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bob.com518 国际植物日|大隐隐于市窥探寄生植物的生存智慧

发布时间:2023-02-25 点击量:887

  bob.com2022年5月18日是第10个国际植物日(Fascination of Plants Day),这项活动的目标是让全世界尽可能多的人感受到植物的魅力,并关注植物科学在许多领域的重要性,包括可持续生产食物的农业、园艺、林业以及非食品产品(纸张、木材、化工、能源和医药等),以及植物在环境保护中的作用。

  总之,在科普大V们多年孜孜不倦的努力下,我熟知了槲寄生,这种传递着温馨和浪漫的神奇植物。

  其实,槲寄生属植物在我国的分布很广,除了新疆,其他省份都有分布。作为一类营养来源特殊的半寄生植物,它们与寄主的关系微妙而平衡,悄悄影响着城市生态系统的能量流动。平时如果我们抬一抬头,也许就能在小区或者公园,发现槲寄生或者它们的近亲桑寄生们的踪迹。

  2021年,为了迎接联合国生物多样性大会(COP15)在昆明召开,我们组织了“自然昆明”寄生植物调查活动,调查了桑寄生科(Loranthaceae)和菟丝子属(Cuscuta)两类寄生植物在整个昆明城区的分布情况。在2021年1-5月的这五个月中,共有74位城市公民科学家参与调查了70多个公园、大学、街道等城市绿地,提供了472条有效记录,其中桑寄生科情报多达434条。

  桑寄生类植物在昆明的分布之广、数量之多超出了我们的预期,它们就像隐士一样,栖息在城市中,在那些我们既熟悉又陌生的枝头。所幸,在公民科学家们的帮助下,我们有机会发现它们,窥探这些隐士的秘密。

  桑寄生科是一类半寄生性的植物,常常成团寄生在木本寄主的枝头,在南方地区它们通常是常绿的,在落叶乔木的新叶尚未萌出时比较明显,也利于我们的调查。桑寄生科植物在我国有11属64种10变种,我们本次在昆明记录到了其中的4属9种1变种,足见昆明的生物多样性之丰富。

  其中,槲寄生属植物(Viscum)全身青翠,花微小,浆果像珍珠一样晶莹剔透。昆明分布的三种槲寄生都不像更常见的槲寄生(V. coloratum)和白果槲寄生(V. album)那样,拥有兔子耳朵似的的小肥叶子,而是叶片直接退化,由绿色的茎进行光合作用,说是“光棍树”也不为过。由于槲寄生属的植物长得过于别致,有的分类方式会把它们单独列为槲寄生科。

  昆明记录的三种槲寄生,分别为绿茎槲寄生(V. nudum)(左上)和枫香槲寄生(V. liquidambaricolum)(左下)、扁枝槲寄生(V. articulatum)(右)

  而桑寄生科其他属的植物长得就更不起眼一些,但它们常具有惊艳的红色而长管状的花,吸引那些具有长而尖嘴巴的鸟类取食花蜜帮助传粉。在昆明主要有钝果寄生属(Taxillus)和梨果寄生属(Scurrula)两个属的6种植物。

  昆明还有油杉寄生(Arceuthobium chinense)等5个种和变种的记载,遗憾的是本次调查未记录到这些物种。但一位志愿者在滇池边的湿地公园发现了昆明新纪录种——大苞寄生(Tolypanthus maclurei),这种花长得像长柄双色雨伞的植物,在整个云南也才是第二次记录到,推测可能是搭着寄主——一棵杨树的顺风车,从华南移栽而来。

  有趣的是,不同的物种在昆明呈现出了不同的分布规律,可以粗略分为以下四类:

  在城区广布的梨果寄生、红花寄生和绿茎槲寄生,呈现出“伴人植物”的特性,但又在个别绿地有集中分布的趋势:

  枫香槲寄生仅有的三条记录分别来自三个八竿子打不着的城郊,三个分布点散在而孤立:

  不难看出,桑寄生科植物情报遍布全城,并有集中分布的趋势,各物种又有各自集中分布的片区。我们发现,在树木园、森林公园、农林院校这些具有较大连片林地的城市绿地,特别容易出现桑寄生集中分布的现象,但又并非所有绿地都是如此,例如同样拥有整片栓皮栎林的黑龙潭公园和云南林业职业技术学院,前者是多种桑寄生的集中分布地,但后者却只有一条情报记录。这种分布趋势很可能和桑寄生科植物的传播方式密切相关。

  桑寄生的种子依靠鸟类取食,经鸟类排泄物传播,这些鸟类常喜欢林地面积较大,乔木密度较高的栖息地,特别偏好冠幅庞大、枝桠复杂的高大乔木。在以往的研究当中,桑寄生类植物也多分布在那些冠幅较大,胸径较粗的乔木上。

  而常见取食桑寄生科植物的啄花鸟科、花蜜鸟科鸟类,对桑寄生的果实具有特殊的快速消化能力,传播距离较短,所以桑寄生类植物往往在它们已存在的分布地扎堆出现,难以扩散到距离较远的林地中去。

  而那些在分布图上看似“伴人”生长的寄生植物,也许实际上也不是真正的伴人而生,更可能的情况是因为它们的扩散能力比其他物种更强,更能适应小区、行道树这些零星分布的乔木。而志愿者们常调查的地点,也是平时人们活动更多的地方,所以它们的情报才呈现出“人类活动地分布更多”的现象。

