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地球上最原始的“活化石”裸子植物,几乎从恐龙时代存活到了现在

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裸子植物是指那些种子裸露的、没有果实包被的种子植物。裸子植物是原始的种子植物。由于多数种类的叶片呈针形、条形或鳞形,故又称针叶植物,它们基本上都是木本植物,而且多数是高大的乔木,主干粗壮挺拔,形态优美,枝叶苍翠,是许多优质的用材树种和园林绿化树种。另外,裸子植物还有其他用途,比如思茅松可以生产松香和松节油,银杏的种子可以入药等。

裸子植物的特性和种类

由于复杂和特殊的地形,我国成为裸子植物种类最多、资源尤其丰富的国家,被称为裸子植物的故乡,很多裸子植物具有“活化石”之称,著名的有银杏、水杉、水松、秃杉、银杉、红豆杉等。另外,在世界上最值得称道的裸子植物是北美红杉,由于其年龄可达两千年、树木高度超过百米而具有“世界爷”的称谓,曾经是美国西海岸经济的重要支柱,现在在美国的加利福尼亚建有红杉树国家公园来保护这种植物。

在地质历史上裸子植物鼎盛的时代已经过去。裸子植物是非常原始的种子植物,其发生和发展的历史比较悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代乃至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。由于在裸子植物的整个历史过程中,地理、气候发生过多次重大变化,而各种裸子植物也随之发生多次演化、演变,经历过不同的兴盛衰败的过程。尤其从白垩纪开始,随着被子植物逐渐兴起和裸子植物渐趋衰退,植物界的面貌大为改观。到目前为止,大多数裸子植物已告绝灭,只有少数种类保存至今。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过数次冰川时期而保留下来,并繁衍至今。

据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山地带常组成大面积的各类针叶森林。现代生存的裸子植物种类虽为数不多,却在自然界中仍占有重要地位,大多是组成森林的主要树种。根据1963年世界森林资源清查的资料,仅由松杉类植物所组成的针叶林就占世界森林面积的68%。

裸子植物不宜引进城市

虽然裸子植物具有重要的社会价值和经济价值,但是在温带、暖温带和亚热带的城市和低山地区不能过多种植裸子植物。近年来我们发现,在温带、暖温带和亚热带的城市绿化中,栽植裸子植物树种有增大规模的趋势,在这些城市绿化中大量从外地引进油松、侧柏、赤松、落叶松等。比如在北京市区或市郊,不时见有大片的油松人工林、或者刺柏人工林出现,有时大量种植铺地柏;又如在青岛,大量栽种赤松已有多年的历史,等等。这些栽种的裸子植物还包括圆柏、刺柏、龙柏、桧柏、铺地柏、沙地柏、杉木、南洋杉等。通过观察和分析,裸子植物在这些地区不能作为优势树种进行大量栽植,只能少量栽植,在城市绿化中裸子植物只能起着配角和点缀的作用。

现存的裸子植物在自然界一般分布在环境条件比较严酷的地方,一是生长在土壤比较贫瘠的地段,二是分布于气候干旱的地区,三是分布在温度较低的高山、亚高山地区。例如,侧柏在暖温带除了大面积的人工林外,还有自然分布的天然林,当然天然林地面积已经很少,不经常见到,比如在河北、山西、河南等地有陆续的报道,在其他保护区也发现有大片面积的天然侧柏林,分布的地形为悬崖峭壁,坡度在80度以上。有学者发现在密云水库的上游也分布有大片的天然侧柏林,地形也为悬崖峭壁,在这样的地形和这样贫瘠的土壤上其它乔木树种很难与其竞争。

又如沙地柏和沙地云杉都生活在土壤非常干燥的沙地上,其他乔木已经很难在这样的环境下生存。在我国的西南的低温度高山地区分布有大面积的针叶森林,比如云南松林。如果把这些裸子植物栽植在土肥水都很优越的地段,成活肯定不成问题,但它们的生态效益与同样数量的阔叶树种相比就值得考虑。

