肖佳偉, 孫林, 陳功錫

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湘西藥用植物分布格局研究

肖佳偉, 孫林, 陳功錫

(吉首大學植物資源保護與利用湖南省高校重點實驗室, 湖南吉首, 416000)

通過調(diào)查湘西地區(qū)藥用植物的地理分布格局及分析其成因, 為湘西地區(qū)藥用植物資源的合理開發(fā)和保護提供參考。基于實地考察與相關(guān)文獻查閱的研究結(jié)果表明: 熱帶、亞熱帶、溫帶分布型分別占湘西藥用植物總數(shù)的45.35%, 98.55%, 43.63%, 亞熱帶分布占絕對優(yōu)勢, 溫帶和熱帶成分大致相當; 在垂直方向上, 藥用植物分布格局符合植物垂直分布的Rapoport法則, 即藥用植物種類豐富度呈現(xiàn)出隨著海拔升高先增加后降低的現(xiàn)象; 在水平方向上, 北部縣域的藥用植物物種多樣性高于南部縣域。

湘西; 藥用植物; 分布格局

“湘西”系指位于東徑110°～112°之間的石門—新化線以西的湖南省廣大山區(qū)[1]。本文研究的區(qū)域包含湘西自治州和張家界市。該區(qū)位于武陵山區(qū)的核心地帶, 地層古老, 大約成陸于距今兩億年前晚二疊紀的印支運動, 是中生代我國南方四大古陸之一江南古陸的一部分。該區(qū)為典型的喀斯特地貌[2]。既有崇山峻嶺, 又有幽谷平川, 河流密布, 生境復雜, 使得東西南北植物交匯于此[1]。氣候多樣, 雨量充沛, 溫暖濕潤, 自然條件得天獨厚, 擁有十分豐富的藥用植物資源。

目前對于湘西藥用植物的研究主要集中在資源調(diào)查[3–11]、應用基礎(chǔ)研究[12–15]、民族藥用植物開發(fā)和保護[16–20]等方面。這些研究對人們認識湘西藥用植物資源、提高醫(yī)藥研究水平等方面起到了積極作用。自然界植物群落是植物與環(huán)境相互作用的產(chǎn)物, 植物空間格局分布受環(huán)境等因素的影響[21], 明確其內(nèi)在的規(guī)律及機制對更好地認識和開發(fā)湘西藥用植物資源尤為重要。本文擬通過對湘西藥用植物種的統(tǒng)計和分析研究, 明確湘西藥用植物的分布格局, 同時為該區(qū)產(chǎn)業(yè)布局、引種和植物保護的決策提供科學依據(jù)。

1 地理成分格局

湘西在大環(huán)境下屬于亞熱帶氣候, 但是由于地質(zhì)地貌復雜, 導致氣候類型多樣, 某些地方的土壤、溫度、降雨量等條件與熱帶和溫帶環(huán)境相同, 導致多種熱帶和溫帶植物也有分布。根據(jù)《中國植物志》、《Flora of China》、湘西藥用植物實地分布資料, 可將湘西的2 205種(不包含真菌類)藥用植物大致劃分為熱帶、亞熱帶和溫帶藥用植物分布類型來進行認識[3]。

從湘西藥用植物種的分布類型所占比例(表1)來看, 熱帶分布種數(shù)占湘西藥用植物總種數(shù)的45.35%, 如金柑、金不換、角花烏蘞莓、香茅、日本蛇菰等; 亞熱帶分布種占98.55%, 如湖南淫羊藿、紅茴香、蓖麻、當歸、茉莉花等; 溫帶分布種占43.63%, 如梓、栝樓、香蒲、射干等。湘西藥用植物熱帶分布、亞熱帶分布和溫帶分布分別占湖南藥用植物總種數(shù)(3 078種)的32.4%、70.59%和31.25%[22]。由此可見, 在湘西藥用植物區(qū)系中, 亞熱帶分布種所占比例最大, 而熱帶分布與溫帶分布所占比例大致相當, 說明湘西植物區(qū)系具有過渡性、豐富性和典型的亞熱帶性。

有一些藥用植物在湘西各縣(市)域都有分布且每個地域都有較多的數(shù)量, 本文稱之為湘西廣布藥用植物, 這類藥用植物共有758種, 占湘西藥用植物總數(shù)的34.4%。典型的如鱗毛蕨科的貫眾、對馬耳蕨, 水龍骨科的石韋、江南星蕨, 殼斗科的錐栗、鉤栲, ?？频臉?gòu)樹、異葉榕、珍珠蓮, 蓼科的何首烏、虎杖, 莧科的牛膝、空心蓮子草, 樟科的香葉樹、木姜子、山橿, 十字花科的獨行菜、碎米薺, 薔薇科的龍牙草、枇杷, 豆科的云實、合歡, 蕓香科的花椒、柑橘、吳茱萸, 大戟科的鐵莧菜、通奶草, 馬鞭草科的馬鞭草、草牡丹、牡荊, 唇形科的活血丹、筋骨草、剪刀草, 茜草科的茜草、梔子、雞矢藤, 忍冬科的金銀花、接骨草, 葫蘆科的栝樓、絞股藍, 菊科的蒼耳、艾, 禾本科的藎草、淡竹葉, 百合科的百合、菝葜等。

