甘肃省第四次与第三次全国中药资源普查药用植物资源物种变化及成因分析△
2023-06-06郭延秀马晓辉刘立马毅林丽王振恒崔治家郑贵森晋玲
郭延秀,马晓辉,刘立,马毅,3,4,林丽,3,4,王振恒,3,4,崔治家,3,4,郑贵森,晋玲,3,4*
1.甘肃中医药大学 药学院,甘肃 兰州 730000;
2.甘肃医学院,甘肃 平凉 744000;
3.西北中藏药省部共建协同创新中心,甘肃 兰州 730000;
4.甘肃省珍稀中药资源评价与保护利用工程研究中心,甘肃 兰州 730000;
5.甘肃中医药大学 公共卫生学院,甘肃 兰州 730000
甘肃省是我国中药资源大省,也是中药材种植大省。近年来,该省立足于独特的中医药资源及发展现代中药产业方面的资源优势,在中药、民族药事业发展方面取得了长足进步。中药、民族药产业逐步成为农村贫困地区重要的收入来源。尽管如此,甘肃省中医药产业仍欠缺深度开发,中药资源优势未得到充分利用,资源大省、产值小省的现状未得到根本改变。道地药材作为中药、民族药产业基础性战略资源的地位和作用日益凸显。加强中药资源的保护和可持续开发利用是确保中药资源可持续发展的基础。
第三次全国中药资源普查结果显示,1983—1987 年甘肃省共有药用资源1510 种,其中药用植物1250 种(原记载1270 种,其中有重复、同物异名现象的种类合并处理)、药用动物217 种、药用矿物43 种,这为甘肃省乃至全国用药提供了物质基础。时隔30 余年,甘肃省的经济、生态环境发生了巨大的改变,中药资源的种类及蕴藏量也必然随之发生变化。鉴于当时技术手段等因素限制了调查的深度和广度,甘肃省根据国家统一安排,从2012 年开始,分5 批开展了87 个县域[甘肃省下辖86 个县区,嘉峪关市为不设辖区的地级市,故第四次普查按87 个县(区、市)进行普查]的中药资源普查工作。目前,已完成了所有县域的普查工作,覆盖了甘肃省所有生态资源类型。药用植物是中药资源的重要组成部分,本文通过对第四次全国中药资源普查数据进行统计并与第三次全国中药资源普查数据进行对比分析,阐明两次普查中甘肃省中药资源的变化原因,为该省中药资源保护和可持续利用提供科学依据。
1 调查分析方法
1.1 甘肃省第三次全国中药资源普查数据整理
第三次全国中药资源普查甘肃省普查数据来源于《甘肃省中药资源普查名录》《甘肃省中药资源普查资料汇编》。通过查阅《中国植物志》(FRPS,http://www.iplant.cn/frps)、《Flora of China》(FOC,http://www.efloras.org/flora_page.aspx?flora_id=2)、中国数字植物标本馆(CVH,http://www.cvh.ac.cn)等资料对第三次全国中药资源普查甘肃省的药用资源名录进行核对分析。
1.2 甘肃省第四次全国中药资源普查数据整理
甘肃省参照《第四次全国中药资源普查方案设计与实施》[1]、《第四次全国中药资源普查技术规范》[2]分5批87个县(区、市)对药用植物资源、传统知识、中药材市场信息等进行普查,并将普查数据录入“中药资源普查信息管理系统”,校验合格后再将数据导出进行汇总分析。
2 甘肃省第四次与第三次全国中药资源普查药用植物资源种类变化情况
甘肃省第四次全国中药资源普查发现,该省药用植物资源包括藻类植物、菌类植物、地衣类植物、苔藓类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物,共调查整理到药用植物3135 种,隶属192 科955 属,远超过甘肃省第三次全国中药资源普查的170 科646属1250 种(表1);发现药用新记录种37 个,药用新记录属7 个,共有物种151 科565 属1063 种,消失或未调查到的药用植物87 科158 属187 种。
