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太子山保护区樟科木姜子分布调查浅析*

2024-04-03妥永华马得俊陈宏福郭鹏辉

甘肃科技 2024年2期
关键词:木姜子太子自然保护区

妥永华,马得俊,陈宏福,郭鹏辉△

(1.甘肃太子山国家级自然保护区管护中心,甘肃 康乐 731505;2.西北民族大学生命科学与工程学院,甘肃 兰州 730030)

木姜子(LitseapungensHemsl.),又名山胡椒、腊梅柴、滑叶树、山姜子,是樟科木姜子属落叶乔木,主要分布在热带和亚热带地区[1]。木姜子中含有丰富的黄酮类、生物碱类、木脂素、甾体、内酯、挥发油等化学成分[2],在《本草纲目》《中华本草》《开宝本草》等中医药著名典籍均有记载。在医药领域,木姜子可用于抑菌,研究表明,对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌、黄曲霉素等具有良好的抑菌效果[3-4];木姜子还可用于治疗炎症,多项研究表明,木姜子和忍冬藤配伍可有效降低炎症反应,可用于治疗哮喘等疾病[5-6]。在食品工业领域,木姜子可用于制作食品香精、防腐剂和保鲜剂[7-8]。此外,因其含有丰富的芳香油、脂肪油、挥发油等挥发性物质[9],也在化妆品、精油、肥皂、润滑油等生活用品广泛应用[10],具有极高的经济价值。

但是目前,中国对于木姜子的开发利用还处于起步阶段,对其开发利用尚不完善[11]。一方面,野生木姜子分布散乱,采集困难,且木姜子具有涵养水源、保持水土、防止环境恶化的生态功能,贸然对其进行采伐会对环境造成极大破坏;另一方面,木姜子的人工种植较少,仅在江苏、四川、江西、贵州等地有部分人工种植,且没有形成产业化,原材料的采购困难。此外,人们对于木姜子野生植物资源的分布情况和分布环境缺乏了解,对木姜子植物资源的保护和综合开发利用价值认识不足,导致木姜子资源尚未得到应有的开发和利用。

甘肃省太子山国家级自然保护区位于甘肃省中部,既是青藏高原与黄土高原过渡地带森林生态系统类型自然保护区,又是黄河上游、甘肃中南部地区重要的天然屏障和水源涵养地[12]。经实地调查发现,太子山保护区内有木姜子分布,但受保护区前期保护力度不足、环境变化等因素的影响,保护区内木姜子种群数量稀少,且分布散乱。因此,文章就太子山保护区的天然木姜子群落分布进行调查研究,了解木姜子的生长环境,以期为木姜子的保护及开发利用提供理论依据。

1 调查区概况

太子山国家级自然保护区属森林生态系统类型自然保护区,位于临夏回族自治州与甘南藏族自治州之间,属温带大陆性季风气候,太子山东南起洮河下游地区,西南与甘南藏族自治州临潭、夏河、合作、卓尼四县(市)毗邻,东北和临夏州康乐、和政、临夏三县相接。介于东经102°43′~103°42′,北纬35°43′~103°4′之间,东西长约100 km,南北宽约10 km,海拔在2 200~4 636 m之间。保护区前身为临夏州太子山总场,始建于1957 年,下辖紫沟、东湾、药水、松鸣岩、新营、甲滩、关滩和槐山子8 个保护站(圃)。保护区属温带大陆性气候,年平均气温5.1 ℃,无霜期110 d左右,年平均降雨量660 mm,海拔在2 200~4 332 m 之间。保护区主要为森林灰褐土,土壤厚度为30~40 cm。

2 调查方法

采用野外实地调查、文献查阅及与当地居民访谈走访相结合的方法对保护区及其周边区域的木姜子资源进行了较为全面的分析和调查。野外调查主要结合太子山国家级自然保护区的地形、生境和植被类型等具体情况,有重点地选择路线调查,使调查路线基本上覆盖太子山国家级自然保护区的主要生境和大部分地区。同时,采用生长锥取样查数年轮和查数枝层的方法对太子山国家级自然保护区木姜子的树龄进行抽样调查。

3 太子山国家级自然保护区木姜子分布情况

3.1 太子山国家级自然保护区木姜子主要分布地形

在太子山国家级自然保护区所辖东湾保护站和甲滩保护站内海拔2 400~2 600 m 的中山阳坡、半阳坡均有木姜子天然分布,半阳坡分布的林木株数明显多于阳坡,坡度在60°~80°之间(表1)。在同海拔区域的阴坡、半阴坡均未发现木姜子天然分布,这主要是因为木姜子喜光,喜温暖至高温湿润气候,阴坡无法满足木姜子的生长需要。

表1 太子山保护区木姜子天然林群落调查统计表

3.2 太子山国家级自然保护区木姜子的伴生树种和植物

木姜子天然群落主要伴生树种有菰帽悬钩子(RubuspileatusFocke)、灰栒子(CotoneasteracutifoliusTurcz.)、西北蔷薇(RosadavidiiCrép.),华北珍珠梅[Sorbariakirilowi(iRegel&Tiling)Maxim.],陇东海棠[Maluskansuensis(Batalin)C.K.Schneid.],下木盖度70%以上。伴生植物为牛尾蒿(Artemisiadubia Wall.exBesser)、三脉紫菀(AsterageratoidesTurcz.)等,盖度不足10%。太子山国家级自然保护区内木姜子的种群结构较为简单,受自然灾害等外界因素影响后,木姜子的天然林分将较难恢复。

