对金沙江干热河谷植物资源合理利用的探讨①

张 德 龙会英

(1云南省农业科学院热区生态农业研究所 云南元谋651300;2元谋干热河谷植物园 云南元谋651300)

植物资源是指在一定时间、空间、人文背景和经济技术条件下，对人类直接或间接有用的总和［1］。金沙江干热河谷植物资源和土地资源丰富，光热资源充足，各种作物复种指数高，交通便利，具有特殊的区域优势，独特的立体气候是开发流域植物资源的理想地，合理开发利用区域植物资源，对区域生态建设、经济发展和社会进步具有重要的战略意义［2-3］。

1 自然环境特征概况

1.1 光热条件充足，但冬季水资源不足，偶有自然灾害

金沙江干热河谷属南亚热带气候。年均降雨量为558～801.2 mm，蒸发量2 636～3 830 mm，是降雨量的3.4～6.0倍，干燥K值1.5～2.8。年均温度 17.9～21.9℃，最冷月（1月）均温 9.5～14.9℃，≥10℃积温5 954.1～7 986℃。年日照时数2 179.4～2 736 h，为全省多日照区。优越的光热条件使本区土地开发利用具有多样性，海拔1 350 m以下平坝高产农田区有的粮食作物可一年三熟，如：玉米（Zea maysL），热带亚热带林果、粮经作物、蔬菜具有优、早、高、稀特点，冬季无霜，是蔬菜、玉米、青稞（Hordeum vulgareLinn.var.nudum Hook.f）等作物南繁种子基地之一。但本区蒸发量高，雨量集中于6～10月，夏季长，冬季短，旱季（冬春季）长达6～7个月，水资源供给不足，限制了光热优势的发挥；但蒸发量高具备特殊的生态特征［3］。偶有自然灾害，如元谋1999年12月和2014年12月霜冻导致咖啡（CoffeaLinn）、龙眼及部分蔬菜等农作物受灾；2003、2005、2019年上半年干旱影响春播及水稻栽种。

1.2 土地资源丰富，但人均数量低

该区土地资源丰富，但优质地少，仅占17.41%，随着人口的增加及耕地的非农占用，人均耕地面积正逐渐减少［4］。本区土地面积为33.9万hm2，面积为全国的3.4万分之一。一级地0.043万hm2，二级地0.157万hm2，三级地3.594万hm2，四级地1.287万hm2，全区耕地面积占有率少，例如大姚县1997年未耕地面积按总人口人均占有耕地0.061 hm2，1998年人均0.060 8 hm2，比97年减少0.002 hm2。元谋干热河谷海拔1 350 m以下的土地面积为7.97万hm2，其中耕地1.639万hm2，人均0.15 hm2。

1.3 水土流失严重，生态环境脆弱

据调查，本区土地退化面积通常达总土地面积的30%以上，东川市土地退化面积达716.5 km2，占总土地面积的38.5%；攀枝花市土地总面积7 343 km2，有不同程度退化的土地面积达3 651 km2，占49.72%；元谋绿豆箐小流域，侵蚀沟谷地占83%。坡度大于25度的陡坡面积占土地面积的51%，土壤抗侵蚀性弱，元谋侵蚀沟谷面积达70%以上，0.333万hm2“土林”土壤侵蚀模数为16 381t/km2.a，水土流失导致生态环境脆弱。元谋县干热河谷森林覆盖率仅有5.2%，水土流失面积高达1 504 km2，占全县总面积的74%，年土壤侵蚀量高达568万t，成为云南省内土壤流失最严重的地区［5］。本区土壤氮磷严重不足，如云南省农业科学院热区生态农业研究所元谋南城边66.7 hm2科技示范园，有机质0.42%，全氮0.034%，全磷0.016%。全区土地资源质地瘦、板、蚀、全氮量处于缺和极缺状态占51.4%，磷处于缺和极缺状态占81.8%，土壤环境脆弱。

2 区域植物资源类型

欧晓昆在“金沙江干热河谷的资源植物及开发途径初探”文中将根据用途区域植物分为9类，在金沙江干热河谷（包括部分干暖河谷）一共记录高等植物100 4种，其中蕨类植物18种，种子植物986种，其中栽培植物共有172种，野生种子植物796种，它们分属111科438属，见表1［6］。本文植物资源分类参照吴征镒、刘胜祥分类方法［7］，结合作者自身理解进行分类。