還有一些特有分布的物種, 如僅限于湘西地域的特有藥用植物、限于湖南境內(nèi)的特有藥用植物和限于華中區(qū)域的特有藥用植物。華中特有藥用植物有[23]: 黃連、宜昌木姜子、裂葉星果草、五葉鐵線蓮、皺葉鐵線蓮、小八角蓮、湖南淫羊藿、牛姆瓜、城口細辛Asarum chinernse f、人血草、蠟蓮繡球、武陵松var.等幾十種。

2 水平分布格局

根據(jù)湘西藥用植物行政分布地理特點(表1), 大致可以酉水河谷為界線分為南部區(qū)域和北部區(qū)域。南部區(qū)域包含吉首、瀘溪、古丈、保靖、花垣和鳳凰, 共有1 683種藥用植物, 占湘西總數(shù)的76.3%。其中有128種在北部找不到的藥用植物, 如: 銀樺、黃槿、鼠刺、鹿藿、虹鱗肋毛蕨、羽裂星蕨、白花蛇舌草、紅花龍膽、藤金合歡等。

表1 湘西藥用植物種數(shù)分布統(tǒng)計

在南部區(qū)域各縣市中, 吉首和鳳凰縣的藥用植物種類分別占湘西總數(shù)的65.12%和57.73%, 并且湘西南部各個縣域之間的物種數(shù)量相差不大, 最少的瀘溪縣有1 159種, 占湘西總數(shù)的52.56%。雖然瀘溪縣、古丈縣和花垣縣藥用植物相對較少, 但也是組成湘西藥用植物的一部分, 有些物種更是在其他縣域沒有的, 如: 錦毛酸模葉蓼、?；ㄈ该诽佟⑷~烏蘞莓、黃花白芨、密花山礬、西洋參(栽培)等。

北部區(qū)域包含永順、龍山、永定區(qū)、武陵源、慈利和桑植, 共有2 077種藥用植物, 達到湘西總數(shù)的94.2%。其中有523種植物不分布于南部, 如: 皺邊石杉、刺齒貫眾、抱樹蓮、武陵松、雙葉細辛、血當歸、聚葉花葶烏頭、小果唐松草尾葉烏藥、紫花衛(wèi)矛、毛花獼猴桃、珙桐Davidia involucrate、當歸、龍膽、黨參等。

在北部區(qū)域各縣區(qū)中, 藥用植物特別豐富。桑植縣擁有的物種數(shù)量最多, 達到1 921種, 約占湘西總數(shù)的90%, 超過湖南總數(shù)的60%。而永定區(qū)的數(shù)量相對少些, 也有1 197種, 約占湘西總數(shù)的55%。在永順縣、龍山縣、武陵源區(qū)、慈利縣藥用植物種數(shù)分別是1 536種、1 338種、1 326種和1 258種。在某些縣域中存在一些本區(qū)域特有物種, 以桑植縣和永定區(qū)為例: 在桑植此類植物達到了239種, 占桑植藥用植物總數(shù)的12.49%, 如: 耳羽巖蕨、毛楊梅、雙葉細辛、升麻、十大功勞、尾葉烏藥、凹脈柃、大葉三七、龍膽、川貝母、細葉石仙桃等, 而在永定區(qū)此類植物只有3種, 分別是湖北杜莖山、短枝六道木和檉柳。

從湘西南部和北部區(qū)域藥用植物分布表來看, 湘西北部區(qū)域藥用植物豐富度高于湘西南部區(qū)域。湘西北部桑植縣的藥用植物種類達到了2 077種, 占到湘西總數(shù)的94.2%, 且北部區(qū)域高于1 300種的地區(qū)達到了4個, 分別是桑植縣1 921種、永順縣1 536種、龍山縣1 338種和武陵源區(qū)1 326種。而南部區(qū)域植物種類最高的是吉首市(1 436種), 占湘西藥用植物總數(shù)的65.12%, 然而本區(qū)域中種數(shù)超過1 300種的地區(qū)也僅吉首市一個。不僅湘西南、北部有差別, 而且它們內(nèi)部之間也有較大差別。北部區(qū)域藥用植物種數(shù)的差額大于南部, 北部區(qū)域藥用植物種數(shù)最多為桑植1 921種, 最少永定區(qū)1 197種, 相差724種, 而南部最多為吉首1 436種, 最少為瀘溪縣1 159種, 相差277種。出現(xiàn)這些差異的原因來自多方面, 除地質(zhì)、地貌、土壤、氣候等自然界本身的原因外, 還有人為因素, 如政府部門的政策如封山育林、建立自然保護區(qū)等。

