共爱珠江 | 北江流域植物对环境适应性的探究

时间：2023-01-31 分类：工作简报/ 新闻动态/ 活动回顾浏览：1,098 views次

2023年1月份参加“溯源北江”联合科考的活动是我第四次参加绿源的溯源江河活动，去年（2022）八月参加了溯源西江的活动，撰写了报告《西江流域水库的差异》。这次的活动我在行程中负责队长管理队伍，也负责采集水样，组织测水。如期地锻炼了个人领导力，丰富了自然科学和人文地理的知识，提高了对环境科学学科的理解。我的调查课题主要的关注点在生物多样性，并从几个较典型的植物出发，去观察讨论北江植物对环境的适应。希望我的观察和报告能提高社会对江河保护的重视，为环境保护出一份力。

一、调研过程及主要发现

1、浈阳峡和地下河的发现

从深圳出发，乘船经过浈阳峡，观察到沿岸靠河岸灌木丛生，崖壁上布有乔木，没有近距离观察植物所以无法确定具体的植物种类。下午乘舟行喀斯特地貌地下河，洞外岸边竹林丛生，因河水下方侵蚀，河堤上方悬垂，不堪重负，使得临江的竹子向对岸倾倒，竹子对侧相依呈拱形，横跨河道。浈阳峡水质快速检测结果为III类水，氨氮和总磷较高，可能跟附近农田的化肥使用，居民的生活污水排放和船只有关。地下河的水质为II类水（地表水指标），同样是氨氮和总磷较高，我们有观察到地下河出口岸边有农家放养鸭子，可能有农业化肥、饲养的污和生活污水等污染源。

2、乳源大峡谷和丹霞山下小镇路边的发现

在乳源大峡谷，发现了多种竹子，包括粉单竹，箬叶，相当数量的针叶树木，苔藓地衣，拐枣，大量蕨类。其中，主要发现灌木乔木藻类等交叠，形成植物群落。岩石上发现白斑，是苔藓，说明空气中负氧离子含量高，空气质量好。其中特别注意到竹子生长密度大，较矮，细。乳源大峡谷栈道测水渠的水用饮用水指标检测发现，矿物质含量较高，水渠的水峡谷由瀑布上方的河流分得。由于乳源大峡谷是石灰岩地貌，石灰岩易溶于水，所以水中矿物质（尤其是钙）的含量较高。

晚上夜走丹霞山，在景区小镇的道路边调查生物多样性。发现了梅花、一点红、艾草、圆叶小石积、丹霞梧桐、三叶草。即使是公路旁的岩壁上也有发现苔藓，说明丹霞山的空气质量不错，不过也可能是因为调查时间是景区淡季，车流量较少，空气污染少。

值得一提的是，一点红有治疗红火蚁咬伤的效果，而红火蚁的巢穴常与一点红相伴出现，这点上反映了物种间相互依存相生相克的关系。其实印证了解决物种入侵的一个方法，即同时引入其天敌。

3、丹霞山和北江源发现

徒步丹霞山，在锦江，丹霞山山泉取水。连江水质快速检测结果为为II类，山泉用饮用水的指标测得矿物质和固体颗粒含量较高，可能是雨水冲刷丹霞地貌的砂岩导致。发现了丹霞景天，粉单竹，圆叶小石积，丹霞梧桐，松树等植物。有一些松树被锯断只留根部，据讲解员说是因为感染了松材线虫。松材线虫是一种松属植物寄生虫，通过松墨天牛等昆虫传播，是松材线虫病的病原，原产于北美洲。景区介绍其致病机理被称为空洞化学说，主要指松树感染了松材线虫后，木质部内挥发性萜烯类物质的含量增加，这些物质进入管胞在管胞中形成空洞，致使水分输导受阻。可以通过树干注射预防，或者疫木除治，媒介昆虫防治等方法处理。具体的致病机理学术界并没有解析完全。在北江源，我们团队取水快速检测，测得水质结果为II类水。