3.3 太子山国家级自然保护区木姜子的树龄及生长量

利用生长锥取样查数年轮和查数枝层的方法对样地内的木姜子的树龄进行抽样调查,测定太子山国家级自然保护区木姜子的树龄在15年左右,属于壮龄,因此达到了结实年龄。此外,对近3年的高生长量进行了测量,在2.9~3.2 cm之间,这表明太子山国家级自然保护区木姜子生长状况良好,可用于木姜子种质资源的筛选及开发利用工作。

4 太子山国家级自然保护区木姜子稀少成因分析

4.1 气候环境

木姜子在太子山国家级自然保护区内有零星分布,但分布规模并不大,气候环境因素占主要原因。气候因素是影响植物生长的一个重要因素,随着人类活动范围的不断扩大,地球上的气候环境发生很大的变化,野生植物的生长与繁殖都受到很大的影响[13]。首先,木姜子喜暖,现有72种木姜子多分布于中国西南部和南部的热带、亚热带地区[14],而保护区属于温带大陆性气候,在气候上限制了木姜子生长环境。其次,木姜子多生长于海拔800~2 300 m的山地、丘陵灌木丛中,且喜生在中阳坡、半阳坡,但保护区海拔2 200~4 332 m之间,且多位于2 700 m以上[15],因此在地理上制约了木姜子大规模分布。

4.2 自然灾害

而雪灾、霜冻等极端天气直接威胁到木姜子开花授粉和发芽,根据太子山2012—2022年的历史资料来看,在木姜子3月下旬—5月上旬的花期和4月中旬—5月上旬的发芽期期间,10年中有2次在4月10 日—5 月5 日期间发生较为严重的晚霜,骤降至零下[16];有3次在4月14日—5月13日期间在太子山大规模降雪,这都对木姜子的自然繁殖造成了极大的影响。此外,泥石流、山体滑坡、霜冻、雪灾等自然灾害也会对植物的生长造成不利的影响[17],这会对木姜子生长环境造成极大的破坏,影响其生长和繁衍。

4.3 人为原因

太子山国家级自然保护区内,木姜子的分布一般在与甘南州相邻的区域,甘南州畜牧业发达,牧民游牧对木姜子的生长造成了一定的影响。同时,偷伐对木姜子天然林的生长及资源恢复也极为不利。此外,太子山国家级自然保护区内的木姜子已达到结实年龄,但是保护区内缺乏相关的技术人才,无法对木姜子进行人工繁育。

5 太子山国家级自然保护区木姜子保护研究对策及意见建议

5.1 加强保护力度,扩大调查范围

首先,要加大对现已发现的木姜子的保护力度,定期对木姜子的生长状况进行记录,对于生长状况不佳的木姜子及时进行诊治。同时,针对该种群分布范围小、数量少的现状,要加强对木姜子的动态监测研究和保护管理。此外,要扩大该种群的调查范围,以现保护区木姜子生活环境为调查条件,对木姜子在保护区的分布进行进一步研究,为后续木姜子的扩繁培育奠定基础。

5.2 优化繁育技术,提高繁育效率

在加强对木姜子的保护的同时,要开展对木姜子的扩繁培育。木姜子常规用种子繁殖,但木姜子种子休眠期长,发芽率低,且发芽迟缓,持续时间长,采用种子繁殖的繁殖效率低[18]。木姜子还可采用无性繁殖技术进行繁殖,可以缩短育种周期,同时保证果实的高产和稳产[19]。此外,还可利用分子育种技术,可以对木姜子的优良基因进行直接选择和有效聚合,可大幅度缩短育种年限[20],提高木姜子的育种效率。

5.3 加大人才培养力度,提高保护繁育水平

加大太子山国家级自然保护区工作人员培训力度,通过现场教学、实地演练等方法,提高保护区内管理人员的技术水平。通过学习先进的保护管理经验、先进繁育技术,提高太子山国家级自然保护区内木姜子种群数量。

6 太子山国家级自然保护区木姜子开发利用建议

6.1 建立木姜子原料林基地,供应充足的木姜子原料

太子山国家级自然保护区内木姜子的分布散乱,采集困难,不利于木姜子的开发利用。因此,利用先进育种技术,提高木姜子的育种效率,建立木姜子原料林基地。此外,根据保护区土地资源情况,采取按亩生产,育苗投产的方式,构建木姜子原料林基地,为更好实现木姜子深加工体系提供资源和便捷。

6.2 加大科研研发力度,使木姜子种质资源得到充分利用

目前,木姜子在药品、食品、化妆品和饲料中应用广泛,但是其核心成分含量以及加工技术等方面的研究还不足[21],同时对于木姜子在水源涵养、水土保持、防止环境恶化等方面的作用机制的研究尚不能深入。因此,为了更好地利用木姜子种质资源,要在研发方面加以投入,鼓励科研团队对栽培技术、成分分析、药用价值、生态功能等方面进行系统的科学研究。

7 总结

甘肃省太子山国家级自然保护区地处青藏高原与黄土高原的交界处,现有的科普资料对木姜子资源记录较少,调查显示保护区内木姜子天然群落结构简单,自然灾害对木姜子林分正常生长、更新造成一定的影响,不利于天然林分恢复,且现有林木均为近代天然更新的林木。因此,在未来的发展中应充分利用此次调查研究成果,扩大调查范围,尤其是在种质资源保存库建立、异地扩繁培育、保存利用规划等方面,利用木姜子的生长习性和生物学特征进行苗木培育,分析总结出成熟的育苗技术模式,形成规模化生产优质壮苗。同时积极与周边药材及工业生产基地合作、交流,提高良种壮苗的使用率,充分发挥木姜子天然林木的生态效益和社会效益。

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