百草园药用植物组成及生态类型结构研究

邓 利

(广西生态工程职业技术学院林业工程学院, 广西 柳州 545004)

广西地处亚热带,受水热条件影响以及大面积石灰岩的存在,植物种类繁多,是我国中药植物资源最丰富的地区之一。在1983—1987年开展的第三次全国中药资源普查中,共记载广西药用植物资源达4 064种[1],物种数量仅次于云南,其中常用中药材就达470种。同时,广西壮族[2]、瑶族[3]、毛南族[4]等少数民族在社会经济长期发展中也形成了独特的民族医药,民族药和中药在一定程度上满足了广西地区广大群众防病、治病和养生的需求。近年来在广西百色[5]、河池[6]、宜州[7]等地开展药用植物资源调查中观察到,烧山耕地、成片种植果树和经济林等经营行为已对其生境造成不同程度的破坏,而掠夺性采挖等行为使其种类和数量日益减少,已导致一些以根部或全草入药植物呈濒危稀少状态[8]。

药用植物是中草药栽培与加工技术、中药材生产与加工等高职院校相关专业理论和实践课程必需的学习内容。学生通过掌握药用植物育种、栽培、中药加工等知识将成为具备中草药栽培技术、中药加工、中药质量鉴定等技术的技能人才。以药用植物为主的百草园和以中草药栽培技术为主的林业温室大棚科普基地为培养中药行业技能型人才提供了理论学习和实践操作的场所。本文拟对百草园药用植物资源从植物种类、药用部位、果实类型和生活型等生态类型等方面进行研究,以期为中草药栽培等后续课程教学奠定基础,为其他高校和中小学提供科研和科普教育等资源,也为合理开发、利用和保护广西药用植物资源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

百草园位于广西柳州市北部生态新区沙塘镇,属于南亚热带季风气候,温度适宜、雨量充沛,日光充足,四季常绿,年平均气温20.5 ℃,年平均降雨量1 400 mm,年平均日照1 600 h以上,无霜期长达300 d以上。百草园作为中草药栽培实训基地现有药用植物约170种。

1.2 研究方法

通过对百草园药用植物进行图片拍摄和分类鉴定,参阅《中国植物志》《广西植物图鉴》等文献,形成植物名录。对其中常用的82种药用植物的入药部位、果实类型、株生长型、根生长型和Raunkiaer生活型进行分类。统计诸类型数量作为其结果分析的数量指标。药用植物入药部位参照黄元河等[5]的方法确定,其中药用部位分为根类、根状茎类、皮类、果实(种子)类等;果实类型参照陆时万等[12],Spjut[13]的方法确定,分为蒴果、瘦果、浆果、荚果等,生长型按照乔木、灌木、藤本和草本(一二年生、多年生)划分[9];依据休眠芽或复苏芽所处位置的高低和保护方式确定Raunkiaer生活型,分为高位芽植物、地上芽植物等五大类[10];根生长型参照李建东等[11]的分类方法确定,分为直根型、根茎型、块茎型等。

2 结果与分析

2.1 百草园常用药用植物组成

百草园常用药用植物有40科75属82种,均为被子植物(表1)。其中以双子叶植物30科56属62种,分别占总科数、总属数和总种数的75.00%,74.67%和75.61%,依次为单子叶植物科、属和种的3.00倍、2.94倍和3.10倍(表1)。结果显示,包含属和种数最多的常用药用植物科为唇形科(Labiatae)7属7种,占总属数和总种数的9.33%和8.54%;其次为百合科(Liliaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae),包含属的数量分别为6,5,5个,均有6种植物,合计占总种数的21.96%。有26种植物为1科1属,合计占总科数、总属数和总种数的72.50%,34.67%和31.70%。