4、梅岭和连江的发现

上午徒步梅岭，发现了芭蕉树，梅花，毛竹等植物。梅花表现出“南枝既落，北枝始开”的特点，是由于南北温差导致。毛竹分布均匀，相比在山地发现的箬竹等，毛竹的竹筒较粗，长得更高，分布更稀疏均匀。傍晚和当地民间河长走读连江河三江河，测得水质为II类，河面上虽有油膜、塑料垃圾漂浮，但化学指标较好。三江河观感较差，这是由于调查河段在城区，与前几日的河段对比，缺少绿植，视觉上更为枯燥，污染物也更明显。

5、北江白庙码头段的发现

徒步白庙旁的生态碧道，发现生态较好，碧道定位明确，有专门限制游客，限制开发。岸侧坡道上植被覆盖较少，多为灌木、草本植物，发现大量山体滑坡的痕迹，包括损坏的拦网，裸露的坑道。北江白庙段采水测得水质为III类，总磷较高，可能的污染源是渔民活动和生活垃圾，采样没发现大规模种植，只有小型盆栽蔬菜，所以排除居民使用化肥，可能污染来自上游，对此须进一步调查。

二、课题观察观点与建议

1、植物如何适应环境

举例：丹霞梧桐

丹霞梧桐是落叶阔叶乔木，一般认为是丹霞山的特有种，2014年在南雄也有发现。国家二级重点保护植物，学名Firmiana?dansiaensis（dansiaensis大义是 “生长在丹霞的”）常于圆叶小石积等伴生。

上图：丹霞梧桐的落叶和圆叶小石积

调查发现丹霞梧桐的生长位置在山腰，文献记录丹霞梧桐沿180等高线分布，在坡度60以上居多，坡向以南为主，并且主要生长在红壤中。这样的生长地，由于坡度大，加上丹霞地貌红色砂岩渗透性强地表径流难以保留，快速汇入江河，所以即使生存在亚热带季风气候，理论上应有较丰富的降水，对与丹霞梧桐来说，其生长环境实际上是局部缺水的。受海拔影响，丹霞梧桐所在半山腰由于湿度较低，植被呈现为阔叶落叶林。丹霞梧桐在崖壁上生长，土壤稀少，且其生长的红壤呈酸性，一般的植物难以附生。丹霞梧桐为了适应这样的环境，选择了通过落叶来减少旱季蒸腾造成的水分流失。同时长有发达的根系，以便牢牢附着在岩壁上，同时尽可能多的汲取水分。丹霞梧桐根和茎中有发达的分泌腔，用于分泌黏液。粘液可以稀释细胞中盐的浓度，从而适应丹霞地貌的红壤。

（有趣的是，在资料采集时发现，丹霞山的垂直气候分布并不是典型的山顶温度低于山脚，相反，丹霞山山顶的温度高于山脚，而湿度则是山顶低于山脚。这可能是因为丹霞山的海拔本身并不太高，海拔只有400多米。海拔每上升1000米气温才会下降4-6°。笔者猜测这与丹霞山的水分有关，丹霞山山势陡峭，山上的积水稀少，在山下汇成连江。水的蒸发和其冬暖夏凉的特性，对气温的影响大于海拔的影响。经过对原资料的重新阅读，发现其资料采集的时间为5月，这时因江水散热慢，水温略低于陆地。受此影响，山脚较山顶更加凉爽。这点和原作者的推理一致。）

举例：竹子

毛竹 /粉单竹/箬竹

竹子在不同还把表现出不同的特征。在乳源大峡谷和丹霞山的竹子多为粉单竹、箬叶，海拔较高；在梅岭发现毛竹较多，海拔较低。在山地（峡谷，丹霞山）发现的竹子，立竹度大，胸径较小，高度较低。特别是箬竹，是丛生竹，竿高可达2米，最大直径5毫米，生长紧密。相比之下，生长在梅岭的毛竹，竹高更高（20m+），胸径更大（直径20cm左右）立竹度较小，是乔木散生长竹。这可能是因为山地土壤稀少，所以只能紧密生长，另外与丹霞梧桐的生存环境相似，坡度较大海拔较高，加上竹子的根较浅，如果长得太高很难在山地陡峭崖壁上保持平衡。这可能与梅岭较缓的坡度，较深的土层有关。这里海拔更低，地势较缓，水分更多，生长环境更好，相对的植物的竞争会更加激烈。因此为了获得更多的阳光，毛竹生长得更高，属于乔木。

