药用植物三叶木通(Akebia trifoliata subsp. trifoliata)野生资源的地理分布与调查
2013-04-20张燕君党海山杨路路魏国燕
张燕君,党海山,杨路路,魏国燕,王 瑛
(中国科学院武汉植物园,植物种质创新与特色农业重点实验室,湖北 武汉430074)
中药三叶木通是木通科(Lardizabalaceae)木通属(Akebia)三叶木通(A. trifoliata),为落叶木质藤本植物,花期6 ~8 月,果熟期8 ~9 月。三叶木通主要分布于黄河流域、秦巴山区,包括甘肃东南部、陕西南部、山西、河南、山东和河北,湖北、湖南等长江流域各省区也有分布[1-2]。三叶木通全株均可入药,根茎中富含齐墩果酸、皂甙、鼠李糖苷、豆甾醇、β-谷甾醇等药用物质,在我国中医药史上已经沿用了2 000 余年[3]。藤茎入药,有解毒利尿,行水泻火,舒经活络及安胎之效;果实入药,能疏肝健脾,和胃顺气,生津止渴,并有抗癌作用;根入药能补虚、止痛、止咳、调经。我国传统医学中把三叶木通的根、茎、果实、种子分别称为木通根、木通、八月札、预知子,配伍很广,能通乳治疗风湿关节疼痛、腹痛、脚痛、肝癌、肺癌、疝气等10 多种疾病,外涂能治蛇虫咬伤、解毒、止痒[2,4-5]。
我国三叶木通的资源丰富、蕴藏量大,具有极高的药用、经济、社会及生态价值,应用前景广阔。野生三叶木通在我国广泛分布于华中及黄河流域,在秦岭沿线分布较多。但由于药用植物原料长期依赖于野生资源,三叶木通的需求量急增,野生药材供不应求的问题日渐突出,而且掠夺式的过度采收和生境破坏带来的再生能力的减弱,造成野生三叶木通资源的急剧下降和枯竭,并导致了野生资源蕴藏量匮乏[6-7]。为此,2003 年国家科学技术部将木通列为濒危、紧缺中药材,将其列为国家重大科技专项重点资助攻关[8],并相继在湖南常德、湖北鹤峰、陕西镇安、河南西峡等主产区建立了三叶木通GAP 生产基地,主要以野生(半野生)和人工抚育为主,多为野生实生苗搬兜移栽和扦插繁殖。目前对三叶木通植物的研究多注重在化学成分分析和药理方面[5,9]。鉴于三叶木通的发掘不够、利用效率低和资源流失严重的状况,对其野生资源的地理分布现状、适宜生境等进行系统、详实的调查,并探明其产量和储藏量,对今后有效保育、开发和可持续综合利用这一重要野生资源具有十分重要的现实意义。
1 调查与分析方法
1.1 分布范围及调查区域
在广泛收集资料和查阅木通属植物标本的基础上,根据《中国植物志》及各地方植物志记载并参考标本馆所采集的标本及其它研究文献等,确定三叶木通(A. trifoliata)在我国主要分布于北方的黄河流域、秦巴山区,包括甘肃东南部、陕西南部、山西、河南等地,山东、河北、湖北、湖南等地也有少量分布。2011 年8 ~10 月,我们在秦岭和中条山等三叶木通野生资源主要分布区开展实地调查研究(表1)。
表1 三叶木通野生资源调查地点
1.2 调查方法
在各个调查地点,选取有代表性的野生三叶木通分布地段,采用样方(10 m×10 m)调查的方法开展调查工作。在每个样方内,记录野生三叶木通的个体数量,每个个体的总茎长(m)、茎直径(mm)、出叶茎长(m)、叶片数量(片)、叶宽(cm)、叶长(cm)、繁茂程度(总根分支),同时还记录经纬度、海拔、坡向、土壤类型等生境特征。另外,在各调查地点均采集样本制作腊叶标本并拍摄照片以利于物种鉴定。
1.3 资源产量计算
1.3.1 产量计算方法
三叶木通在群落中不一定占优势,采用投影盖度法可能会出现较大的偏差,因此调查采用样株法进行。调查记名样方内三叶木通的株数及单株三叶木通的平均重量,其乘积即为单位面积上被调查的三叶木通的蓄积量。计算公式为:W =X1×Y1,其中W 表示样方面积三叶木通的平均蓄积量(g/m2),X1表示样方内平均株数(n/m2)(以单一地上茎为一株),Y1表示单株三叶木通各药用部分的平均质量(g)。
