，而速效磷含量相對缺乏，這為人工栽培荷葉鐵線蕨提供了施肥參考。endprint

44瀕危特征

441種群減少過程本次野生荷葉鐵線蕨的分布區域調查中，沒發現成片分布，僅為小面積團塊狀、數株甚至單株分布。從原有資料及走訪調查、實地踏查，在石柱西沱、萬州武陵、燕山等區域有很多分布點已經絕跡，這些點基本上都經歷了從成片分布—塊狀分布—點狀分布—消失的變化歷程。

442濫采濫挖是瀕危的主要原因其中萬州新鄉三水村三岔河分布點原來種群分布較多，在三峽庫區蓄水前有大片分布，并設立了保護點進行了資源保護，但在2016年8月23日實地踏查僅有3株，到2016年10月28復查時已經切底消失。在全國第四次普查發現的甘寧分布點這次也沒有找到。資源消失的主要原因是近來一直有人在產區采挖，破壞嚴重。近2年甚至有遠在成都的民間醫生過來高價收購，說是用于治療癌癥，對資源破壞極大，亟待建立原產地保護基地，人工撫育，恢復野生種群。

[致謝]江西中醫藥大學鐘國躍研究員、重慶市中醫藥研究院余再柏老師對本調研的指導和支持。

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[責任編輯呂冬梅]endprint