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青海省互助北山林区主要野生木本植物资源调查与分析

2021-06-10魏晶晶贾慧萍王志鸽张浩然王慧春

关键词:药用沙棘青海

胡 樱,魏晶晶,贾慧萍,王志鸽,张浩然,王慧春

(青海师范大学生命科学学院/青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室/青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室,西宁 810008)

林木种质资源是生态系统的重要组成部分,在维持生态系统稳定性方面具有重要意义,同时也在人类社会的进步和发展等方面发挥重要作用[1].青藏高原地处“第三极”,是长江、黄河、澜沧江的源头,也是中华民族繁衍生息的源头,更是中华民族灿烂文化的源头.青海省位于青藏高原东北部,是其重要的组成部分之一.近年来,关于青海省植物资源本底的调查报道逐渐增多,如亢俊铧等[2]调查报道了青海班玛县以被子植物为主的478种藏药植物资源,其中菊科占有优势;拉本等[3]对青海互助南门峡地区的野生食用植物资源进行调查,调查统了81种土族野生食用植物,这些植物主要被用以作为野生蔬菜(食用)、调味品、药用、饲料、香料等;徐智玮等[4]针对红景天属的药用植物展开调查,发现大花红景天、狭叶红景天和唐古红景天为当地藏医药用红景天的主要基原,且蕴含量较为丰富,应合理利用开发这一宝贵资源具有较大开发潜力.本文通过文献调查发现,近20年来针对青海省林木种质资源的文献资料相对较少,大多集中在药用植物资源调查以及个别树种的育种方面.因此,非常有必要对青海省林木种质资源进行进一步调查,以摸清家底情况.青海省互助北山林区属青藏-黄土高原过渡带,具两大高原的地理与气候特性,因其丰富的植物资源而被誉为“植物王国”具有较为典型的代表性,但关于该地野生木本植物调查的文献较少.因此,本文以青海省互助北山林场为研究对象,调查分析林区内野生林木种质资源情况,以期为青海省林业发展提供一定参考.

1 调查地概况与方法

1.1 调查地概况

互助北山林区位于祁连山系达坂山南坡,大通河中下游,地理坐标为36°42′~37°6′N,102°6′~102°43′E,海拔2 100~4 308 m,地处青海省互助县东北部,属于青藏和黄土高原的过渡地带[5].属温带大陆性气候,干旱少雨,由于地形复杂,高差悬殊,热量资源水平分布不均衡,垂直地带差异十分明显,年平均气温3.4℃,各地均以夏季(6~8月)气温最高,10~17 ℃,冬季(12~2月)最低,-5~-12 ℃[6].

1.2 调查方法

采用线路调查法、样方调查法和访问法进行调查,其中线路调查法是指查阅资料掌握研究区基本情况,并在卫星地图上设计13条路线调查,路线需具全面性、整体性、合理性等特点,记录线路及两侧3 m内的野生木本植物.样方调查法是指在研究区设置13个样地,每个样地分别在阳坡与阴坡设置3个乔木样方,样方间隔500 m,乔木样方大小20 m×20 m,另设5个大小为5 m×5 m的灌木样方,设置要符合随机性和全面性,记录样点内所有野生乔木、灌木、半灌木、藤本类植物[5-6].访问调查法是指访问研究区林业管理人员和当地居民林木的一些基本情况,例如分布、利用以及保护等.

2 结果与分析

共调查到研究区有208种野生木本植物,分属32科66属.如表1所示.

表1 研究区野生木本植物统计Tab.1 Statistics of wild woody plants in the study area

2.1 物种组成

本次调查初步记录了研究区野生林木树种32科66属208种,如表2所示,其中裸子植物3科5属12种,包括油松(PinustabuliformisCarr.)、青海云杉(PiceacrassifoliaKom.)、青扦(PiceawilsoniiMast)、侧柏(Platycladusorientalis(L.) Franco)等;被子植物29科61属196种,包括青杨(Populuscathayana)、虎榛子(Ostryopsisdavidiana)、白桦(BetulaplatyphyllaSuk.)、紫色悬钩子(RubusirritansFocke.)等.

表2 研究区木本植物统计物种组成Tab.2 Statistical species composition of forest plants in the study area

2.2 生活型统计

研究区野生木本植物中,乔木占比17.79%,包括柏科、松科、桦木科等;74.04%为灌木,主要有小檗科、蔷薇科、杜鹃花科、忍冬科等;相对于以上两种类型来说,半灌木、藤本类占比较低,共占比8.18%.可以看出灌木物种占绝对优势,如图1所示.

