山西省野生铁线莲属植物种质资源调查研究

雷 蕾， 周玉霞， 荆 瑞， 陈陆琴

(太原植物园， 山西 太原 030000)

铁线莲属植物(Clematis)属毛茛科(Rarunculaceae)，多年生木质或草质藤本，或为直立、半直立灌木。全世界约355种[1]，各大洲均有分布，主要分布于热带和亚热带，寒带也有分布。我国是铁线莲属种质资源最丰富的国家，约155种，全国各地均有分布，主产西南地区[2]。

目前，铁线莲园艺品种较多，并广泛应用于家庭花园、公园以及植物园中，是十分重要的园林绿化植物。但多数品种存在耐热性较差、抗病性弱，尤其是夏季生长缓慢，枝叶干枯。不仅影响景观效果，还影响种子的饱满性，给种子繁殖和育种工作带来很大的影响[3]。我国有非常丰富的野生铁线莲属植物资源，但在资源调查、保护和利用方面还明显不足。

近年来，国内学者对铁线莲属种质资源进行了不同程度的调查研究，结果表明，云南是中国铁线莲属资源分布最多的省份，有83种(59种24变种)，占全国1/2以上，其中有56种(含变种)为中国特有，16种(含变种)为云南特有[4]。和云南邻近的四川、西藏、贵州、广西分别有78、49、42、33种(均包含变种)[5]。在华北，北京地区野生铁线莲属植物共计11种，主要分布在北京西部和北部山区，其中槭叶铁线莲(C.acerifolia)为北京市特有种[6]。陕西秦岭分布的野生铁线莲属植物有18种4变种[7]。山西地区有着丰富的野生铁线莲属植物资源，其中不乏一些观赏性状优良的种类，但是并未受到重视，系统的研究和开发利用较少。因此，本研究对山西地区野生铁线莲属植物资源进行调查，以期为山西地区野生铁线莲属植物的资源保护、引种驯化及开发利用提供基础资料及参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

山西是典型的黄土覆盖的山地高原，地势东北高西南低，介于东经110°14′～114°33′，北纬34°34′～40°44′之间，总面积15.67万km2。地貌类型复杂多样，有山地、丘陵、高原、盆地、台地等，大部分地区海拔在1 000 m以上，最高处为东北部的五台山叶头峰，海拔达3 058 m，是华北最高峰；最低处为南部边缘运城垣曲县东南西阳河入黄河处，海拔仅180 m。境域地势高低起伏异常显著。

山西气候为温带大陆性季风气候。由于太阳辐射、季风环流和地理因素影响，山西气候具有四季分明、雨热同步、光照充足、南北气候差异显著、冬夏气温悬殊、昼夜温差大的特点。山西省各地年平均气温介于4.2～14.2 ℃之间，总体分布趋势由北向南升高，由盆地向高山降低；全省各地年降水量介于358～621 mm之间，季节分布不均，夏季6-8月降水相对集中，约占全年降水量的60%。

由于山西省气候错综复杂，植被变异和更替明显，因而导致了土壤类型多样性和复杂化，植物类型多样化，独特的地理环境成为植物的天然宝库。主要土壤类型为亚高山草甸土、灰褐土、草甸土、棕壤等[8]。山西地区在世界植物区系上隶属于泛北极植物区、中国-日本森林植物亚区，在国内的植物区系系统上属于华中、华北植物区系的一个过渡带。

1.2 研究方法

通过查阅《中国植物志》[9]《山西植物志》[10]，对山西省11个地级市38个县级行政区进行野外考察并采集引种植物种质资源，详细调查并记录植物的种类、生物学特征、生活型、分布及生境等。调查地区涉及太原市的阳曲县、清徐县、娄烦县，大同市的灵丘县、广灵县、浑源县，朔州市的山阴县、应县、右玉县，忻州市的宁武县、代县、五台县、偏关县，晋中市的灵石县、榆社县、左权县、太谷县、祁县，阳泉市的孟县、平定县，晋城市的沁水县、阳城县、泽州县，长治市的壶关县、武乡县、平顺县，临汾市的吉县、霍州市、浮山县、翼城县，吕梁市的万山县、兴县、文水县、孝义市，运城市的永济市、闻喜县、恒曲县、芮城县。具体调查地点在忻州宁武芦芽山、吕梁庞泉沟、晋城市阳城县莽河猕猴保护区、历山保护区等国家级自然保护区、五台山、霍山、绵山等省级自然保护区及壶关大峡谷、晋祠等自然风景区。

