扎龙国家级自然保护区药用植物资源及其多样性研究
2021-05-21吴修红李文月唐维康张具斌程海涛
吴修红,李文月,王 跃,唐维康,张具斌,程海涛
(1.黑龙江中医药大学 药学院,黑龙江 哈尔滨 150040;2.佳木斯大学 生命科学学院,黑龙江 佳木斯 154007)
中国是具有丰富药用植物资源的大国,中医中药文化历史悠久,一直以来,药用植物资源的保护开发及利用都受到广泛的关注[1]。目前,中草药的使用越来越被各个国家重视,多数中医药相关企业涉及中草药的大规模消耗,例如,相关中成药及保健品的研发等,包括医院所必需的中药处方在内,中药材消耗量均过大[2]。对药用植物的过度挖掘导致其被大面积严重破坏,药用植物资源流失严重,所以对药用植物资源的保护是一个不可忽视的问题[3]。本研究在实地考察的基础上通过结合文献查阅对扎龙国家级自然保护区的药用植物资源多样性进行探讨,揭示其特点,为国有药用植物资源多样性保护和开发利用及其可持续发展提供相关依据。
1 调查地区概括
扎龙国家级自然保护区位于黑龙江省齐齐哈尔市的扎龙乡,地理位置处于齐齐哈尔市东南方向,该保护区总面积约2 100 km2,其核心面积可达7 × 104hm2,南北长度为80.6 km,东西宽度为58.0 km。保护区位于松嫩平原的西部、齐齐哈尔市辖区乌裕尔河北岸,属中温带大陆季风气候[4],年平均气温约3.5℃,温度最低出现在1 月,可达-40℃,最高出现7 月可达40℃。无霜期在123~151 d。暴雨多出现在7月左右,年均降水量约为420 mm, 相对湿度可达62%。保护区又被称为扎龙湿地,多以芦苇沼泽为主,是世界最大的芦苇湿地[5]。得益于复杂的自然环境以及优越的气候条件,扎龙自然保护区具有较为丰富的药用植物资源。
王永洁等[6]研究得到保护区外来植物共有12种,均为双子叶植物;白军红等[7]研究统计扎龙湿地高等植物469 种, 隶属于67 科;逄世良等[5]调查研究发现野生草本植物86 种。在第四次全国中药资源普查中,通过对扎龙国家级自然保护区药用植物资源进行实地调查,并对扎龙国家级自然保护区药用植物资源多样性进行分析与评价。
2 研究方法
2.1 样地调查
本研究于2020 年8 月进行实地样地调查,采用系统抽样的方法,根据扎龙保护区植被类型及分布共抽取44 个样地,在规定1 km × 1 km 的各个标准样地中均设置5个样方套,每个样方套距离大于100 m,样方套根据锯齿型、十字型或一字型的排列方式进行设置,每个样方套内设置包括10 m × 10 m 的1 号乔木调查样方,5 m × 5 m 的2 号灌木调查样方,2 m ×2 m 的3 ~6 号草本调查样方,样方中记录每个植物名称及数量,拍照记录植物形态,采集并制作标本,最终按规定将相关植物数据完善,录入中药资源普查系统中。
2.2 文献调查
通过查阅大量相关文献资料[8-10],以了解所采植物标本中文名、拉丁名、分布海拔、分布区类型等相关信息,从而对扎龙药用植物资源的多样性进行评价和分析。
2.3 访问调查
本次通过对栽培基地、药厂及传统中医院等进行实地访问,了解当地栽培植物种类、栽培历史、栽培状况等相关信息及药厂中药材进出口和市场流通情况等,并且通过走访老中医,学习了解常见相关疾病的传统中药方。
通过对扎龙自然保护区进行调研,共采集330 余号腊叶标本,拍摄植物照片近14 000 张, 在对外业数据进行统一规范处理后,录入中药资源普查信息管理系统汇总,保留扎龙自然保护区药用植物相关信息。
3 结果与分析
3.1 扎龙自然保护区药用植物种类的多样性
据统计,本次资源普查共采集药用植物52 科121 属157 种,分别占黑龙江省药用植物资源科、属、种的47.27%、28.95%、21.69%,占全国药用植物资源科、属、种的19.19%、5.80%、1.35%(见表1),其中该地区共包含重点中药材34 种(见表2)。黑龙江省总面积为47.3×104km2,保护区面积为达到其总面积的4.47%,说明保护区是黑龙江省药用植物较为丰富的地方,在黑龙江省生物多样性保护中,扎龙自然保护区占据重要地位。
表1 扎龙自然保护区药用植物资源与黑龙江省、全国药用植物资源的比较Tab. 1 Comparison of medicinal plant resources in Zhalong Nature Reserve with Heilongjiang province and the whole country
3.1.1 扎龙自然保护区药用植物生长类型的多样性
