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南岳衡山野生油料植物资源及其特征

2013-11-18赵丛笑夏江林彭珍宝旷柏根谢咏红

湖南林业科技 2013年4期
关键词:木本植物衡山南岳

赵丛笑, 夏江林, 彭珍宝, 旷柏根, 谢咏红

(湖南省南岳树木园, 湖南 衡阳 421900)

南岳衡山野生油料植物资源及其特征

赵丛笑, 夏江林, 彭珍宝, 旷柏根, 谢咏红

(湖南省南岳树木园, 湖南 衡阳 421900)

采用线路调查和样地调查相结合,并参阅前人已有的研究成果及文献资料的方法,对南岳衡山野生油料植物资源及其特征进行研究。结果是:南岳衡山有油料植物(种子植物)309种,归属于93科180属,其中油脂植物80科165属263种,精油植物33科46属80种。油料植物科含属一级的大小级中,随属级的大小级增加,科的数量逐渐减少,油料植物属有相对集中于少属科的倾向;随种级的大小级增加,科的变化规律不明显。油脂植物科含属一级和含种一级的大小级均随大小级的增加而科数逐渐减小,以含1属(种)和2~4属(种)的科占绝大多数。精油植物以含1属的科和1种的科占绝对优势,没有≥10属和≥10种的科。油料植物以木本植物为主,占70.55%;草本植为辅,占29.45%。油脂植物中木本植物占78.71%,草本植物占21.29%;精油植物木本植物占45.00%,草本植物占55.00%。含油器官大多为果实、种子。起始含油量(19.0%)以上的野生油脂植物140种,占全区油脂植物53.23%;油脂植物中有大量的富油植物(含油量≥50.0%)和较富油植物(含油量40.0%~49.9%),其含油量最高达73.8%。油脂植物的脂肪酸组成中,有富含油酸、亚油酸、亚麻酸的植物,还有一些类群富含低碳原子脂肪酸、桐酸、癸酸、棕榈酸等特用脂肪酸。

油料植物; 油脂; 精油; 野生; 南岳衡山

按油料植物中油的挥发性可将其分为油脂植物和精油植物[1-2]。油脂是人类重要的生活资料和化工原料,而精油是香料工业和食品工业的原料和配料。油脂植物除食用外,广泛用于制皂、油漆、润滑、生物柴油等。对一个地区油料植物组成及其利用特征的研究,不但对其开发利用有着积极的作用,对该地区经济的发展也具有重要意义[2-5]。因此,我们于2008—2010年对南岳衡山野生油料植物资源进行了调查与分析。

1 研究区概况

南岳衡山地处东经112°45′—112°50′,北纬27°12′—27°40′;东西长15.6km,南北宽10.0km,总面积18150hm2[6-7]。该区属亚热带季风湿润气候区,年平均气温14.4℃,极端最高气温36.6℃,极端最低气温-12.8℃,无霜期270d左右,年均日照时数1525h,年均降水量1740mm,年均相对湿度87%;四季变化明显,平均气温低,冬暖夏凉;降雪早,冰冻期长;云雾多,湿度大、天气多变,气候垂直分化现象明显;成土母岩主要为花岗岩,土壤从山脚至山顶分别为红壤、黄壤、山地黄棕壤和山地草甸土[8]。

2 研究方法

2.1 调查方法

采用线路调查和样地调查相结合的方法[9-11],登记植物种类,采集、鉴定植物标本。样线6条,从山脚沿溪沟、山谷往山顶设置,前山(东南坡、南坡)3条,后山(西北坡、北坡)3条,样线总长度49.8km。同时,设置样地67个。