2 结果与分析

2.1 山西地区铁线莲属野生资源植物种类

查阅《山西植物志》和《中国植物志》，山西共有铁线莲属野生资源14种，7变种。通过野外调查、采集引种以及整理鉴定等，初步认定山西铁线莲属植物共计19种，8变种，总类群数为27(表1)。其中包括山西省植物新纪录5种，1变种：羽叶铁线莲、细花铁线莲、美花铁线莲、威灵仙、小木通和无裂槭叶铁线莲。

表1 山西省铁线莲属植物种类、分布及物候Table 1 Species,distribution and phenology of Clematis in Shanxi province

2.2 山西铁线莲属植物分布

2.2.1水平分布

调查发现，山西省铁线莲属野生资源广泛分布于省内的11个市，38个县。且每个地区的分布种数不一致。其中，大叶铁线莲、短尾铁线莲分布范围最广，各个考察区域均有分布，适应性较强，是植物群落中的广布种。分布区数量大于等于5的种(或变种)有芹叶铁线莲、长瓣铁线莲、半钟铁线莲、黄花铁线莲、粉绿铁线莲、灌木铁线莲、棉团铁线莲、毛果扬子铁线莲等8种。分布区域较狭窄的有宽芹叶铁线莲、细花铁线莲、白花长瓣铁线莲、石生长瓣铁线莲、威灵仙、秦岭铁线莲、太行铁线莲、独裂太行铁线、宽萼圆锥铁线莲、辣蓼铁线莲、陕西铁线莲、小木通、羽叶铁线莲、钝萼铁线莲、粗齿铁线莲、无裂槭叶铁线莲、美花铁线莲等17种，其中威灵仙、小木通、羽叶铁线莲、美花铁线莲只在一个区域分布。

2.2.2垂直分布

山西铁线莲属野生资源的垂直分布范围为200～2 000 m，其中1 000～1 100 m是种质资源分布最集中的海拔区域(图1)。山西大部分地区的海拔在1 000 m以上，属高海拔地区。在海拔1 000 m以下分布的种有大叶铁线莲、芹叶铁线莲、宽芹叶铁线莲、长瓣铁线莲、半钟铁线莲、黄花铁线莲、粉绿铁线莲、棉团铁线莲、太行铁线莲、独裂太行铁线莲、辣廖铁线莲、短尾铁线莲、钝萼铁线莲、无裂槭叶铁线莲等14种，其中海拔200～300 m处仅有大叶铁线莲1种。海拔1 000～2 000 m处有大叶铁线莲、芹叶铁线莲、宽芹叶铁线莲、细花铁线莲、长瓣铁线莲、白花长瓣铁线莲、石生长瓣铁线莲、半钟铁线莲、黄花铁线莲、粉绿铁线莲、灌木铁线莲、棉团铁线莲、威灵仙、秦岭铁线莲、宽萼圆锥铁线莲、辣蓼铁线莲、陕西铁线莲、小木通、羽叶铁线莲、毛果扬子铁线莲、短尾铁线莲、钝萼铁线莲、粗齿铁线莲、美花铁线莲等24种。其中海拔1 900～2 000 m处只有长瓣铁线莲1种。多数铁线莲属植物垂直分布集中在500～1 500 m，其中短尾铁线莲的垂直幅度最大，位于海拔300～1 700 m处；威灵仙、小木通、羽叶铁线莲和美花铁线莲的垂直幅度最小，仅分布于一个海拔梯度处。

图1 山西省铁线莲属野生资源在各海拔高度分布种数 Fig.1 Distribution of wild resources of Clematis in Shanxi province at various altitudes

