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松柏之所以常青,或許是因為……反應(yīng)慢?

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白杄(qiān)對于一般人來說,是個既熟悉又陌生的植物,它是松科(Pinaceae)云杉屬(Picea)的成員,松科是裸子植物里最為人們熟知的類群,其中的代表就是我們常見的各種松樹啦。按照學界的觀點,松科共有10~11個屬,250多種,遍布北半球各地,云杉屬在全世界有30多種,中國所產(chǎn)的種類占了將近一半。

松科各屬系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系示意圖。

松科既有“松”又有“杉”,大體上葉子細長且成束生長的稱為“松”,比如各種松樹(Pinus)、雪松(Cedrus)、落葉松(Larix)等,葉子扁平或柱形、且在枝條上螺旋狀生長的稱為“杉”,如冷杉(Abies)、云杉、油杉(Keteleeria)等。

新疆阿爾泰山的泰加林。

冷杉和云杉廣泛分布于北半球,在寒溫帶形成廣袤的泰加林,在暖溫帶和亞熱帶則主要生長在高山地區(qū),組成裸子植物占絕對優(yōu)勢的針葉林?!袄渖肌鳖櫭剂x就是喜歡寒冷的環(huán)境,“云杉”一名意思則是生在云霧繚繞的山地。云杉屬在歐亞大陸西端的代表種就是歐洲云杉(Picea abies),歐洲人過圣誕節(jié)用的圣誕樹,多半是歐洲云杉。

圣誕樹其實就是歐洲云杉。圖片:Laura Bittner / wikimedia commons

出了名的怕熱

白杄(Picea meyeri)是云杉屬在華北地區(qū)的本土種類,我們知道華北有大面積的平原地帶,但白杄可不喜歡長在平地上,那里夏天太熱了,白杄一般選擇海拔1600米以上的山地,2000米更舒服,分布在華北地區(qū)山西、河北的一些高山地帶,如五臺山、管涔山脈(蘆芽山)、太行山脈北部(小五臺山)、燕山山脈中部(霧靈山)等,另外,內(nèi)蒙古與河北鄰近的地區(qū)也有分布。白杄還有一個兄弟叫青杄(Picea wilsonii),也跟它長在環(huán)境相似的地方,有時候甚至混生在一起。

野生的白杄。

我在小五臺山和蘆芽山考察的時候,都看到過大面積的野生白杄林。近幾十年來,華北地區(qū)不少林場和自然保護區(qū)也利用白杄進行造林,所以如今在山西、河北、北京的很多山區(qū)是比較容易見到白杄的。

山西蘆芽山的白杄林。

北京山區(qū)人工種植的白杄。

請注意這個“杄”字(不是“扦”),是專門用于白杄、青杄的,也用作山西和河北一些村莊的地名,如杄木溝等,我在地圖上查了一下,杄木溝是山西寧武縣的一個村莊,地處管涔山脈,也許村子附近的大山里有白杄之類的樹種,所以才得名的。

松柏之所以常青

白杄的葉子在枝條上螺旋狀排列,像試管刷,葉子很硬,如果從橫切面來看,是四棱形的,葉表面覆蓋有明顯的白粉,遠望有發(fā)白的感覺,名字里的“白“字就是指葉子的顏色,相比之下,青杄的葉子白粉很少,葉子是綠色的,故以“青”名之。另外,白杄的枝條紅褐色,葉比較粗壯,青杄的枝條灰白色,葉比較纖細,這些特征都能很好地區(qū)分兩者。

白杄的枝條(左)和青杄的枝條(右)。

白杄的葉子質(zhì)硬而略彎曲,葉表面有厚厚的角質(zhì)層,氣孔在葉面規(guī)則排列成線形,下陷在角質(zhì)層之下,這樣的特點,既可以防寒,也能防止水分過度蒸發(fā),所以能夠適應(yīng)高寒地帶的環(huán)境,在一年四季都能保持常青,但這樣做也有一個缺點:葉子生長和更新都比較緩慢,光合效率較低,整棵樹的生長速度也較慢。我們常說的松柏常青,就是指松柏類的裸子植物多數(shù)是常綠的,而且壽命也比較長。

