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江苏沿海滩涂盐生药用植物资源研究

2015-03-24赵宝泉王茂文丁海荣朱小梅邢锦城刘兴华洪立洲

中国野生植物资源 2015年6期
关键词:滩涂药用植物江苏

赵宝泉,王茂文,丁海荣,朱小梅,刘 冲,邢锦城,刘兴华,董 静,洪立洲

(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏省沿海滩涂农业工程技术研究中心,江苏 盐城 224002)

江苏沿海滩涂盐生药用植物资源研究

赵宝泉,王茂文,丁海荣,朱小梅,刘 冲,邢锦城,刘兴华,董 静,洪立洲*

(江苏沿海地区农业科学研究所,江苏省沿海滩涂农业工程技术研究中心,江苏 盐城 224002)

在查阅文献资料和野外实地调查的基础上,对江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源组成、科属构成、地理分区和用途等进行调查和分析,以达到对植物多样性保护和植物资源合理利用的目的。江苏沿海滩涂地区盐生药用植物有106种,隶属于33科74属。其中菊科、禾本科为该地区优势科。植物区系的地理成分主要以世界分布、泛热带分布和北温带分布为主,在属的分布区类型上有明显的泛热带向温带过渡的特征。对这些资源的开发、利用和保护进行了综合分析和评价。

盐生药用植物;江苏省;滩涂;植物区系;资源

盐生植物是一类能够在盐渍土土壤上正常生长并完成其生活史的天然植物,其最大的特点是具有较强的抗盐能力[1]。盐生药用植物资源是盐生植物资源的重要组成部分,它们在特定的盐生境胁迫下往往具有独特的体内代谢途径并产生特殊的化学防御体系以维持生存,从而具备不同于分布在其他地方的药用植物的成分和药用价值,有的还是非盐渍土上所没有的药用植物,形成了特有的药用植物种群。王玉珍(2012年)研究表明二色补血草、甘草等盐生药用植物在盐渍土壤中栽培其药用成分的含量均符合或超过国家药典规定的药用成分含量指标,其在盐渍土开发利用中占有一定的优势[2]。对盐生药用植物资源的开发利用不仅可丰富我国中药资源,而且对于盐渍土的生物改良利用也提供了天然宝贵的生物资源。

江苏省拥有漫长的海岸线,广阔的海岸带,盐土资源十分丰富。南京中医药大学钱士辉教授等(2006年)在制定江苏省中药资源区划时将沿海滩涂地区定位为沿海滩涂野生、家种药材区,是江苏省五大药材资源一级区之一,是江苏省海产药材和耐盐性药用植物的主要分布区[3]。沿海滩涂药用植物是一个特殊的生物群体,其抗逆性较强,功能活性成分独特,许多种类尚未被充分研究和利用,但随着江苏沿海开发进程的加快,广袤的沿海滩涂地大规模开发利用,很多药用植物资源原有栖息地被逐步破坏,其生存环境受到胁迫,濒临灭绝地步。宋春凤等(2013年)在调研中发现,江苏沿海滩涂曾广泛分布的珊瑚菜野生物种近年来由于无序开采和生境的破坏,目前该资源在江苏省沿海滩涂已濒临灭绝[4]。董必慧(2008年)发现江苏沿海滩涂分布的经济价值较高药用植物中华补血草由于人类活动的影响,其分布范围也在逐年缩小[5]。

鉴于此,作者对江苏省沿海滩涂地区盐生药用植物资源进行了系统调查,并对其种类组成、科属构成、地理分区和用途等进行评价和分析,旨在为盐生药用植物资源的开发、利用、保护以及沿海滩涂资源综合利用提供科学依据。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

江苏沿海滩涂地区位于我国沿海地区的中部,海岸带跨度为北纬31°3′~35°70′,北起苏鲁交界的绣针河口,南抵长江北支寅阳角,是近百年来淤长形成的滨海湿地,总面积65.33×104hm2,约占全国滩涂总面积达1/4,是亚洲最大的淤泥质沿海湿地,主要分布于连云港、盐城和南通三地。自然土壤主要

以潮滩盐土为主,其成土质为海洋冲击物和海相盐渍沉积物,形成过程中受海水长浸渍,属砂质土壤但含盐分[6]。

本地区跨亚热带、暖温带两个生物气候带,具有典型的海洋性气候特征,表现为气候温和湿润,降水丰富,日照充足,季风盛行,且南北沿岸的地带性气候差异十分明显。历年平均气温13~15℃,年平均无霜期209~218 d,年日照总量2 100~2 650 h,全年太阳总辐射量达460~527 kJ/cm2,年降雨量850~1 080 mm,且80%~90%集中在植物生长季节的3~10月份。本地区植物资源极其丰富,据资料显示,该区共有药用植物84科256属440种,占本地区植物总数的63.95%[7]。