3 垂直分布格局

湘西藥用植物除了在水平上呈現(xiàn)出地帶性分布外, 還有隨高度變化的垂直地帶性分布特點。湘西境內(nèi)海拔高差達2 024 m, 其中海拔最高為壺瓶山, 達2 099 m, 海拔最低位于張家界市, 僅75 m。從平地到高山山頂, 氣候條件差異較大。資料表明, 海拔每升高100 m, 氣溫降低0.5～0.6 ℃, 降水量則隨海拔上升而增加, 增值各地方都不同, 但雨日多而均勻。海拔1 000 m以上的山地積雪和冰凍比平地嚴重?？傊S著海拔的升高, 越到上部越寒冷、濕潤, 溫差越大、光照越強, 氣候條件的垂直變化導致藥用植物分布差異。由于湘西山地的高度、地理位置、坡向條件等不同, 導致氣候垂直變化不完全一樣, 因此很難將藥用植物的分布完整劃分, 只能作概略性劃分[22]。

根據(jù)湘西地形地貌特點, 大致可按高山(1 500 m以上)、中山(1 000～1 500 m)、低山(500～1 000 m)、丘陵及崗地(500 m以下)4個垂直帶來分析整個湘西藥用植物分布情況(表2)。

表2 湘西藥用植物垂直分布表

海拔1 500 m以上的高山中土壤多為山地灌叢草甸土。由于海拔高, 風力大, 群落類型為山頂矮林、山頂灌叢或草叢[22], 主要為一些高大的山體。該垂直地帶藥用植物不是很多, 只有1 369種, 占湘西總數(shù)的62.09%, 如: 黨參、血當歸、川貝母、射干、新茛菪、木犀、松下蘭、珙桐、鐵線蓮等。

海拔1 000～1 500 m的山中土壤以黃棕壤為主。地勢較高且地形復雜, 一般具有高峰、深谷的特點。氣溫低日照少, 降水充沛, 相對濕度大, 群落類型為落葉闊葉混交林[22]。這一地帶藥用植物較多, 有1 726種, 占湘西總數(shù)的78.28%。如: 大葉唐松草、木蓮、黃連、雪膽、大葉金腰、獨蒜蘭等。

海拔500～1 000 m低山中土壤以黃壤為主。氣候溫和濕潤, 年平均氣溫較低, 年降水量較多, 相對濕度較大, 群落類型為常綠闊葉林[22]。本區(qū)域土壤肥沃, 土層深厚, 是藥材生長的最佳地段。藥用植物共1 895種, 超過湘西藥用植物總數(shù)的85%。如: 厚樸、辛夷、紫金牛、硃砂根、杜仲、木瓜、天麻、絞股藍、常山、虎耳草、八角蓮等。

海拔500 m以下的丘陵崗地中土壤為紅壤, 氣候為亞熱帶季風濕潤氣候, 具有熱量和雨水充足的特點[22]。由于海拔低, 自然植被人為破壞比較嚴重, 藥用植物共計1 336種, 占湘西藥用植物總數(shù)的60.59％, 以灌木和藤本為主, 有莢蒾、白背葉、五加、威靈仙、土茯苓等, 也有少數(shù)喬木, 如合歡、楓香、檫樹等, 還有較多的草本藥材, 如: 地菍、海金沙、茜草、毛茛、天門冬等。

4 討論與結(jié)論

4.1 湘西藥用植物豐富的原因

藥用植物種類豐富, 共有2 000余種。地理成分中種以亞熱帶植被為主, 溫熱帶成分相當。湘西藥用植物資源豐富的原因主要有自然和人為2個因素。一方面, 該區(qū)域?qū)儆谖淞晟矫}核心區(qū), 地質(zhì)起源古老, 錯綜復雜的地形地貌和變化多樣的氣候條件是形成湘西藥用植物種類多、分布廣、資源豐富的主要原因。另一方面, 由于國家和當?shù)卣囊幌盗斜Ｗo政策, 如建立自然保護區(qū), 此區(qū)域中重要的保護區(qū)有, 小溪國家自然保護區(qū)、張家界森林公園、八大公山自然保護區(qū)、高望界國家級自然保護區(qū)等。相關(guān)部門制定的“先保護后開發(fā)”政策和人們保護的意識增強也是導致植被豐富的原因。該區(qū)域?qū)儆趤啛峒撅L氣候, 冬暖夏涼, 四季分明, 降水充沛, 光熱總量偏少, 所以以亞熱帶植物為主。