1.3.2 蕴藏量的计算
野生三叶木通的分布通常不集中或连片,或混于其它植物中,因此,在蕴藏量的计算中,通常采用设置样方来计算植株的数量和质量。在每个样方中,所有三叶木通均要加以统计,确定不同发育阶段,幼年的植株可单独统计(此时尚不能药用)。确定单位面积中不同大小的植株数量,然后再从每个样方中,选出4 ~8 株进行挖掘、切割,把根、茎、叶、果实、种子分别称其风干重量,得到的数字即可确定单株三叶木通各部分的平均重量,然后按照每公顷的数量计算,统计三叶木通的储藏量。
1.3.3 年允收量的计算
三叶木通的根、茎、叶、果实、种子均有入药,其采收周期或更新周期不同,在计算时也不同。根据栽培者根、茎的更新周期为3 年左右,叶、果实、种子的更新周期为1 年左右,因此,野生三叶木通不同入药部位的年允收量可通过下列公式计算:
三叶木通的根、茎年允收量=经济量×0.1 或年允收量=药材蕴藏量/6;
三叶木通的叶、果实、种子年允收量=经济量×0.3 或年允收量=药材蕴藏量/2。
2 结 果
2.1 野生资源现状
所调查的三叶木通为秦岭一带及山西中条山一带的山脉。其中甘肃一带特别是党川林场直径超过15 cm 的较多,小植株分布较密集,分布呈片状,带状。山西,陕西一带居中。河南一带分布较少,密度较低。野生三叶木通多生长在阴湿、腐殖质及疏松的砂壤或黄壤地带(表2)。适宜pH 值为5 ~5.6,在海拔460 ~1 500 m的山坡、路边、石崖、山谷灌木丛中均可见到,北纬33°29' ~35°18',东经105°57'~111°52'。野生三叶木通所处的群落多为乔灌混杂、凉爽湿润的森林中,而且在群落中多呈零星不均匀状态分布,也有连续、片状分布。野生三叶木通在群落中一般为伴生种,占据较少的生态位,群落中的乔木树种多为漆树、板栗、盐肤木、黄栌、五味子等(表3)。甘肃、陕西及山西一带,三叶木通存储量处于原始状态,未有人为采挖破坏现象;而在河南、山西一带,其存储量较20 年前大为减少。
表2 野生三叶木通生境状况
2.2 野生资源产量
根据我们的调查计算方法,本次调查对野生三叶木通在各地的产量、储藏量和年允收量进行了计算(表4,表5)。
野生三叶木通的密度在调查的不同地点出现很大的差异,从甘肃省天水市东岔林场的0.016 株/m2到陕西省商洛市镇安县的0.74 株/m2,而且单株和单位面积野生三叶木通根、茎、叶的平均重量在不同地点表现出很大的差异。其中野生三叶木通单株总重最大出现在河南省南阳市内乡县(1 147.3 g/株),单位面积总重最大出现在陕西省商洛市镇安县(201.43 g/m2)。最大单株总重和最大单位面积总重没有出现在同一地点是因为野生三叶木通密度差异所导致的。而最小的单株总重和最小的单位面积总重都出现在甘肃省天水市,分别为112.3 g/株和1.80 g/m2(表4)。
野生三叶木通根、茎、叶不同部位的储藏量和年允收量也在不同地区表现出很大的差异,单株野生三叶木通各部位的最高储藏量和年允收量都在陕西省商洛市镇安县表现出最大值,而都在甘肃省天水市具有最小值(表5)。在陕西省商洛市镇安县,野生三叶木通具有最大的总蕴藏量和总年允收量,分别为2 014.28 kg/hm2和437.3 kg/hm2。而在甘肃省天水市,野生三叶木通都具有最小的总蕴藏量和总年允收量,分别只有17.80 kg/hm2和2.98 kg/hm2。
根据三叶木通主产区各省份的森林面积,我们推算三叶木通在陕西省的蕴藏量最大,达220 179.92万t;在甘肃具有相对较小的蕴藏量,有50.07万t;全国主产区总蕴藏量有223 805.65万t,年允收量有6 209.19万t(表6)。
表5 三叶木通在各调查地点的储藏量及年允收量 kg/hm2
表6 三叶木通在主产区的蕴藏量和年允收量
3 三叶木通野生资源的应用前景