图1 研究区野生木本植物生活性统计Fig.1 Statistics of life of wild forest plants in the study area

2.3 科属分布情况

2.3.1 科的分布 表3统计了研究区野生木本植物科内种的数量及占比情况,可以看出,少种科和单种占有一定优势,科占比达68.75%;种的占比方面,大科>中等科>少中科>较大科>单科,大科、中等科占过半.大科中仅有杨柳科、蔷薇科,较大科含有虎耳草科、忍冬科.说明该林场野生木本植物科的分布具有一定的狭窄性.

表3 研究区野生木本植物科内种统计Tab.3 Species statistics of wild forest plants in the study area

2.3.2 属的分布 研究区野生木本植物属内种的数量及占比统计分析中,20种以上的大属只有柳属;11~20种的较大属只有茶藨子属;有9个中等属,占13.64%;22个少种属,占33.33%,33个单种属,占50.00%,在属种组成上,在单种属及少种属分布较多,说明本地区植物在科属构成具一定的狭窄性,如表4所示.

表4 研究区野生木本植物属内种统计Tab.4 Internal species statistics of wild forest plants in the study area

2.4 区系分布情况

研究区木本植物有11种区系分布类型[7],如表5所示,北温带分布占比最高,达50.00%,包括圆柏属、杨属、榆属等33属木本植物;其次为泛热带分布,包括麻黄属、苦马豆属等7属木本植物,占比10.61%;在旧世界温带分布中,鲜卑花属、瑞香属等6属,占总属比9.09%;世界分布仅含悬钩子属、铁线莲属等5属,占比7.58%;其他类型分布占比较低,总占比22.72%,说明该区木本植物具北温带分布特性.

表5 研究区木本植物属的区系分布统计Tab.5 Floristic distribution statistics of forest plants in the study area

续表5

2.5 按用途分类统计

根据中国植物志[8]等文献资料,将研究区208种野生木本植物按用途分为药用、食用、饲料、观赏等12种类型,如表6所示.

表6 研究区野生木本植物用途分类统计Tab.6 Use classification statistics of wild forest plants in the research area

2.5.1 观赏类 野生观赏植物是指具有美丽的花、叶、果实及株形等观赏价值较高的植物[9],研究区共有73种野生木本观赏植物,占总数比35.10%.其中,灌木类占比87.67%,包括山梅花(PhiladelphusincanusKoehne)、高山绣线菊(SpiraeaalpinaPall.)、千里香杜鹃(RhododendronthymifoliumMaxim.)等;乔木类占比12.33%,包括青海云杉(PiceacrassifoliaKom.)、圆柏(JuniperuschinensisL.)等,如图2所示.

图2 研究区观赏植物生活型统计Fig.2 Statistics of life forms of ornamental plants in the study area

表7估算了该区部分重要观赏植物的资源储量情况,可以看出鲜黄小檗储量最高,达到3.2×106kg·km-2,研究区面积约为1 125 km2,该种总储量达到3.6×109kg;此外,其他具有较高观赏价值的山梅花、扁刺蔷薇、鲜卑花、匍匐栒子、天山花楸等重要资源的储量分别达到1.4×104、2.1×104、6.4×105、8.2×103、2.9×104kg·km-2,说明研究区观赏类植物资源储量较大,可以支撑适度的引种驯化资源开发,例如利用组织培养、压条等技术成熟的无性繁殖进行人工驯化,在较低环境影响下实现资源最大利用.

表7 研究区观赏重要种资源储量估算表Tab.7 Reserve estimation table of important ornamental species resources in the study area

图3展示了研究区野生观赏木本植物观赏价值主要集中部位数量占比情况,其中,株形占比最高,占97.26%;其次为花部,占比49.32%;叶部略低于花部,占比43.84%;占比最低的为果实部,占比12.33%.从占比上看,株形占有绝对优势.