表1 百草园常用药用植物类群统计

2.2 百草园常用药用植物入药部位特征

根据药用植物入药部位将其分为根类、根状茎类、全草(株)类、果实(种子)类和其他类等[5],其他类是指以花、茎、叶等植物构件作为入药部位。其中以根类、全草(株)类、根状茎类和其他类作为入药部位的植物较多,均在10种以上,其数量依次为19,18,17,12种,分别占常用药用植物总种数的23.17%,21.95%,20.73%和14.63%,以根类作为入药部位的植物有黄花倒水莲、千斤拔、苦参、玄参、麦冬、何首乌等;以全草(株)类为入药部位的植物有马利筋、半边莲、半枝莲、龙牙草、虎耳草等;以根状茎类为入药部位的有知母、射干、黄精、虎杖等;其他类的有穿心莲、蕲艾、广藿香、香茅草等。皮类和果实(种子)类作为入药部位的药用植物数量较少,均为8种,合计占总种数的19.51%,以皮类入药的植物有杜仲、黄柏、橘黄、厚朴等;以果实(种子)类入药的有花椒、鸦胆子、灯笼草、砂仁等(图1)。

图1 百草园常用药用植物入药部位统计

2.3 百草园常用药用植物果实类型特征

百草园82种常用药用植物果实类型包含蒴果、瘦果、浆果、坚果、核果、荚果、蓇葖果、翅果、柑果和颖果等10种(表2)。在诸果实类型药用植物中,植物种数居前三位的分别为蒴果28种、瘦果15种和浆果11种,其余果实类型药用植物的植物种数为1～7种。果实类型为蒴果的28种植物归属于18科26属,姜科包含物种数最多,为4属5种,占蒴果植物种总数的17.86%;其次为爵床科、百合科和大戟科,分别为3属4种、3属3种和2属2种,占比为14.29%,10.71%和7.14%;其余14科均为1科1属1种,合计占比为50.00%。瘦果类药用植物有15种,归属于6科14属,菊科包含的属种数最多为6属5种,占瘦果类植物种总数的40.00%,泽泻科、桑科、蓼科、蔷薇科和荨麻科相对较少,分别有1,2,3,2,1种,所占比例依次为6.67%,13.33%,20.00%,13.33%和6.67%。

表2 百草园常用药用植物果实类型统计

果实类型为浆果的植物有7科11属11种,其中百合科植物最多,为3属3种,占浆果植物种总数的27.27%;天南星科、忍冬科均为2属2种,合计占54.55%;其余5科均为1科1属1种,包括五加科、小檗科、樟科和茄科植物。果实类型为核果的植物有6科,均为1科1属1种。

还有其他果实类型包括坚果、荚果、蓇葖果、翅果、柑果和颖果。其中坚果类植物仅分布于唇形科,有7属7种;荚果类植物有5属6种,均为豆科植物;柑果类植物有1属2种,均为芸香科植物;翅果类植物只有2种,为胡桃科青钱柳属植物青钱柳(Cyclocaryapaliurus)和杜仲科杜仲属植物杜仲(Eucommiaulmoides);颖果类植物仅存于禾本科,为1属1种。蓇葖果类植物中芸香科植物种数最多,为1属2种,其余为萝藦科和木兰科,均为1属1种。

2.4 百草园常用药用植物生态类型和结构型谱

根据植物株和根的生长体型、休眠芽或复苏芽所处位置高低和保护方式为依据,对常用药用植物进行株生长型、根生长型和Raunkiaer生活型分类。株生长型统计结果表明,百草园常用药用植物中多年生草本种类最多,为41种,占50.00%;灌木和乔木种数较为接近,分别为17种和15种,占所有生态类型总数的20.73%和18.29%;藤本植物数量最少,为4种,仅占4.88%(图2-Ⅰ)。根生长型中以直根型植物种类最多,为52种,占63.41%;根茎型次之,为15种,占18.29%;鳞茎型植物种类最少,为1种,占1.22%(图2-Ⅱ)。Raunkiaer生活型则是以高位芽植物数量最多,达27种,占32.93%;地上芽与地面芽所包含植物种数相同,均为14种,占比均为17.07%;地下芽和一年生植物依次为22种和5种,分别占28.63%和6.10%(图2-Ⅲ)。