除了两个近亲的对比能反映植物对不同海拔的适应之外，同种间的差异也能反映。根据苏香玲和王振锡的研究发现，在江西省，海拔升高，会导致毛竹的胸径轻微增加，竹高显著增加，立竹度轻微增加。高海拔可能气温低湿度大，适合胸径生长，立竹度的差异可能是由低海拔更多的人为干扰（挖笋等）导致的。这个研究区的趋势与其他地区（例如，福建华安县，安徽石台县）不同，与江西其他毛竹产地也只有竹高变化相同。这是由于各地的海拔差异和环境条件不同。竹子总是成片生长，竹林内基本没有别的高大乔木。这可能跟竹子的扩张效应有关。竹子的适应性强，生长速度快，具有一定入侵性。根据文献总结，主子的扩张分为四个阶段：地下渗透、地上成竹、竞争排斥和优势维持。经过竹子撒种和地下渗透，增加区域内竹子个体数量或个体大小，生态系统中的其他植物逐渐死亡，最终呈现出区块化的单一的竹林。这有利于竹子快速地垄断资源，占领土地，但是会破坏生物多样性。

举例：梅花

梅花，学名Prunus?mume, 蔷薇科的落叶乔木，梅岭主要的品种是白梅。

梅花通过早春开花来减少竞争。华南地区梅花一般12月到次年1月开花。在温暖湿润的亚热带季风气候区，植物大部分在春夏开花。梅花是虫媒花，依赖昆虫授粉，相对的早开有利于避开与其他开花植物竞争授粉者。同种梅花在梅岭的，开花时间并不相同。北面的梅花开的比南面少，山脚的梅花开得比山顶多。这是受到坡向、海拔气温差异的影响，也一定程度上减少了梅花的种内竞争。开花植物会通过感光，

梅树根浅，这是因为梅岭海拔较低坡度小，降水更多，地表径流速度慢，水分基本上在地表不会渗透太深。加上植物种类复杂多样，水分很快被植物吸收，所以也没有必要深入土层觅水。

另外有观察到，梅树的分布不紧密，树旁灌木，杂草稀少。这可能与其根系分泌物有关。植物根系的分泌物可能直接或间接地抑制或促进植株生长，这可以有效地为植物创造适合自己生存的土壤环境。但是暂时没有找到有关梅根系分泌物的研究文献。观察结果更倾向这是景区认为此现象是栽培梅树导致的。对于这个猜测有几个证据：

梅树分布非常均匀，两排错落在道路两旁，间距均匀
梅树所生长的位置坡度近乎水平，与后方其他植被生长的坡度明显不同，过渡比较突兀
梅树上有人为安置的木棍支持其树干，有移植的痕迹

由于猜测可能主观，也未得到景区有关人士的证实，所以对此还有待研究。

2、关于北江流域保护生物多样性的建议

警惕引进外来物种，以松材线虫为例，对此应当严查出入境，加强控制物种出入
引入外来物种需要同时引入其天敌
建立自然保护区，限制旅游开发
提高居民环保意识
改善乡村厕所，治理生活污水
限制河流排污

感谢熊杨老师和朱珠老师一路的讲解和用心的安排，感谢司机熊师傅带领大家安全顺利的走过北江，感谢所有队员的帮助和配合，感谢所有讲解员的用心答疑，感谢所有民间河长的大力支持。

附录1:实验样品/标本采集名录

	pH	总磷（TP）	COD	氨氮（NH₃-N）	分类
浈阳峡	7	0.05	5	1	III
地下河	7	0.1	7.5	0.5	II
白庙	6	0.1	17.5	0.2	III
连江	6	0.05	5	0.35	II
河畔餐厅西北侧排污口	7	0.05	20	0.2	III
河畔餐厅东南侧排污口	6	0.7	15	1	V
锦江	6	0.1	30	0.2	IV
北江源	7	0.05	5	0.2	II