湘西药用植物分布格局研究

肖佳伟, 孙林, 陈功锡



湘西药用植物分布格局研究

肖佳伟, 孙林, 陈功锡

(吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室, 湖南吉首, 416000)

通过调查湘西地区药用植物的地理分布格局及分析其成因, 为湘西地区药用植物资源的合理开发和保护提供参考。基于实地考察与相关文献查阅的研究结果表明: 热带、亚热带、温带分布型分别占湘西药用植物总数的45.35%, 98.55%, 43.63%, 亚热带分布占绝对优势, 温带和热带成分大致相当; 在垂直方向上, 药用植物分布格局符合植物垂直分布的Rapoport法则, 即药用植物种类丰富度呈现出随着海拔升高先增加后降低的现象; 在水平方向上, 北部县域的药用植物物种多样性高于南部县域。

湘西; 药用植物; 分布格局

“湘西”系指位于东径110°～112°之间的石门—新化线以西的湖南省广大山区[1]。本文研究的区域包含湘西自治州和张家界市。该区位于武陵山区的核心地带, 地层古老, 大约成陆于距今两亿年前晚二叠纪的印支运动, 是中生代我国南方四大古陆之一江南古陆的一部分。该区为典型的喀斯特地貌[2]。既有崇山峻岭, 又有幽谷平川, 河流密布, 生境复杂, 使得东西南北植物交汇于此[1]。气候多样, 雨量充沛, 温暖湿润, 自然条件得天独厚, 拥有十分丰富的药用植物资源。

目前对于湘西药用植物的研究主要集中在资源调查[3–11]、应用基础研究[12–15]、民族药用植物开发和保护[16–20]等方面。这些研究对人们认识湘西药用植物资源、提高医药研究水平等方面起到了积极作用。自然界植物群落是植物与环境相互作用的产物, 植物空间格局分布受环境等因素的影响[21], 明确其内在的规律及机制对更好地认识和开发湘西药用植物资源尤为重要。本文拟通过对湘西药用植物种的统计和分析研究, 明确湘西药用植物的分布格局, 同时为该区产业布局、引种和植物保护的决策提供科学依据。

1 地理成分格局

湘西在大环境下属于亚热带气候, 但是由于地质地貌复杂, 导致气候类型多样, 某些地方的土壤、温度、降雨量等条件与热带和温带环境相同, 导致多种热带和温带植物也有分布。根据《中国植物志》、《Flora of China》、湘西药用植物实地分布资料, 可将湘西的2 205种(不包含真菌类)药用植物大致划分为热带、亚热带和温带药用植物分布类型来进行认识[3]。

从湘西药用植物种的分布类型所占比例(表1)来看, 热带分布种数占湘西药用植物总种数的45.35%, 如金柑、金不换、角花乌蔹莓、香茅、日本蛇菰等; 亚热带分布种占98.55%, 如湖南淫羊藿、红茴香、蓖麻、当归、茉莉花等; 温带分布种占43.63%, 如梓、栝楼、香蒲、射干等。湘西药用植物热带分布、亚热带分布和温带分布分别占湖南药用植物总种数(3 078种)的32.4%、70.59%和31.25%[22]。由此可见, 在湘西药用植物区系中, 亚热带分布种所占比例最大, 而热带分布与温带分布所占比例大致相当, 说明湘西植物区系具有过渡性、丰富性和典型的亚热带性。

有一些药用植物在湘西各县(市)域都有分布且每个地域都有较多的数量, 本文称之为湘西广布药用植物, 这类药用植物共有758种, 占湘西药用植物总数的34.4%。典型的如鳞毛蕨科的贯众、对马耳蕨, 水龙骨科的石韦、江南星蕨, 壳斗科的锥栗、钩栲, 桑科的构树、异叶榕、珍珠莲, 蓼科的何首乌、虎杖, 苋科的牛膝、空心莲子草, 樟科的香叶树、木姜子、山橿, 十字花科的独行菜、碎米荠, 蔷薇科的龙牙草、枇杷, 豆科的云实、合欢, 芸香科的花椒、柑橘、吴茱萸, 大戟科的铁苋菜、通奶草, 马鞭草科的马鞭草、草牡丹、牡荆, 唇形科的活血丹、筋骨草、剪刀草, 茜草科的茜草、栀子、鸡矢藤, 忍冬科的金银花、接骨草, 葫芦科的栝楼、绞股蓝, 菊科的苍耳、艾, 禾本科的荩草、淡竹叶, 百合科的百合、菝葜等。

还有一些特有分布的物种, 如仅限于湘西地域的特有药用植物、限于湖南境内的特有药用植物和限于华中区域的特有药用植物。华中特有药用植物有[23]: 黄连、宜昌木姜子、裂叶星果草、五叶铁线莲、皱叶铁线莲、小八角莲、湖南淫羊藿、牛姆瓜、城口细辛Asarum chinernse f、人血草、蜡莲绣球、武陵松var.等几十种。

