獨葉草

獨葉草

獨葉草(學名:Kingdonia uniflora Balf.f. et W. W. Sm)為多年生小草本,無毛。根狀莖細長,自頂端芽中生出1葉和1條花葶。芽鱗約3個,膜質,卵形,長4-7毫米。獨葉草分布于雲南、四川、甘肅、陝西。生海拔2750-3900米間山地冷杉林下或杜鵑灌叢下。對研究被子植物的進化和該科的系統發育有科學意義,因該種天然更新能力差,加之森林的破壞採挖,植株數量逐漸減少,自然分布日益縮減,為國家二級保護稀有種。

  • 中文學名
    獨葉草
  • 拉丁學名
    Kingdonia uniflora Balf.f. et W. W. Sm
  • 二名法
    Kingdonia uniflora
  • 植物界
  • 被子植物門
  • 雙子葉植物綱
  • 亞綱
    原始花被亞綱
  • 毛莨目
  • 毛茛科
  • 亞科
    毛茛亞科
  • 銀蓮花族
  • 獨葉草屬
  • 獨葉草種
  • 分布區域
    分布在陝西,甘肅,四川及雲南德欽等地
  • 保護級別
    2級

種屬概述

獨葉草獨葉草

學名:Kingdonia uniflora Balf.f.et W.W.Smith

中文學名:獨葉草

科別:Ranunculaceae毛茛科

瀕危類別:稀有

保護級別:1級

花期:4-6

果期:8

現狀:因該種天然更新能力差,加之森林的破壞採挖,植株數量逐漸減少,自然分布日益縮減

土壤PH值:偏酸性

土壤類型:腐殖質土

地形特征:亞高山至高山

生態特征:生于蔭蔽,潮濕的林下

群落特征:針葉林和針闊混交林

伴生種:巴山冷杉Abies fargesii Franch.冷杉Abies fabri (Mast.)Craib.紅杉Larix potaninii Batalin.太白紅杉Larix chinensis Beissn.白樺Betula platyphylla Suk.

形態特征

獨葉草獨葉草

多年生草本,高達10釐米,無毛。狀莖細長,分枝,生多數不定根;芽鱗3,膜質,卵形,長4-7毫米。常1片基生,心狀圓形,寬3.5-7釐米,5全裂,中、側裂片斷淺裂,下面的裂片不等2深裂,頂部邊緣有小牙齒,下面粉綠色;脈序開放二叉分歧;葉柄長5-11釐米,單花,直徑約毫米,花葶高7-12.5釐米;花被片(4-)5-6(-7),淡綠色,卵形,長5-7.5毫米,頂端漸尖,基部狹且具線狀紫班;退化雄蕊(-3)5-8;心皮3-7(-9),長約1.4毫米,種子白色,扁橢圓形,長3-3.5毫米。在繁花似錦、枝繁葉茂的植物世界中,獨葉草是最孤獨的。論花,它隻有一朵,數葉,僅有一片,真是“獨花獨葉一根草”。 獨葉草的地上部分高約10釐米,通常隻生一片具有5個裂片的近圓形的葉子,開一朵淡綠色的花;而小草的地下是細長分枝的根狀莖,莖上長著許多鱗片和不定根,葉和花的長柄就著生在根狀莖的節上。

花部特征

獨葉草獨葉草

獨葉草花單生,直徑9±1.2mm,兩性,輻射對稱,無特殊氣味。其花部結構由外而內依次為花被片,不育雄蕊,可育雄蕊和雌蕊群。其花被片淡綠色,長4±0.9mm,寬2±0.6mm;不育雄蕊的頭部膨大,其腹面具凹槽,凹槽的表皮細胞可分泌蜜液;可育雄蕊的花葯開裂前為鮮艷的紫紅色,開裂後露出白色花粉花期一般為四月底至五月中旬,歷時15-20天。經鑒定,獨葉草的主要訪花昆蟲為桃蚜(Myzus persicae Sulzer),荻草谷網蚜(Sitobion miscanthi L.)以及一種膜翅目(Hymenoptera)繭蜂科(Braconidae)昆蟲。