1.2 研究方法

采用文献查阅[8-10]和野外实地调查相结合的方法,分别在2011年至2014年各年度4~11月对江苏省东台、大丰、射阳、滨海、响水、灌云、赣榆、启东、如东、海安等10个县(市)的滩涂地区植物资源进行调查。根据每一调查区域土壤盐分含量、盐生植物群落中的优势种及组成差异设置调查样方,样方面积为400~460 m2,共设置40个样方,并对样方内盐生植物群落的种类组成进行调查,详细记录植物种类、数量、习性、花部性状等。参照文献[10-11]及相关资料对所收集到植物样本进行分类鉴定,整理并建立江苏沿海滩涂盐生药用植物资源数据库,并对盐生药用植物种类组成、科属构成、地理分区和用途等进行评价和分析。

2 结果与分析

2.1 盐生药用植物的基本种类

对江苏沿海滩涂地区盐生药用植物进行调查研究,初步得知江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源共有33科74属106种,其药用部位及功能主治见表1。

表1 江苏沿海滩涂主要盐生药用植物资源

由表1可知,江苏沿海滩涂地区的盐生药用植物主要集中在菊科(19种)、禾本科(10种)、豆科(9种)、萝藦科(8种)、藜科(7种)、蓼科(6种),其余大多数科只含有1~2种。其中已被人工选育栽培成功,作为药用的有枸杞、益母草、忍冬、半夏等;药用价值高、资源丰富、具备开发潜力的有益母草、茵陈蒿、柽柳、芦苇、罗布麻、野菊等;药用价值高但濒于灭绝的有条叶龙胆、全缘贯众、中华补血草等。

2.2 盐生药用植物的区系组成分析

表2 江苏沿海滩涂盐生药用植物科属分析

江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源较为丰富,鉴定出的106种盐生药用植物隶属于33科74属,除鳞毛蕨科外全为被子植物,未见裸子植物。被子植物的属数和种数分别占江苏沿海地区盐生药用植物总属数和总种数的98.65%和98.11%,说明被子植物对该地区盐生药用植物区系的组成具有决定性作用。从盐生药用植物的科属组成分析,106种盐生药用植物中,单种科17科,占总科数的51.52%,小型科7科,占总科数的21.21%。单种科、小型科共计24科,占总科数的72.73%,但只包含30属,34种,分别占总属数和总种数的40.54%和32.08%;大型科只有2科,但包含了19属29种,分别占总属数和总种数的25.68%和27.36%(表2)。第一大科菊科,包含10属19种,其次是禾本科,9属10种。第一大属为蒿属,包含9种。说明江苏沿海滩涂地区盐生药用植物集中分布在极少数大科中,区系优势现象明显,结构组成比较单调。

2.3 盐生药用植物分布区类型分析

以吴征镒(1991)的《中国种子植物属的分布区类型》为划分依据[12-13],将江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源种子植物区系73属的分布类型及各分布类型属数占总属数百分比整理统计并列成表(见表3)。结果发现15种地理成分在这一地区盐生药用植物资源中有10个区系分布,反映了构成本区盐生药用植物区系地理成分具有多样性、复杂性的特点。在10个属的分布类型中,世界分布最多,共计20属,占本区盐生药用种子植物总属数的27.4%。常见的有藜属、补血草属、车前属、蓼属等。世界分布成分偏高说明生态适应幅度较窄的属受到江苏沿海滩涂盐生境条件的限制,只有生态适应性广的世界广布属在此恶劣的条件下得以较好生存。热带分布(2~7)的有20属,占总属数的27.4%,其中泛热带分布17属,占总属数23.29%,在热带分布中居于首位。常见的有鹅绒藤属、白茅属、芦竹属、田菁属等。热带分布中的泛热带成分很高,显示了本区系与泛热带的亲缘关系非常近。温带分布(8~14)共有33属,占总属数的43.21%,是构成盐生药用植物区系的主要组成部分。其中北温带居首位,有13属,占总属数17.81%;常见的有蒿属、罗布麻属、枸杞属等。温带分布成分较高,表明江苏沿海滩涂地区盐生药用植物的分布和江苏沿海地区所处的气候带相一致,提示盐生药用植物大范围分布首先要受到气候带的制约。温带分布中北温带成分较高,说明一些温带偏南的属生长良好,可能与热带分布的属达到或临近北界,有一些属开始向温带过渡,也表明了其与热带亲缘性较强同时又向温带过渡的特点。江苏沿海滩涂地区跨暖温带和北亚热带,该区系北温带成分和泛热带成分为植物区系的核心,也表明区系具有鲜明的热带向温带过渡的性质。

