中華水韭

中華水韭

中華水韭,又名華水韭,屬於水韭科水韭屬,拉丁學名Isoetes sinensis。擬蕨植物類多年生沼澤植物。適於溫和濕潤,春夏多雨,冬季晴朗較寒冷的亞熱帶氣候。主要生長在淺水池塘邊和山溝淤泥土上;土壤有機質含量豐富,pH值6~6.5。孢子期為5月下旬至10月末。水韭屬是水韭科中唯一生存的殘遺屬,有重要科研價值。分布於中國長江流域下游地區。中華水韭被認為是植物界的大熊貓,是出現於數億年前的活化石,是我國第一批公布的50多種一級重點保護野生植物中的一種,為中國特有的物種,屬極度瀕危的孑遺植物,具有很高的學術研究價值。

基本信息

科屬簡介

中華水韭 中華水韭
中華水韭屬於 蕨類植物門 水韭亞門 水韭目 、水韭科、水韭屬
蕨類植物是不產生 種子的低等維管植物。維管組織進化水平較低,木質部主要由管胞和木薄壁細胞組成,僅少數種類具導管;韌皮部主要由篩胞和韌皮薄壁細胞組成。絕大多數無維管形成層,僅有初生結構。     
具有明顯的世代交替現象。無性生殖時,在孢子體上產生孢子囊。在小型葉蕨類中,孢子葉通常集生在枝的頂端,形成球狀或穗狀,稱為孢子葉穗或孢子葉球。真蕨類孢子囊通常生在孢子葉的背面、邊緣或集生在一個特化的孢子葉上聚集成孢子囊群。囊群有蓋或無蓋。孢子囊內產生孢子,有同型與異型之分。孢子囊群的形態和著生位置是蕨類植物分類的重要依據。    
配子體(原葉體)微小而簡單,絕大多數具葉綠素能自養;配子體上產生頸卵器和精子器,精子以水為媒介與卵細胞行受精行為。    
現在地球上生長的蕨類約有12000多種,其中絕大多數為草本植物。在我國生長的約有2600餘種。根據秦仁昌教授的提出的分類系統,將蕨類植物門分為五個亞門,即: 松葉蕨亞門石松亞門、水韭亞門、 楔葉亞門真蕨亞門
水韭亞門 Isoephytina: 莖為塊狀,條形葉,孢子囊生於孢子葉的凹穴中,孢子異形。

形態特徵

中華水韭 中華水韭
中華水韭為中國特有瀕危水生蕨類植物。系多年生沼地生植物,植株高15-30厘米;根莖肉質,塊狀,略呈2-3瓣,具多數二叉分歧的根;向上叢生多數向軸覆瓦狀排列的葉。葉多汁,草質,鮮綠色,線形,長15-30厘米,寬1-2毫米,內具4個縱行氣道圍繞中肋,並有橫隔膜分隔成多數氣室,先端漸尖,基部廣鞘狀,膜質,黃白色,腹部凹入,上有三角形漸尖的葉舌,凹入處生孢子囊。孢子囊橢圓形,長約9毫米,直徑約3毫米,具白色膜質蓋;大孢子囊常生於外圍葉片基的向軸面,內有少數白色粒狀的四面形大孢子;小孢子囊生於內部葉片基部的向軸面,內有多數灰色粉末狀的兩面形小孢子,染色體2n=44。

生活習性

中華水韭 中華水韭
生物學、生態學特性喜溫和濕潤氣候,春夏多雨,冬季晴朗較寒冷,1月平均 氣溫為2—7℃,7月平均氣溫為27—29℃,1000—1500毫米。主要生長在淺水池沼,塘邊和山溝淤泥土上; 土壤有機質含量豐富,pH值6—6.5。

主要伴生植物有節節草Hippochate ramosissima (Des f.)Bermer、糯米糰Gonostegia hirta(BL.)Miq.、蓮子草Alternanthera sessilis (L.)DC.、水蓑衣Hygrophila salicifolia(Vahl.)Nees及鱧腸Eclipta prostrata(L.)L.等。孢子期為5月下旬至10月末。

地理分布

主要分布於長江下游局部地區,江蘇南京、 安徽休寧、屯溪、當塗;浙江杭州、寧波、 諸暨、建德、麗水等地均有發現。
喜溫和濕潤氣候,主要生長在人跡罕至的淺水池沼、塘邊和山溝淤泥土上。孢子期為5月下旬至10月末。 分子生物學、染色體及形態方面的證據顯示,本種可能為異源四倍體,雜交起源於 台灣水韭和雲貴水韭。