2.2.3山西省铁线莲属野生资源与邻近省的比较

根据《中国植物志》统计以及文献研究，全世界共有铁线莲属植物约355种，我国约155种，占比43.6%，是该属种质资源最丰富的国家。我国铁线莲属种质资源比较丰富的地区主要集中在西南诸省(云南、四川、甘肃、西藏)以及湖北、陕西等省。其中云南是中国铁线莲属种质资源最丰富的地区[11]，共有83种(59种24变种)。山西省铁线莲属植物共计19种、8变种，总类群数27，占中国铁线莲属资源的17.4%。根据最新的铁线莲属分类系统，它们分别隶属于6个组，占全国总组数的66.6%，类群数约占全国的7.6%，类群数高于河北(16)[12]、北京(11)[6]、山东(6)[13]，而且也高于南部部分省份，如安徽(25)、江苏(20)、江西(19)和福建省(14)[14]。山西与邻近省相比，其气候、温度、海拔等影响植物群落多样性的因素均相近，导致区域植物种类具有一定的相似性。调查分析表明，山西铁线莲属野生植物种类，与北京有10个共有种，与河南有17个共有种[15]，与河北有14个共有种，与山东有4个共有种，与陕西有14个共有种(表2)。中国分布的铁线莲属植物中除铁线莲组，喜马拉雅山南坡的互叶铁线莲组和热带亚热带分布的菝葜叶铁线莲组在山西没有发现。其他类型的铁线莲在山西都有分布。由此可见，山西省是我国北部铁线莲属植物资源较为丰富的省份。在所有的铁线莲种类中，有4个种和1个变种为直立灌木或草本 (棉团铁线莲，灌木铁线莲，大叶铁线莲，细花铁线莲和无裂槭叶铁线莲)，其余均为藤本类群。

表2 山西省铁线莲属野生资源种数与邻近省比较Table 2 Comparison of wild resources of Clematis in Shanxi province to neighboring provinces

山西省铁线莲资源主要分布于山西的北部和南部。从县级行政区分布看，山西省铁线莲属种质资源主要集中在晋中市灵石县、忻州宁武县、五台县、吕梁方山县、运城恒曲县、永济市、芮城县、晋城沁水县、大同浑源县、临汾冀城县(图2)。从自然保护区、风景区分布看，铁线莲属种质资源主要分布于大同恒山、忻州管涔山、芦芽山、五台山，西部的吕梁关帝山，南部横跨晋中、长治、临汾的太岳山、地跨临汾、运城、晋城的中条山。其南部、东部、西部均分布着与其相邻省份的共有种。根据其分布种类数量高低，排序为太岳山>中条山=芦芽山、管涔山(宁武县)=关帝山、庞泉沟(方山县)=历山>五台山>恒山。由此可见，太岳山是省内铁线莲属植物的分布中心。其中山西常见的铁线莲属植物为大叶铁线莲和短尾铁线莲，广泛分布于省内的各个考察区内。

注：1.太原市；2.阳曲县；3.清徐县；4.娄烦县；5.灵丘县；6.广灵县；7.浑源县；8.山阴县；9.应县；10右玉县；11.宁武县；12.代县；13.五台县；14.偏关县； 15.灵石县；16.榆社县；17.左权县；18.太谷县；19.祁县；20.孟县；21.平定县；22.沁水县；23.阳城县；24.泽州县；25.壶关县；26.武乡县；27.平顺县； 28.沁源县；29.吉县；30.霍州市；31.浮山县；32.翼城县；33.方山县；34.兴县；35.文水县；36.孝义市；37.永济市；38.闻喜县；39.恒曲县；40.芮城县。图2 山西省铁线莲属植物分布情况Fig.2 Distribution of Clematis palnts in Shanxi province

山西省铁线莲属植物具有不同的开花期。3月开花的有小木通(3—4月)和无裂槭叶铁线莲(3—5月)2种，分别分布于运城历山自然保护区和长治板山风景区、壶关大峡谷。其余始花期多集中于5—7月，有24种，仅大叶铁线莲的始花期为8月。

铁线莲属不同植物种类花期持续时间不同。大多数植物的花期为1个月，有14种，花期为2个月有宽萼圆锥铁线莲、辣蓼铁线莲、毛果扬子铁线莲、短尾铁线莲、粗齿铁线莲和无裂槭叶铁线莲等6种，花期为3个月有威灵仙、太行铁线莲、独裂太行铁线莲等3种，仅有秦岭铁线莲的花期持续时间为4个月。多数植物的花期于8月或8月前结束，只有大叶铁线莲、威灵仙、秦岭铁线莲、毛果扬子铁线莲和短尾铁线莲等5种植物的花期持续到9月。