2.2 统计分析

统计实地调查数据并参阅前人已有的研究成果及文献资料[2,4-5,12-16]进行相应分析。

3 结果与分析

3.1 南岳衡山野生油料植物资源概况

调查结果显示,南岳衡山有油料植物94科181属310种,其中1科1属1种为蕨类植物,种子植物有93科180属309种。以下仅对种子油料植物进行分析。

3.2 南岳衡山野生油料植物资源特征

3.2.1 植物类群及大小级组成 南岳衡山油料植物的科、属、种大小级组成见表1。

表1 南岳衡山油料植物类群及其大小级组成Tab.1 OilbearingplantsgroupandsizeclasscompositioninNanyueHengshanMountain 植物类群及大小级组成油料植物油脂植物精油植物数量比例(%)数量比例(%)数量比例(%)科数9365.968057.973343.42植物类群组成属数18029.3616527.364618.47种数30926.3226326.628018.2614851.614050.002678.79科含属的大小级2~42425.812328.75412.125~91920.431620.0039.09≥1022.1511.2500.0013638.713847.502266.67科含种的大小级2~44144.092936.25515.155~977.5378.75618.18≥1099.6767.5000.00 注:“比例”在植物组成栏中分别指油料植物、油脂植物和精油植物的科、属、种占中国油料植物、油脂植物和精油植物科、属、种的百分比;“比例”在科含属、种大小级一栏中分别指相应的科数占油料植物、油脂植物和精油植物总科数的百分比。

(1) 植物类群组成。表1中看出:南岳衡山野生油料植物科、属、种占中国野生油料植物141科613属1174种[3]的65.96%、29.36%和26.32%。油料植物(有的单为油脂植物或精油植物,有的既是油脂植物又是精油植物)中,油脂植物80科165属263种,占全国油脂植物138科603属988种[3]的57.97%、27.36%和26.62%;精油植物33科46属80种,占全国76科249属438种的43.42%、18.47%和18.26%。精油植物重点科樟科精油植物在全国有57种[3],该区有18种,占31.58%;唇形科全国87种[3],该区有11种,占12.64%;芸香科全国29种[3],该区有10种,占34.48%。可见,南岳衡山油料植物、油脂植物和精油植物在全国均占有较重要的地位。

(2) 属、种大小级组成。表1中还可以看出: ①油料植物科含属一级的大小级中,以含1属的科最多,占51.61%;含2~4属的科次之,占25.81%;含5~9属的科第3,占20.43%;≥10属的科最少,为2.15%。科含种一级的大小级中,以含2~4种的科比例最大,占44.09%;含1种科次之,占38.71%;≥10种的科排第3位,占9.67%;含5~9种的科最少,为7.53%。随着属级的大小级增加,科的数量逐渐减少,油料植物属有相对集中于少属科的倾向;随着种级的大小级增加,科的变化规律不明显。 ②油脂植物科含属一级和含种一级的大小级均随大小级的增加其科数逐渐减小,以含1属(种)和2~4属(种)的科占绝大多数。 ③精油植物以含1属的科和1种的科占绝对优势,分别占78.79%和66.67%,没有≥10属和≥10种的科。

3.2.2 植物生长型 根据《中国植被》对植物生长型的划分原则[9],将南岳衡山油料植物的生长型列表2。

表2 南岳衡山油料植物生长型统计表Tab.2 GrowthformofoilbearingplantsinNanyueHengs-hanMountain植物生长型油料植物油脂植物精油植物种数比例(%)种数比例(%)种数比例(%)乔木13042.0712447.151822.50灌木6521.046424.331417.50木质藤木237.44197.2245.00多年生草本4614.89238.752328.751年生草本3912.622710.272126.25草质藤本61.9462.2800.00合计309100.00263100.0080100.00 注:“比例”为各油料植物类型种数占油料植物总种数的百分比。

表2中看出:南岳衡山的油料植物中:乔木130种,占42.07%;灌木65种,占21.04%;木质藤本23种,占7.44%;多年生草本46种,占14.89%;1年生草本39种,占12.62%;草质藤本6种,占1.94%。木本植物218种,占70.55%,草本91种,占29.45%。油脂植物中:乔木占47.15%,灌木占24.33%,木质藤本占7.22%,多年生草本占8.75%,1年生草本占10.27%,草质藤本占2.28%。木本植物207种,占78.71%,草本植物56种,占21.29%。精油植物中:乔木占22.50%,灌木占17.50%,木质藤本占5.00%,多年生草本占28.75%,1年生草本占26.25%,无草质藤本。木本植物36种,占45.00%,草本44种,占55.00%。可以看出:该区油料植物有各类生长型,其中油脂植物以木本植物,特别是以乔木植物种类占优势;精油植物中草本植物所占比例略高于木本植物。说明油料植物在植物生长型中分布的广泛性,同时木本植物,特别是乔木植物成为其主要组成,草本植物在精油植物中占有较重要地位。