扎龙自然保护区药用植物资源的按其生活型可分为草本、乔木、灌木、藤本等6 种类型(见表3),其中草本数量共计149 种,占药用总植物的94.90%,多年生草本植物数量共91 种,主要包括芦苇Phragmites communis(L.)Trin.、鼠掌老鹳草Geranium sibiricum L.、 玉 竹Polygonatum odoratum(Mill.)Druce 等;1 ~2 年生草本植物55 种,主要有葶苈Draba nemorosa L.、 香 蓼Persicaria viscosa Buch.-Ham. ex D. Don.、 苘 麻Abutilon theophrasti Medikus 等;草质藤本极少,为萝藦Metaplexis japonica(Thunb.)Makino、东北铁线莲Clematismanshurica Rupr.、地梢瓜Cynanchum thesioides(Freyn)K. Schum.;乔木与灌木数量较少,包括沼柳Salix rosmarinifolia var.brachypoda(Trautv. & C. A. Mey.)Y. L. Chou、 小青杨Populus pseudosimonii Kitag.等共计7 种,占药用总植物的5.10%,其中木质藤本仅有葡萄科植物地 锦Parthenocissus tricuspidata(Siebold & Zucc.)Planch.。可以看出,扎龙自然保护区的自然环境更加适合草本植物生长。因此,可以对扎龙自然保护区多年生草本植物进行采收,对1 ~ 2 年生草本适当开发,对乔木与灌木及藤本植物开采进行明确限制。
表2 扎龙自然保护区重点中药材名录Tab. 2 List of key Chinese medicinal materials in Zhalong Nature Reserve
表3 扎龙国家级自然保护区药用植物生物学性状统计Tab. 3 Statistics on biological characters of medicinal plants in Zhalong National Nature Reserve
3.1.2 扎龙自然保护区药用植物药用部位的多样性 根据植物入药部位的相关标准,扎龙自然保护区的药用植物(某些植物多个部分入药)可分为10 类(见表4) ,其中药用部分为全草(株) 类植物最多,占药用植物种数的51.59%,主要有鸡眼 草Kummerowia striata (Thunb.) Schindl.、 猪 毛蒿Artemisia scoparia Waldst. & Kit.、 车 前Plantago asiatica L.等;药用部位为根和根茎的植物包括狭叶柴胡Bupleurum scorzonerifolium Willd.、轮叶沙参Adenophora tetraphylla (Thunb.) Fisch.等,利用果实、种子、花的植物较少,分别占药用植物种数的9.55%、9.55%、3.82%,主要有蒺藜Tribulus terrestris L.、菟丝子Cuscuta chinensis Lam.等植物。从本次数量统计可知,我国中草药药用部位运用多集中于全草类与根及根茎类,所以在对药用植物的采收时,注意采取采高留矮、采大留小的原则,选择性采收植株以确保资源的可再生性。
表4 扎龙自然保护区药用植物药用部位分类统计Tab. 4 Classification statistics of medicinal parts of medicinal plants in Zhalong Nature Reserve
3.2 扎龙自然保护区药用植物科属构成的多样性
经统计可知,含1 种的单种科有27 科,占总科数的51.92%;含2 ~5 种的寡种科有19 科,占总科数的36.54%;含6 ~10 种的中等科有4 科,占总科数的7.70%;含11 ~20 种较大的科仅有豆科,占总科数的1.92%;含20 种以上的大科仅有菊科,占总科数的1.92%。统计结果见表5,具体隶属数量见表6。
表5 扎龙自然保护区药用植物不同科所含种数的统计Tab. 5 Statistics on the number of species in different families of medicinal plants in Zhalong Nature Reserve
表6 扎龙自然保护区药用植物隶属科数量统计表Tab. 6 Statistics on the number of families of medicinal plants in Zhalong Nature Reserve
