铁皮石斛悬崖峭壁生长的生态基础

　　[摘要]为了使铁皮石斛回归自然，在临安市天目山野生铁皮石斛自然分布区域建立不同坡度、不同坡向岩壁模型，用MHWS01温湿度自动记录仪全天候自动记录温度和湿度，结果表明：岩壁的坡度显著地影响岩壁表面的极端温度，夏季，水平的岩壁表面极端温度可高达69.4℃以上，垂直岩壁表面温度不高于50℃，冬季，垂直岩壁表面温度较高，低温持续的时间更短；岩壁坡度还显著地影响岩壁表面的湿度，垂直岩壁表面月均湿度都在80%RH以上；岩壁的坡向对岩壁表面的温度有显著的影响，但对垂直岩壁的日均温与极端温度影响不显著，对岩壁表面的湿度也有显著的影响。岩壁坡度通过影响岩壁表面的极端温度影响铁皮石斛生存，还通过影响岩壁表面的湿度影响铁皮石斛生长，岩壁坡度的选择是铁皮石斛岩壁附生栽培成败的关键。

　　铁皮石斛DendrobiumofficinaleKimuraetMigo是我国传统名贵中药材，具有滋阴清热、益胃生津等功效[13]。20世纪以来，设施栽培、立体栽培、活树附生均取得了成功[47]。野生的铁皮石斛主要生长在悬崖峭壁上，为了揭示其生态基础，本文开展了岩壁坡度、坡向、坡位等因素与岩壁表面温度、湿度、光照相互关系的研究。

　　试验地设于铁皮石斛自然分布区北缘，浙江省临安市天目山镇横塘村麻泥角弄，东经119°26′11″，北纬30°20′30″，建立E，S，W，N4个坡向，0°，30°，60°，90°4个坡度的岩壁模型，共13个组合（表1），模型垂直高度2m，每个组合1.5m高处安装MHWS01温湿度自动记录仪（杭州迈煌科技有限公司），2015年4月—2016年2月全天候自动记录温度和湿度。

　　最重要的因素之一，它既直接影响植物光合、呼吸、蒸腾作用，有机物的合成和运输等代谢过程，也可以通过影响土温、气温来影响植物的生长。植物只能在最低温度与最高温度范围内生长，铁皮石斛最适温度日温为25～30℃，极限温度为-15～50℃[8]，浙江乐清等主产区的种质通常只能耐-8℃低温。将岩壁坡度与岩壁表面温度的关系如下（表2）。

　　从表2可见，岩壁坡度显著地影响岩壁的温度，特别是极端温度。在炎热的夏季，岩壁的坡度越大，岩壁表面极端温度越低。2015年7月，当气温达到37℃时，水平岩壁表面最高温度高达69.4℃，而90°岩壁表面的最高温度仅47.4℃。以铁皮石斛生存极限温度50℃为限，水平岩壁表面2015年全年大于50℃温度累计时数为64.5h，而90°岩壁表面温度均在50℃以下（表3）。在生产过程中，附着在裸露的水平岩壁表面的铁皮石斛难以生存，垂直岩壁表面附生的铁皮石斛生长良好（图1）。

　　岩壁的坡度大，有利于冷空气下沉，垂直岩壁表面的最低温度全年均高于其他坡度，特别是在寒冷的冬季，垂直岩壁最低温度明显高于其他岩壁，持续时间也更短。2016年1月特大寒潮来袭时，水平岩壁表面的极端低温达-14.9℃，垂直岩壁表面最低温为-12.5℃，两者相差2.4℃（表2），对于抗寒能力有限的铁皮石斛，在铁皮石斛分布的北缘，悬崖附生有利于避免冻害的发生。岩壁坡度除了通过影响极端温度影响铁皮石斛的生存外，还影响适宜铁皮石斛生长温度的时限，在4—10月铁皮石斛生长季节，最适宜铁皮石斛生长的25～30℃累计时间，垂直的岩壁E，S，W，N4个坡向均超过500.0h，水平岩壁表面只有316.0h，垂直岩壁适宜铁皮石斛生长的温度时间更长（表4）。

　　岩壁坡度显著地影响岩壁的湿度，特别是夏季白天，坡度越小高温和光照持续的时间越长，水分蒸发量越大，湿度越小，7—9月生长季节，垂直岩壁表面月均湿度都在80%以上，其他坡度多在80%以下，最低湿度差异尤为明显（表5）。以东坡为例（图2），水平岩壁表面的湿度于6：00开始急剧下降，12：30达到最低值24.3%，直到15：00后才缓慢回升，20：00后与其他坡度相当，白天的湿度均低于80%，时间长达11h；垂直岩壁表面的湿度于8：30开始降低，11：00达到最低值53.6%，全天湿度始终高于其他坡度，更适合铁皮石斛生长。此外，岩壁坡度小易积水，也不利于铁皮石斛生长。

　　坡向对湿度也有明显的影响，夏天主要影响岩壁上午的湿度（图3），受太阳直射光影响，早晨6：00，东坡岩壁表面的湿度首先急剧下降，后南、北、西坡依次逐渐降低，正午过后，各个坡向的湿度均维持低限，直至17：00后才逐渐上升。冬季岩壁表面的湿度同样受太阳直射光的影响，各坡向均从早晨8：00开始下降，正午前后降至低限，然后缓慢上升，但各个坡向下降的速度存在显著差异，南坡岩壁下降速度快，且全天湿度明显低于其他坡向，直至午夜，不同坡向湿度才基本一致（图4）。

　　岩壁的坡度通过影响岩壁表面的极端温度影响铁皮石斛生存。夏季垂直岩壁表面温度一般不超过50℃，满足了铁皮石斛的生存条件，平面或坡度小的岩壁表面极端温度较高，平面可高达69.4℃以上，不利于铁皮石斛的生存；在寒冷的冬季，岩壁的坡度大，有利于冷空气下沉，保证岩壁表面有较高的温度，极端低温持续的时间也更短，在分布的北缘，对于抗寒能力有限的铁皮石斛，悬崖附生有利于避免冻害的发生。岩壁坡度除了通过影响极端温度影响铁皮石斛的生存外，还影响适宜铁皮石斛生长温度的时限，垂直岩壁更有利于铁皮石斛生长。岩壁坡度通过影响岩壁表面的湿度影响铁皮石斛生长，7—9月生长季节，垂直岩壁表面月均湿度都在80%以上，其他坡度多在80%以下，最低湿度差异尤为明显，垂直岩壁更适合铁皮石斛生长。岩壁的坡向对岩壁表面的温度也有显著的影响，但对垂直岩壁日均温与极端温度影响不显著，且主要影响其一天中温度的变化；岩壁的坡向对岩壁表面的湿度也有显著的影响，主要与太阳光直射相关，南坡湿度明显低于其他坡向，铁皮石斛自然分布明显少于其他坡向。

　　铁皮石斛岩壁附生栽培，湿度的调控相对简单，可以通过喷水改变；温度虽然可以通过人工遮阳或树木遮阳进行调控，但效果不显著且十分困难。因此，铁皮石斛岩壁附生栽培环境选择应以岩壁的坡度选择为重点，选择垂直岩壁能较好的满足铁皮石斛生长的温度、湿度、光照、通风等需求。