山楂海棠(学名:Malus komarovii (Sarg.) Rehder)是蔷薇科、苹果属灌木或小乔木;小枝圆柱形,幼时具柔毛,暗红色,老枝无毛,红褐色或紫褐色,有稀疏褐色皮孔;冬芽卵形,鳞片边缘具柔毛,暗红色;叶片宽卵形,稀长椭卵形,先端渐尖或急尖,基部心形或近心形,边缘具有尖锐重锯齿,基部常具一对浅裂,上半部常具不规则浅裂或不裂,裂片长圆卵形,先端渐尖或急尖,幼时上面有稀疏柔毛,下面沿叶脉及中脉较密;托叶膜质,线状披针形,边缘有腺齿;萼筒钟状,外面密被绒毛;萼片三角披针形,先端渐尖,全缘,内面密被绒毛,外面近于无毛,比萼筒长;花瓣倒卵形,白色;果实椭圆形,红色,果心先端分离,萼片脱落,果肉有少数石细胞。
植物学史
亲缘关系
应用RAPD
分子标记技术,对山楂海棠的
分类地位进行了探讨。根据RAPD分子标记聚类分析,将14份苹果材料分为5类,8份山楂材料分为4类,山楂海棠的亲缘关系位于山楂和苹果之间,但与苹果较近,认为山楂海棠可能是苹果和山楂的属间杂交种。全世界苹果属植物共有35个种,中国原产及自然分布的有24个种。原产于吉林省长白山区的山楂海棠是苹果属35个种中的一个野生种,在分类学上被划归为
陇东海棠系。
苹果属植物中除山楂海棠外的34个种在世界上均有较广泛的分布,且资源数量较多,唯有山楂海棠仅在中国吉林省长白山区有零星分布,并处于濒临灭绝状态,现已被列为中国一类保护植物,并在长白山建立了山楂海棠原生境保护点,以加强其资源保护。
研究情况
张冰冰等人研究结果表明,山楂海棠植株能抗零下45℃低温,属于高抗寒的种质资源,同时还鉴定出山楂海棠高抗
苹果腐烂病。此外,山楂海棠是一种珍稀植物,外部形态较为特殊,对研究长白山植物区系及蔷薇科某些属内和属问亲缘关系均有一定的意义。
形态特征
灌木或小乔木,高达3米;小枝圆柱形,幼时具柔毛,暗红色,老枝无毛,红褐色或紫褐色,有稀疏褐色皮孔;冬芽卵形,鳞片边缘具柔毛,暗红色。
叶片宽卵形,稀长椭卵形,长4~8厘米,宽3~7厘米,先端渐尖或急尖,基部心形或近心形,边缘具有尖锐重锯齿,通常中部有显明3深裂,基部常具一对浅裂,上半部常具不规则浅裂或不裂,裂片长圆卵形,先端渐尖或急尖,幼时上面有稀疏柔毛,下面沿叶脉及中脉较密;叶柄长1~3厘米,被柔毛;托叶膜质,线状披针形,边缘有腺齿,早落。
伞房花序,具花6~8朵,花梗长约2毫米,被长柔毛;花直径约3.5厘米;萼筒钟状,外面密被绒毛;萼片三角披针形,先端渐尖,全缘,长约2~3毫米,内面密被绒毛,外面近于无毛,比萼筒长;花瓣倒卵形,白色;雄蕊20~30;花柱4~5,基部无毛。
果实椭圆形,长1~1.5厘米,直径0.8~1.0厘米,红色,果心先端分离,萼片脱落,果肉有少数石细胞,果梗长约1.5厘米。
近种区别
生长环境
山楂海棠生长于1100~1300米的野生灌木丛、针阔混交林和针叶混交林的疏林内 、高山平岗上的杂木幼林内 、林中空地背风及腐殖质层较厚的林地。分布区具有湿润型温带季风气候特征,即冬季长、严寒,夏季短、凉爽,降水量较多,湿度较大;土壤为山地灰化棕色森林土,pH 约为5.0。多生于土壤深肥、湿润、排水良好的林间空地灌丛中。
分布范围
山楂海棠分布于中国的吉林(长白山)和河南;朝鲜北部也有分布。
生长习性
山楂海棠4月末至5月初萌芽,5 月下旬至6月初开花,8月末果实成熟,9 月上中旬落叶,营养生长期约130 天。抗寒,在零下40℃的酷寒条件下,可安全越冬。抗霜力也很强,在无霜期90天左右的地方,也可正常生长与结果。喜酸性土壤。在腐殖质层厚、保水好的地方,生长较旺盛;在土层薄,保水差的地方,生长也较正常。
