云南省昆明地区药用种子植物资源与多样性研究
2021-09-03杨冠松刘昕然杨创凤杨正安张杰朱映安谢俊俊
杨冠松 刘昕然 杨创凤 杨正安 张杰 朱映安 谢俊俊
摘要 通过查阅各种资料文献、野外标本采集和实地考察等方法,对云南省昆明地区药用种子植物资源进行系统、详细调查以及多样性分析,结果表明:昆明地区药用种子植物共计141科415属599种(包括变种),被子植物129科384属343种,裸子植物12科31属256种,其中优势科为蔷薇科、菊科和百合科,优势属为菊属、蒲公英属、水仙属和君子兰属;药用部位方面根、根茎类所占比例较高,其次为全草类。基于上述研究分析结果提出对昆明地区药用种子植物资源开发利用和保护建议。
关键词 药用植物;种子植物;种质资源;多样性;开发利用;昆明地区
中图分类号 S 567 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2021)14-0162-04
Abstract Based on literature search,sample collection and field work in order to analyze the medicinal seed plants resources in Kunming of Yunnan Province.The result showed that the total number of medicinal seed plants in Kunming was 141 families,415 genera and 599 species(including varieties).Angiosperms had 129 families,384 genera and 343 species.Gymnosperms had 12 families,31 genera and 256 species.The dominant families in Kunming City were Rosaceae,Compositae and Liliaceae.The dominant genera in Kunming City were Dendaanthema,Taraxacum,Narcissus and Clivia. The number of seed plants that used radices and rhizomes as the medicinal parts was the largest,followed by the whole plantlets.On the basis of above studies and analysis,suggestions for resources exploitation and conservation of medicinal seed plants were put forward in this paper.
Key words Medicinal plants;Seed plants;Germplasm resources;Diversity;Development and utilization;Kunming area
基金項目 云南省教育厅科学研究基金项目(2019J0136);云南农业大学博士启动金项目(A2032002488);大学生创新创业基金项目(2020ZKX021)。
作者简介 杨冠松(1987—),男,云南大理人,讲师,博士,从事植物资源保护与开发利用研究。
收稿日期 2020-12-24
药用植物即为可用作防病、治病的一类具有特殊用途的植物资源,一般其植株全部或部分可供药用或作为制药的原料,其中包含可供制作调味品、农药、兽药等有药用价值的资源植物[1-3]。野生药用植物具有天然、绿色、有机、无污染等特点,加之人类对健康生活要求的提高,对于野生药用植物资源需求呈持续增加的趋势[4-6]。目前野生药用植物资源主要仍需依靠野生资源,因此药用野生植物资源因遭受破坏性采挖,众多物种濒临灭绝[7-9]。鉴于此,开展对各区域野生药用植物资源的调查研究将有利于野生资源保护与有效利用研究,以实现野生药用植物资源可持续利用。
云南省昆明地区位于云贵高原中部,气候条件得天独厚与自然资源极为丰富,该地区植物多样性是滇中高原生物多样性的重要组成部分,药用植物资源丰富[10-11]。但近年来因该地区为云南经济发展重点区域,导致其生态环境破坏严重,生物种类大幅下降,野生植物资源锐减,同时对药用植物资源毁灭性的开发与破坏性的挖掘,导致野生药用植物资源面临枯竭的危局[10]。如何实现昆明地区野生药用植物资源规范化、有序化、高效化利用的当务之急是探明该区域范围内野生药用植物资源多样性分析作为基础材料。