3.2.3 油脂与精油含量在植物器官中的分布特征 油脂是油和脂的总称。精油主要由含碳原子数少的脂肪酸及衍生物、烯类、烃类、酮类、醇类、醛类等分子的有机物组成[2]。有许多植物全株都含有精油。南岳衡山油脂与精油含量在植物器官中的分布结果见表3。

表3中看出: ①在不同器官类型的含油脂植物中,种子种皮类占油脂植物总种数的85.17%,所占比例最大;果实果皮类次之,占14.83%;以种子为含油脂器官的植物种类在油脂植物中占重要地位。 ②在7个含油等级中,以含油量为10.0%~19.9%、20.0%~29.9%和30.0%~39.9% 的3个等级的油脂植物在数量上占优势,合计达54.38%。说明,该区油脂植物含油器官的含油量变化幅度很大,且集中分布于中等含油量等级。 ③在不同器官类型的含精油植物中,全株类占精油植物总数的比例最高,达42.50%;果实种子类和根、地下根茎类相近,分别占16.25%和11.25%。花、叶、枝类和其它类分别为26.25%和3.75%。 ④在6个含精油等级的植物中,以含精油量<1.0%的植物占精油植物总种数的比例最大,达67.50%;含精油量为1.0%~1.9%的次之,占精油植物总种数12.50%。这2个等级合计占精油植物总种数的80.00%。说明精油植物比较集中于低含油量等级中。

表3 油脂与精油含量在植物器官中的分布Tab.3 Distributionofgreaseandvolatileoilcontentinplantorgans油脂精油含量(%)果实果皮(种数)种子种皮(种数)合计比例(%)含量(%)全株(种数)果实种子(种数)根地下茎(种数)花叶枝(种数)其它(种数)合计(种数)比例(%)<5.07364316.34<1.023671715467.505.0~9.9323269.881.0~1.9422111012.5010.0~19.910566625.102.0~2.94001056.2520.0~29.97344115.593.0~3.92001033.7530.0~39.96303613.694.0~4.90201033.7540.0~49.9519249.13≥5.01300156.25≥50.01262710.27————————合计39224263100.00合计3413921380.00100.00比例(%)14.8385.17100.00—比例(%)42.5016.2511.2526.253.75100— 注:多个器官含油者只择其最大含油量器官统计。“比例”为植物器官中的种数占总种数的百分比。

3.2.4 油脂植物含油量和脂肪酸组成 油脂植物的开发,除考虑其可再生性、适应性和产量以外,还有2个重要的指标,就是含油量及其脂肪酯组成[1-3]。

(1) 油脂植物含油量。几乎所有种子植物的种子均含有油脂,但具有利用价值的并不多[10]。含油量达到一定的要求,才具有开发利用价值。以现有栽培的开发利用的油脂植物含油量为参照系来评价野生油脂植物。要求其主产品含油器官的含油量变化在19.0%~80.2%之间。如果以19.0%含油量作为起始量,则该区有潜在开发利用价值的植物140种,占油脂植物总种数的53.23%;含油量超过50.0%的植物有27种,占油脂植物总种数的10.27%;油脂含量在40.0%~49.95%之间植物有24种,占油脂植物总数9.13%;油脂含量40.0%~73.8%的51种。油脂植物主要为木本植物,包括乔木、灌木和木质藤本,其含油脂器官为种子和果(含果皮、果肉),是再生性资源,可持续利用。

