云南省澄江县药用维管植物多样性及保护利用初探*
2022-06-29段涵宁田琴王艳萍邓国宾张金渝李璐
段涵宁,田琴,2,王艳萍,邓国宾,张金渝,李璐
(1.西南林业大学 生物多样性保护学院,云南 昆明650224;2.西南林业大学 林学院,云南 昆明650224;3.云南省农业科学院药用植物研究所,云南 昆明 650205)
澄江县地处云贵高原,属滇中地区,县境内东、西、北面为山地,东部南盘江深切峡谷为温暖河谷地区,向南倾斜的凹陷部分为坝子和湖泊。县域内抚仙湖流域和滇中第一峰——梁王山等区域蕴藏着重要的珍稀濒危植物资源,如:国家一级重点保护植物滇牡丹(Paenoiadevalayi)[1]和滇重楼(Parispolyphyllavar.yunnanensis)[2]、遗传多样性丰富的多星韭(Alliumwallichii)和滇韭(A.mairei)[3-4]等。值得一提的是,1940年植物学家侯宽昭在笔架山上采集到云南澄广花(Oropheayunnanensis)的模式标本;由于历史原因,该种在1976年才由李秉涛正式发表,但直到2016年在模式产地周围及其他地区都未发现过它的踪迹,因此被提议应列入云南省极小种群的保护范畴[5]。上述研究表明在人为干扰活动较为频繁的滇中地区,有必要继续开展野生植物资源调查和保护工作。
药用植物资源是我国中医药事业发展的重要基础[6],但关于澄江县药用植物研究的资料相对较少。《澄江县志1978—2008》[7]记载了该县第三次中药资源普查历时3个月,记录了300余种药用植物。因此,本文在由作者承担完成的《全国第四次中药资源普查项目县——澄江县》项目的基础上,根据调查成果系统分析该县药用维管植物的种类、种子植物属的区系成分、珍稀濒危物种、生活型、植物药用部位等信息,为当地药用植物资源保护和利用提供本底资料,同时也为“九大高原湖泊”之一的抚仙湖径流区生态保护和绿色经济发展提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究地概况
澄江县地处云南省中部,位于24° 29′~24° 55′N、102° 47′~103° 04′E,国土总面积916 km2。县域内山体高差悬殊,三级阶地明显,最高海拔梁王山的主峰2 820 m,最低海拔位于南盘江与海口河交汇处,为1 328 m,坝区平均海拔1 755 m。境内南部的抚仙湖是我国第二深内陆淡水湖,系珠江水源地,有“高原明珠”之称。湖水清澈透明,属I类淡水,蓄水量206 ×108m3,占我国淡水湖泊蓄水总量的9.16%和Ⅰ类淡水总量的91.4%,并被列为全国江河湖泊生态环境保护重点[7]。湖岸东边的帽天山,因发现5.3×108年前的澄江动物化石群,为“寒武纪生命大爆发”提供详实的科学资料,并于2012年被列为我国首个化石类世界自然遗产,说明该地在古生物区系演化历史中占有关键的一席之地[8]。湖岸北部则为横亘东西、绵延百里的梁王山,海拔为2 000~2 820 m,蕴藏着丰富的野生药用植物资源[9]。
1.2 研究方法
在2019年3月到2021年3月期间,以样方和样线调查相结合的方式,采集有花或有果植物标本,进行物种鉴定并筛选出药用功效明确的植物种类。标本制作一式三份,一份存于中国中医科学院中药资源中心标本馆(CMMI),其余两份存于云南省农科院药用植物研究所标本馆。
基于外业调查及文献查阅结果,分析澄江县药用维管植物的种类、种子植物属的区系成分、珍稀濒危物种、生活型、植物药用部位等信息。具体方法如下。
(1)物种鉴定 参照《中国植物志》[10]鉴定有花有果标本,统计其生活型。
(2)药用植物及功效确定 查阅《中药大辞典》[11]、《全国中草药汇编》[12]等相关资料,筛选出药效功能明确记录的药用植物种类。
(3)药用种子植物属的分布区类型 根据吴征镒《中国种子植物区系地理》[13]划分。
(4)珍稀濒危药用植物评估 根据2021年颁布的《国家重点保护野生植物名录》[14]、《中国物种红色名录》[15]以及世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature, IUCN)等国内外资料,评估药用植物名录里出现的物种濒危程度和保护级别。
2 结果与分析
2.1 药用维管植物物种组成
野外调查共采集有花有果植物标本1 159号,鉴定维管植物139科463属810种,有药用功效记载的有122科416属645种(表1),药用成分占调查物种总数的79.63%。在《澄江县药用维管植物名录》里,种子植物较多,有114科408属635种,占总种数的98.45%;蕨类植物偏少,仅有8科8属10种。在药用种子植物里,被子植物成分明显,有109科403属629种;裸子植物偏少,只有5科5属6种。在药用被子植物中,双子叶植物较多,有93科349属553种,占比87.92%,单子叶植物较少,有16科54属76种。
