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Metasequoia glyptostroboides

General description: 

本属有很好的化石记录(Manchester et al. 2009),在中生代白垩纪和新生代有10种之多,广泛分布于北半球中高维度地区,随着第三纪气候变冷和变干,水杉属经历了分布区的收缩(Liu et al. 2007)。现仅存1种,被誉为“活化石”,产四川东部、湖北西部及湖南西北部。落叶乔木,小枝及叶交互对生。水杉的近缘属是特产北美的巨杉和北美红杉,水杉与巨杉杂交可能导致了北美红杉的起源。

保护状态: 

濒危等级:EN A2c;B2ab(ⅱ) (汪松、解炎 2004)。
居群遗传学知识是就地或迁地保育的基础。对水杉的研究表明,由于冰期以及近来的生境丢失和破碎化的影响,水杉野生居群的遗传变异水平低于裸子植物的平均水平;栽培居群的遗传变异水平更低,且彼此关系较野生居群更为密切,说明全世界栽培居群的种源来源相同或相近,因此,虽然表明上水杉人工林的分布区和量都已经很大,但是由于迁地保育没有考虑到在遗传结构水平上的取样问题,水杉实际上并没有被很好地恢复,建议将来迁地保育时充分考虑水杉的遗传结构(Li et al. 2005)。

区别特征: 

边材白色,心材褐红色,材质轻软,纹理直,结构稍粗,早晚材硬度区别大,不耐水湿。可供房屋建筑、板料、电杆、家具及木纤维工业原料等用。生长快,可作长江中下游、黄河下游,南岭以北、四川中部以东广大地区的造林树种及四旁绿化树种。树姿优美,又为著名的庭园树种。

细胞学: 

水杉的染色体为2n = 22(AA型),巨杉的染色数为2n = 22(BB型),而北美红杉的染色体为2n = 66。李林初(1987)根据染色体观察提出关于水杉及其近缘属红杉和巨杉属的关系的一个假设,认为水杉和巨杉杂交形成的异源二倍体加倍成为四倍体(AABB型),四倍体中间类型与水杉的二倍体(AA型)杂交形成三倍体AAB型,然后AAB型染色体加倍形成北美红杉的AAAABB型。李林初(1988)的形态学观察支持其提出的北美红杉杂交起源理论。

相似物种: 

水杉现存仅一种。与近缘属北美红杉和巨杉的区别主要有三,一在于幼枝上的叶和种鳞的排列方式,水杉为交互对生,北美红杉和巨杉为互生或螺旋状着生,二是水杉为落叶习性,而北美红杉和巨杉为常绿,三是现在分布区,水杉仅在我国中南部湖北、四川和湖南等地,而北美红杉和巨杉则只在北美分布。

形态学: 

乔木,高达35米,胸径达2.5米;树干基部常膨大;树皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼树裂成薄片脱落,大树裂成长条状脱落,内皮淡紫褐色;枝斜展,小枝下垂,幼树树冠尖塔形,老树树冠广圆形,枝叶稀疏;一年生枝光滑无毛,幼时绿色,后渐变成淡褐色,二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色;侧生小枝排成羽状,长4-15厘米,冬季凋落;主枝上的冬芽卵圆形或椭圆形,顶端钝,长约4毫米,径3毫米,芽鳞宽卵形,先端圆或钝,长宽几相等,约2-2.5毫米,边缘薄而色浅,背面有纵脊。叶条形,长。.8-3.5(常1.3-2)厘米,宽1-2.5(常1.5-2)毫米,上面淡绿色,下面色较淡,沿中脉有两条较边带稍宽的淡黄色气孔带,每带有4-8条气孔线,叶在侧生小枝上列成二列,羽状,冬季与枝一同脱落。球果下垂,近四棱状球形或矩圆状球形,成熟前绿色,熟时深褐色,长1.8-2.5厘米,径1.6-2.5厘米,梗长2-4厘米,其上有交对生的条形叶;种鳞木质,盾形,通常11-12对,交叉对生,鳞顶扁菱形,中央有一条横槽,基部楔形,高7-9毫米,能育种鳞有5-9粒种子;种子扁平,倒卵形,间或圆形或矩圆形,周围有翅,先端有凹缺,长约5毫米,径4毫米;子叶艺枚,条形,长1.1-1.3厘米,宽1.5-2毫米,两面中脉微隆起,上面有气孔线,下面无气孔线;初生叶条形,交又对生,长1-1.8厘米,下面有气孔线。花期2月下旬,球果11月成熟。

进化: 

水杉的化石材料丰富,描述20余种,研究比较多且可信的种类有4个种,即三个化石种M. occidentalis Chaney, M. milleri Rothwell et Basinger, M. foxii Stockey et al.和一个现代种M. glyptostroboides Hu et W. C. Cheng,Metasequoia disticha, M. japonica, M. chinensis, M. cuneata, M. papillapollenites, M. miocenica, M. kimurae, M. onukii, M. europaea, M. asiatica, M. nathorstii等11个名称均为M. occidentalis的异名,仅依据叶片表皮特征和叶片着生方式建立的种M. wigginsii, M. neosibirica, M. krysthofovichii, M. spitzbergensis, M. paradoxa以及依据不完全的木材特征建立的种M. sibirica, M. klerkiana等的身份还十分可疑,需要深入的研究(刘艳菊等2003)。

地理分布: 

水杉这一古老稀有的珍贵树种为我国特产,仅分布于四川石柱县及湖北利川县磨刀溪、水杉坝一带及湖南西北部龙山及桑植等地海拔750-1500米、气候温和、夏秋多雨、酸性黄壤土地区。在河流两旁、湿润山坡及沟谷中栽培很多,也有少数野生树木,常与杉木、茅栗、锥栗、枫香、漆树、灯台树、响叶杨、利川润楠等树种混生。水杉为喜光性强的速生树种,对环境条件的适应性较强。自水杉被发现以后,尤其在解放以后,我国各地普遍引种,北至辽宁草河口、辽东半岛,南至广东广州,东至江苏、浙江,西至云南昆明、四川成都、陕西武

生境: 

海拔750-1500米,气候温和,夏秋多雨,酸性黄壤土地区。在河流两旁,湿润山坡及沟谷中栽培很多,也有少数野生树木,常与杉木、茅栗、锥栗、枫香、漆树、灯台树、响叶杨、利川润楠等树种混生。模式标本采自四川万县(今湖北利川县)磨刀溪。水杉为喜光性强的速生树种,对环境条件的适应性较强。自被发现以来,世界各地普遍引种,在零下34oC和47oC的低温下能在野外越冬生长(郑万钧和付立国1978.)。