(2) 油脂植物脂肪酸组成。 ①油酸和亚油酸。油酸和亚油酸是食用植物油中的品质指标,同时也是脂交换加工成单脂类生物柴油的优质原料。油酸和亚油酸含量越高,食用油的品质越高,也是更为优质的生物柴油原料[3]。在263种油脂植物中,油酸含量[4]达70%以上的油脂植物有6科11种,如细叶短柱茶(Camelliamicrophylla)、钝叶短柱茶(Camelliaobtusifolia) 、油茶(Camelliaoleifera)、小叶石楠(Photiniaparvifolia)、山桃(Amygdalusdavidiana)、无患子(Sapindusmukorossi)、伯乐树(Bretschneidera)、大青(Clerodendrumcyrtophyllum) 、野核桃(Juglanscathayensis)等。亚油酸含量在70.0%以上的有16科23种,如南五味子(Kadsuralongipedunculata)、博落回(Macleayacordata)、蒺藜(Tribulusterrestris)、山桐子(Idesiapolycarpa)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、栝楼(Trichosantheskirilowii)、地桃花(Urenalobatavar.lobata)、野山楂(Crataeguscuneata)、合欢(Albiziajulibrissin)、山槐(Albiziakalkora)、绒毛皂荚(Gleditsiajaponicavar.velutina)、苦参(Sophoraflavescens)、川榛(Corylusheterophyllavar.sutchuenensis) 等。含油酸和亚油酸80%以上的植物有41科71种,如南方红豆杉(Taxuschinensisvar.mairei) 、玉兰(Magnoliadenudata)、南五味子、华中五味子(Schisandrasphenanthera) 、博落回、蒺藜、紫薇、山桐子、栝楼等。 ②亚麻酸。亚麻酸是一类具有很高保健价值和药用价值的不饱和酸。在南岳衡山野生植物中,有一些亚麻酸含量很高的油脂植物,其中油脂中亚麻酸含量大于50.0%的植物有5科9种,包括紫果猕猴桃(Actinidiaarguta)、中华猕猴桃(Actinidiachinensis)、革叶猕猴桃(Actinidiarubricaulisvar.coriacea)、水柳Homonoiariparia) 、薜荔(Ficuspumila)、化香(Platycaryastrobilacea)、香薷(Elsholtziaciliata)、紫苏(Perillafrutescens)、牛至(Origanumvulgare)等;含量在30.0%~49.9%的植物有8科11种,包括杉木(Cunninghamialanceolata)、柏木(Cupressusfunebris)、亚麻(Linumusitatissimum)、重阳木(Bischofiapolycarpa)、南蛇藤(Celastrusorbiculatus)、枳椇(Hoveniaacerba)、毛果枳椇(Hoveniatrichocarpa)、枫杨(Pterocaryastenoptera)、青钱柳(Cyclocaryapaliurus)、喜树(Camptothecaacuminata)、薄荷(Menthahaplocalyx)等。此外,亚麻酸含量(14.0%~29.9%)中等的植物有7科19种,包括算盘子(Glochidionpuberum)、山乌桕(Sapiumdiscolor)、紫藤(Wisteriasinensis)、紫云英(Astragalussinicus)、野大豆(Glycinesoja)、胡枝子(Lespedezabicolor)、葛(Puerarialobata)、檵木(Loropetalumchinense)、苦皮藤(Celastrusangulatus)、大芽南蛇藤(Celastrusgemmatus)、青江藤(Celastrushindsii)、冻绿(Rhamnusutilis)、牛奶子(Elaeagnusumbellata)、臭辣吴萸(Evodiafargesi)i、朵花椒(Zanthoxylummolle)、竹叶花椒(Zanthoxylumarmatum) 、青花椒(Zanthoxylumschinifolium) 、野花椒(Zanthoxylumsimulans)、臭牡丹(Clerodendrumbungei)等。 ③特用脂肪酸。在南岳衡山油脂植物中,有一些植物中含有特用脂肪酸。如樟科的樟属(Cinnamomum)、山胡椒属(Cindera)、木姜子属(Citsea)、檫木属(Sassafras)等植物中含有较高量的八碳烷酸至14碳烷酸,胡芦科栝楼种子油脂中含栝楼酸,大戟科油桐和木油桐种仁油脂中含桐酸,榆科榆属(Vlmus)和榉属(ZelkovaSpach)翅果油脂中富含癸酸,漆树科野漆果实、木腊树果肉和漆树果实的油脂中含棕榈酸,木犀科清香藤果实油脂中含棕榈酸等。不同的脂肪酸有着不同的用途价值,了解特用脂肪酸在植物中的分布对油脂植物深度开发利用的有重要意义。

