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20世紀(jì)40年代以前，水杉還是“化石”植物，人們?cè)缫颜J(rèn)定它與恐龍一樣，只有殘存于巖層中的遺跡能夠證明其曾經(jīng)存在過。然而就是20世紀(jì)40年代，水杉“活了”，成了“活化石”。水杉的發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)全球植物界。近70余年，水杉在許多國(guó)家引種成功，再一次回到了千萬年前它曾踏足過的土地。作為我國(guó)特有的珍稀孑遺物種，水杉是第一批列為中國(guó)國(guó)家保護(hù)植物的珍貴樹種，也是為數(shù)不多的被中國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)、由中國(guó)學(xué)者命名的著名樹種。水杉不僅承載著地球千萬年來的歷史，也承載著中國(guó)學(xué)者對(duì)知識(shí)的追求。

江蘇南京，北京東路沿線水杉林令人倍覺清新。中新社發(fā)  安東攝

水杉在植物領(lǐng)域的地位，有其不可磨滅的價(jià)值。水杉本是已被宣布滅絕的物種，但她又真實(shí)鮮活地存在于地表，且被發(fā)現(xiàn)于北半球的中國(guó)，并由中國(guó)學(xué)者命名。所以，水杉的發(fā)現(xiàn)是中國(guó)植物分類學(xué)家為人類知識(shí)進(jìn)步作出的巨大貢獻(xiàn)。水杉的發(fā)現(xiàn)不僅使原有的“化石”活了，還解決了困擾分類學(xué)家多年的松科、杉科與柏科之間的親緣關(guān)系問題，交互對(duì)生的葉片，在形態(tài)上為互生葉的松科和杉科與對(duì)生葉的柏科搭起了一座親緣關(guān)系連接的橋梁。

與梭羅爭(zhēng)輝，與恐龍相伴

水杉原產(chǎn)我國(guó)重慶、湖北和湖南三省市的交界處，主要分布在重慶石柱縣、湖北利川市謀道鎮(zhèn)水杉?jí)我粠Ъ昂衔鞅辈魁埳郊吧Ｖ驳鹊睾０?50-1500米處。現(xiàn)亞洲、非洲、歐洲等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)均有引種栽培，中國(guó)北起遼東半島，南至廣州，東至江蘇、浙江，西南至昆明、成都等地也有栽培。水杉原產(chǎn)地極其狹窄，但栽培分布區(qū)可謂廣闊，這是為什么呢？

湖北利川的原始水杉林  張志翔供圖

水杉屬是柏科紅杉亞科的3個(gè)單種屬之一。根據(jù)汪小全研究組所提供的最新分子證據(jù)，紅杉亞科是一個(gè)古老悠久的類群，雖然這個(gè)類群現(xiàn)在處于衰退狀態(tài)，但在地質(zhì)史上卻曾經(jīng)歷過極其繁盛的時(shí)代。在中生代中晚期和早第三紀(jì)，紅杉亞科植物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的水杉屬化石約有10種，廣布北半球。在晚白堊紀(jì)和第三紀(jì)，紅杉亞科曾是北半球森林植被的重要組成成分，但后來，由于地質(zhì)變遷、氣候變化等原因，紅杉亞科的大量類群絕滅。晚第三紀(jì)全球性的氣溫下降迫使紅杉亞科逐漸從高緯度地區(qū)撤出。第四紀(jì)冰期氣候的劇烈惡化使紅杉亞科的分布區(qū)進(jìn)一步退縮至中、低緯度地區(qū)，最后在歐洲全部消失，僅在東亞腹地和北美西部殘存，以至于目前廣為人知的紅杉亞科植物只有3個(gè)單種屬：水杉屬、巨杉屬和北美紅杉屬。

水杉屬曾有過2個(gè)分布中心：東亞和北美西部。約1000萬年以前，由于喜馬拉雅山脈的隆起，東南季風(fēng)不斷加強(qiáng)，云南的水杉林喪失了庇護(hù)所，野生水杉的分布地再一次縮小，如今僅蜷縮在我國(guó)湖南、湖北和重慶兩省一市幾個(gè)縣的交界處。因而，現(xiàn)在的水杉能在全球遍植，是和它原來的地史特征密切相關(guān)，它的祖先就曾廣布天下。