表1 澄江县药用维管植物的物种种类
澄江县药用维管植物中,物种数多达20种以上的科有5科189种,科的占比最低,仅为4.10%;但种数的占比居第二,为29.30%(表2)。其中,物种数目最多的科为菊科(Asteraceae)和豆科(Fabaceae),均为56种;其次为蔷薇科(Rosaceae)31种;接下来,依次为唇形科(Lamiaceae)25种和百合科(Liliaceae)21种。物种数在10~20种范围内的科有9科121种,包括:禾本科(Poaceae)、蓼科(Polygonaceae)和玄参科(Scrophullariaceae)等。含2~9种的科的数目最多,高达70科297种,科数和种数的占比最高,分别为57.38%和46.05%。此外,物种数为1种的科有38科38种,科数占比居第二为31.15%,但物种占比最低,仅为5.89%。
表2 澄江县药用维管植物不同科所含的物种数
根据所含物种数目的多少,澄江县药用维管植物属可分为4类(表3)。第一类,物种数大于8种的有3属25种,属数和种数的占比最低,分别为0.72%和3.88%,包括蓼属(Polygonum)9种、大戟属(Euphorbia)和茄属(Solanum)各8种,这3个属具有一定优势。第二类,物种数在5~7种的有10属56种,包括珍珠菜属(Lysmachia)7种、金丝桃属(Hypericum)6种和杜鹃花属(Rhododendron)5种等。第三类,物种有2~4种的有113属274种,其属数和种数各占总数的27.16%和42.48%,位居第二,如马先蒿属(Pedicularis)、决明属(Cassia)、山胡椒属(Lindera)等。第四类,物种数仅有1种的多达290属290种,属数和种数都是所有属里最多的,各占总数的69.71%和44.96%,包括玄参属(Scrophularia)、芍药属(Paenoia)、火烧兰属(Epipactis)和梁王茶属(Nothopanax)等。
2.2 药用维管植物生活型
澄江县药用维管植物的生活型可分为5类:乔木、灌木、藤本、多年生草本与一年生草本(表4)。统计结果表明,多年生草本植物最多(236种,占比36.48%),灌木较多(158种,占比24.42%),一年生草本次之(124种,占比19.16%),乔木较少(75种,占比11.59%),藤本最少(54种,占比8.35%)。其中,草本类还包括腐生和寄生植物,腐生植物为鹿蹄草科的松下兰(Monotropahypopitys)和水晶兰(M.uniflora),寄生植物为桑寄生科梨果寄生属(Scurrula)的梨果寄生(S.philippensis)、红花寄生(S.parasitica)等4种植物。
表4 澄江县药用维管植物5种生活型
2.3 澄江县药用种子植物属的区系成分分析
按吴征镒[12]对世界种子植物科属的分布区类型划分,世界有18类型(1-18)和74变型(1-74),我国有15类型和38变型。本文研究的澄江县药用种子植物有408属,除10属被统归为外来成分(16)外,其余398属可划分14类型8变型(表5),具体如下。
表5 澄江县药用种子植物属的分布区类型
首先,澄江县药用种子植物属的区系成分,热带比温带成分略少,表现出有热带向温带过渡的趋势,具有明显的亚热带区系特征。热带分布类型(2-7,2.1,7.2)有163属,温带分布类型(8-12,8.4,8.2,8.5)含192属,两者各占总属数的39.96%和47.09%。其次,热带成分里,以泛热带分布(2)最多(67属,占比16.42%),热带亚洲分布(7)较多(25属,6.13%),旧世界热带分布(4)和热带亚洲至热带非洲分布(6)和热带亚洲和热带美洲间断分布(3)次之。前两类均为20属,后者为19属,占比分别为4.66%和4.90%。其余2个变型最少,各有1种,包括热带亚洲、大洋洲至中南美洲断分布(2-1)的蓝花参属(Wahlenbergia),热带印度至华南(7-2)分布的三尖杉属(Cephalotaxus)。温带分布类型中,以北温带分布最多(76属,占比76/201=37.81%),旧世界温带分布较多(37属,占比37/201=18.41%)。前者如杜鹃花属(Rhododendron)、百合属(Lilium)、蓼属(Polygonum)等,后者包括鹅绒藤属(Cynanchum)、荞麦属(Fagopyrum)、沙参属(Adenophora)等。此外,其余的温带成分见于北温带和南温带间断分布(8-4),有8属,包括水晶兰属(Monotropa)、报春花属(Primula)、玉凤花属(Habenaria)。温带亚洲分布(11)有7属,包括虎杖属(Reynoutria)、马兰属(Kalimeris)、杭子梢属(Campylotropis)。以及零星散见于北极-高山(8-2)的红景天属(Rhodiola),地中海-喜马拉雅间断分布(10-2)的滇紫草属(Onosma)。