表1 金沙江干热河谷资源植物及其用途［6］

2.1 牧草与饲用植物资源

禾本科资源有香根草［Vetivera zizanioides（L.） Nash］、坚尼草 （Panicum.Maximum）、热研4号王草（Pennisetum purpureumK.Scbumacb）×（P.typhoideumRich）、糖密草（Melinis minutifloraBeauv.）、扭黄茅［Heteropogoncontortus（L.） Beauv.］、孔颖草［Bothriochloa pertusa（L.） A.Camus］、臭根子草（Bothriochloa intermedia）等，以扭黄茅和孔颖草为优势草本植物［8-9］。豆科资源有羊蹄甲（BauhiniaLinn.）、银合欢 （Leucaena leucocephala） 、 金合欢［Acaciafarnesiana（Linn） Willd］、 田菁Sesbaniacannabina（Retz.）Pers］、印度木豆（Cajanus cajan）、三叶豆 ［Desmodium triangulare（Retz.） Merr］、三点金 （Desmodiumtriflorum）、蔓草虫豆［Cajanusscarabaeoides（Linn.） Thouars］、西南菜豆和碗豆等豆类、柱花草（Stylosanthesgianensis）等。具有水土保持草本植物有香根草、糖蜜草、臭根子草、热研4号王草及西卡柱花草等［10］。其它科有甘薯 ［Dioscorea esculenta（Lour.） Burkill］、木薯 （Manihot esculentaCrantz）、牛皮菜 （Beta vulgarisLinn.var.rapa Dumort.）、瓜果类等［11］。

2.2 栽培植物资源

粮食作物资源有稻谷（Setaria italica）、玉米、豆类和薯类等。蔬菜作物资源有洋葱（Allium cepaL.）、香葱 （Allium ascalonicum）、 番 茄（Solanumlycopersicum）、 菜 豆（PhaseolusvulgarisLinn.）、 黄瓜 （Cucumis sativusL.）、西葫芦 （Cucurbita pepoL.）、苦瓜（Momordica charantiaL.）、花椰菜（BrassicaoleraceaL.var.botrytis L.）、辣椒（Capsicum annuumL.）等，野生蔬菜有龙葵（SolanumnigrumL.）、 番杏 ［Tetragonia tetragonioides（Pall.） Kuntze］、苦卖菜（Ixeris polycephalaCass.）、鱼腥草 （Houttuynia cordataThunb.）等。果树资源主要有番荔 枝 （Annonasquamosa）、 阳桃 （Averrhoa carambolaL.）、番木瓜 （Carica papayaL.）、脐橙 ［Citrus sinensis（L.） Osbeck］、龙眼（Dimocarpus longanLour.）、火龙果（Hylocereus undalus）、荔枝 （Litchichinensissonn）、澳洲坚果（Macadamia intcgrifoliaMaidcn）、芒果（Mangifera indicaLinn）、西番莲（Passiflora caeruleaL.）、余甘子（Phyllanthus emblicaLinn）、番石榴 （Psidium guajavaLinn）、莲雾（Syzygium samarangense）、罗望子（Tamarindus indicaLinn）、葡萄 （Vitis viniferaL.）、枣（Ziziphus jujubaMill.）、青枣（Zizyphus mauritiana）等。培植和发展果树植物资源，即有利生态环境的改善，也具有较好的经济效益［12］。

2.3 保护和改造环境植物资源

⑴ 灌木植物资源

在干旱区的水蚀小流域综合治理中，灌木比乔木树种具有更强的抗逆性和适应性，既可发挥其保持水土、涵养水源、改善生态环境的功能，也有能获得一定的经济效益。灌木植物资源有余甘子、山合欢［（Albizia kalkora（Roxb.）Prain］、滇刺枣 （Ziziphus mauritianaLam.）、银合欢（Leucaena glauca（L.） Benth.）、车桑子（Dodonaea viscosa（L.） Jacq.）、金合欢［Acacia farnesiana（Linn.） Willd.］、山毛豆（Tephrosia candida）、滇南杭子梢（Campylotropis rockiiSchindl）、白刺花［Sophora davidii（Franch.） Skeels）、小花扁担木（Grewia bilobavar.parviflora）等。