经统计得知,单种属在各类属中具有明显的优势,共计121 属的药用植物中包含有败酱属、苍耳属等96 属的单种属,为总属数的79.34% ,共含种数为药用植物总种数的61.15%;寡种属包含鸡眼草属、草木犀属等在内共24 属,占据比例达19.83%,占总种数的35.03%;中等属中仅有蓼属,占据总属数0.83%,占总种数的3.82%;无较大的属及大属,说明该保护区属分化较为显著,少种属为该保护区植物构成特征。具体统计结果见表7。
表7 扎龙自然保护区药用植物各类属所含种数的统计Tab. 7 Statistics on the number of species contained in various genera of medicinal plants in Zhalong Nature Reserve
从表7 中的统计结果可以看出,多数植物分类分布在较少的科属中,可能是由于植物种类变异受到某些环境及人为因素限制,为了促进物种多样性的产生和发展,应加强研究引种栽培试验,在对本地植物进行挖掘利用的过程中应合理规划植物种类的采收。
3.3 扎龙自然保护区药用植物的分布区类型
根据吴征镒等[13]对植物区系划分的方法以及相关文献资料查询,对扎龙自然保护区的药用植物资源进行区系划分(见表8)。保护区内的所有植物共计157种,按规定共分成21 个分布区类型,可以看出该区地理成分多样性较为显著,与全国甚至世界各地有着某种程度的联系。根据种一级的分布区类型将其所含种类数量排序可知:类型为10.中国-日本分布型所占比例最大,主要有全叶马兰Aster pekinensis (Hance)F. H. Chen、 大 蓟Cirsium arvense var. integrifolium Wimmer & Grab.、 东 北 堇 菜Viola mandshurica W.Becker 等22 种植物,占种数的14.01%,第2 ~3 类型排列顺序为类型12.东北-华北分布型,包括毛脉翅果菊Lactuca raddeana Maxim.、蒙古蒿Artemisia mongolica (Fisch. ex Besser) Nakai 等 共19 种 植 物,占种数的12.11% ;类型21-3.亚洲温带-热带分布型,主要有盒子草Actinostemma tenerum Griff.、香蓼Persicaria viscosa Buch.-Ham. ex D. Don 等17 种植物,占种数的10.83%。经统计,59 种属于温带分布区,占总植物的37.58%。34 种分布于东北、华北地带,占总植物的21.65%,符合扎龙自然保护区的温带性特征,与保护区的地理位置和生态环境因素紧密相关。并且此分布特性调查可为该区栽培品引种奠定基础。
4 讨论与建议
4.1 组织当地对本次调查结果进行利用
包括当地药材经营市场等相关部门,根据本次资源普查成果结合扎龙县药材经营情况及发展规划,制定出促进可持续发展计划及具体实施方案,加大中药产业的合理开发[14]。从调查结果中显示当地栽培植物较少,应加大药材种植基地建设,同时相关技术人员在适合种植基地进行药材栽培,如此可以为中药材相关产业部门提供稳定的货源,使扎龙县中医药产业得到一定提升,并且对振兴当地经济起到一定作用。
4.2 因地制宜,科学开发利用药用植物
从本次调查结果可知草本植物数量达149 种,其中多年生草本植物较多,而草质藤本仅有3 种,因此在植物开采时要注意群落不同层次的开发对象,多年生草本可以开发,对1 ~ 2 年生草本进行适度开发。乔木、灌木及藤本植物应限制开发,另一方面,从药用部位的数量结果分析,药用部位为全草、根和根茎的占82%以上,可以看出,植物需要以死亡为代价以供人类获取可供药用之处,致使植物资源迅速减少,因此需做好对植物开采的合理规划布局,促进生态平衡及可持续发展。
表8 扎龙自然保护区药用植物的分布区类型Tab. 8 Distribution area types of medicinal plants in Zhalong Nature Reserve
4.3 加大植物多样性保护力度
通过多种新闻媒介宣传,加强人们对植物多样性的保护意识,并加大对违法开采植物资源人员的处置力度,对当地珍稀濒危物种急剧减少的态势进行有效遏制,禁止采挖虽难以实现,但可精进人工栽培技术以缓解药用植物资源压力。
5 结论
通过本次对扎龙自然保护区的调查共发现药用植物52 科121 属157 种,栽培植物共2 种,多年生草本植物种类最多共91 种,且药用部位为全草的植物占总药用植物的51.91%,共有81 种,植物分布更具多样化,中国-日本分布类型偏多,扎龙自然保护区的药用植物资源无论在科属构成、药用部位、分布区类型等方面都表现出明显的多样性。而相关调查结果更具实际意义,可以看出植物开采与保护方面的不平衡状况,应对种数较少植物限制开采,保持常见植物的正常开采,扎龙自然保护区更应加强对栽培植物的种植,以此来保护并丰富该地区植物资源。