保護措施

中華水韭分布於長江流域下游局部地區。由於農田生產建設和養殖業的發展,自然環境變遷和水域消失,該種在許多地方已不復存在。水韭屬植物在中國的分布範圍及其種群數量日趨減少,瀕臨滅絕,其中,高寒水韭(I.hypsophila)、雲貴水韭(I.yugnuiensis)和中華水韭(I.sinensis)已被列為國家一級重點保護野生植物。對原產中國的3種水韭的地理分布與生境特徵進行調查,將為合理保護該屬植物提供相關基礎數據和科學依據。
建議有本種分布的自然保護區、風景保護區應列為保護對象,或在栽培條件下加以保存和繁殖。杭州植物園已從原產地引種保存在水生區內。
可試行苞子繁殖法。分生繁殖時可帶根整株移植於水濕環境,適量給水,避免乾旱及水深過度,同時又要防止蝸牛及其它蟲害。
2015年4月,浙江省寧波市對中華水韭採用異地保護的方法,在北侖區白峰鎮境內的龍王宮海景園林專業合作社的農場內進行移栽保護,並繁殖成功。

繁殖培育

可試行苞子繁殖法。分生繁殖時可帶根整株移植於水濕環境,適量給水,避免乾旱及水深過度,同時又要防止蝸牛及其它蟲害。

研究成果

中華水韭 水韭孢子

一、中國水韭屬植物的染色體數目及其分類學意義
利用細胞學方法觀察統計了中國4種水韭屬Isoestes植物的染色體數目。結果發現4個種的染色體基數均為x=11,其中高寒水韭I.hypsophila Hand.-Mazz.為2n=22,為首次報導;台灣水韭I.taiwanensis DeVol為2n=22;中華水韭I.sinensis Palmer 2n=44為四倍體;而產於雲南貴州一帶並一直被當作是寬葉水韭I.japonica A.Br.的水韭屬植物2n=22,與文獻報導的寬葉水韭(2n=66,67,77,87,88,89)完全不同,應重新予以認識和評價。依據西文和其他相關的研究結果,對東亞水韭屬植物進行了分類處理。

二、中國水韭屬植物的孢子形態特徵
利用掃描電鏡觀察了中國現存5種水韭屬Isoětes植物孢子的表面紋飾,並統計分析了孢子的大小(n=30)。結果顯示:高寒水韭I.hypsophila大孢子表面光滑無突起紋飾,平均極面直徑358μm,小孢子具腦回狀紋飾,平均長度22μm;雲貴水韭I.yunguiensis大孢子表面具脊條-網路狀紋飾,紋飾突起較低,近極面較稀疏且不連成完全的網路,平均極面直徑390μm,小孢子具疣狀小顆粒至近於光滑的表面紋飾,平均長度22μm;台灣水韭I.taiwanensis大孢子表面具瘤狀突起,平均極面直徑312μm,小孢子表面具刺棘狀突起,平均長度24μm;中華水韭I.sinensis大孢子表面具脊條狀突起,平均極面直徑409μm,小孢子表面具刺棘狀突起,平均長度28μm;東方水韭I.orientalis大孢子表面具脊條-網路狀紋飾,紋飾突起較高,近極面的網路較完整,平均極面直徑420μm,小孢子表面具矮刺狀-瘤狀突起,平均長度34μm。
比較類群間的孢子形態特徵與染色體數目表明:5個類群的孢子表面紋飾區別明顯,同時,孢子的大小可反映類群的倍性,孢子較小的高寒水韭、雲貴水韭和台灣水韭是二倍體(2n=22),孢子較大的中華水韭(2n=44)和東方水韭(2n=66)為多倍體。孢子的形態特徵在中國水韭屬植物物種的鑑定與分類中具有重要意義。