表1 甘肃省两次全国中药资源普查资源类型组成
2.1 甘肃省第四次全国中药资源普查新增资源类群
经统计,本次普查新增物种22 科309 属2072种,药用新记录种37个,入侵物种74个,增加种类较多的科有菊科(245 种)、蔷薇科(148 种)、豆科(127 种)、毛茛科(106 种)、百合科(66 种)、伞形科(62 种)、玄参科(62 种)、唇形科(60 种)、龙胆科(56 种)、虎耳草科(50 种)等;增加种类较多的属有蒿属(35 种)、马先蒿属(33 种)、风毛菊属(32 种)、龙胆属(29 种)、悬钩子属(25 种)、铁线莲属(24 种)、蓼属(22 种)、委陵菜属(21种)、忍冬属(20种)、紫堇属(19种)等。
第三次全国中药资源普查之后,科研工作者们在甘肃省陆续发现植物新记录种215 个[3-6]。其中,在第四次全国中药资源普查过程中发现文县马铃苣苔Oreocharis wenxianensisX.J.Liu &X.G.Sun 1 个新种[7];新记录属11 个[8-13],包括联毛紫菀属(Symphyotrichum)、黄肉楠属(Actinodaphne)、天葵属(Semiaquilegia)、刺蒴麻属(Triumfetta)、木犀属(Osmanthus)、蔓龙胆属(Crawfurdia)、辐花属(Lomatogoniopsis)、水茫草属(Limosella)、艾纳香属(Blumea)、母菊属(Matricaria)、冷兰属(Frigidorchi);新记录种62 个[14-23],隶属24 科49 属,其中有药用价值的有37种(表2)。这些分布新记录属、种极大地丰富了甘肃省生物物种多样性,为科学研究及寻找新药源提供了物质基础。
表2 第四次全国中药资源普查甘肃分布新记录种
2.2 甘肃省第四次全国中药资源普查消失或未调查到的资源类群
通过对比发现,甘肃省第四次全国中药资源普查消失或未调查到的药用植物资源有187 种,包括引种栽培种34 个,隶属87 科158 属,甘肃文献资料分布记载未记录的有14 种。减少的药用植物资源类型主要以菌类植物、蕨类植物和被子植物为主,其中菌类植物包括银耳科、木耳科、多孔菌科、灰包科等14 科23 属28 种,蕨类植物包括卷柏科、瓶尔小草科、凤尾蕨科、铁线蕨科、剑蕨科等11科12属14 种,被子植物包括杨柳科、桦木科、檀香科、蓼科、马齿苋科、石竹科、毛茛科、小檗科、桃金娘科、五加科、伞形科、谷精草科、百合科、兰科等58 科117 属139 种。减少的物种以百合科居多,共15 种(占比8.02%);其次为菊科,共13 种(占比6.95%);豆科、多孔菌科各6种(占比3.21%);兰科、五加科、毛茛科、伞菌科、伞形科各5 种(占比2.67%)。
3 两次全国中药资源普查甘肃省药用植物种类变化成因分析
经对比分析,甘肃省第四次全国中药资源普查药用植物种类数虽较甘肃省第三次全国中药资源普查新增了22 科309 属2072 种并调查到了新的藻类植物类群,但有187 种药用植物资源消失或未调查到,部分物种分布区域逐渐缩小,资源量锐减,尤其是珍稀濒危物种和常见栽培大宗药材的野生资源,如野生当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels、野生黄芪Astragalus membranaceusvar.mongholicus(Bunge)P.K.Hsiao 等。因此,本文进一步分析和阐明近30 余年来甘肃省中药资源物种可能的变化原因,为今后甘肃中药资源的可持续开发利用、珍稀濒危物种的保护及中医药产业高质量发展提供依据。
3.1 药用植物物种数大幅增加原因