注:部分植物有多个部位具有美学价值,因此总比超过100%.图3 研究区观赏部位数量占比情况Fig.3 Proportion of the number of ornamental parts in the study area

2.5.2 药用类 如图4所示,按中药学分类方法[10-12],该区野生木本药用植物中,叶入药植物有细齿稠李(Padusobtusata(Koehne) Yu et Ku.)(3.5×103kg·km-2)、金露梅(9.5×107kg·km-2)等,占30.77%,根入药植物有秦岭小檗(BerberiscircumserrataSchneid.)(7.6×105kg·km-2)、沙枣(2.4×103kg·km-2)等,占21.54%,茎入药植物有槲寄生(1.2×103kg·km-2)、木藤蓼(1.6×103kg·km-2)等,占20.00%,果实入药植物有冰川茶藨子(3.6×104kg·km-2)、峨眉蔷薇(RosaomeiensisRolfe.)(6.9×103kg·km-2)等,占18.64%,花入药的有金露梅(9.5×107kg·km-2)等,占16.92%,全草入药的有苦马豆(Sphaerophysasalsula(Pall.) DC.)(2.1×103kg·km-2)、柳叶亚菊(Ajaniasalicifolia(Mattf.) Poljak.)(8.9×103kg·km-2)等,占6.15%,其他入药的有油松(5.3×1012kg·km-2)、具鳞水柏枝(MyricariasquamosaDesv.)(7.2×104kg·km-2)等,占6.15%,种子入药的有北方枸杞(LyciumchinenseMill.var.potaninii(Pojark.) A.M.Lu.))(3.0×103kg·km-2),占1.45%,表明该地区药用植物资源储量较大,可适度开发此类资源.

注:由于有些植物有多个药用部位又分别统计,故占比超过100%.图4 研究区药用木本植物药用部位占比情况Fig.4 The proportion of medicinal parts of medicinal woody plants in the study area

研究区野生木本药用植物药性分类中[10],紫丁香(SyringaoblataLindl.)、山生柳(SalixoritrephaSchneid.)等寒性类最多,占32.31%,木藤蓼(Fallopiaaubertii(L.Henry) Holub)、冰川茶藨子等凉性和槲寄生(Viscumcoloratum(Kom.) Nakai.)、天山花楸等平性类次之,占23.08%,温性药占21.54%,如甘肃山楂(CrataeguskansuensisWils.)、烈香杜鹃(RhododendronanthopogonoidesMaxim.)等,未见热性药物,如图5所示.

注:由于有些植物有多种药性又分别统计,故占比超过100%.图5 研究区药用木本植物药性占比情况Fig.5 The proportion of medicinal properties of woody plants in the study area

该区野生木本植物药味统计中[10],苦味药有木藤蓼(Fallopiaaubertii(L.Henry) Holub)、甘青铁线莲(Clematistangutica(Maxim.) Korsh.)、秦岭小檗(Berberiscircumserrata(Schneid.) Schneid.)等29种,占比44.62%.辛味药有红毛五加(AcanthopanaxgiraldiiHarms.)、烈香杜鹃等18种,占比27.69%、甘味药有蒙古莸、北方枸杞等15种,占比23.08%,酸味药有中国沙棘、冰川茶藨子等8种,占比12.31%,无咸味药,如图6所示.

注:由于有些植物有多种药味又分别统计,故占比超过100%.图6 研究区药用木本植物药味占比情况Fig.6 The proportion of medicinal flavor of medicinal woody plants in the study area

如图7所示,该区野生木本药用植物中,冰川茶藨子、银露梅、北方枸杞等清热药占比最高,达15.79%;血满草(SambucusadnataWall.ex DC.)、密毛白莲蒿(Artemisiagmeliniivar.messerschmidiana(Besser) Poljakov)、鲜卑花等祛风除湿药占比12.31%;陇蜀杜鹃(RhododendronprzewalskiiMaxim.)、细齿稠李、蒙古莸等止咳化痰平喘药占10.53%,其余类型药物占比均低于10%.

注:由于有些植物有多种药效又分别统计,故占比超过100%.图7 研究区木本药用植物药效统计分析Fig.7 Statistical analysis of medicinal effect of forest plants in the study area

2.5.3 食用类 从图8中可以看出,研究区食用类木本植物中,果实类有21种,占比77.78%,中国沙棘是分布最广的食用果实类木本植物,因其含有黄酮类化合物、萜类、甾类等多种化学成分[13],具有增强免疫力、抗氧化、抗衰老、治疗心血管疾病、降血糖、保护肝脏、治疗胃肠道疾病等功效[13-14],常用来制作保健食品.