伴生乔木树种主要有长白落叶松(Larix olgensis)、白桦(Betula platyphylla)、臭松(Abies nephrolepis)等;林下灌木主要有蓝靛果忍冬(Lonicera edulis)、土庄绣线菊(Spiraea pubescens)、珍珠梅(Sorbaria sorbifolia)等;草本植物主要有毛缘薹草(Carex pilosa)、舞鹤草(Maianthemum bifolium)等。
山楂海棠种群呈聚集分布特征,种群空间分布格局与种子扩散机制、繁殖特性、物种间竞争及环境因子有关,是生物和非生物因子长期综合作用的结果。山楂海棠种群的聚集分布可能与种子扩散方式和繁殖特性有关。由野外调查得知,山楂海棠果实为红色,味道酸甜。动物取食大量成熟果实,而靠动物传播种子的物种更易表现出聚集分布。同时,山楂海棠实生苗较少,种子产量不高,且林下凋落物厚度大,不利于种子萌发,主要以根蘖繁殖为主,因此呈聚集分布,这与李俊清阐述的以无性繁殖为主的植物种群呈聚集分布特征一致。
繁殖方法
山楂海棠繁殖方式可种子繁殖、扦插繁殖、嫁接繁殖和组织培养繁殖,但苗木生长和繁殖速度缓慢。
种子繁殖
在播种前一年的11月份,即土壤封冻之前对山楂海棠种子进行层积处理,先将种子在室温下浸种24小时,再用高锰酸钾溶液消毒,浸泡,接着用清水冲洗干净并浸泡。 沙子用高锰酸钾溶液进行消毒,用清水洗净。 将处理好的种子和沙子混合,再在表面盖一层湿沙。 将拌好的种子置于室外深约1米的地下,上面覆土直至第二年3月份,将层积处理后的种子取出,播种。
根蘖繁殖
山楂海棠具有
营养繁殖特性,可生根蘖苗,茎倒伏埋入腐殖土或枯枝落叶中可向下生根,向上长枝成一新植株。
扦插繁殖
通过对比实验,山楂海棠扦插选用苔藓基质扦插效果最好。
嫁接繁殖
山楂海棠嫁接育苗方法,以大果山丁子苗木作为砧木,以山楂海棠为接穗,采用芽接法进行嫁接,然后在苗圃进行培育,进行常规的除草及杀虫,将砧木剪下,打开塑料条,等待出芽,将砧木上的芽全部抹掉,保留山楂海棠的新生嫩芽。
组培繁殖
采集健壮的山楂海棠新梢,剪掉叶片,剪成带腋芽的单芽茎段,经过消毒等处理,启动培养基上和增殖培养基培养,茎段幼根发生, 在根长2-3厘米进行2-3 天的炼苗。然后洗去根部培养基,移栽到具备良好透气性、营养度和保湿性的基质中,最后移入大田。移栽成活率可达80%以上。
栽培技术
栽培要点用播种、扦插及压条法都能
繁殖,但生长和繁殖速度极慢。种胚休眠,果核坚硬,播种前需要在低温潮湿条件下层积2~3个月。
主要类型
主要价值
观赏价值
山楂海棠花果并茂,有很高的观赏价值。山楂海棠是一种珍稀植物。6月,一簇簇由十来朵白色花在枝顶集成的伞状花序随山风舞动,每朵花5片洁白的圆形花瓣中央是淡红色的花药,在绿叶的映衬下显得素雅而美丽。9月,金红如
玛瑙珠般亮泽的果实挂满枝头,令人垂涎欲滴。
食疗价值
果实味道酸甜,富含
维生素C,可生食和制作果汁、果酱。它的果味偏酸并有微涩,可贮藏后品质较好,可制果酱及酿酒。山楂海棠也可作为口腔手术后的修复液原料。
科研价值
山楂海棠极耐严寒,加之植株低矮,是培育苹果属矮化品种的遗传基因库,也是研究苹果属抗寒性的宝贵材料,是高抗苹腐烂病新种质资源,能够为培育新的抗病品种提供优良亲本,具有很高的经济价值。
保护现状
种群现状
山楂海棠分布区域十分狭窄,仅在中国吉林省长白县马鹿沟镇二十三道沟至龙泉镇一带有较大的种群面积,其他区域仅有零星分布。