⑵ 乔木植物资源

乔木树种有攀枝花（Bombax malabaricum）、缅桂（Micheliaalba DC）、红椿（Toona ciliataRoem.）、榕树（Ficus microcarpaLinn.f.）、罗望子（Tamarindus indicaLinn.）、苦楝（Melia azedarachL.）、赤桉（Eucalyptus camaldulensisDehnh.）、凤凰树（Delonix regia）、印楝（Azadirachta IndicaA.Juss）、辣木（Moringa oleiferaLam.）等。其树体高大，是城镇绿化的主体，对保护和改善城镇生态环境至关重要，在保持城市生态平衡，改善城镇建设，提升城市文化精神等方面，具有其它设施不可替代的功能和作用。

2.4 食用植物资源

在流域治理与开发中，保护、开发和合理利用特有植物资源，既能蓄水保土，改善生态环境，又能增加再生资源，有利于促进加工业和综合经营的发展，是山区脱贫致富、发展经济又一重要的资源开发与利用模式。食用植物资源有香椿［Toonasinensis（A.Juss.） Roem.］、 胡椒（Piper NigrumL.）、香叶天竹葵（Pelargonium grauelensL.）、 仙人掌 ［Opuntia monacantha（Willd.） Haw.］。野生果树有龙眼、芒果、毛叶枣 （Diospyrosmollifolia）、无花果 （Ficus carica Linn）、葡萄等的野生种。还有西瓜［Citrullus lanatus（Thunb.） Matsum.et Nakai］、辣椒、花生（Arachis hypogaea）等食用植物。

2.5 工业用植物资源和药用植物资源

工业用植物资源有银合欢、剑麻（AgavesisalanaPerr.ex Engelm.）、香叶天竹葵、芦荟［Aloe vera var.chinensis（Haw.） Berg］、桉树 （Eucalyptus robustaSmith）、甘蔗 （Saccharumofficinarum）、 松树 （Pinus）、 竹（BambusoideaeBambusaceae）等。药用植物资源有乌桕［Sapium sebiferum（L.） Roxb.］、防风［Saposhnikoviadivaricata（Trucz.）Schischk.］、车桑子 （Dodonaea viscosa（L.）Jacq.）、苍耳 （Xanthium sibiricumPatrin ex Widder）、牛蒡 （Arctium lappaL.）、红花（Carthamus tinctoriusL.）、野生葛根［Pueraria lobata（Willd.） Ohwi］、狗响铃（CrotalariaferrugineaGrah.ex Benth.）、 桔 梗［Platycodongrandiflorus（Jacq.） A.DC.］等。

3 植物资源合理利用的探讨

3.1 植物资源开发与环境保护的关系

区域光热资源充足，但雨量少而集中、冬季水资源匮乏，水土流失严重制约该区农业经济发展和植物资源的利用。人的生存与植物资源与自然资源息息相关。因此，对区域植物资源开发利用应全面规划，统筹兼顾，处理好目前与长远，局部与整体，重点与次重点的关系。做好蓄水节水设施，减少浪费、渗漏，流失和蒸发。推广高效节水栽培技术（如：抗旱品种选择、地膜覆盖、立体种植、间歇灌溉和补充灌溉、滴灌等），提高水资源的利用效率和使用效能。荒山坡地植草种树，增加植被覆盖率，固土持水。修建各式梯田、台地，消除土壤侵蚀和水土流失，维持农田环境持续稳定发展。

3.2 植物资源与土地资源保护的关系

金沙江干热河谷流域由于“干热”的自然环境，不合理的土地利用开发导致土地退化严重，加强区域植物资源的开发利用，应结合区域土地综合整治。以小流域为单元进行综合治理，成片及规模治理，研究推广土地退化防治适用技术。

发展持续农业，开展土地集约化利用研究。既要对现代农业，特别是耕地的合理利用，又要采用现代化节水、节肥和节能技术，使其发挥最高生产力与最大的利用效率；其次是深入开展农业投入与产出的关系的研究。注意增强地力，改造中低产田，推广农业新技术，尤其注重农业生物技术的应用，改善并优化生态与环境的关系，充分发挥作物的生理、生化及生态功能，提高净光合速率与产量。开展土地（壤）退化及其防治研究，改善土壤生态。

对于农业土壤退化用地，垦殖初期选择绿肥和豆科作物种植比例，粮油经作与豆科作物及绿肥轮作；选择合适品种，使作物生长旺盛期与当地雨季相一致；充分合理安排作物茬口和间作套种，发挥生物学因素在热带条件下的积极作用。幼龄林（果）行间种植豆科作物和绿肥，增加土壤养分含量，改善和增加土壤自身养分循环。通过直接翻压、覆盖等措施，改善土壤理化性质，提高土壤肥力。增施生物有机肥料，合理经济使用化肥。少量多次施用氮肥和钾肥，水溶性磷肥，也可以施用钙镁磷肥。避开雨季深耕施用有机肥，加厚耕作层，改善其通透性，增加保水性。