金露梅、冰川茶藨子、虎子榛、毛樱桃等重要食用资源也在该区具有较大储量,金露梅储量达到9.5×107kg·km-2,冰川茶藨子达到3.6×104kg·km-2等.此外,食用类资源大多具有药用价值,可加大该类资源药理成分与活性研究,用科技力量推动具有“药食同源”潜力的基源植物发展,从而带动相关产业发展,助力精准扶贫工作.

注:部分植物有不同的食用部位,故比例超过100%.图8 研究区食用植物食用部位统计Fig.8 Statistics of edible parts of edible plants in the study area

食用种子类有4种,占比14.81%,例如虎子榛、毛樱桃等,其中,毛樱桃叶中含有(+)-丁香树脂醇[(+)-syringaresinol,1]、(+)-丁香树脂醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[(+)-syringaresinol-4-O-β-Dglucopyranoside、山奈酚kaempferol、槲皮素quercetin、(-)-表儿茶素-epicatechin等10种化合物[15],桃籽中含有脂类成分,具体外清除自由基的能力[16].食用叶类有2种,占比7.41%;花类和块茎均有1种,占比3.70%;在叶类木本植物中,金露梅叶的水提物与乙酸乙酯萃取部位能抑制α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和醛糖还原酶,具降低血糖[17]的功效.

3 讨论与结论

青海互助北山林区位于青藏高原东部,属于祁连山山系达坂山南坡,在该区以灌木类植物为主的208野生木本植物中,植物的科属分布具有一定狭窄性,这可能是由青藏高原高海拔、昼夜温差大、缺氧物候期短造成的.这些植物中北温带成分(50.00%)占有优势,追溯青藏高原历史变迁发现,在其隆升过程中的上新世(3百万~12百万年)时期,高度可能达到3 000 m左右,植物以温带种类居多[18],现在的优势区系成分植物可能是上新世遗留下来的,还应进一步考证.在该区野生植物资源的用途分类中,药用、食用、饲料、观赏等12种类型均有分布,说明该区野生木本植物资源较为丰富,具有一定的开发潜力,但由于地理条件较为特殊,故在开发利用时应注重开发利用方式,可以采用以现代技术开发手段为主,传统开发手段为辅的方式进行,具体来说,应加大该区药用植物的引种驯化[3]、无性繁殖、药理活性成分研究与提取等现代化技术手段的研究,同时,针对目前尚未有合理手段的资源,可以采用较为传统的利用方式,主要为采集野生植物资源,但传统的利用方式必须建立在可持续开发利用上,应建立相应的保护机制[6].

本文调查整理了青海互助北山林区木本药用植物65种,较青海互助南门峡木本药用植物多18种[11],其中主要包括冰川茶藨子、甘肃山楂、木藤蓼、细齿稠李等,这些药用木本植物在研究区的储量均大于2.0×107kg·km-2.互助北山林场木本食用植物27种,高于毗邻的南门峡地区19种[3],主要包括北方枸杞、中国沙棘、毛樱桃、虎子榛、红北极果、冰川茶藨子、天山花楸等,尤其是沙棘作为青海特色保健食材,具有巨大的开发潜力.目前青海沙棘产业已初具规模,先后涌现出青海沅森盛农业开发有限公司、青海康普生物科技股份有限公司、青海特健生物科技有限公司等28家相关企业在生产与研发沙棘产品,沙棘年加工量达到2.6×104t左右,研发产品有沙棘籽油胶囊、沙棘酵素粉、沙棘茶、沙棘酒、沙棘果汁等20多种,具有较好的经济带动能力,在助力精准扶贫方面贡献颇大.此外,金露梅茶、翁布精油等产品的相继问世,有望给当地居民带来更多福祉.尽管如此,目前大多产品依然停留在“浅层”利用方面,科技含量不高,在产品深加工方面仍有很大潜力.研究区可在引种驯化,集约化生产的同时,加大科技与人才引进,拓展产品销售与利用渠道,为精准脱贫开辟“科技路”.

综上,本文得出以下结论.

1) 青海互助北山林区具有较为丰富的野生木本植物种类分布;

2) 可以适当引种驯化野生木本植物资源,以为资源开发“开源节流”;

3) 加大资源现代化利用技术,以增加资源利用度;

4) 青海互助北山林区野生木本植物科属分布具有一定狭窄性,区系分布具北温带特性,地史变化是其重要影响因素;

5) 青海互助北山林区野生木本植物在可持续开发利用方面具有较大应用潜力.

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