表3 江苏沿海滩涂盐生药用植物属的分布区类型分析

3 江苏沿海滩涂盐生药用植物资源评价及开发利用

3.1 资源评价

江苏沿海滩涂地区丰富的盐生药用植物是沿海地区宝贵的潜在资源,从保护与利用的角度,具有以下特点:

一是资源植物种类多,适应性强。江苏沿海滩涂地区海域广阔,滩涂资源十分丰富,是盐生药用植物的主要分布区。盐生药用植物资源占中国盐生植物资源的1/5,主要集中在菊科、禾本科、豆科、萝藦科、藜科等。其在长期进化过程中为了适应盐生境而形成了形式多样的适应机理,如碱蓬、猪毛菜等通过将盐离子积累在肉质化叶片和茎秆中从而提高其对盐生境的适应能力;白花丹科中的补血草、禾本科中的獐茅属、大米草等具有盐腺,通过盐腺将吸收到体内的盐分分泌到体外,从而降低盐胁迫引起的伤害;禾本科中的芦苇可以通过将盐离子积累在薄壁的液泡和根部木质部薄壁组织中来提高其抗盐能力。

二是药用活性成分独特。沿海滩涂地区盐生境下植物为适应特定的生长环境,具有独特的体内代谢途径并产生特殊的化学防御体系以维持生存,为获得高效低毒的药用生物活性成分提供了新的来源。万洪善等(2011年)通过对碱蓬提取物酪氨酸激酶抑制活性的研究,证明碱蓬的提取物中含有酪氨酸激酶抑制剂成分,为抗肿瘤天然药物的提取提供了一定的理论基础[14];刘兴宽(2010年)从中华补血草中分离并鉴定出11个化合物,其中齐墩果酸、槲皮素-3-O-B-D-葡萄糖苷、没食子酸乙酯、(+)-儿茶素、异鼠李素-3-O-芸香糖苷是首次从中华补血草中分离得到[15]。

三是集多用途于一体,便于综合利用。绝大多数盐生药用植物除了药用、保健功能外,还兼有多种经济用途。如柽柳,既是难得的观赏植物,又是良好的蜜源植物、优质的纤维植物和盐土改良的优选植物;猪毛菜属植物种子富含蛋白质,可用于食品加工,其果翅颜色鲜艳,色彩纷呈,又是一种很好的观赏园艺植物;罗布麻既是优质纤维原料,还是很好的蜜源植物,有很好的开发前景。

四是空间分布的多样性。盐生药用植物资源种类的多样性,必然带来其生态分布范围的多样性。在江苏沿海滩涂众多的盐生药用植物资源中,绝大多数植物天然分布于中、轻度盐渍环境中,并可形成大面积的单种群落,适合在中、轻度盐渍环境中推广、栽培,如刺槐、枸杞、车前等;也有一些植物如柽柳、碱蓬、罗布麻等,既可分布于中轻度盐渍环境中,又天然分布于重度盐渍环境中,并形成单种群落;有些则自然分布于盐生沼泽或水分条件良好的盐渍化环境,如碱蓬、马蔺、盐角草等。盐生药用植物空间分布的多元化,为滩涂土地资源因地制宜合理开发利用和资源的科学培植提供了理论依据。

五是资源开发的粗放性。目前江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源的开发主要处于原始材料的简单粗放挖掘开发阶段,开发的技术含量很低,对一些重要的植物资源缺乏人工栽培。产品的深加工和综合利用不够,主要是出售原始材料,或进行产品的粗加工,资源浪费大,没有做到高效利用和综合利用。由于对资源的掠夺式开发,加上滩涂的大规模开发利用,使得生态环境遭受巨大破坏,盐生药用植物资源数量急剧减少。如无足够的保护意识和相应的行动,其生物多样性必将被严重破坏。

3.2 盐生药用植物资源的开发利用

盐生药用植物资源是我国药用特产植物产业可持续发展的宝贵财富,在利用这些资源的同时,要注意讲究经济效率、关注生态,实现资源的合理利用和可持续发展。针对资源的特点,在开发利用上应遵循以下原则:

一是促进资源保护与开发利用的协调发展。在资源利用过程中,保护是手段,利用才是目的。盐生药用植物种质资源保护是实现可持续发展的物质基础。目前,由于资源的不合理利用和过度开发,生态环境遭受严重破坏,资源数量急剧减少,一些重要资源在江苏省沿海滩涂已濒临灭绝。因此,建立盐生药用植物种质资源库,采用试管苗、花粉、种子和超低温等保存技术尽可能多地对植物遗传资源进行保存,对于保护盐生药用植物资源物种多样性和促进野生资源家化遗传育种工作具有非常重要的意义。同时,加强野生资源引种驯化、优良品种培育、组织培养、杂交育种等育种技术在盐生药用植物研究中的应用和推广,通过选育优良品种,配套标准化栽培管理来提高盐生资源栽培效率,满足市场对盐生药用植物资源的需求,通过缓解资源紧张状况来避免对野生资源的过度开发,可实现开发与利用的协调发展。