3.3 植物资源合理利用

3.3.1 植物资源的创新利用

本区由于生态环境脆弱，高温干旱，水资源短缺抑制了区域作物资源开发利用。因此在加强现有作物资源的保护及开发基础上，应开展引进适应本区生长、耐寒抗旱、优质高产、耐热的植物资源，规范性描述，编制较完整的资源名录，建立种质资源建卡表。引入耐热抗旱抗寒，具有水土保持功能的草本植物、保护和治理环境的植物资源，对促进本区畜牧业发展和生态环境建设具有一定的推动作用。优良品种对提高农业生产的经济效益都有十分重要的意义。为适应现代农业及高原特色农业的要求，开展现代作物选育种新技术应用，如分子标记、太空搭载、化学诱变、体细胞杂交等［13-14］，培育优良品种提那罗爪哇大豆［Glycine wightii（Wight and Arn.） Verdcourt cv.Tinaroo］，云番茄68、云番茄69等审定和登记的品种，“盈玉”、“银丰”、“月栗”等通过认定和新品种登记的良种［15］。同时加强作物资源栽培技术和制种技术研究，如优质经济型蔬菜制种技术、热带水果标准化生产技术等研究，如大棚设施应用、工厂化育苗技术、效益型品种筛选、节水抗旱栽培技术、防草布控制杂草生长、绿色环保防虫灯应用、配方施肥技术、平衡农田环境的施肥施药及间套种技术等，提高资源的商品率。干热河谷优越的天然温室是小麦（Triticum aestivumL.）、玉米、蔬菜、青稞等作物理想的种子南繁地。

3.3.2 植物资源综合利用

⑴ 建立流域资源综合开发经营模式

充分利用本区土地资源，多元化经营，建立山地园艺型模式；利用水土和光热资源，发挥植物群体的生态经济总体效应，高秆、矮秆作物结合，如：果—草、果—蔬、果—瓜、果—药等结合，形成流域立体种植模式；以种植业发展植物资源，为养殖提供饲草饲料，形成种养结合型良性循环环模式；荒山荒坡退耕还林还草，发展林业和畜牧业，形成农林牧结合型模式；根据流域资源特点、传统优势及社会经济条件，建设具有一定规模本地特色蔬菜、果业的商品生产基地型模式；引进先进适用的技术，促进流域植物资源的开发利用，发展流域经济。

⑵ 提高植物资源开发的商品利用率

本区畜牧业的发展主要在山区，冬春季缺少饲草饲料，由于交通不便制约山区植物资源的开发及经济的发展，开展牧草与饲用植物粗加工（饲草青贮、草粉加工和草颗粒加工等），可有效提高山地（山区）草牧业和畜牧业的发展。开展各种绿色食品、蔬菜贮运、保鲜等深加工研究，加强水果、蔬菜类副产品综合利用研究，提高资源的商品转化率，例如果品、果干、果冻、果脯和果条、辣木粉、木薯粉的加工，香料、果胶、咖啡碱、香精、蛋白酶、天然色素、药品（余甘子含片）、糖、印楝素等物质提取。金沙江干热区流域水果、冬早蔬菜具有很强的市场优势，但夏季（5～10月）气候炎热，许多热带水果（芒果、龙眼、荔枝、火龙果、葡萄）、蔬菜易腐、易损，不耐低温贮藏。因此，要加强热带作物果品初加工及深加工的工艺流程和副产品的综合利用技术研究，促进植物资源商品转化。药用植物初加工为半成品，便于运输。

3.3.3 植物资源的合理利用

⑴ 牧草与饲用植物资源

牧草与饲用植物资源的开发利用包括种草养殖、林（果）草间套作、植被恢复与退化土壤的修复、工业原料等，筛选功能型的草种：水土保持草种香根草和扭黄茅等、种草养殖草种热研4号王草等、改良土壤草种木豆和柱花草等、景观建设草种百喜草（Paspalum notatunFlugge）、铺地木蓝（Indigofera endecaphyllaJacq）、圆叶决明 ［Chamaecristarotundifolia（Pers.）Greene］等，将牧草与饲用植物资源的利用与区域生态、经济建设等有机结合。