目前昆明地区因其特殊地理环境,相关研究甚少,仅集中在经济价值较高物种,如滇黄精 (Polygonatum kingianum)、西南小檗(Berberis stiebritziana)、云南黄连(Coptis teeta) 等,主要从化学成分、生物学特性、繁殖生物学等方面进行研究,关于该区域范围内野生药用植物资源多样性调查研究仍鲜见报道[12-14]。为有效保护和合理利用昆明地区野生药用种子植物资源,该研究选用查阅各种资料文献、野外标本采取和实地考察等方法,对云南省昆明地区药用种子植物资源详细进行了调查分析,提出开发利用药用种子植物资源所存在的问题,并提出相对应措施与建议,为该区域药用种子植物资源的合理开发利用提供进一步的科学依据。
1 研究区概况与研究方法
1.1 研究区自然概况 该研究调查范围主要为昆明地区的盘龙区、官渡区、五华区、盘龙区、西山区5个市辖区以及呈贡、富民、安宁、普宁、嵩明、寻甸、武定7个县[15-16]。昆明地区地处滇中高原中部,因地势复杂,气候多样,日照时间长,形成了丰富的野生植物资源[16]。
1.2 研究方法 该研究采用实地走访拍照(包括盘龙区、官渡区、五华区、富民县、宜良县),同时通过中国云南高等植物电子词典和《昆明地区种子植物名录》(云南大学生物系植物教研室编)查阅基础资料[17-18],将采集信息逐一对照《云南植物志》和《中国植物志》等相关专业工具书进行查阅,完成分类、编号和记录,把数据绘制成相关表格,分类进行分析,获得了昆明地区药用种子植物数据库,在对其多样性进行解析的基础上,提出昆明地区药用种子植物资源的可持续发展建议与资源环境保护策略。
2 结果与分析
2.1 昆明地区药用种子植物种类组成的多样性
该研究根据实地调查资料和数据统计(表1)可知,昆明地区药用种子植物共计 141 科 415 属 599 种(包括变种),其中被子植物 129科 384 属343 种,裸子植物 12 科 31 属 256 种。由分析可见在药用种子植物中,裸子植物的种类占比较少,仅占总科数的8.60%,占总属数的7.50%,占总种数的42.74%,而被子植物是占比较多,占总科数的91.40%,占总属数的92.50%,占总种数的57.26%。
2.2 昆明地区药用种子植物科构成
通过对昆明地区药用种子植物资源不同科所含种数分析(表2)可知,在科水平上仅有单种药用种子植物的科数有45科,占总科数的31.90%,仅占昆明地区药用种子植物资源总种数的7.51%;2~5种药用种子植物的科最多,达60科,占总科数的42.55%,所含种数较多,占昆明地区药用种子植物资源总种数的25.70%;6~10种药用种子植物的科有24科,占总科数的17.02%,所含有种数为173种,占昆明地区药用种子植物资源总种数的28.89%;11~15种、16~20种及其20种以上科比较少,共有12科,其中种数比较少,种数分别为75、71、81种,分别占昆明地区药用种子植物资源总种数的12.52%、11.85%和13.53%,其中大多为茄科、百合科的种类。
2.3 昆明地区药用种子植物属构成
通过对昆明地区药用种子植物各类属所含种数统计(表3)可以看出,昆明地区共有415属药用种子植物中只有1种的属有45属,占总属数的10.85%,占昆明地区药用种子植物资源总种数的7.51%;种数在2~5种的属,数量为159属,占总属数的38.31%,所含种数达到227种,占昆明地区药物种子植物资源总种数的37.89%;种数在6~10种的属,数量为137属,占总属数的33.01%,其中所含的种数数量为208种,占昆明地区药用种子植物资源总种数的34.74%;种数大于10种的属有74属,占总属数的17.83%,其所含的种数达119种,占昆明地区药用种子植物资源总种数的19.86%。其中,木兰属、杜鹃属、素馨属、兰属和刚竹属的种数都大于6,有的种甚至达到9种。
2.4 昆明地区药用种子植物生活型多样性 药用种子植物按照生活型可以分为乔木类、灌木类、草本类和藤本类。
2.4.1 喬木类。由表4可见,乔木类有132种,占药用种子植物总种数的22.03%,主要分布在松科、杉科、柏科和罗汉松科。常见的有苍山冷杉 (Abies delavayi)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、柏木(Cupressus funebris) 等。
2.4.2 灌木类。
由表4可知,灌木类有114种,占药用种子植物总种数的19.03%,主要分布在小檗科、锦葵科、大戟科、蔷薇科等,常见的有海棠 (Malus micromalus)、 山茶(Camellia japonica)、金花小檗(Berberis wilsonii) 等。