三叶木通是名贵的中药材,三叶木通的根、茎、果实、种子分别被称为木通根、木通、八月札、预知子,配伍很广,能通乳治疗风湿关节疼痛、腹痛、脚痛、肝癌、肺癌、疝气等10 多种疾病,外涂能治蛇虫咬伤、解毒、止痒。现代药理研究表明,三叶木通可全株入药。根茎中富含齐墩果酸、皂甙、鼠李糖苷、豆甾醇、p-谷甾醇等药用物质,具有止咳、调经、补虚之功效。藤茎中含有多种齐墩果酸及常春藤皂甙类三萜皂甙,有利尿、消炎、除湿、镇痛等功效,可治关节炎、骨髓炎等[2]。
三叶木通作为水果产业的开发潜力很大,主要表现在:(1)童期较短,移栽后第二年即可挂果;(2)产量高,挂果第一年产量可达30 t/hm2,3 ~4 年后可再翻一番[10];野生条件下的三叶木通单果重为35 ~240 g,在较好的栽培条件下其果重可达546克[11];(3)贮藏期长,在保鲜的条件下,适期采收的果实可存放2 ~3 月且其食用品质不发生改变[10-12];(4)适应性强,易于栽培,土壤需肥量少,适于在贫瘠的山区地带广泛种植;(5)果肉白色晶莹,多汁味甜爽口,风味独特,适口性强,并具有极高的营养价值,其中可溶性固形物的含量为24% ~35%,并含有大量的糖、蛋白质、碳水化合物、矿物质、脂肪酸、17 种氨基酸包括7 种人体必需氨基酸,其微量元素钾、锌、铁、锰、镁等的含量均高于苹果和梨,维生素C 的含量较一般水果都高,达9.30 mg/g,仅次于刺梨和猕猴桃[13-14]。三叶木通的果实不仅可以鲜食,还可以加工成果汁、果冻、饮料等多种保健食品。
近年来,随着人们对绿色保健果品的日益重视,野生的保健型水果越来越受到人们的关注和喜爱,国际市场对新品种的需求也越来越大,三叶木通因果实较大、食用品质好和营养丰富等特点,开发与食用的广阔前景已逐渐显现,目前已有相关单位正在对其进行系统的驯化利用研究,以期开发成新型水果。湖南省农科院自20 世纪90 年代开始进行三叶木通的驯化利用研究,从资源收集、品种选育、栽培技术、贮藏加工等方面开展了大量的研究工作,并取得了一定成绩,为三叶木通的开发、利用和保护提供了坚实的理论基础[10]。然而,三叶木通在我国作为新型水果产业的开发利用还处于起步阶段,缺乏优良品种和规模化栽培,仅在贵州安顺、湖南龙山县、江西浮梁县发现有少量人工种植,多为野生苗移栽或播种繁殖,性状分歧大但遗传基础狭窄,且因对木通科植物分类认识不够,存在同名异物的、不同种属植物混杂种植的现象,不利于新品种的形成和大面积推广、种植。此外,果园因缺乏科学的管理,病虫害严重,品质差、产量低,其鲜果仅限于自采自销,远远不能体现其价值[7]。
三叶木通也具有较高的园艺观赏价值。三叶木通为缠绕性木质藤本,其枝条柔软纤细,攀援能力极强,生长快速,攀援高度能达到10 多米;掌状复叶簇生于短枝顶端,优美雅致,株型整齐,束紫花垂吊,2~4 个紫色聚合蓇葖果掌状排列,形似香蕉,具有很高的观赏性;木通适应性强,喜荫湿,对干旱也有一定的承受力,对土壤及光线的要求都不高,可在各种不同的生境中生长。这些特征决定了它在园林绿化和城市垂直绿化方面有着广阔的开发利用前景。目前,欧美等国家已培育出一些优良的绿化品种,并广泛应用于食用园林(edible landscape)中,深受人们喜爱,然而其观赏价值在我国并未得到体现[15]。三叶木通是一种极具开发潜力的野生资源,无论是其在制药、鲜果业或是园林绿化方面,都将产生很高的经济效益。三叶木通是我国的特有种,分布较广,遗传资源丰富,但当前不合理的采伐,使其资源在很大程度上遭到破坏,许多优良性状基因被流失。因此,我们需要加强对三叶木通植物野生资源的保护力度,进行更广泛的野外资源调查和种质资源集、整理,分析不同类型植物资源的化学成分和营养成分,对其利用潜力和方向进行评估,进一步开展人工驯化、GAP 规范化栽培和品种选育,培育出品质优良、经济价值高,适合药用、食用、观赏的品种,实现在开发中保护和在保护中开发的最终目的。
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