  桑寄生科植物在昆明城区共记录到寄生在53属的植物上,寄主种类非常丰富。不仅如此,有4个情报记录了一棵树上同时生长着两种及两种以上寄生植物的情况。更有意思的是,在昆明树木园内还发现了重寄生现象,即寄生植物的寄主也是寄生植物。

  在有关桑寄生们的所有情报中,四蕊朴(Celtis tetrandra)是最常见的寄主,占了1/3的数量,因此桑寄生植物在昆明具有明显的寄主偏好性。四蕊朴又叫滇朴,是一种在昆明常见的行道树。bob.com

  这显然是和不同城市的行道树种类型有关,二球悬铃木和黄葛树都分别是这些城市的主要行道树种类。但在昆明,即便是在垂柳和四蕊朴同时存在的公园,也更容易在四蕊朴上找到桑寄生们。所以,我们也很难说清是哪些原因造成了这种寄主偏好性。

  本次调查共在昆明城区和近郊的70多个公园、大学、街道等城市绿地记录到桑寄生科植物分布,记录受感染寄主987株,桑寄生在昆明的分布是非常广泛的。

  作为一类半寄生植物,桑寄生们自身能够合成营养物质,只从寄主吸取水分和部分养分,是一种介于全寄生与全自养之间的状态。而作为一类多年生木本植物,寄主死亡也代表自己生命的终结,它们必须学会与寄主共存。所以相对于一年生的全寄生植物而言,它们对寄主的影响要温和得多。

  这也体现在我们的调查结果上。根据志愿者上传的情报数据统计,平均每个寄主分布桑寄生植物3.85株,绝大多数寄主(82.6%)上生长的寄生低于5株,而仅有3.1%的寄主存在全株或部分枝条因寄生的存在而生长受限的情况。

  昆明城中散在分布的桑寄生植物很少显著威胁到寄主的生存,但这也不代表桑寄生们的操作不会“翻车”。对于那些有不少寄主上的桑寄生植物超过5棵/株的城区及近郊区域,例如呈贡区的颐明园小区,则需要持续监测寄生们是否在继续扩散。建议对密度较大、显著影响寄主生存的区域进行定点定时清理寄生的工作。

  有趣的是,我们的调查结果与广州和四川盆地城区的研究结果非常相似。广州城区80条道路的行道树中,被桑寄生严重影响生长的乔木占总数的3.8%,而四川盆地城区77.52%的受感染寄主分布桑寄生在5株以下。

  相似的结果在这两篇文献中却得出了截然不同的结论。bob.com在广州城区的研究将桑寄生视为行道树的一种疾病,研究认为桑寄生对广州城区的行道树已造成较为严重的影响。但四川的研究从城市景观角度出发,则认为桑寄生较少对寄主产生严重影响,反而在公园、大学等园区形成同树异花、同树异叶、同树异形的独特景观,是城市生态系统中的常见的组成成分。

  其实,从生态学角度来说,桑寄生类植物的花和叶子是多种动物的食物,果实是鸟类重要的越冬食物之一。另外,寄生植物还依靠对寄主的选择,调节森林群落中乔木层的结构和功能。它们虽然对寄主的生长繁殖有一定抑制性,但可以增加群落中鸟类的数量和多样性。好比人体内的肠道菌群,桑寄生们是有利于维持生态系统平衡的存在,所以它们也被称为“生态系统的工程师”。

  能否接纳桑寄生植物,让这类难以被人类所驯化的植物作为城市的一部分,也许也是一个城市包容力的指标之一吧。

  除此之外,我们还收集了昆明城区菟丝子属植物的情报。不同于与寄主共存的桑寄生们,bob.com作为一年生的全寄生草本,菟丝子无需“屯粮积草”,一旦寄生则易肆无忌惮地生长,吸取寄主的营养,遮蔽寄主的阳光,还可利用种子和断枝扩散到别处去寻找新的倒霉蛋寄主,因此往往对寄主造成较为迅速而严重的危害。下图便反映了菟丝子寄生两月后寄主的营养状况变化。

  本次调查在两个月内收集到了菟丝子属情报38条,感染的寄主有22种,以藤本和灌木为主,累计感染⾯积377m2。因此,本次调查表明菟丝子属植物在昆明还处于扩散初期,尚未造成较大危害。在对个别情报复查时我们也发现,园林部门已经对部分地点的菟丝子进行了专门的拔除清理,说明菟丝子的传播扩散是园林部门较为重视的问题。

  通过本次针对菟丝子属植物调查所获得的高效情报也表明,公众参与是高效收集城市入侵、有害物种预警信息的方式之一。可运用公民科学的方式,在昆明和其他城市收集菟丝子属植物等入侵物种的信息,以帮助城市园林部门对入侵物种及时采取有效的处理措施,有助于维护城市生物多样性的平衡。

  回顾“自然昆明”寄生植物调查活动,纵然还存在许多不足,但志愿者们和组织者都真切感受到了公民科学的魅力。希望在将来能有更多的机会,让市民通过公民科学的方式,去了解一座城市中动植物们的故事,也希望因为公众力量的参与,让城市中的人与自然更和谐。

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  云南省林业科学研究院昆明树木园,黑龙潭公园,官渡森林公园,荒识乐工作室,云南在地自然教育中心

  自然名兔子,中国科学院昆明植物研究所硕士,曾从事滇桂苏铁类植物调查和保护遗传学研究。山水云南和藏东南森林保护与恢复团队2020年研修生,参与项目中社区保护、自然体验和公民科学方面的工作。

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