2.4.3 草本类。
由表4可见,草本类有341种,占药用种子植物总种数的56.92%,主要分布在石竹科、仙人掌科、茜草科、茄科、菊科等,常见的有番茄 (Lycopersicon esculentum)、荷兰菊(Aster novi) 等。
2.4.4 藤本类。
由表4可见,藤本类有12种,占药用种子植物总种数的2.02%,主要分布于葫芦科、卫矛科等,常见的有扶芳藤 (Euonymus fortunei)、金瓜(Cucurbita pepo var. Kintoga) 等。
2.5 昆明地区药用种子植物栽培资源
昆明地区药用种子植物中栽培植物有101科,占总科数的71.63%,其中有251种植物,占药用种子植物资源总种数的41.90%。而野生植物有40科,占总科数的28.37%,其中植物数量有348种,占药用种子植物资源总种数的58.10%。统计结果表明,在昆明地区药用种子植物种水平上,栽培植物所占比例低于野生植物。
2.6 昆明地区药用种子植物的药用部位
按照药用部位的不同,昆明地区药用种子植物可分为8类,分别为根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实及种子类、全草类及其他类。其中许多植物的药用部位往往不止一处器官,有些药用种子植物不仅可用根制药,还能够利用茎来作原料,甚至多处部位都能充当制药的原料,所以在对昆明地区药用种子植物的药用部位进行调查分析时,将可入药的不止一个器官的植物同时置于不同药用部位植物中来进行统计和分析。
从昆明地区不同药用部位的药用种子植物数统计(表6)中可以看出,根及根茎类都可入药的种子植物种类数量最多,共175种,占总种数的29.22%,如铁线莲 (Clematis florida)、飞燕草(Consolida ajacis)、大理翠雀(Delphinium taliense)、睡莲(Nymphaea tetragona)、石竹(Dianthus chinensis)、紫茉莉(Mirabilis jalapa)等。其次是全草都能够入药的药用种子植物,共143种,占总种数的23.87%,主要含有驴蹄草(Caltha palustris)、珠兰(Chloranthus spicatus)、虞美人(Papaver rhoeas)、荷苞牡丹(Dicentra spectabilis)、石竹(Dianthus chinensis)、马齿苋(Portulaca oleracea)等。药用部位为叶类的药用种子植物共120种,占总种数的20.03%,包括有雪松(C.deodara)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、圆柏(Sabina chinensis)、月桂(Laurus nobilis)、海桐(Pittosporum tobira)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)等。果实及种子类药用种子植物共120种,占总种数的20.03%,主要包括火棘(Pyracantha fortuneana)、云实(Caesalpinia decapetala)、华山松(P.armandii)、柏木(Cupressus funebris)、罗汉松(Podocarpus macrophyllus)和鹅掌楸(Liriodendron chinense)等。药用部位为花类的药用种子植物共82种,占总种数的13.69%,如山玉兰(Magnolia delavayi)、厚朴(Magnolia officinalis)、莲(Nelumbo nucifera)、十样锦(Dianthus barbatus)、天竺葵(Pelargonium hortorum)、山茶(Camellia japonica)等。药用部位为皮类的药用种子植物共有58种,占总种数的9.68%,主要包括金钱松(P.amabilis)、北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)、紫玉兰(Magnolia quinquepeta)、紫薇(Lagerstroemia indica)、石榴(Punica granatum)等。茎木类入药的药用种子植物种类数量共42种,占总种数的7.01%,包括福建柏(Fokienia hodginsii)、赤桉(Eucalyptus camaldulensis)、梧桐(Firmiana platanifolia)、金刚纂(Euphorbia neriifolia)、绣球藤(Clematis montana) 等。药用 部位为其他类的药用种子植物共有16种,占总种数的2.67%,主要有苍山冷杉(A.delavayi)、桃(Amygdalus persica)、 青麸杨(Rhus potaninii)、苦竹(Pleioblastus amarus) 等。不同药用部位的植物数量从大到小依次为根及根茎类>全草类>叶类=果实及种子类>花类>皮类>茎木类>其他类。多种药用种子植物的药用价值都不仅限于一个器官。