3.1.1 方法科学,确保普查区域全覆盖 第四次全国中药资源普查前期制定了《第四次全国中药资源普查技术规范》《第四次全国中药资源普查方案设计与实施》等要求,对调查取样进行了规范,方法科学合理,采取了代表区域、样地、样线、样方复合调查采样模式,确保了代表区域的全覆盖。与第三次全国中药资源普查相比,此次普查涵盖了甘肃省所有植被类型,为此次普查过程中物种的采集和新物种、新分布的发现创造了有利条件。
3.1.2 技术先进,提高了普查的准确度 甘肃省第四次全国中药资源普查县级普查方案中样地随机设计过程应用到了ArcGIS 和3S 技术[即遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)空间信息技术]等[24];为了在野外调查中精准到达样地并记录各种信息,使用了现代小型数字化新设备个人数字助理(PDA)[25]。与其他手机等电子设备相比,PDA 不需有移动信号便可使用,避免了大山深处无信号而无法精确找到样地及迷路的情况,实现了核心指标(物种、位置、数量)的快速采集[26]。在整个普查过程中提出了“失之毫厘,谬以千里”的调查要求,确保了此次普查的质量。
3.1.3 团队专业,保障了外业全面调查及物种的准确鉴定 甘肃省第四次全国中药资源普查采取“省-县-高校联动”的工作机制,由甘肃中医药大学技术牵头,联合西北师范大学、甘肃农业大学、兰州大学、兰州理工大学、河西学院、陇东学院、甘肃医学院、陇南师范高等专科学校、甘肃省药品检验研究院共10 所高校或科研单位,吸纳了全省中药学、植物分类学、药用植物学、中药资源学、生态学、动物学、信息工程等专业的专家及学生,组成了专业技术实力雄厚的科学普查团队,为野外全面调查及物种准确鉴定奠定了基础。
3.1.4 气候环境的变化及自然保护区的建立影响了物种的分布 全球气候环境的变化及自然保护区的建立对物种的分布影响极为显著。近40 年间,学者对甘肃省生物多样性进行了多次调查,陆续发现了甘肃省新物种、新分布种211 个[3,6-23],其中,此次普查发现了宜昌蛇菰等62个新记录种[7-23]。这些新物种、新分布的发现进一步丰富了甘肃省物种的多样性,补充了科研相关研究材料,也表明自然环境得到了有效的保护和改善。
3.1.5 社会经济快速发展,极大地推动各区域生物物种的主动或被动交流 我国西部大开发战略的实施、“一带一路”建设和经济贸易活动的发展,不但促进了我国与外邦政治、商贸和文化交流,促进了中医药的发展,同时也推动了各个区域间物种的交流和使用[26]。通过查阅中国外来入侵物种信息系统中《中国入侵植物名录》(http://www.iplant.cn/ias/protlist),此次普查发现甘肃省入侵物种74 个,隶属23 科55 属,其中恶性入侵类物种7 个,如反枝苋Amaranthus retroflexusL.、小蓬草Erigeron canadensisL.、钻形紫菀Symphyotrichum subulatum(Michaux)G.L.Nesom 等,且钻形紫菀为此次普查发现的新记录种;严重入侵物种18 个,如牛膝菊Galinsoga parvifloraCav.、香丝草Erigeron bonariensisL.、杂配藜Chenopodium hybridumL.等;局部入侵类物种10 个,如婆婆针Bidens bipinnataL.、苘麻Abutilon theophrastiMedic.等;一般入侵类物种23个,如欧洲千里光Senecio vulgarisL.、草木樨Melilotus officinalis(L.)Pall.、弯曲碎米荠Cardamine flexuosaWith.等;有待观察类物种16个,如聚合草Symphytum officinaleL.、飞燕草Consolida ajacis(L.)Schur.等。其入侵既可能对甘肃物种及生态环境构成巨大威胁,又可能像红车轴草、紫穗槐、鸡冠花等作为绿化观赏植物被利用归化。