⑵ 栽培植物资源

粮食作物的开发在种植传统品种的基础上开发优质水稻。开发饲用型、蔬菜型和加工型玉米，提高资源商品率。立足本区支柱产业开发名优果蔬类，如：青枣、火龙果、甜橙（脐橙）、番茄、黄瓜、花椰菜、洋葱（Allium cepa）、三月瓜等，规模化栽培。人类需要健康生活及绿色无公害保健食品，开发具有药用价值的野生蔬菜，有着很大的市场潜力。木薯、甘薯［Dioscorea esculenta（Lour.） Burkill］淀粉含量高，可作为木薯粉和酒精开发的作物。

果树资源的开发模式有庭院种植果树，地埂种植果树，果树与粮经饲立体种植、旱地果园等。庭院具有光照充足、管理便利等特点，有利发展庭院经济，同时具有美化庭院环境。果树作为深根性作物，利用地埂种植果树有利于地埂的稳定性，维护地埂。果—蔬、果—药、果—草、果—农立体种植模式，充分利用了区域的自然资源，果树下种植短作覆盖地面，提高土壤蓄水保土能力，以短养长，获得最大化的效益。

⑶ 保护和改造环境植物资源

灌木具有抗旱、保水保土、防风沙、抗盐碱等优点，生长快、耐贫瘠、适应各类土壤生长。很多灌木树种用于造纸建材等工业原料；如花椒的果仁和种子油；有些灌木的茎、叶、花、果、种子可以入药；有些灌木的果实可用于食品工业制作果酱、果糖、含片等（如余甘子含片）；有些灌木的种子可作为饮料业（如咖啡）。银合欢、金合欢速生性、抗逆性强、具有根瘤，可作为荒山荒坡保持水土型绿化树种，嫩枝叶可饲喂牲畜，成林可作为薪柴利用。

乔木树种用于用材林、燃料、城市绿化、行道树。桉树耐旱，抗逆性强，可作为水土保持树种；印楝综合利用价值很高，种子榨油、种子浸提印楝素后剩下的饼粕是很好的肥料，叶片也可提取印楝素，既可以增强土壤肥力，又可以保护作物根部免受土壤中的昆虫和线虫的侵害，最有价值的是作为杀虫剂；罗望子（酸角）即可作为植被恢复的树种，也可作为特色植物资源开发（果实可做食品工业原料：酸角糖、酸角膏、酸角饮料等）。榕树、紫鹃花等可作为景观和行道树种利用。辣木（Moringa oleiferaLam.）具有各种保健功能（如：辣木含片、辣木粉、辣木面条等）。

⑷ 食用植物资源、工业用植物资源和药用植物资源

香椿、花椒、香叶天竹葵可以开发香料。龙眼、芒果、毛叶枣、无花果、葡萄（Vitis viniferaL.）等野生果树可以作为植物创新利用的材料。甘蔗作为制糖业原料具有强大的产业前景，辣椒和花椒（Zanthoxylum bungeanumMaxim.）作为食用调料原料，花生作为油用植物和食用植物开发等。芦荟作为化妆品的原料、桉树和松树作为用材林等。还有具有药用价值开发的植物，如：臭铃丹草、苍耳、牛蒡、红花、狗响铃、桔梗等。竹作为造纸原料。

4 小结和展望

区域植物资源丰富，植物生长农业环境好；随着人民生活水平的提高，食品、药品是人们最稳定的需求，花卉、天然生物制药和食品消费有不断增长的趋势；林产品、香料等生物制品是重要的工业原料和消费品；具有无公害农产品生产初步经验（无公害绿色食品的认证）；全区有从事植物资源研究与开发的科研机构，如云南省农业科学院热区生态农业研究所、中国科学院成都山地所等与院校如云南大学、西南林大等院校的学生试验场所等和一批具有独立自主开发能力的企业、专业科研人员、农业种植户、专业合作社和协会等，有较强的技术力量和科研队伍。传统的农业产业基础（返季节蔬菜、特色作物制种）以及农业综合开发、道路交通、通讯、水利、新农村建设、产业扶贫、云南高原特色农业建设等各方面的实施，将有效推动区域植物资源的开发，前景广阔。评价植物资源，是以利用资源为自身带来的效益为目的，对其价值进行估算与推测［16］，因此，在下一步将深入探索区域植物资源研究评价体系［17］和利用评价的方法体系，评价筛选优良（异）的种质和材料，为区域植物资源的开发利用提供理论依据。