根據蜜汁在整個花期中的分泌情況,可分為4個時期:分泌前期,為花開放後的第1-2日,花葯均未開裂,不育雄蕊表面幹燥;旺盛期,為花開放後的第3-8日,花葯陸續開裂,蜜汁分泌旺盛,不育雄蕊腹面可見透明液滴;濕潤期,為花開放後的第9-15日,多數花葯開裂後,蜜汁分泌量明顯減少,不育雄蕊僅表面濕潤;幹涸期,為花開放後的15日以後,花期即將結束時,散粉完畢,蜜汁停止分泌,不育雄蕊表面幹燥。當蜜汁充足時,昆蟲訪花頻率最高可達每小時2.7次(包括所有訪花昆蟲),蜜汁分泌的各個時期,昆蟲訪花頻。

生長繁殖

獨葉草獨葉草

獨葉草以無性繁殖為主,屬環境依賴型植物,適應的環境範圍狹小,僅生存于中高山地區的針葉林或闊葉林中,要求涼濕氣候和腐殖質深厚的土壤,遷地保護較困難。在目前條件下,應盡量減少人為幹擾,保護獨葉草生存的環境,特別要註重對牛皮樺、巴山冷杉和太白紅杉群落的保護,為獨葉草種群生存與擴展創造條件。在未解決在低海拔地區獨葉草的人工成功繁殖問題之前,不宜提倡引種栽培或以其他方式進行遷地保護。 獨葉草靜態生命表顯示不同種群的死亡率和存活率動態趨勢基本一致,並且與環境變化相適應.幼齡時dx、qx和Kx,為負數;在種群年齡達到3-5齡級以後死亡率增加;8-10年生以後死亡率平穩等是獨葉草種群生命表反映的基本特徵.環境因素對獨葉草種群動態有一定的影響,隨海拔升高獨葉草種群密度增加、死亡率高峰期拖後,個體壽命延長.海拔高于2700m的巴山冷杉林和太白紅杉林下比牛皮樺林下更適合獨葉草種群生存.如果以種群密度最大年齡為起始點,不同獨葉草種群存活曲線均屬于DeeveyC型。

生態特征

獨葉草獨葉草

套用CI-301PS攜帶型光合測定儀對獨葉草(Kingdonia uniflora營養葉的光合生理生態特征進行了研究。結果表明:獨葉草的凈光合速率(Pn)日變化曲線呈雙峰型,峰值出現在13:30和16:30左右,具有明顯的光合“午休”現象;其葉片的蒸騰速率(Tr),水分利用率(WUE)的變化也呈雙峰型。自然條件下,獨葉草葉片凈光合速率與光合有效輻射(PAR)、蒸騰速率、氣孔導度(Gs)之間都具有多項式回歸關系,R^2分別為0.2082、0.2016和0.0582(n=129,P〈0.05),但獨葉草葉片凈光合速率與空氣溫度(Ta)相關性不顯著(P〉0.05)。獨葉草葉片的光補償點(LCP)、光飽和點(LSP)分別為14.93和215.76μmol.m^-7·s^-1,隻能適應較窄的光照環境。