水杉葉子呈假二列狀排列

水杉生長(zhǎng)迅速，無論是扦插還是種子繁殖均易成活，且適應(yīng)能力強(qiáng)，耐熱耐寒，耐旱耐澇。水杉樹形優(yōu)美，樹干通直，姿態(tài)挺拔，不偏不倚，不枝不蔓，春夏青翠秀麗，枝繁葉茂，葉色嫩綠宜人，秋季葉色金黃，是著名的庭園觀賞樹種。水杉強(qiáng)韌而柔軟的木質(zhì)組織有較強(qiáng)的抗風(fēng)效果，也可以作為較佳的防風(fēng)林。水杉為喜光性強(qiáng)的速生樹種，耐水濕，在土壤含水率高，甚至濕地沼澤處，水杉可生長(zhǎng)出膝狀的呼吸根進(jìn)行呼吸和氣體交換。

水杉樹形優(yōu)美，樹干通直  張志翔供圖

江蘇泗洪百畝水杉 張連華攝（中新社發(fā)）

中國(guó)發(fā)現(xiàn)“活化石”

水杉為什么被譽(yù)為“活化石”？簡(jiǎn)而言之，科學(xué)家們先從化石中發(fā)現(xiàn)了水杉這一物種，并一度認(rèn)為水杉已經(jīng)滅絕，但后來，我國(guó)科學(xué)家在中國(guó)發(fā)現(xiàn)了水杉的鮮活形態(tài)，也就是“活著的水杉化石”。水杉的發(fā)現(xiàn)，是近現(xiàn)代中國(guó)科學(xué)史上的一件盛事。

1941年冬，中央大學(xué)干鐸教授進(jìn)入四川省境內(nèi)2.5公里左右的謀道溪（又名磨刀溪，原屬四川省萬縣，現(xiàn)屬湖北省利川市）時(shí)，一株高30余米的大樹引起了他的注意，當(dāng)?shù)厝朔Q之為“水桫”。由于當(dāng)時(shí)新葉未發(fā)，而他又匆匆趕路，便未采集標(biāo)本。干鐸拜托當(dāng)時(shí)萬縣農(nóng)校教務(wù)主任楊龍興先生代為采集標(biāo)本。1942年，楊龍興先生將一份有葉、無花無果的標(biāo)本托人送與干鐸先生，干鐸教授隨即送給樹木學(xué)教授郝景盛先生，請(qǐng)他鑒定，然而這份珍貴的標(biāo)本后來不慎遺失了。

水杉果枝

1943年7月，農(nóng)林部中央林業(yè)實(shí)驗(yàn)所技工王戰(zhàn)前往湖北西部神農(nóng)架考察森林，經(jīng)楊龍興介紹和建議，在經(jīng)過謀道溪時(shí)采到水杉的枝葉、果實(shí)標(biāo)本（僅缺失花）。王戰(zhàn)認(rèn)為該標(biāo)本是水松，并做了相關(guān)記載。1945年夏，王戰(zhàn)將標(biāo)本交給中央大學(xué)森林系樹木學(xué)教授鄭萬鈞鑒定。鄭萬鈞認(rèn)為它的枝葉外形雖像水松，但葉對(duì)生，球果鱗片盾形、對(duì)生，既不是水松，也不是北美紅杉，在現(xiàn)存的杉松類中應(yīng)該是一個(gè)新屬。1946年秋，鄭萬鈞鑒于當(dāng)時(shí)南京的有關(guān)資料不多，便將一份標(biāo)本寄交北平靜生生物調(diào)查所教授胡先骕博士，請(qǐng)他查閱文獻(xiàn)。經(jīng)胡先骕查到，水杉標(biāo)本和日本學(xué)者三木茂（Miki）1941年所發(fā)表的新屬形態(tài)相同，這一新屬是命名兩種化石植物建立的。由此確定，我國(guó)發(fā)現(xiàn)的這個(gè)新種應(yīng)屬于化石屬的一種，是貨真價(jià)實(shí)的“活化石”。此前鄭萬鈞已根據(jù)在中國(guó)東北撫順及庫(kù)頁(yè)島采集的始新世化石標(biāo)本訂正命名了水杉化石植物。