据记载,该物种的亚种群仅限于中国长白山,在那里它受到栖息地丧失的威胁(世界自然保护监测中心,1998年,吴等人,2006年,周,1999年)。据报道,在朝鲜半岛,该物种来自非军事区(DMZ),这是一片狭长的土地,是朝鲜和韩国之间的缓冲区,那里的自然隔离形成了一个非自愿公园(Greer 2012)。非军事区的森林栖息地据说是轻度分散的,在一些地区分布不佳(Healy,2007年)。长白山自然保护区也因道路建设和扩建等因素造成栖息地破碎化(详见威胁部分)。在韩国,Seolak山是该物种的南部界限,在Keutcheong的顶峰有几个以上的个体。根据最近的植物标本馆数据库研究,Chang和Kim(2015)确认了朝鲜的26个生存数据点。
保护级别
为长白山区珍稀植物;
列入《
国家重点保护野生植物(2021版)》,为中国国家二级重点保护植物;
列入《国际粮食和农业植物遗传资源条约》(ITPGRFA)附件1,旨在通过保护和可持续利用粮食和农业用植物遗传资源,并公平、公正地分享利用这些资源所产生的惠益,保障可持续农业和粮食安全;
列入《
世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)——濒危(EN)。
威胁因素
根据之前对该物种的评估,“栖息地的清理和改变被认为影响了再生并导致种群数量下降”(世界保护监测中心,1998年)。在长白山自然保护区,这包括保护区内大规模道路建设和扩建造成的栖息地破碎化和退化、自然保护区边界周围的城市化、旅游业发展的压力和非法伐木活动(邵贤等人,2011)。空气和水污染也对中国的森林产生了不利影响(美国农业部林业局,2013年)。
韩国非军事区面临的主要威胁是发展和污染。拟议的发展活动,如重新开放铁路、增加道路建设、修建港口和水坝以及扩建仁川机场,可能会具有破坏性,具体取决于这些活动的实施方式。此外,来自人口稠密地区(例如首尔都会区超过2000万人)的侵占和其他日益增长的压力也被认为是对非军事区栖息地的潜在威胁。这里的生物多样性也可能受到非军事区已经存在的多种形式的污染和污染的影响(地雷、军事行动的法令、仁川机场和首尔大都市的空气排放、农用化学品的使用和流失、朝鲜森林砍伐造成的大面积侵蚀和洪水)。非军事区面临的其他威胁包括:对土地的法律和政治主张、利益相关者之间的平衡、不可持续的农业做法、故意和自然火灾以及外来物种的引入(Healy,2007年)。
尽管该物种的主要分布在朝鲜,但很难确认朝鲜对该物种的威胁。然而,由于农业扩张和森林砍伐,栖息地的丧失和退化可能是朝鲜的主要威胁(Chang和Seok 1997,Kim和Park 2001,Bae 2009)。
保护措施
根据国际植物园保护组织(BGCI 2013)的说法,该物种在世界各地的两个植物园中都有活体收藏,尽管这些收藏的规模、状态、来源和位置没有详细说明(为了保护稀有和有价值的植物物种,花园位置未公开)。没有发现该物种迁地保护的其他证据,但据报道,长白山自然保护区存在该物种,尽管没有物种特异性监测报告,报道了中国生态研究网络(CERN)对温带森林的长期研究和监测(环境信息中心加州大学戴维斯分校和合作者,2013年)。
据报道,它也出现于拟议的韩国非军事区——教科文组织-人与生物圈计划生物圈保护区,尽管该提议在人与生物圈项目国际商会第24次会议上被推迟,大韩民国通过与靠近南北韩边界的敏感地区的当地居民合作,做出了许多努力,将生物圈保护区概念应用于保护和可持续发展(教科文组织-人与生物圈计划,国际生物圈保护区咨询委员会,2013年)。
建议产地有关部门对山楂海棠加强保护,严禁乱砍滥伐,促进天然更新,并进行繁殖栽培,扩大种植。