不同松有不同命

不過,松科植物對寒冷的適應(yīng)也有不同的策略,比如落葉松(Larix)就反其道而行之,它的葉子非常柔軟,每年在溫暖的生長季到來之時,迅速地萌發(fā)新葉,質(zhì)地很薄,背面的氣孔也很多,可以很好地與外界交換氣體,因此可以利用短暫的夏季來制造大量的養(yǎng)料,但它卻不能抗拒嚴寒,所以秋季到來時,就落光全身的葉子來度過嚴冬。但即使這樣,落葉松在生長季節(jié)制造的養(yǎng)料也比云杉、冷杉它們要多,相比之下,落葉松的生長速度要快很多,所以它用速生的本領(lǐng),才得以在茂密的針葉林中占據(jù)一席之地。

落葉松的葉子。

白杄每年春天都會開花,當然了,它是裸子植物,并沒有真正的花,所謂的“花”是小孢子葉球,散出大量的花粉,靠風傳播。夏季結(jié)出圓柱形的球果,垂在枝端,由螺旋狀排列的無數(shù)層種鱗緊密銜接構(gòu)成,由于陽光照射的緣故,球果向陽的一面往往會顯紫紅色,背陽的一面則是綠色。

白杄掛滿球果的枝條。

白杄的球果(左為向陽面,右為背陽面)。

云杉的風格是比較柔軟的,枝條常常平展或彎垂生長,球果也是下垂的,而冷杉的風格則很硬朗,枝條通常直挺挺地斜向上生長,球果也在枝條上直立。

冷杉的枝條和球果。

白杄的球果當年秋天就會成熟,熟后整個球果變干,組成球果的種鱗會向外張開,散出里面的種子,它的種子有翅膀,可以隨風飄散,落到合適的地方后,來年就能夠萌發(fā),長成幼苗。

被平原阻隔的云杉兄弟

根據(jù)生物地理學的研究,云杉屬這個家族起源于北美洲,然后擴散到歐亞大陸,在地質(zhì)歷史的冰川時期,這個家族曾經(jīng)廣泛分布在北半球的平原或低海拔地區(qū),很多種類本是同母所生,而冰川結(jié)束后,隨著全球氣候變暖,這些低海拔地區(qū)被其它喜暖的植物占據(jù),云杉的成員分別向一些局部山地退縮,遷移到海拔更高的地方,或者緯度更高的地方。于是,漫長的地質(zhì)歷史造成了云杉家族各成員的隔離分布,在華北地區(qū)就剩下了白杄和青杄這兄弟倆,而在東北地區(qū),則是魚鱗云杉(Picea jezoensis)和紅皮云杉(P. koraiensis),還有更多的種類退縮到西南部的高山地區(qū)。

西南高山地區(qū)的云冷杉林。

如果你到西南地區(qū)旅游,比如四川西部、西藏、云南西北部,在你乘車翻越一座座雪山埡口的過程中,肯定會見到由云杉、冷杉形成的針葉林,下接落葉闊葉林,上承高山灌叢和草甸,大片的林海覆蓋在山體之上,延綿不絕。各種云杉在夏季結(jié)出球果,由于種類不同或成熟期的差異,各色的球果掛滿枝頭,也是一道靚麗的風景。

各種云杉的球果。

山中高士下凡來

如今,在高山上生活的白杄也被人們引種到平原地區(qū),在植物園或庭院時常會有栽培的白杄,甚至可以正常結(jié)果,它的樹形挺拔,葉色粉綠,具有較高的觀賞價值。在河北北部和內(nèi)蒙古的一些區(qū)縣,由于縣城海拔較高,夏季氣候非常涼爽,還會將白杄用作行道樹。近年來隨著國內(nèi)外交流,有些植物園或公園還引種了原產(chǎn)北美的藍粉云杉(Picea pungens),它的葉子密被藍灰色的粉末,整個植株也更加粉白,葉子更長而尖,球果的形態(tài)也不同,白杄跟它相比,可真的不算白了。

北京植物園栽培的藍粉云杉。

北京植物園栽培的藍粉云杉。

白杄,一個自云端下凡的仙子,已經(jīng)進入普通人的生活,即便不爬到高山上,在公園里也能欣賞到它優(yōu)美的身姿。不過,如果你見到特別粉白的藍粉云杉,可不要把它誤認成白杄哦。

本文配圖除署名外,均由作者提供。本文是物種日歷第6年第121篇文章,來自物種日歷作者@ArtemisiaLiu。