中国特有分布属有5个,包括巴豆藤属(Craspedolobium)、翅茎草属(Pterygiella)、地涌金莲属(Musella)、鹭鸶草属(Diuranthera)、栾树属(Koelreuteria),各有1种,特有属数占比仅为1.23%,特有成分偏少。
2.4 澄江县药用维管植物珍稀濒危成分
统计数据表明,本文筛选出20种珍稀濒危植物,隶属于10科16属。其中,兰科(Orchidaceae)最多,有7属11种,被2021年的《国家重点野生保护植物名录》[12]、国际自然保护联盟(IUCN)全部收录。它们包括:玉凤花属4种:棒距玉凤花(Habenariamairei)、鹅毛玉凤花(H.dentata)、宽药隔玉凤花(H.limprichtii)、落地金钱(H.aitchisonii);鸟足兰属(Satyrium)2种:云南鸟足兰(S.yunnanense)和缘毛鸟足兰(S.nepalensevar.ciliatum),其余5种为阔蕊兰(Peristylusgoodyeroides)、豹斑石豆兰(Bulbophyllumleopardinum)、叉唇角盘兰(Herminiumlanceum)、绶草(Spiranthessinensis)和火烧兰(Epipactishelleborine)。在2021版《国家重点保护野生植物名录》里,11种兰科植物保护等级均为二级。此外,7种野生药用植物也被列为国家二级保护植物,包括滇牡丹、滇重楼、白菊木(Leucomerisdecora)、大花香水月季(Rosaodoratavar.gigantea)、红椿(Toonaciliata)、云南红景天(Rhodiolayunnanensis)、淡黄花百合(Liliumsulphureum)。另外2种植物被列入IUCN:草麻黄(Ephedrasinica)等级为近危(NT)、胡桃(Juglansregia)等级为易危(VU)。值得注意的是,胡桃和白菊木在《中国物种红色名录》[13]中列为易危种,白菊木在CITES名录中为Ⅱ级保护植物。同时,云南红景天、棒距玉凤花、宽药隔玉凤花和云南鸟足兰的地理分布狭窄,为中国特有种。
2.5 澄江县维管植物药用部位特点
针对调查到的药用维管植物的药用部位进行统计分析,可分8类,包括:根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实及种子类、全草和其他类。本文对8类药用部位的出现频次做了统计分析(表6)。结果表明,澄江县药用维管植物的入药部位以根、根茎和全草类为主,共占药用植物总数的67.01%。其中,以根及根茎入药最多,占所调查药用植物的34.49%,例如:滇重楼、滇牡丹、黄精(Polygonatumsibiricum)、白茅(Imperatacylindrica)、盾叶薯蓣(Dioscoreazingiberensis)、商陆(Phytolaccaacinosa)、朱砂根(Ardisiacrenata)等。全草入药类次之,占32.52%,主要物种为千里光(Senecioscandens)、过路黄(Lysimachiachristinae)、小柴胡(Bupleurumhamiltonii)等。此外,其它药用部位种类占比均在10%以下。
表6 澄江县药用维管植物药用部位统计
3 讨论与建议
根据澄江县第四次中药资源普查项目成果汇编的《澄江县药用维管植物名录》,本文统计分析了该县域的野生药用维管植物多样性,结合当地自然地理条件和经济发展需求,初步探讨了野生药用植物资源的保护和可持续利用发展的方向。
(1)本次调查记录了澄江县药用维管植物有 122 科 416 属 645 种。其药用种子植物属的分布区特征表现为热带比温带成分略少,主要以北温带分布、泛热带分布、世界分布、旧世界温带分布为主,过渡带明显,呈现出亚热带区系成分为主的趋势。温带成分中较多的药材种类集中分布在海拔2 200~2 820 m的范围中,包括梁王山和老虎山。这里集中分布着一些珍贵药材,有滇牡丹、重楼属(Paris)、党参(Codonopsispilosula)等。热带及亚热带分布物种出现在抚仙湖东南边南盘江河谷及湖岸西边的笔架山和尖山等喀斯特地貌区,包括白菊木属(Leucomeris)、木棉属(Bombax)、红椿属(Toona)等植物。此外,亚热带成分明显的物种,主要分布在西北边的山脚及坝区的田间地头,集中在1 750~2 200 m 海拔范围内,生长着姜花属(Hedychium)、十大功劳属(Mahonia)、娃儿藤属(Tylophora) 等。