生長及其與環境

獨葉草獨葉草

獨葉草是毛茛科的一種多年生的草本植物,是中國雲南、四川、陝西和甘肅等省特有的小草。它生長在海拔2750-3975米的高山原始森林中,生長環境寒冷、潮濕,十分隱蔽,土壤偏酸性。這是毛茛科植物的生長環境特點。分布區海拔較高,氣候寒冷,多數產地每年有一半以上的時間處于0℃以下,夏季最高氣溫隻達20℃左右。土壤為腐殖質土,通氣性較好,偏酸性,厚度為10-30釐米。葉獨草生于林下,光照微弱,空氣和土壤的濕度大。一般多在糙皮樺。 瀕危植物獨葉草(Kingdonia uniflora)種群保護的策略,通過樣地調查、室內測定和統計分析,對太白山地區獨葉草種群的營養構件(根、莖、葉)的生長發育過程進行了系統的研究,並對其所處群落的生境因子進行了分析。結果表明:不同生境條件下的獨葉草各營養構件的生長發育規律均可用方程y=A B1x B2x2 B3x3表示(y為構件數量特征,A、B為常數,x為個體年齡).生長于不同群落內的獨葉草種群各營養構件生長發育水準具有顯著差異(P<0.05):巴山冷杉(Abies fargesii)林下(海拔2700~2900m)的獨葉草種群,其營養構件在數量和形態發育指標上最優;生長于太白紅杉(Larix potaninii var.chinensis)林下(海拔2900-3100m)的種群次之;生長于牛皮樺(Betula utilis)林下(海拔2500-2700m)的種群較差。

運用主成分分析(PCA)方法對影響獨葉草種群構件結構的9個環境因子進行了分析,發現人為幹擾、光照、氣溫、濕度,土壤pH值、土壤水分是影響獨葉草生長發育最主要的因素;土壤腐殖質厚度、有機質含量和群落蓋度也有一定影響。獨葉草種群以無性繁殖為主,生存環境特殊,應以就地保護為主,對其賴以生存的牛皮樺、巴山冷杉和太白紅杉群落應重點保護,減少人為幹擾,不提倡引種栽培或以其他方式進行遷地保護。

分布範圍

獨葉草獨葉草

獨葉草零星分布在陝西太白縣、眉縣,甘肅迭部、舟曲、文縣、四川馬爾康、茂汶、金川、南坪、瀘定、松潘、峨眉山雲南德欽等地。生于海拔2200-3975米地帶的亞高山至高山針葉林和針闊混交林下。 由于該種生長于亞高山至高山原始林下和蔭蔽、潮濕、腐殖質層深厚的環境中,種子大多不能成熟,主要依靠根狀莖繁殖,天然更新能力差。加之人為破壞森林植被和採挖,使其植株數量逐漸減少,自然分布日益縮小。

種群生長發育

獨葉草獨葉草

獨葉草屬多年生草本植物,由多年生根狀莖和著生于根狀莖節部的不定根、葉和芽構成一個個體。一般情況下,根狀莖每年延伸一節,節間長AL>C30,在節間形成芽和不定根,並生長出一個葉片。節間側芽萌發後形成分枝,分枝角度BCSL=CS,構型為合軸分枝所形成的散布狀遊擊型。根狀莖與母體斷開後,可形成無性系分株。無性系分株個體的最大年齡可達15年。隨年齡成長,無性系分株的根系數量、分枝數量、葉片數量等逐年增加,到13齡左右時開始下降;而根狀莖直徑變化不大,長度累積成長,在13齡以後增加速度減慢。

種群各構件生長發育包含不同生境條件的基本信息,其生長發育規律體現著各種群的基本特點。經過對獨葉草各構件的生長發育參數與年齡之間的關系擬合方程,可以看出,獨葉草種群各構件參數與年齡的關系。這說明不同的獨葉草種群各構件盡管功能各異,但生長發育過程協調,生長發育節律基本一致。13齡以前各構件參數不斷增加,說明其種群生活力旺盛、擴展能力較強;此後生長緩慢,可能與個體衰老、種群及構件的擴展能力減弱有關。 獨葉草種群整體上呈穩定型。不同森林群落中獨葉草種群的年齡結構基本相似,1-2齡級個體數量少,3-5齡級個體數量最多,此後,隨年齡增加,個體數量減少。由于獨葉草種群以無性繁殖,種群各齡級株數既可從小齡級進入,也可從無性系母株上脫離產生,獨葉草種群以無性繁殖特點補償了幼齡株數的不足,對維持種群穩定性具有重要意義。這也正是獨葉草種群與有性生殖植物的植物主要區別。

