湖北蕲春九棵松野生蕲艾群落基本结构

2018-01-31董元火廖新安夏恒建彭仕梅付李明袁梦琪

江汉大学学报（自然科学版） 2018年1期

董元火，廖新安，夏恒建，彭仕梅，付李明，袁梦琪，廖廓

（1.江汉大学生命科学学院，湖北武汉 430056；2.湖北省蕲春县科技局，湖北黄冈 435300；3.李时珍医药集团有限公司，湖北黄冈 435300；4.中国科学院武汉植物园水生植物与流域生态重点实验室，湖北武汉 430074）

0 引言

群落物种多样性和分布格局不仅是理解群落组织水平和功能状态的基础，也是研究生物多样性至关重要的内容［1］。开展群落结构和物种多样性分析对保护野生生物种质资源和可持续利用具有重要的指导意义［2］。

艾（Artemisia argyi）为菊科篙属多年生草本植物，又名艾蒿、灸草。干燥艾叶味辛、苦，性温，归肝、脾、肾经，具有温经止血、散寒止痛、祛湿止痒等功效［3］，临床用于治疗小腹冷痛，经寒不调，宫冷不孕，崩漏经多，妊娠下血，外用可治疗皮肤瘙痒等［4］。在我国，艾是一个广布种，但以湖北蕲州者为佳，谓之蕲艾［5］。蕲艾是“蕲春四宝”之一，是蕲春独特的优质中药材资源，有着悠久的历史和独特的健康养生功能。蕲春自古就有“千门万户悬昌艾，出城十里闻药香”之说。蕲春出产的蕲艾植株高大，可达1.8～2.5 m，含挥发油较多，香气浓郁，叶厚纸质，密被厚而长的毛，取干叶揉之可成绒团，质柔软，性温，味微苦、微甘，与普通艾不同［4-5］。蕲艾气味清香浓郁，含有丰富的挥发油，现代药理学研究表明，蕲艾挥发油具有抑菌、杀菌、抗病毒、平喘、镇咳、镇静及抗过敏等作用，在医药产品、消毒剂等医用和日化用品中应用广泛［6］。2011年蕲艾成为国家地理标志保护产品，也是近年来作为蕲春医药产业的首推品牌，是重点开发的产品以及精准扶贫的重点项目。

目前，关于蕲艾的研究主要集中于形态学、化学成分、药理作用、临床应用和种植等方面［5-10］。笔者研究了野生蕲艾居群的生境及其群落基本特征，以期为野生蕲艾种质资源的保护和合理利用提供基础资料和依据。

1 研究地点

蕲春县位于湖北省东南部，长江中游以北。北倚大别山，南临长江，属亚热带大陆季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛，历年平均无霜期249.1 d，降水量1 341.7 mm，日照时数2 025.8 h，平均气温16.8 ℃。地跨东经115°12′～115°56′，北纬29°59′～30°40′之间。药材资源丰富，常用中草药资源约为400余种。蕲蛇、蕲竹、蕲龟、蕲艾称为蕲春“四宝”。蕲春是明代医药学家李时珍的故里。

2 研究方法

2.1 蕲艾种群和群落基本特征野外调查研究方法

采用全球定位系统测定野生蕲艾所在地的地理坐标。测定蕲艾的居群面积、个体数量等主要参数。所在地的生境特征被记录。蕲艾及其主要伴生种被采集和鉴定，各物种的相对数量也被记录。采用布朗-布朗喀（Braun-Blanquet）［11］划分的6个多度等级标准评价相对数量，它们分别为：非常多（5）、多（4）、较多（3）、较少（2）、少（1）、极少（+）。每种植物的投影盖度、个体数量、频度等参数用目视法进行评定和记录。根据蕲春九棵松野生蕲艾种群相对较小的特点，采用每隔1 m按1 m×1 m的样方共取8个样方，研究群落的基本特征。将群丛优势种的名称作为该群丛的名称。

2.2 物种多样性分析

对群落的组成特征及物种多样性等指标，采用重要值和α－多样性指数进行评价。采用物种丰富度指数（Partrick丰富度指数（R））、香农威纳指数（Shannon-Wiener index（H′））、辛普森指数（Simpson index（D））和Pielou均匀度指数（J）等参数评价物种多样性。各参数的计算如下述公式，下列各式中，在样方中第i个种的相对重要值记为Pi，Pi=第i个种的重要值/所有种的重要值之和。S是指群落中的物种数。

1）重要值（IV）=（相对密度+相对频度+相对盖度）/3，其中相对密度=某个种的株数/所有种的总株数，相对频度=某个种的频度/所有种的总频度，相对盖度=某个种的盖度/所有种的总盖度。

2）物种丰富度指数(R):R=S。

3 结果

3.1 生境及种群基本特征

该野生蕲艾居群位于蕲春九棵松村。地理坐标为：30°19′N，115°21′E。海拔为75 m。蕲艾散生于民居屋后。蕲艾生长在砂质土壤中，长势一般，平均植株高60 cm，最高80 cm。蕲艾居群面积约为15～20 m2，植株数约25株左右，多度为少（1）（括号中数字或符号表示多度等级，下同），为小种群。频度约为100%，盖度仅为3%左右。总的来说该居群蕲艾长势一般，作为主要药用部分的艾叶也瘦小。