(2)记录了10科16属20种药用珍稀濒危植物中,兰科种类最多,有7属11种,皆被列入国家重点保护对象。除了兰科之外,其余9种珍稀濒危保护植物中,最值得关注的是经济价值较高的滇重楼和滇牡丹,它们的野外居群数量非常稀少。本文曾调查到滇重楼的2个居群,个体数均为单株;滇牡丹的野生居群有3个,个体数不超过20株,其中有两个居群在次年春天开花跟踪调查时,已一株难见。因此,本次调查没有采集这两种的植物标本,仅拍照记录。此外,热带成分明显的红椿和白菊木的野生资源数量较少,仅调查到一个居群,个体数分别为10株和2株,紧挨村边地头,靠近核桃树等经济林地带,保护工作较为紧迫。
(3)澄江县的药用植物资源集中分布在梁王山,有307种,占总数的47.59%。因此,从物种数目而言,梁王山可称之为“澄江县野生药用植物种质资源库”“梁王药山”“抚仙湖百草园”等。它不仅是当地珍稀濒危物种的分布中心,也是研究滇中地区珍稀濒危药用植物资源的重点区域[16-18]。本文记录的11种野生药用兰科植物,除附生类的豹斑石豆兰,其余10种地生兰都可在此地找到。梁王山还是重点药材的“聚宝盆”,生长着小红参(Galiumelegans)、黄草乌(Aconitumvilmorinianum)、白茅根(Imperatakoenigii)、小木通(Clematisarmandii)等,以及百合属、龙胆属(Gentiana)、杜鹃花属和姜花属等众多药用植物。因此,梁王山在1998年12月被列为县级自然保护区, 2018年还制定了《澄江县梁王山县级自然保护区总体规划(2017—2025年)》[8],这些举措有利于当地野生植物资源的保护和利用。
(4)澄江县药用维管植物种类现记录了645种,生活型以草本为主,药用部位以根茎和全株入药的种类较多,与云南部分县域的调查结果相似[19-23]。值得一提的是,当地客观自然地理条件限制了植物资源的丰富度。澄江县地处滇中地区,人类活动频繁,农耕文化显著,县域国土面积较小(916 km2),具有“三分湖三分山三分坝区”的地形地貌特征。同时,森林覆盖率低,天然林面积少,多为荒山灌丛[24-25]。澄江县域内,仅在北面的梁王山和西北角的老虎山以及东边的磨盘山等地分布着零星的华山松、云南松和桉树等人工林,其余多为皮哨子(Sapindusdelavayi)、干香柏(Cupressusduclouxiana)、木棉(Bombaxceiba)、清香木(Pistaciaweinmannifolia)和红椿等野生树种。
(5)野外调查中,当地野生药用植物资源受人为干扰活动明显,亟需重视宣传可持续利用的重要性。长期以来,当地人保留着上山采挖药材的习俗,市场上有出售新鲜采挖的兔耳兰(Cymbidiumlancifolium)、小红参和黄草乌等野生药用植物。部分野生重点药材野生资源锐减,如白芨属(Bletilla)、党参、臭参(Codonopsispilosula)和重楼等。因此,有必要推广中药材人工栽培技术,用栽培药材替代野生资源,满足市场需求,实现野生植物资源的可持续利用和发展。同时,当地土地利用的传统模式也有必要因地制宜调整。例如,在梁王山西边的保护区边缘地带,开荒种植蔬菜的土地利用模式已持续近半个世纪[26]。近十多年来,新兴的森林旅游资源开发规划的探索,梁王山自然保护区也吸引着越来越多的户外运动爱好者[27]。2020年,有报道称在梁王山有花卉公司开展抢救性种植滇牡丹[28],类似保护工作以期得到更多社会力量的肯定和支持。
围绕着野生药用植物资源的保护和利用,本文提出两点建议供参考。
(1)继续加强野外调查,全面系统掌握当地乡土药用植物资源种类,包括高等真菌、苔藓、地衣和蕨类等。
(2)基于本研究结果,结合当地经济发展需要,可设立三类药材种植规划区,重点保护当地野生重点药材资源。①在气候温凉的梁王山,针对滇牡丹、重楼、百合、党参、臭参、小白及等重点保护物种,建立珍稀濒危野生药用植物资源收集中心,创建以滇牡丹为主的地理标志性药材。②在东边以化石地博物馆为科普生态旅游中心的灌丛区,结合抚仙湖流域的植被恢复项目的实施,可建立药用兼观赏的药材种植基地,包括玫瑰、芍药和金盏花等。③在热量充足的南盘江边的海口镇等地,建立亚热带经济药材种植基地,包括红椿、木棉、凤凰木(Delonixregia)和美丽异木棉(Ceibaspeciosa)等,发展红色木棉旅游小镇。
致谢:澄江县第四次中药资源普查项目由云南省澄江县卫生健康局和西南林业大学组建的澄江中药普查队完成;物种鉴定得到中国医学科学院药用植物研究所云南分所李海涛和王云强、中国科学院昆明植物研究所陈丽的帮助。