注:生长型:乔木,T;灌木Shrub,S;藤本Liana,L;多年生草本perennial herb,P;一至二年生草本Annual herb,A.根生长型Root growth form:直根型Tap root,TR;根茎型Rhizome,R;刷状根型Brush root,BR;块根型Earthnut,E;块茎型Tuber,T;鳞茎型Bulb,B. Raunkiaer生活型Raunkiaer life form:高位芽植物Phaenerophytes,Ph;地上芽植物Chamaephytes,Ch;地面芽植物Hemicryptophytes,H;地下芽植物Geophyte,G;一年生植物Therophytes,Th.图2 常用药用植物生态类型及其结构型谱

3 讨 论

百草园常用药用植物株生长型以多年生草本种类为主,其次为灌木和乔木,藤本植物最少,与广西百色右江区1 068种[5]和新疆北塔山地区60种[14]药用植物生长型组成相比较,有较高的相似性,即均以多年生草本数量最多,藤本植物最少。百草园药用植物多来自广西且为常用药用植物,使得其与右江区有较高的相似性,但其与新疆药用植物生长型也有较高的相似性,用生长型是植物对外界环境适应的形态表现则难以解释,可能是因为多年生草本药用植物相较于乔木、灌木等木本类更易于采挖,而相较于一年生草本植物为更新恢复较快,能够多次采收、方便管理等。在亚热带地区多数植物主根明显且发达,侧根在土壤中的延伸范围较广,形成以浅根系为主的生存状态,生活型组成以常绿大、中高位芽植物为主[15],这与百草园常用药用植物株生长型和根生长型相一致即以直根型,高位芽植物为多,以上特征反映出百草园常见药用植物具有南亚热带群落植株和根系的特点,表现出南亚热带的高位芽植物气候特征。

在百草园常用药用植物中,各个入药部位的种类均有分布,其中根类、全草(株)类、根状茎类是主要药用部位,占植物种总数的65.85%。这与西藏色季拉山[18]、唐家河自然保护区[19]、广西河池金城江区[6]等地药用植物药用部位相似。中医普遍认为药用植物的根部累积的药用有效成分较多、功效较好,但采集和利用药用植物的全草(株)、根和根状茎非常不利于药用植物资源的再生及可持续生长,同时对生境产生破坏性影响,因此在开发这类药用资源时,应注意种质资源的保护,有选择地采集药材确保资源可持续利用。

百草园82种常用药用植物果实类型有10种。通过对果实类型的构成式样与水热因子关系研究发现,湿热生境有利于翅果、坚果、核果、蓇葖果、颖果类果实类型的植物发育,而干冷的生境适宜蒴果类植物生长[16],建议在百草园常用药用植物管理过程中,相较于其他果实类型植物,蒴果类植物可栽种在较为干冷环境以促进该类植物的生长发育。果实(种子)通过动物、风、自体等方式散布以扩大栖居范围来维系种群延续。在调查中观察到除了翅果和部分具冠毛的瘦果类植物通过风传播外,荚果、蓇葖果和蒴果类植物均为自体传播。表明这类植物种子随果实成熟开裂将其弹射出后,多数种子会落在母株(树)附近形成集群,使得大量种子萌发时对资源产生强烈竞争,导致死亡率增加,不利于种群扩张[17]。建议在种子成熟季节,采收一部分种子或果实以维持种群稳定性,同时可对采收的种子进行胁迫实验,为扩大物种栽培范围提供科学依据。

4 结 论

百草园82种常用药用植物隶属40科75属。其中含属、种最多的科为唇形科,有27种植物为1科1属。

百草园82种常用药用植物中多年生草本种类最多,最少的为藤本。根生长型以直根型种类为主,鳞茎型植物种类数量最少。Raunkiaer生活型则是以高位芽植物数量最多,一年生植物最少,为5种。

百草园82种常用药用植物果实类型为10种,分别为蒴果、瘦果、浆果、坚果、核果、荚果、蓇葖果、翅果、柑果和颖果。其中以以蒴果类果实类型占优势。

百草园82种常用药用植物入药部位包括根类、根状茎类、全草(株)类、果实(种子)类和其它类等5类。其中以根类、全草(株)类、根状茎类作为入药部位的植物较多,均在10种以上。