陕西宁强县独花兰调查研究

王仕宝 张 慧李 霞，赵世远，张昌胜

(1.汉中职业技术学院药学与医学技术系，陕西 汉中 723000;2.汉中职业技术学院秦巴山区药(食)用植物研究所，陕西 汉中 723000;3.汉中职业技术学院农林科学与技术系，陕西 汉中 723000;4.宁强县中医医院，陕西 宁强 724400;5.汉中市中航工业3201 医院药剂科;陕西 汉中 723000)

独花兰(Changnienia amoena)为兰科独花兰属，多年生草本植物。全株仅一叶一花，其肉质假鳞茎近椭圆形或宽卵球形，近淡黄白色，具有1～3 节，被膜质鞘。为中国特有的单种属植物，主要分布在陕西南部、江苏、安徽、浙江、江西、湖北、湖南和四川［1］(巫山、北川、广元、巴中、茂汶)。近20 年中，又在广西、重庆城口、贵州、河南、甘肃文县等地发现新的分布［2～6］。独花兰于1970 年在陕西省平利县首次发现，之后40 多年再未发现，直到2011 年和2012 年分别在陕西化龙山国家级自然保护区内重新被发现［7］。独花兰的药用价值较高，在《全国中草药汇编》中记载:具有清热、凉血、解毒之功效，主治咳嗽，痰中带血，热疖疔疮等。此外，独花兰花色艳丽，具有很高的观赏价值。近年来，由于环境的变化、过度采挖及自身繁殖困难等因素，导致该物种急剧减少。因此，已被《中国植物红皮书—稀有濒危植物(第一册)》列为珍稀濒危种，成为国家二级保护植物［8］。

1 调查区自然概况

宁强县位于陕西省西南隅，北依秦岭，南枕巴山。东经105°20'10″～106°35'18″、北纬32°27'06″～33°12'42″，总面积3 282.73 km2［9］。地处秦岭、巴山两大山系的交汇地带，山势陡峻，沟谷深陷，地形地貌分为北部中山、西部低山、嘉汉谷地、五丁关中山、玉带河谷坝、巴山高中山等六种类型。属山地暖温带湿润季风气候类型，在海拔800 m 以下地区为北亚热带;800～1 400 m 为暖温带;1 400～2 000 m 为中温带;2 000 m 以上为寒温带。光热不足，气候湿润、雨量充沛，自然灾害频繁［10］，植被类型为落叶阔叶林和针阔混交林，中药资源丰富。

2 研究方法

基于第四次全国中药资源普查项目，2018 年4 月至2019 年6 月，对全县18 个乡镇所辖区域，按照国家中药资源普查技术方案，通过野外样方调查和线路调查，对40 个样地以及全县区域内可能有野生独花兰分布的地区进行了详细的调查。

在样地内设置5 套样方，作为重复。在每套样方内设6 个大小不同的样方，包括:10 m×10 m乔木样方1 个;5 m ×5 m 灌木样方1 个;2 m ×2 m 草本样方4 个。因此，每个样地共有乔木样方5 个、灌木样方5 个、草本样方20 个。每套样方内的6 个小样方采用固定编号，其中乔木样方编号为1，灌木样方为2，草本样方依次为3、4、5、6;样地与样方的关系如图1。6 个样方的位置关系如图2。

对独花兰的种群进行编号，记录其生长地、种群密度、经纬度、海拔、群落类型(见表1);记录独花兰野生种群构成(见表2);独花兰所处的地貌类型、坡度、坡向及坡位，采集独花兰所生长的土壤类型(见表3);对所有种群中独花兰地上高度、叶脉长度、叶脉宽度、地下茎个数及总长度进行测定(见表4);另外，对独花兰植株个体测定值进行统计分析(见表5)。

图1 样地与样方的关系

图2 样方位置关系

表1 独花兰野生种群基本信息

表2 独花兰野生种群构成

表3 独花兰生长地貌、坡度、坡向、坡位及土壤类型

表4 独花兰植株个体测定

表5 独花兰植株个体测定分析表

3 结果分析

从表1-2，结合野外观察及鉴定群落物种后可知，独花兰均生长在阔叶林或针阔混交林中。对独花兰1-4 个群落分析，乔木层主要为壳斗科、松科及桦木科植物;灌木层主要为小檗科、忍冬科、山茱萸科、冬青科、禾本科(竹亚科)、漆树科等植物;从草本层分析，主要包括百合科、鹿蹄草科、兰科、唇形科、禾本科(禾亚科)、薯蓣科、龙胆科等植物。另外从经纬度及分布地分析，DHL 1-2 群落均在二郎坝，而DHL 3-4 群落分别在太阳岭和汉源镇。二郎坝和汉源镇属于巴山山系，而太阳岭为秦岭山系。由此可知，独花兰在宁强县域的秦岭巴山均有分布。从分布的海拔来看，它们四个群落分布在海拔1 100～1 500 m，这与独花兰喜阴冷、潮湿和温度较低有关。虽然文献报道海拔在400～1 800 m 的范围，独花兰均有分布，但本次调查中，在低海拔区域，未见独花兰生长种群，这可能与低海拔区域存在人为干扰有关。