3.2 蕲艾所在群落物种多样性特点

蕲春九棵松野生蕲艾群落的群丛名为刺槐+尖头青竹+野菊花（Robinia pseudoacacia+Phyllostachys acuta+Dendranthema indicumAss）。主要有10科13属13种植物与蕲艾相伴生。主要伴生种分别是刺槐R.pseudoacacia、野菊花D.indicum、尖头青竹P.acuta等。盖度最大为刺槐（15%），最小的是鸭趾草Commelina communis。频度最大的是蕲艾Artemisia argyi（100%），最小为鸭趾草、海金沙Lygodium japonicum和一年蓬Erigeron annuus（12%）。重要值和相对重要值最大的为尖头青竹，最小的为小果蔷薇Rosa cymosa（表1）。

α－多样性指数分析显示蕲春九棵松野生蕲艾群落物种多样性的主要参数结果显示：丰富度指数（R）、辛普森指数（D）、香农威纳指数（H′）和Pielou均匀度指数（J）分别为13、0.867、2.180和0.850。

表1 蕲艾群落的物种多样性及基本特征Tab.1 Basic characteristics and species diversity of theArtemisia argyicommunity

4 讨论

研究表明导致生物多样性快速丧失的主要因素是大规模的人类活动［12］。相对于大居群来说，小居群更加脆弱。随机因素如环境波动、灾害和人为因素如拓荒、耕作更容易对小居群产生干扰［12］。过于频繁剧烈和长时间持续的干扰会破坏生境，同时降低物种丰富度、多样性及均匀度［13］。本研究显示蕲春九棵松野生蕲艾居群面积约为15～20 m2，植株个体数仅25株左右，多度为少（1），盖度仅为3%左右，表明该居群是小居群。由于该居群紧邻民居，与居民生活区相交错，且与之相连的道路是居民平常生产、生活的通道，因此易受到干扰，野生蕲艾居群的恢复受到严重影响。资源不合理开发利用是威胁生物多样性的重要原因之一［14-15］。过度利用会造成种群下降、分布区域缩小，威胁野生生物的生存和可持续利用［12］。由于近年来蕲春蕲艾产业的快速发展，市场对蕲艾的需求持续增长，同时受人工栽培蕲艾产量限制，供需矛盾突出，从而加剧了野生蕲艾过度采集，导致野生蕲艾资源面临枯竭。同时，蕲春与全国各地区一样，在端午节有采集蕲艾的风俗，进一步影响了野生蕲艾资源的恢复。可见，造成野生蕲艾资源减少的重要原因可能是过度采集和生境的破坏与丧失。因此，为了缓解供需矛盾，使蕲艾资源可持续性利用，开展蕲艾按中药材GAP大规模种植也是降低过度采集造成影响的重要措施。

生物多样性保护最有效的措施是原生境的保护和人为影响的减少［16］。因此，为了更好地保护和可持续利用蕲艾药用种质资源，建议采取以下举措：1）在蕲春开展野生蕲艾种质资源的广泛调查，摸清家底，为资源的保护和利用提供科学依据。2）在比较大的野生蕲艾种群分布区，设立多个野生资源种质保护地，对当地居民进行保护野生资源的宣传教育，提高人们的可持续利用资源的意识，尽量降低人为活动对野生蕲艾种群的影响，达到保护更多野生蕲艾资源的目的。3）处理好保护和利用间的关系，有效控制野生蕲艾的采集。

（References）

［1］马克平，黄建辉，于顺利，等.北京东灵山地区植物群落多样性的研究.Ⅱ丰富度均匀度和物种多样性指数［J］.生态学报，1995，15（3）：268-277.

［2］尚辛亥，阎玉凝，王文全.甘草（Glycyrrhiza uralensis）不同分布区群落物种多样性及其生长特征比较［J］.河北农业大学学报，2010，33（2）：13-16.

［3］国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）［M］.北京：中国医药科技出版社，2015：658-659.

［4］刘巍，刘萍，刘薇芝，等.蕲艾的研究概况［J］.中国药师，2011，14（10）：1531-1533.

［5］洪宗国.蕲艾的道地性研究［J］.中南民族大学学报（自然科学版），2015，30（2）：34-37.

［6］许俊洁，卢金清，郭胜男，等.蕲艾挥发油的化学成分及其体外抗氧化活性研究［J］.中国医院药学杂志，2017，37（1）：76-83.

［7］卢化，张义生，黎强.蕲艾的HPLC指纹图谱研究［J］.中国药房，2015，26（9）：1255-1257.

［8］张勰，张军，杜伟，等.蕲艾生产技术操作规程（SOP）［J］.湖北中医杂志，2009，31（10）：75-76.

［9］戴卫波，李拥军，梅全喜，等.12个不同产地艾叶挥发油的 GC-MS分析［J］.中药材，2015，38（12）：2502-2506.

［10］梅全喜，高玉桥.艾叶化学及药理研究进展［J］.中成药，2006，28（7）：1031-1032.

［11］云南大学生物系.植物生态学［M］.北京：人民教育出版社，1982：188.