4.2 湘西藥用植物分布主要特征及原因

在垂直方向上, 湘西藥用植物種類隨著海拔的升高先增加后降低。在丘陵崗地和高海拔地區(qū)藥用植物種類較少, 而在中、低海拔地區(qū)較多。高山地帶, 由于海拔較高, 氣溫較低, 環(huán)境條件惡劣, 許多藥用植物難以生存, 導致藥用植物物種數(shù)量急劇下降。這與Rapoport法則[24]即“隨著海拔的增加, 物種多樣性下降”的結(jié)論相符合。

在水平方向上, 湘西藥用植物種類在北部多于南部。無論是環(huán)境決定論還是生物決定論, 均是用一種因子(環(huán)境或生物 )來解釋生物群落物種的變化[25], 即地理環(huán)境是影響植被豐富度的主要原因, 而地勢地貌是地理環(huán)境中的重要因素之一, 由此可見地勢地貌對植被生長的影響。

5 對湘西藥用植物開發(fā)的建議

加強藥用植物調(diào)查和研究。對該地區(qū)藥用植物資源進行一次全面系統(tǒng)的調(diào)查, 編制詳細的數(shù)據(jù)庫, 如種類、分布地區(qū)、蘊藏量、年生產(chǎn)量和年需求量等, 為利用、保護、采挖、引種和推廣提供依據(jù)。利用一些新技術(shù)和新方法提高資源利用率。將生物資源中的3S技術(shù)運用到植物資源監(jiān)測體系中[26]、應用細胞工程、基因工程及發(fā)酵工程的技術(shù)和手段對藥用植物進行深入研究。

重視引種馴化和植物栽培。由于某些以樹皮和根等部位入藥的野生植物采收后要相當長的時間恢復, 從而對一些更新能力有限且資源分散的藥材進行人工引種馴化、栽培是很有必要的。如可以對慈利的杜仲、桑植木瓜和黃連以及武陵源的厚樸、黨參、白術(shù)等國家重點藥材進行公司(集團)+基地+農(nóng)戶的模式開發(fā), 這樣不僅保護了植被的多樣性而且可以減少成本增加收入。

重視民族藥用資源的開發(fā)和利用。湘西主要以土家族醫(yī)藥和苗藥為主, 土家族醫(yī)藥學中記載了湘西土家族常用藥用植物250余種[27–28], 湘西苗藥匯編中記載了湘西苗族常用的藥用植物470余種[29]。隨著現(xiàn)代藥學與生物技術(shù)的快速發(fā)展, 應該充分利用已有條件, 將土家族和苗族醫(yī)藥的研究與現(xiàn)代分子生物學手段結(jié)合起來, 更深入地認識和了解藥性, 從而能更好地利用、發(fā)展和保護這些資源。

建立湘西藥用植物保護區(qū)。對原道地藥用植物資源相對集中的地區(qū)實行有效保護, 劃定藥用植物資源保護區(qū), 根據(jù)不同的生態(tài)條件, 有計劃地收集和保存好各種野生中藥材種質(zhì)資源, 建立具有代表性的藥用植物種子基地以及基因庫。桑植是本研究區(qū)域中藥用植物最豐富的地方, 建議對海拔1 000 m左右的藥用植物加強研究并建立保護區(qū)。

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(責任編校:劉剛毅)

Research on distribution patterns of medicinal plants in Western Hunan

Xiao Jiawei, Sun Lin, Chen Gongxi

(Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Utilization, Jishou University, Jishou 416000, China)

This paper is to illustrate the medical plants distribution pattern and forming causes of Western Hunan, which could offer some advices for the proper utilization and protection based on local surveying and relevant reading. The distribution-type of tropical, subtropical and temperate of medicinal plants in western Hunan make up 45.35%, 98.55% and 43.63%, respectively. The dominated geographical plants is subtropical elements, the others temperate and tropical elements roughly equal. In the vertical direction, the medical plants distribution pattern conform to the Rapoport rule, that is to say species richness reduce after the first increase with elevation. In the horizontal direction, diversity of the medical plant species in northern area is higher than southern area.

Western Hunan; medicinal plants; distribution pattern

10.3969/j.issn.1672–6146.2015.03.010

S 567

1672–6146(2015)03–0037–05

陳功錫, chengongxi2011@163.com。

2015–06–08

科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)子項目(2005DKA21006); 湖南省高校產(chǎn)業(yè)化培育項目(10CY010)。