3 讨论
根据对昆明地区范围内药用种子植物研究可知,现共有141 科 415 属 599 种(包括变种),其中被子植物 129科 384 属343 种,裸子植物 12 科 31 属 256 种。郭雄飞等[19]对新疆阿勒泰地区药用种子植物研究可知,共有82科341属1 374种,新记录属5属,新记录种25种,中国新疆特有种88种;杨富祥[20]研究发现,甘肃省夏河县现有藏药用植物76科258属541种,其中被子植物64科245属522种,占总种数的96.49%;区域单种属有163属,占总属数(258属)的63.18%。可见,昆明地区药用种子植物种类多样性具有一定优势。根据云南省药用种子植物资源研究可知,云南野生药用种子植物资源数据库中共收集药用种子植物220科1 416属4 203种[21],昆明地区药用种子植物资源在其中扮演着必不可少的角色。目前昆明地区药用种子植物中乔木类有132种,灌木类有114种,草本类有341种,藤本类有12种,草本类药用种子植物最多,这一结果与普春霞等[21]的研究结果一致,昆明地区药用种子植物中栽培植物共有101科251种植物,而野生植物有40科,其中植物数量有348种,结果表明在昆明地区药用种子植物种水平上,栽培植物所占比例低于野生植物,该结果与李孙文等[22-23]的研究结果一致。昆明地区药用种子植物按不同药用部位的数量最多的为根及根茎类,共175种,全草类共143种,叶类共120种,果实及种子类共120种,花类共82种,皮类共58种,茎木类共42种,其他类共16种,该结果与普春霞等[21]的研究结果一致。昆明地区药用种子植物资源在植物名录整理与多样性分析基础上,提出该地区药用植物资源分布特征,但药用种子植物标准化、规范化利用体系仍需进一步详细研究。
4 药用种子植物可持续发展与保护建议
4.1 合理开发利用种质资源
通过昆明地区药用种子植物资源调查研究和多样性分析,根据结果可知该区域药用种子植物资源较为丰富,筹建药用植物基因库和种子库保存优质种质资源是未来资源开发发展的关键方向之一[24-25]。实行特殊药用植物就地或迁地活体保存,采用低温保存技术手段;在药用种子植物集中区域建立自然保护区,进行区域化保护;利用区域内药用植物资源前须做好实地考察、合理规划、种质保存,杜绝毁灭性采摘以及过分依赖野生资源;在药用种子植物采集利用过程中,推广普及药用植物资源保护相关知识,杜绝采摘者仅注重经济效益,突出保护与利用的重要性;重视药用植物资源可持续发展性以及植物本身因地制宜的适应性,以避免药用种子植物资源面临枯竭;更新观念提高对药用植物资源利用的认识,针对不同生活型的药用种子植物特点来保护物种,特别是一些珍稀的极少数的物种,力求做到资源的定点、定量调查。
4.2 重视改善栽培方式
针对该研究调查结果,昆明地区仍有部分药用种子植物以野生类型为主导,实现野生药用植物的最佳栽培方式将会成为未来研究的重点,因此制定、采取人工繁育技术,实现在创造良好科研效益和经济效益,推动社会发展的同时兼顾野生资源保护。为了能更好利用现有资源,对于野生药用种子植物资源和能大量开发使用的药用种子植物,研究其成熟的栽培驯化技术以及规模化种植方案,保证高效可持续利用药用植物资源,对已经处于研究范围的野生药用种子植物也要重视,应做到未雨绸缪,做好遗传配置与仿生境种植以保证药用成分的含量。
4.3 根据药用部位设计特定栽培方案
药用植物的药用部位可分为根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实及种子类、全草类及其他类。其中许多植物的药用部位往往不止一处器官,有些药用种子植物不仅可用根制药,还能够利用茎来作原料,甚至多处部位都能作为制药原料。根据植物具体药用部位的差异性来设计栽培管理方案,同时对于药用部位的成分进行深入研究,使其向药效更佳的方向转化,最大化地发挥植物的药用价值。
药用植物资源开发与利用对于国家经济发展、人民生活水平提升起到至关重要的作用[1,26-27],区域范围内药用植物资源的合理利用与可持续发展,必须在科学研究基础上,才能解决其人工大规模種植、保持药效、野生资源依赖问题。
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