植物栽培史和城市绿化

人类的诞生是随着被子植物在地质历史时期的发展、扩大、繁盛而来的,自从被子植物在地球上占优势地位,才创造了人类生存的条件,才开创了人类历史的新纪元。例如大气中适合人类生存的氧气浓度;又如被子植物与人类的关系最为密切,衣、食、住、行无不与被子植物相关。各种重要的经济植物,如粮食、油料、纤维、糖尿、饮料、香料、橡胶以及药用植物等等,都主要来源于被子植物。被子植物是现生植物界中最高级最繁茂和分布最广的一个类群,比裸子植物更适应于各种生活条件,种子被子房包围并最终形成果实,使之具有更强的繁殖能力,自新生代以来它们在地球上占了绝对的优势。中国有被子植物近3万种,而且现在仍不断有新的种类被发现,广泛分布在沙地、沙漠、草原、平原、山地丘陵、湿地、河流、湖泊和海岸带上,可以说是无处不在。

植被类型也非常多样,除人工栽培的大面积粮、油、果、菜等作物和人工绿化及防护林带之外,还有许多野生的热带雨林、季雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔叶混交林以及草原、灌丛、草甸、盐生植被、沙生植被、沼泽植被和水生植被等等。作为拥有这样丰富资源的地区,城市绿化我们有很多的植物可供选择。例如在暖温带的城市,木本种类可以选择紫椴、糠椴、蒙椴、五角枫、葛萝槭、元宝槭、小叶白蜡、大叶白蜡、白蜡、水曲柳、核桃楸、黄菠萝、栾树、鹅耳枥、裂叶榆、刺楸、大果榆、春榆、黑榆、小叶朴、大叶朴、毛、黄栌(红叶)、枫杨、栓皮栎、柞栎、槲栎、辽东栎、蒙古栎、猬实、绣线菊、六道木、锦带花、悬钩子、荚迷、醉鱼草、溲疏、忍冬、紫珠、鼠李、照白杜鹃、迎红杜鹃、蚂蚱腿子等。种类很多,不再一一例举。

之所以在温带、暖温带和亚热带的城市中反对大量栽植裸子植物主要是因为,裸子植物与被子植物相比,生态效益欠佳,特别是在吸收二氧化碳的能力方面。裸子植物生长缓慢,光合速率较慢,同化二氧化碳的能力较弱,而二氧化碳是造成全球变暖的主要气体,因此在全球变暖、城市污染加重的情况下,如果大规模种植裸子植物会大大降低城市植物对污染的消除能力。如果裸子植物数量少,所占比例低,作用还会不明显,但如果裸子植物数量大,产生的负面效果就非常明显。当然,我们不反对作为点缀、作为配角在城市栽种裸子植物,但要掌握一个原则,就是栽种裸子植物越少越好。

兴趣与自然规律

裸子植物大多为常绿植物,常绿种类的植物并不是不落叶,而是落叶不集中在短暂的时间,是分散在不同的时间,落叶量也较少,而被子植物每年光落叶部分就能固定大量的温室气体,况且形体生长也快,在固定和吸收其他污染或有害气体方面,被子植物的能力一般来说也超过裸子植物。

裸子植物之所以能够引起人们的兴趣,主要在于裸子植物形态优美,庄重而美丽,具有很高观赏价值,例如银杏、苏铁、南洋杉、雪松等。其次裸子植物大多是常绿植物,例如侧柏、油松、圆柏,在北方的冬季裸子植物的存在可以增加一些绿色。再次是裸子植物抗逆性强,容易成活,另外裸子植物的乔木树种木材通直,是良好的用材树种。但是仔细考虑一下,被子植物中植物体形态优美的种类绝对不会比裸子植物少,人们具有充足的选择范围,况且栽植大量的裸子植物在北方的山地和城市并不显得有多大的美感,反而与周围的环境不相协调。

因此,栽种什么植物,要符合自然界亿万年形成的自然规律,要按这些规律办事,我们要向大自然学习,大自然是一部永远读不完的天书,在自然界的自然状态下存在什么样的物种、存在什么样的森林是自然界生物和环境相互作用下长期适应演化的结果,特别是那些原始的、人类干扰轻微的森林,是比较和谐的、生态功能较强的顶极群落,人类需要在改造自然的过程中因地制宜地模拟它们。

总之,裸子植物与被子植物相比,一般生长缓慢,生态效益差,因此在城市绿化、植被恢复等工程方面,选择树种方面一定要慎重,要按照目的的最大效益化来选择,如果不理性地选择,就会造成大量自然资源的浪费。

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