水杉模式樹  張志翔供圖

1948年5月，胡先骕和鄭萬鈞聯(lián)名發(fā)表《水杉新科及生存之水杉新種》一文，明確了水杉在植物進(jìn)化系統(tǒng)中的重要地位，這一認(rèn)定得到了國(guó)內(nèi)外植物學(xué)、樹木學(xué)和古生物學(xué)界的高度評(píng)價(jià)。胡先骕經(jīng)仔細(xì)觀察水杉線形葉在枝上交叉對(duì)生，呈假二列狀排列，糾正了以前誤認(rèn)為水杉葉為對(duì)生、羽狀排列的描述。當(dāng)時(shí)，日本的三木茂和我國(guó)的胡先骕、鄭萬鈞先后發(fā)現(xiàn)了日本化石種、中國(guó)化石種和中國(guó)現(xiàn)代水杉，這些發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了國(guó)際植物學(xué)界，引起了世界植物學(xué)家和古植物學(xué)家的極大興趣。

水杉野生種群面臨困境

盡管栽培引種遍布世界各地，但水杉仍面臨著野生種群不斷縮小的嚴(yán)峻問題。

同銀杏相仿，作為最常見的瀕危植物，水杉古老的野生種群不受重視，這無疑是亟待解決的重要問題。目前人們已知水杉野生種群僅分布在湖北、湖南和重慶交界，在湖北利川市境內(nèi)約5000余株，重慶石柱縣境內(nèi)28株，湖南龍山市境內(nèi)僅3株，種群數(shù)量甚至要少于大熊貓。自1980年起，原生水杉種群調(diào)查中就未見實(shí)生苗，且根據(jù)李媛媛等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，水杉野生種群更新困難，遺傳多樣性逐步降低，種群結(jié)構(gòu)逐漸衰退，群落結(jié)構(gòu)趨于單一化，且老齡樹木飽受病蟲害困擾，附近人類活動(dòng)頻繁，生態(tài)環(huán)境破壞等原因，水杉的野生種群還在不斷縮減。

原始水杉林  張志翔供圖

水杉由化石變成與人們朝夕相伴的樹種，影響全世界植物界，可算是我國(guó)植物界中最具有影響力的中國(guó)樹種。它已經(jīng)伴隨地球走過無數(shù)世代，看過無數(shù)春秋，與桫欏爭(zhēng)輝、與恐龍伴生，到如今同被子植物爭(zhēng)艷競(jìng)芳。水杉漫長(zhǎng)的記憶里保存著無數(shù)地球氣候、地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境的變化。保護(hù)這樣古老的物種，亦不僅僅是為了獲取其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更是為了讓人類了解、認(rèn)識(shí)我們作為人類乃至哺乳動(dòng)物不曾經(jīng)歷過的地球的歷史。

樹木檔案：

水杉，柏科水杉屬的孑遺植物，為中國(guó)特有種，國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物，珍稀瀕危保護(hù)植物。落葉大喬木，枝葉交互對(duì)生，冬季落葉，無芽小枝與葉片一同脫落，球花單性，雌雄同株。水杉具有很高的研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。水杉樹冠錐形，樹形優(yōu)美，樹干通直，姿態(tài)挺拔，不偏不倚，不枝不蔓，春夏青翠秀麗，枝繁葉茂，秋季葉色金黃，是著名的庭園觀賞樹種。水杉適應(yīng)性強(qiáng)且材質(zhì)輕軟，可作為造林、綠化用樹種，也可做建筑、家具、造紙等用材。

作者簡(jiǎn)介：

張志翔 北京林業(yè)大學(xué)博物館館長(zhǎng)，北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院教授。現(xiàn)擔(dān)任中國(guó)林學(xué)會(huì)樹木學(xué)專業(yè)委員會(huì)副主任委員，中國(guó)植物學(xué)會(huì)理事，中國(guó)野生植物保護(hù)協(xié)會(huì)理事，第五屆、第六屆國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)評(píng)審委員會(huì)委員等職務(wù)。

黃今 北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院碩士研究生，目前從事泛喜馬拉雅植物志金絲桃科的分類修訂。

王亞超 北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院博士研究生，目前從事楊屬青楊組的系統(tǒng)發(fā)育研究。