3.1.6 顶层技术路线设计科学,挖掘出大量药用新资源 此次普查过程中将药用植物资源中的冷背药材、少常用药材、民间草药、民族药乃至目前尚未开发利用的植物药都纳入了调查范围,如锦鸡儿Caragana sinica(Buc′hoz)Rehder、亚大黄(穗序大黄Rheum spiciformeRoyle.)、祖师麻(黄瑞香Daphne giraldiiNitsche)、骆驼蓬[骆驼蓬Peganum harmalaL.、多裂骆驼蓬Peganum multisecta(Maxim.)Bobr.]、凹叶瑞香Daphne retusaHemsl.、唐古特瑞香Daphne tanguticaMaxim.)、鬼箭羽[卫矛Euonymus alatus(Thunb.)Sieb]、扁蕾Gentianopsis barbata(Froel.)Ma、花锚Halenia corniculata(L.)Cornaz.、五月霜(铃铃香青Anaphalis hancockiiMaxim.)、小六月寒(光果莸Caryopteris tanguticaMaximowicz)、老鼠瓜(爪瓣山柑Capparis himalayensisJafri)等,做到了不同资源类型的全面调查,挖掘出了一批新的药用资源。
总体来说,第四次全国中药资源普查从技术方法、仪器设备、人员组织、调查范围等各个方面都有了极大的改进和提升,从而使甘肃省第四次普查药用植物资源物种数大幅增长。
3.2 物种消失或未调查到的原因
3.2.1 盲目引种栽培、品质低劣,使其自然淘汰 在20世纪80 年代,全国大力推行药用植物引种栽培运动,第三次全国中药资源普查甘肃引种栽培药用植物品种多达56 个。第四次全国中药资源普查未调查到的品种达34 种,如藏边大黄Rheum australeD.Don、土人参Talinum paniculatum(Jacq.)Gaertn.、罗勒Ocimum basilicumL.、狭叶当归Angelica anomalaLailem、西洋参Panax quinquefoliumL.、伊犁贝母Fritillaria pallidifloraSchrenk等。其原因可能是当时盲目引种栽培,引种栽培后植物不适应甘肃气候环境或药用部位品质达不到要求而被淘汰,现已不再种植。
3.2.2 城镇化建设的加速和气候环境的变化导致药用植物适生区减小或丧失 近年来,甘肃省社会经济发展和产业结构优化调整、城镇化建设加速、交通运输网扩建、旅游业快速发展,使陇南、天水、定西、祁连山等传统道地中药材产区环境不断被破坏,中药资源适生区减小,导致此次普查未调查到或濒危。例如,第三次全国中药资源普查记载的瓶尔小草Ophioglossum vulgatumL.、祁连山乌头Aconitum chilienshanicumW.T.Wang、狭叶重楼Paris polyphyllavar.stenophyllaFranch.等已较为罕见。道地产区为甘肃省岷县及周边地区的道地大宗药材当归历史悠久、品质优良,被业界所公认,而本次普查已成稀有野生中药资源。
3.2.3 对菌类药用植物有待深入调查研究 甘肃省分布的大型真菌类有480 余种,第三次全国中药资源普查调查到菌类药用植物共35 种,如王海燕等[5]对甘肃莲花山国家级自然保护区和部分早年收藏的大型真菌标本进行鉴定整理,甄别出甘肃大型真菌新记录69 种,说明甘肃菌类植物资源丰富。而第四次全国中药资源普查只调查到菌类药用植物19种,经对比分析发现,此次未调查到的菌类药用植物达28种,如常见的麦散黑粉菌Ustilago nuda(Jens.)Rostr.、玉米黑粉菌Ustilago maydis(DC.)Corda、木耳Auricularia auricular(L.ex Hook.)Underw.、茯苓Poria cocos(Schw.)Wolf等。