4 结论与讨论

(1) 南岳衡山有油料植物(种子植物)309种,归属于93科180属,其中油脂植物80科165属263种,精油植物33科46属80种。油料植物占中国油料植物科属种的65.96%、29.36%、26.32%,油脂植物占中国油脂植物的57.97%、27.36%和26.62%,精油植物占中国精油植物的43.42%、18.14%和18.12%。南岳衡山是油料植物富集之地,在全国油料植物组成中占重要地位。

(2) 油料植物科含属一级的大小级中,随属级的大小级增加,科的数量逐渐减少,油料植物属有相对集中于少属科的倾向;随种级的大小级增加,科的变化规律不明显。油脂植物科含属一级和含种一级的大小级均随大小级的增加而科数逐渐减小,以含1属(种)和2~4属(种)的科占绝大多数。精油植物以含1属的科和1种的科占绝对优势,没有≥10属和≥10种的科。

(3) 油料植物以木本植物为主,占70.55%;草本植为辅,占29.45%。油脂植物中木本植物占78.71%,草本植物占21.29%;精油植物木本植物占45.00%,草本植物占55.00%。无论油脂植物还是精油植物,其含油器官大多为果实、种子,具有很强的再生性。这些特性为油料植物的开发利用提供有利条件。

(4) 南岳衡山在起始含油量(19.0%)以上的野生油脂植物140种,占全区油脂植物53.23%。油脂植物中有大量的富油植物(含油量≥50.0%)和较富油植物(含油量40.0%~49.9%),其含油量最高达73.8%。油脂植物的脂肪酸组成中,有富含油酸、亚油酸、亚麻酸的植物,还有一些类群富含低碳原子脂肪酸、桐酸、癸酸、棕榈酸等特用脂肪酸。

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(文字编校:唐效蓉)

ResourcesandfeaturesofthewildoilbearingplantsinNanyueHengshanMountain

ZHAO Congxiao, XIA Jianglin, PENG Zhenbao, KUANG Baigen, XIE Yonghong

(Nanyue Arboretum of Hunan Province, Hengyang 421900, China)

By using a mixture of traverse survey and sample area survey, in addition to referring to existing research results and literature, the resources and their characteristics of wild oil bearing plants in Nanyue Hengshan Mountain were studied. The results showed that, there were 309 species of wild oil bearing plants (spermatophyte) which belonged to 93 families and 180 genera in Nanyue Hengshan Mountain. Among them, 263 ones (belonging to 80 families and 165 genera) contained grease and the other 80 ones (belonging to 33 families and 46 genera) contained volatile oil. In the oil bearing plants’ size class which included genus level, with the increase of size class of genus level, the number of families reduced gradually and oil bearing plant genus tended to concentrate on a few families. With the increase of size class of species level, families’ regular changing was not obvious. For oil bearing plant's genus level families and species level families, the number of both families reduced gradually with the increase of their size class, the majority families were those ones which contained one genus (species) or 2 to 4 genera (species). Volatile oil plants were dominated by those families which contained one genus or one species (there were no families which contained ≥10 genus or ≥10 species). For oil plants, woody plants accounted for 70.55% and herbaceous plants accounted for 29.45%. For grease plants, woody plants accounted for 78.71% and herbaceous plants accounted for 21.29%. For volatile oil plants, woody plants accounted for 45.00% and herbaceous plants accounted for 55.00%. Most of the oil-bearing organs were fruits and seeds. There were 140 kinds of wild grease plants whose

oil content were larger than 19%, accounting for 53.23% of all of the district’s grease plants. Among these grease plants, there were a lot of oil-rich plants( oil content≥50.0%) and oil-relative-rich plants( oil content 40.00%~49.90%),whose highest oil content was up to 73.8%. From fatty acid composition perspective, not only there were some grease plants which were rich in oleic acid, linoleic acid and linolenic acid, but also there were some groups which were rich in special fatty acids including low-carbon fatty acids, eleostearic acid, capric acid, palmitic acid.

oil bearing plants; grease; volatile oil; wild; Nanyue Hengshan Mountain

2013 — 06 — 05

湖南省科技厅项目(2011FJ3061)。

赵丛笑(1969 — ),女,湖南省湘潭市人,高级工程师,主要从事经济林研究。

Q 949.93

A

1003 — 5710(2013)04 — 0048 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2013. 04. 012

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