中華水韭 水韭孢子葉基部

三、中國三種水韭屬植物的地理分布與生境特徵
水韭屬(Isoetes)是水韭科中的孑遺屬,分類上屬擬蕨類,對研究蕨類植物的系統演化具有重要價值。由於人類活動對其水生生境的破壞,水韭屬植物在中國的分布範圍及其種群數量日趨減少,瀕臨滅絕,其中,高寒水韭(I.hypsophila)、雲貴水韭(I.yugnuiensis)和中華水韭(I.sinensis)已被列為國家一級重點保護野生植物。對原產中國的3種水韭的地理分布與生境特徵進行調查,將為合理保護該屬植物提供相關基礎數據和科學依據。本文野外實地考察了原產中國的3種水韭屬植物的現存種群及歷史記載曾經分布但現已絕跡的水韭屬植物種群(絕跡種群)所在地。在每一調查點,測定了各樣點的海拔高度、水體基底狀況以及水體pH值等生境特徵;在現存種群所在地,分別記載了所見水生植物種類、水韭種群規模及其生長狀況,並採集和鑑定了3種水韭屬植物及其伴生種。調查發現3種水韭屬植物種與種之間為間斷分布,且具有垂直梯度差異;種內各種群之間相互隔離,各種群的個體數均偏少;現存種群所生長的水體及其水體基底的pH特性無明顯差異,為酸性或中性;絕跡種群所在的原生境已遭到嚴重破壞,一些地點的水體pH和基底pH與以往存在水韭的時期相比已明顯升高。此外,調查還發現沼澤地帶的水韭種群正面臨著其他水生植物的激烈競爭而處於隨時滅絕的危險之中,而淡水潮間帶沿岸的水韭種群因周期性的水位波動而生長良好。調查結果表明3種水韭屬植物的地理分布及其生長狀況與海拔、水體pH值、基底pH值以及種間競爭和水位波動密切相關。本文還討論了保護水韭屬植物的基本策略和具體措施。

、中國3種水韭屬植物自然居群水體化學性質特徵及差異性研究
通過測定20個化學因子,利用平均值、變異係數和差異顯著性檢驗,分析研究了中國3種水生水韭屬植物中華水韭(Isoetes sinensis)、雲貴水韭(I.yunguiensis)和高寒水韭(I.hypsophila)自然居群水體化學性質的特徵和差異性。結果顯示:這3種水韭屬植物生活水體的20個化學因子整體上表現出Ni含量占絕對優勢、電導率較低、受干擾較小的共同特徵;雖然平均值和變異係數變化較大,但除了pH、P、NO3-N、NO3^-和Al具有顯著性差異以外,其餘各因子在3個種的生活水體間相對穩定不具顯著性差異。結合其它的研究結果分析表明:這3種水韭屬植物自然居群水體化學性質的差異可能源於這3種水韭屬植物生理特徵的差異性,對3種水韭屬植物的分布不具選擇差異性。

植物文化

2008年4月9日,通道萬佛山風景名勝區管理處工作人員在該縣著名丹霞地貌旅遊景區--萬佛山•侗寨風景名勝區七星山景區山間沼澤地內,發現一片面積達200多平方米的國家一級保護植物--中華水韭群落。這是繼該風景名勝區內萬佛山三十六灣和將軍岩山間沼澤地發現有中華水韭後的另一分布。目前,中華水韭在該風景名勝區內分布已達30多平方公里,是國內分布最集中,面積最大的區域。