从表3 可知，对本次调查的宁强县域内独花兰的4 个种群，其地貌类型均为山地—中山型，生长在坡度为5°～15°较为平缓的地方，坡向为东、南或东南。从野外独花兰群落所被照射光线分析，野生独花兰基本处于光线相对较少的阴面坡，特别是，生长在阔叶林或针阔混交林中较为隐蔽的地方。从生长的坡位来看，处于中坡或上坡;另外，土壤类型为黄棕壤、黄褐土并混有大量的腐殖土。

在表4 中，对4 个种群20 个植株进行了较为详细的个体测量。其植株个体的地上高度、叶脉长度、叶脉宽度、地下鳞茎长度分别为6.3～18.7 cm，4.1～14.2 cm，2.6～8.1 cm，1.1～5.4 cm。另外，地下鳞茎为1-3 个。对于地上高度、叶脉长度、叶脉宽度及地下鳞茎长度进行统计分析，得出样本均值X 和RSD 分别为:12.0 cm，31.5%;8.5 cm，32.3%;5.5 cm，33.8%;3.0 cm，47.9%。其中，地下鳞茎X 为1.8 个，RSD 为47.9%。

图3 独花兰地下鳞茎个数与地上高度、叶脉长度、宽度及地下鳞茎长度关系

基于表4 数据，以独花兰的地下鳞茎个数为横坐标，植株的地上高度、叶脉长度、叶脉宽度及地下鳞茎长度为纵坐标作图，得图3。对图中四个线性关系进行分析，它们的R2分别为0.8809，0.6886，0.5927，0.8691。结合表5，通过综合比较分析，得出独花兰地下鳞茎的个数与植株的地上高度、地下鳞茎长度呈现一定的正比例线性关系。

4 讨论

独花兰列为濒危植物，其主要原因归纳为两个方面:第一，独花兰为典型的虫媒花，开花期间，需要借助昆虫吮吸花粘液分泌物或粘盘后将花粉带到柱头凹陷处，才能完成传粉环节。针对独花兰的传粉生物学方面，孙海芹等［11］对神农架2 个移植居群和5 个天然居群进行了传粉生物学的定点观察，发现雌性三条熊蜂、仿熊蜂和蜜蜂均访问独花兰，但只有三条熊蜂身体粘有花粉块，是独花兰的有效传粉者。此外，人工授粉研究表明，自花、异花受粉后花梗均伸长，而套袋隔离花则花梗不伸长，说明独花兰是自交亲和的异交种，需要昆虫传粉。同时，根据传粉者的访问频率、居群中果实的分布，尤其是花距内无花蜜等特征，充分说明独花兰存在欺骗性传粉。但又有文献报道独花兰的生理构造具有特殊之处［12］，表现为花药帽较大和包盖紧密、花粉块不外露、花粉块柄和粘盘不发达等因素。这些情况均决定了没有昆虫或人工配合的前提下，药帽一直牢固的盖在花粉块上，不利于整个传粉过程。另外，独花兰开花期一般在4月份，若在海拔较高区域则受访昆虫偏少、同时开花后期的花器缺少香味及色泽减退等多方面原因，导致昆虫传粉频率不高，这也充分说明独花兰只开花不结实的主要原因。第二，即使传粉成功，由于兰科植物结实后种子微小，在撒落地面后还需要菌根真菌共生的关系、适宜的温度和湿度，才能使种子萌发。基于此，兰科植物对其自身所处的生态环境有高度的敏感性，同时表现为对传粉者高度的依赖性、专一性以及与菌根真菌之间共生的相互性。因此，生态系统的破坏可能导致其传粉者和菌根真菌都受到较大影响，从而影响兰科植物的自然生长与繁育，因此说明，当兰科植物的生境遭到破坏后，致使它们面临濒危的原因之一［13］。

从宁强县域内已发现的独花兰四个种群来看，在巴山山系的二郎坝、汉源镇分布有三个(DHL-1、2、4)，而在秦岭山系的太阳岭只有一个种群分布(DHL-3)。其中，在二郎坝和汉源镇的三个种群中，通过比较两者的经纬度、海拔信息以及它们的直线距离，可以推断在二郎坝和汉源镇相连接的整个区域可能还有分布的其它野生种群。此外，在二郎坝一带除独花兰之外，在本区域采集到扇叶杓兰(Cypripedium japonicum)、独蒜兰(Pleione bulbocodioides)等兰科植物标本。分析原因，可能与二郎坝区域海拔较高，温度较低和生态环境相对较好有关。最后，通过详细调查独花兰所处的环境，发现在四个种群周围均有人为活动的踪迹，如砍材、挖药、修路等。其中，距离DHL-3 约500m 处有新修的简易道路。因此可见，对独花兰的野生保护迫在眉睫，建议政府尽快出台相关政策及保护方案，通过封山育林及重点植物就地保护，拓宽独花兰的生存范围。