二是创新资源开发利用新技术、新途径,提高资源综合利用效率。盐生药用植物资源本身具有多种经济应用价值,除了良好的医疗保健功效外,还具有园艺观赏、纤维加工、饲用、能源等多种用途,如罗布麻、甘草、黄芪等药用植物在药材生产过程中产生的非药用部分富含纤维素、半纤维素、木质素等资源性化学成分,通过简单加工处理可成为生产纸浆的原料和反刍动物的良好饲料。近年来,很多微生物、细胞、酶等生物转化技术以及化学转化新技术在中药现代化研究中的应用成果也表明,通过技术革新和技术集成,提升资源性物质的综合利用效率,是实现节约资源、循环经济的重要途径,为逐步推进盐生药用植物资源综合开发及资源产业链的延伸提供重要支撑。

三是资源开发布局上要统筹规划,合理开发,规模经营。江苏沿海滩涂盐生药用植物资源种类多,分布广,几乎在各种盐渍生境中都有分布。对于不同的资源其主分布区或主产区不同,在主产区内资源丰富,品质优良,便于规模开发。在资源开发布局上应充分考虑盐渍土资源特性和盐生药用植物资源分布的差异,统筹安排,合理经营,使资源的配置和利用效率达到最优组合。

4 结论与讨论

江苏沿海滩涂地区盐生药用植物资源种类丰富,共有33科74属106种,其中蕨类植物1科1属2种,被子植物32科73属104种。在组成成分分析上,被子植物占绝对优势。种内大科(种数>9)菊科、禾本科的比例仅为6.06%,但是在种和属的水平上所占比例分别为27.36%和25.68%,表明这两科对本地盐生药用植物区系起到了主导作用。植物区系的地理成分主要以世界分布、泛热带分布和北温带分布为主,在属的分布区类型上看,本地区盐生药用种子植物区系地理成分比较复杂,且具有明显的热带和温带属性,泛热带和北温带分区为植物区系的核心,分别占到23.29%和17.81%,表明该地区盐生药用植物区系具有鲜明的热带向温带过渡的性质。

通过对资源分析评价,可知滩涂盐生药用植物资源综合利用价值很高,除药用价值外还兼具观赏、纤维、饲用和食用等多种价值。但是近年来由于沿海滩涂开发战略的提升,对滩涂进行养殖、围海造田、人工旅游开发等使得盐生药用植物资源生存环境遭到了严重破坏,导致珊瑚菜、中华补血草、条叶龙胆等有重要药用价值资源濒临灭绝。同时对盐生药用植物资源的粗放简单挖掘开发也导致资源数量急剧减少。因此要提高人们对盐生药用植物资源的保护意识,在对资源开发利用过程中除关注经济利益外更要注重社会、生态利益,需要通过技术革新和技术集成来提升盐生药用植物资源的综合利用效率,以切实举措来保证资源开发中社会、经济、生态的协调发展。

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Study on Resources of Medical Halophytes in Coastal Area ofJiangsu Province

Zhao Baoquan, Wang Maowen, Ding Hairong, Zhu Xiaomei, Liu Chong,Xing Jincheng, Liu Xinghua, Dong Jing, Hong Lizhou*

(Jiangsu Coastal Shore-based Agricultural Engineering Research Center,Institute of Agricultural Sciences in Coastal Area of Jiangsu Province, Yancheng 224002, China)

On the bases of consulting document literatures and field survey, the species composition, families and genera composition, geographical division and application of the medical halophytes in coastal area of Jiangsu province were investigated and analyzed. The results showed that there are 106 species in 74 genera and 33 families of medical halophytes in this area. The plants of Compositate and Gramineae are dominant families in this area. The geographical components of the flora on beach wetland are diverse, dominating by the world distribution, pan tropic distribution and north temperate distribution. In levels of genera distribution types, the transition from pan tropic zone to temperate zone is distinct. The exploitation, utilization and protection of these medical halophytes were comprehensive analyzed and evaluated.

medical halophytes;Jiangsu province;coastal area;flora;plant resource

2015-03-21

江苏省农业科技自主创新基金项目(CX(14)2046);国家星火计划项目(2014GA690030);盐城市2014年农业科技创新专项;江苏沿海地区农科所所基金项目(YHS201205)。

赵宝泉(1981—),男,硕士,助理研究员,主要从事海涂盐生药用植物资源评价和创新方面研究。 E-mail:zhaobaoquan1888@163.com

*通讯作者:洪立洲,男,硕士,研究员,主要从事盐土农业资源高效利用方面研究。 E-mail:ychonglz@163.com

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.06.012

Q949.95

A

1006-9690(2015)06-0044-07

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