國家一級保護植物

中國蕨類植物重要的瀕危及稀有種

又稱蕨菜。蕨類植物門,真蕨亞門蕨科(又鳳尾蕨科)。
分類拉丁學名
鹵蕨科 尖葉鹵蕨Acrostichum speciosum
鐵線蕨科馮氏鐵線蕨Adiantum fengianum
荷葉錢線蕨Adiantum reniforme var.sinense
蒼山鐵線蕨Adiantum sinicum
觀音座蓮科 法斗觀音座蓮Angiopteris sparsisora
二回原始觀音座蓮Archangiopteris bipinnata
原始觀音座蓮Archangiopteris henryi
三叉蕨科軸脈蕨Ctenitopsis sagenioides
沙皮蕨Hemigramma decurrens
海南節毛蕨Lastreopsis hainanensis
烏毛蕨科蘇鐵蕨Brainea insignis
假桫欏Diploblechnum fraseri
陰地蕨科下延陰地蕨Botrychium decurrens
燕尾蕨科天星蕨Christensenia assamica
桫欏科大羽桫欏Alsophila contaminans
蘭嶼筆筒樹Alsophila fenicis
南洋沙欏Alsophila loheri
桫欏Alsophila spinulosa
海南白桫欏Sphaeropteris hainanensis
筆筒樹Sphaeropteris lepifera
骨碎補科台灣骨碎補Dauallia stenolepis
雙扇蕨科灰背雙扇蕨Dipteris conjugata
槲蕨科硬葉槲蕨Drynaria rigidula
頂育蕨Photinopteris speciosa
崖姜蕨Pseudodrynaria coronans
鱗毛蕨科草質複葉耳蕨Arachniodes hasseltii
單葉貫眾Cyrtomium hemionitis
低頭貫眾Cyrtomium nephrolepioides
彎羽鱗毛蕨Dryopteris cyclopeltiformis
合囊蕨科合囊蕨Marattia pelucida
苹科 埃及苹Marsilea aegyptica
條蕨科海南條蕨Oleandra hainanensis
瓶兒小草科帶狀瓶兒小草Ophioderma pendulum
狹葉瓶兒小草Ophioglossum thermale
瘤足蕨科峨嵋瘤足蕨Plagiogyria assurgens
鹿角蕨科鹿角蕨Platycerium wallichii
睫毛蕨科睫毛蕨Pleurosoriopsis makinoi
水龍骨科尖嘴蕨Belvisia annanensis
戟蕨Christioprteris tricuspis
抱樹蓮Drymoglossum piloselloides
棱脈蕨Schellolepis subauriculata
心形菜蕨Leptochilus cordatus
帶瓦韋Lepisorus loriformis
扇蕨 Neocheiropteris palmatopedata
多羽瘤蕨Phymatosorus longissima
三指假瘤蕨Phymatopteris triloba
歐亞水龍骨Polypodium vulgare
戟葉石韋Pyrrosia hastata
黃腺羽蕨Pleocnemia winitii
雲南牙蕨Pteridrys cnemidaria
多變叉蕨Tectaria variabilis
鐵角蕨科細辛蕨Boniniella cardiophylla
蒼山蕨 Ceterachopsis dalhousiae
藥蕨Ceterach officinarum
澤瀉蕨Hemionitis arifolia
狹葉巢蕨Neottopteris phyllitidis
對開蕨Phyllitis japonica
水鱉蕨Sinephopteris delavayi
蹄蓋蕨科光葉蕨Cystoathyrium chinense
實蕨科中華刺蕨Egenolfia sinensis
東京鱗毛蕨Dryopteris tokyoensis
黔蕨Phanerophlebiopsis tsiangiana
角狀耳蕨Polystichum alcicorne
玉龍蕨Sorolepidium glaciale
禾葉蕨科荷包蕨Calymmodon cuculatum
紅毛禾葉蕨Grammitis hirtella
穴子蕨Prosaptia urceolaris
革舌蕨Scleroglossum pusillum
雨蕨科雨蕨Gymnogrammitis dareiformis
七指蕨科七指蕨Helminthostachys zeylanica
裸子蕨科薄葉翠蕨Anogramma leptophylla
心基風丫蕨Coniogramme petelotii
膜蕨科菲律賓厚葉蕨Cephalomanes laciniatum
厚邊蕨Crepidopteris humilis
皺翅厚壁蕨Meringium acanthoides
大球桿毛蕨Nesopteris grandis
球桿毛蕨Nesopteris thysanostoma
水韭科 高寒水韭Isoetes hypsophila
寬葉水韭Isoetes japonica
中華水韭Isoetes sinensis
台灣水韭Isoetes taiwanensis
藤蕨科網藤蕨Lomagramma grossoserrata
藤蕨Lomariopsis spectabilis
松葉蕨科松葉蕨Psilotum nudum
風尾蕨科單葉風尾蕨Pteris subsimplex
三色風尾蕨Pteris tricolor
三叉風尾蕨Pteris tripartita
蕨科曲軸蕨Paesia taiwanensis
莎草蕨科莎草蕨Schizaea digitata
中國蕨科金粉背蕨Aleuritopteris chrysophylla
毛葉粉背蕨Aleuritopteris squamosa
疏羽碎米蕨Cheilanthes belangeri
高山珠蕨Cryptogramma brunoniana
戟葉黑心蕨Doryopteris ludens
中國蕨Sinopteris albofusca
小葉中國蕨Sinopteris grevilleoides
光葉藤蕨科海南光葉藤蕨Stenochlaena hainanensis
光葉藤蕨Stenochlaena palustris
金星蕨科毛脈蕨Trichoneuron microlepioides
南平毛蕨Cyclosorus nanpingensis
岩蕨科滇蕨Cheilanthopsis indusiosa

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