種群分布

獨葉草獨葉草

獨葉草(Kingdonia uniflora)是我國特有的稀有瀕危植物,本研究套用方差/均值比的t檢驗、負二項參數、擴散型系數、叢生指標、Cassie指標、聚塊性指標、Poisson分布和負二項分布的x^2擬合檢驗,對其種群的空間分布格局進行了研究。

結果表明:(1)獨葉草種群整體呈聚集分布,t檢驗差異顯著;k=1.372;集群強度較高;Iδ=1.730>1;I=8.237,明顯大于0;CA=0.729;m^&/m=1.729>1;離散分布擬合結果符合負二項分布模型。(2)不同群落獨葉草種群的聚集強度不同,牛皮樺(Betula utilis)群落的獨葉草種群聚集強度最大,依次為箭竹Simarundina rianitida)林、金背杜鵑(Rododendron clementinae subsp.aureodorsale)灌叢、太白紅杉Larix chinensis)林、巴山冷杉(Abies fargessii)林。在此基礎上,分析了格局形成的原因,提出了保持建議。

瀕危及保護

獨葉草獨葉草

瀕危原因

獨葉草種群構件生長發育受到多方面環境因素的影響:影響獨葉草種群構件生長發育的環境因素主要是人為幹擾以及光照、氣溫、空氣濕度、土壤ph值、土壤水分、群落蓋度、腐殖質厚度等自然因素。海拔2700-2900的巴山冷杉林內人為幹擾較少,是獨葉草種群生長發育較適宜的生境。海拔2500-2700區間的牛皮樺林下的土壤腐殖質層薄,人為幹擾較多,獨葉草個體壽命短,構件發育不夠充分,已經表現出退化現象。海拔2900-3100的太白紅杉林的人為幹擾雖然較少,但高海拔地區的嚴酷氣候條件可能成為限製因素,獨葉草構件生長發育介于前兩個種群之間。 保護價值

營養葉的脈序、根狀莖和花被片待的形態解剖特征都有別于毛茛科的其他屬,這種原始被子植物對研究被子植物的進化和毛茛科的系統發育有一事實上的科學意義。全草供葯用。

保護措施

已建立自然保護區,應列為保護對象,並在分布集中地劃出保護小區。

栽培方法及註意事項

獨葉草的生長環境特殊,種子也難以採到,過去尚未開展人工栽培試驗,今後應以保護天然資源,促進自然更新為主。同時,可以在近似的環境中移栽其根狀莖,並開展結實生物學和種子繁殖的研究,進行引種馴化。

植物價值

科研價值

對研究被子植物的進化和該科的系統發育有科學意義,獨葉草不僅花葉孤單,而且結構獨特而原始。它的葉脈是典型開放的二分叉脈序,這在毛茛科2000多種植物中是獨一無二的,是一種原始的脈序。獨葉草的花由被片、退化雄蕊、雌蕊和心皮構成,但花被片也是開放二叉分的,雌蕊的心皮在發育早期是開放的。這些構造都表明獨葉草有著許多原始特征。因此,獨葉草自1914年在雲南的高山上被發現後,就引起國內外學者的興趣,他們認為,對獨葉草的研究,可以為整個被子植物的進化提供新的資料。

獨葉草獨葉草

葯用價值

獨葉草(<昆明民間常用草葯>)

異名:化血丹。

來源:為菊科植物大獨葉草的根、葉。

植物形態:獨葉草

採集:秋冬採收,洗凈曬幹。

性味:辛麻微苦,熱,有小毒。

功用主治:散瘀,活血,止痛。治跌打損傷,瘀腫疼痛,風濕筋骨痛。

用法與用量

內服:研末,3-5分。

外用:研末調敷。

參考文獻

1.獨葉草構件生長及其與環境的關系;生物多樣性;2003年02期;劉國彬,王延平,張文輝

2.獨葉草的光合生理生態特徵;李育花,任堅毅,林玥,劉喆,劉曉,岳明

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