山西省铁线莲属植物果期长短不一，多数植物的挂果期为1个月，粉绿铁线莲、棉团铁线莲、太行铁线莲、独裂太行铁线莲、辣蓼铁线莲5种植物的果期为2个月，威灵仙和粗齿铁线莲的果期为3个月，仅秦岭铁线莲1种植物的果期为4个月。

3 结论与讨论

3.1 山西省铁线莲属的园艺价值

铁线莲属植物是较好的垂直绿化素材或观赏灌木。该属植物姿态优美、花大色艳、花型丰富、花期长，且果实之宿存花柱羽状毛，形状奇特，具有较高的观赏价值。山西乡土资源具有成活率高、长势好、抗性强等优势，可以通过引种、驯化将野生资源应用于城市园林绿化中，既丰富了城市生物多样性，又提升了园林景观效果。

山西省共有铁线莲属野生资源27种(8变种)，由于种类繁多，其观赏期基本覆盖了除冬季以外的所有时期。花期3—8月，其中开花较早的有小木通和槭叶铁线莲，始花期为3月；花期较晚的为大叶铁线莲，始花期为8月，花期持续到9月。挂果期为5—9月，持续时间长达4个月。一直以来，国外育种专家培育了许多优秀品种，单株花期5—10月，不间断开花。铁线莲属资源一旦应用到城市园林绿化中，其较长的观花、观果期将会较大程度提升园林景观，并增加早春景观的多样性。

山西省园林垂直绿化植物主要为紫藤、爬山虎。紫藤花期为4—5月，主要应用于廊架绿化；爬山虎为观叶植物，秋季叶色变红，主要应用于墙面绿化，绿化形式单一、素材匮乏。铁线莲属植物大多为藤本，且部分种(品种)生长迅速，枝条攀援能力强，可以实现对廊架绿亭、立柱、墙面、造型和篱垣栅栏等绿化物的快速覆盖。铁线莲属种群庞大，花型、花色丰富，且花大色艳，花期从初春一直持续到初秋。综上所述，铁线莲属植物在园林垂直绿化中具有重要的作用，在园林应用中具有一定的前景。

铁线莲属植物在园林配置中，既可独立成景(主要应用于直立式或半直立式类群)，又可以依附于廊架绿亭、立柱、墙面等生长，还可以与其他攀援植物、乔木、灌木进行搭配种植。部分植株低矮的直立式品种还可作为观花地被种植，形成多层次的立体景观。

3.2 铁线莲属植物的开发利用和应用前景

山西省铁线莲属野生资源作为乡土植物，在养护管理中具有不可替代的优势，是园林绿化植物的重要来源之一。同时野生资源也是培育新品种、植物开发利用的基础。

3月开花的无裂槭叶铁线莲和小木通，花期早，花大，作为低矮的直立式灌木和长达6 m的藤本植株，在园林中具有开发潜能和应用前景。但是由于其生境特殊，分布地局限，数量稀少，且繁育困难，无法应用到园林绿化中。威灵仙、羽叶铁线莲、细花铁线莲、美花铁线莲等山西植物新纪录种以及粉绿铁线莲、秦岭铁线莲等基本均存在同样的困境。目前山西省铁线莲属种质资源的考察以及引种、驯化、栽培等均处于起步阶段，目前尚未应用到园林中。为了合理开发利用山西铁线属植物资源，对观赏价值、育种价值、经济价值较高、繁殖困难的种类，作为优先的重点来攻关，建议在太岳山、中条山、关帝山、五台山等资源分布较集中的区域建立铁线莲属植物引种驯化基地。

一直以来，槭叶铁线莲被认为是北京地区的特有种，2005年河南发现无裂槭叶铁线莲；此次山西省铁线莲属种质资源的调查研究中，在与河南接壤的长治板山风景区以及壶关大峡谷发现该种，但是为数不多。无裂槭叶铁线莲由于其分布区域狭窄、生境特殊，目前处于濒危状态。因此有必要对其进行保护并研究其栽培繁殖方式，并应用到园林绿化中，增加山西省早春景观的多样性。