3.2.4 分类学上的物种归并或当时错误鉴定 目前,被子植物分类系统采用的是最新的APG Ⅳ系统,一些物种被归并处理,如菘蓝Isatis indigoticaFortune 与欧洲菘蓝Isatis tinctoriaLinnaeus 被归并为欧洲菘蓝、秀丽假人参Panax pseudo-ginsengWall.var.elegantior(Burkill)Hoo et Tseng 与羽叶三七Panax pseudo-ginsengWall.var.bipinnatifidus(Seem.)Li.被归并为疙瘩七Panax japonicusvar.bipinnatifidus(Seemann)C.Y.Wu &K.M.Feng等。有14 种药用植物没有甘肃省分布的相关文献记载,可能由于当时专业人才有限,鉴定有误或其他原因所导致,如金毛狗Cibodium barometz(L.)J.Sm.产自云南、贵州、四川南部、广东、广西、福建、台湾、海南、浙江、江西和湖南南部(江华县)[27],地理隔断较大,且没有相关新记录文章记载在甘肃有分布;短柄乌头Aconitum brachypodumDiels 产自我国云南西北部(丽江)及四川西南部,生于海拔2800~3700 m 的山地草坡,有时生多石砾处[28],而第三次全国中药资源普查资料记载该物种分布于全省大部分地区,生于林缘,甘肃只有青藏高原东缘地区生境与其相似,显然该物种可能存在鉴定或记录有误等问题。
3.2.5 分布区狭小或生在悬崖峭壁,导致部分物种漏采漏查或未调查到 第三次全国中药资源普查资料中的文县重楼Paris wenxianensisZ.X.Peng et R.N.Zhao(分布于文县、康县)是国家Ⅱ级重点保护野生植物,极危种(CR),中国特有种;陇南贝母Fritillaria gansuensisS.C.Chen et G.D.Yu(分布于舟曲)、舟曲贝母Fritillaria faipaiensisP.Y.Li var.zhouquensisS.C.Chen et G.D.Yu(分布于舟曲)、漳县贝母Fritillaria przewalskiiMaxim.ex Batal.(分布于漳县)、甘肃丫蕊花Ypsilandra kansuensisR.N.Zhao et Z.X.Peng(分布于舟曲)等均为甘肃特有药用物种,其分布区域相对狭小,资源量小,且部分物种生长在悬崖峭壁,无法调查采集,从而导致物种的漏采漏查或未调查到。
4 总结与展望
中药资源是中医药的物质基础,直接关乎生物多样性保护、中医药产业发展与中医药文化的传承与创新,具有国家层面上的战略意义,其质量与丰富程度关系到中医药战略的实施和中医药事业的可持续发展[29]。中药资源决定着中药产业的发展,甘肃省中药资源丰富,素有“千年药乡”的美誉,特色资源丰富多样,发展空间广阔。应聚焦甘肃特色中药资源,护航中药资源的可持续发展。建议以系统中药学为指导,开发与保护并举。重点研究和开发以秦艽、红芪、羌活、肉苁蓉、锁阳、祖师麻、兰州百合、苦水玫瑰等甘肃特色药用植物资源为原料的产品;充分挖掘独一味、全缘叶绿绒蒿、桃儿七、骆驼蓬、蒙古芯芭、蓝翠雀花、老鼠瓜、水母雪兔子等民族特色药用资源及其特殊用法,开展药理学、毒理学和临床研究等工作,加速民族药的安全性、有效性和新用法的研究与成果转化,推动民族医药的现代化和产业化,同时利用新技术、新手段加强野生抚育驯化栽培等基础研究工作,保障资源的可持续利用。中药资源的保护存在种类多、分布范围分散、产值规模小、保护难度大等问题[30],需分区域、分品种、分层次系统梳理中药资源的来源及丰富度,分类制定濒危、趋于濒危中药资源先保护后开发的措施,建立动态监测体系,形成珍稀濒危中药资源保护长效机制。