2 水平分布格局

根据湘西药用植物行政分布地理特点(表1), 大致可以酉水河谷为界线分为南部区域和北部区域。南部区域包含吉首、泸溪、古丈、保靖、花垣和凤凰, 共有1 683种药用植物, 占湘西总数的76.3%。其中有128种在北部找不到的药用植物, 如: 银桦、黄槿、鼠刺、鹿藿、虹鳞肋毛蕨、羽裂星蕨、白花蛇舌草、红花龙胆、藤金合欢等。

表1 湘西药用植物种数分布统计

在南部区域各县市中, 吉首和凤凰县的药用植物种类分别占湘西总数的65.12%和57.73%, 并且湘西南部各个县域之间的物种数量相差不大, 最少的泸溪县有1 159种, 占湘西总数的52.56%。虽然泸溪县、古丈县和花垣县药用植物相对较少, 但也是组成湘西药用植物的一部分, 有些物种更是在其他县域没有的, 如: 錦毛酸模叶蓼、梗花雀梅藤、三叶乌蔹莓、黄花白芨、密花山矾、西洋参(栽培)等。

北部区域包含永顺、龙山、永定区、武陵源、慈利和桑植, 共有2 077种药用植物, 达到湘西总数的94.2%。其中有523种植物不分布于南部, 如: 皱边石杉、刺齿贯众、抱树莲、武陵松、双叶细辛、血当归、聚叶花葶乌头、小果唐松草尾叶乌药、紫花卫矛、毛花猕猴桃、珙桐Davidia involucrate、当归、龙胆、党参等。

在北部区域各县区中, 药用植物特别丰富。桑植县拥有的物种数量最多, 达到1 921种, 约占湘西总数的90%, 超过湖南总数的60%。而永定区的数量相对少些, 也有1 197种, 约占湘西总数的55%。在永顺县、龙山县、武陵源区、慈利县药用植物种数分别是1 536种、1 338种、1 326种和1 258种。在某些县域中存在一些本区域特有物种, 以桑植县和永定区为例: 在桑植此类植物达到了239种, 占桑植药用植物总数的12.49%, 如: 耳羽岩蕨、毛杨梅、双叶细辛、升麻、十大功劳、尾叶乌药、凹脉柃、大叶三七、龙胆、川贝母、细叶石仙桃等, 而在永定区此类植物只有3种, 分别是湖北杜茎山、短枝六道木和柽柳。

从湘西南部和北部区域药用植物分布表来看, 湘西北部区域药用植物丰富度高于湘西南部区域。湘西北部桑植县的药用植物种类达到了2 077种, 占到湘西总数的94.2%, 且北部区域高于1 300种的地区达到了4个, 分别是桑植县1 921种、永顺县1 536种、龙山县1 338种和武陵源区1 326种。而南部区域植物种类最高的是吉首市(1 436种), 占湘西药用植物总数的65.12%, 然而本区域中种数超过1 300种的地区也仅吉首市一个。不仅湘西南、北部有差别, 而且它们内部之间也有较大差别。北部区域药用植物种数的差额大于南部, 北部区域药用植物种数最多为桑植1 921种, 最少永定区1 197种, 相差724种, 而南部最多为吉首1 436种, 最少为泸溪县1 159种, 相差277种。出现这些差异的原因来自多方面, 除地质、地貌、土壤、气候等自然界本身的原因外, 还有人为因素, 如政府部门的政策如封山育林、建立自然保护区等。

3 垂直分布格局

湘西药用植物除了在水平上呈现出地带性分布外, 还有随高度变化的垂直地带性分布特点。湘西境内海拔高差达2 024 m, 其中海拔最高为壶瓶山, 达2 099 m, 海拔最低位于张家界市, 仅75 m。从平地到高山山顶, 气候条件差异较大。资料表明, 海拔每升高100 m, 气温降低0.5～0.6 ℃, 降水量则随海拔上升而增加, 增值各地方都不同, 但雨日多而均匀。海拔1 000 m以上的山地积雪和冰冻比平地严重。总之随着海拔的升高, 越到上部越寒冷、湿润, 温差越大、光照越强, 气候条件的垂直变化导致药用植物分布差异。由于湘西山地的高度、地理位置、坡向条件等不同, 导致气候垂直变化不完全一样, 因此很难将药用植物的分布完整划分, 只能作概略性划分[22]。

根据湘西地形地貌特点, 大致可按高山(1 500 m以上)、中山(1 000～1 500 m)、低山(500～1 000 m)、丘陵及岗地(500 m以下)4个垂直带来分析整个湘西药用植物分布情况(表2)。

表2 湘西药用植物垂直分布表

海拔1 500 m以上的高山中土壤多为山地灌丛草甸土。由于海拔高, 风力大, 群落类型为山顶矮林、山顶灌丛或草丛[22], 主要为一些高大的山体。该垂直地带药用植物不是很多, 只有1 369种, 占湘西总数的62.09%, 如: 党参、血当归、川贝母、射干、新茛菪、木犀、松下兰、珙桐、铁线莲等。

海拔1 000～1 500 m的山中土壤以黄棕壤为主。地势较高且地形复杂, 一般具有高峰、深谷的特点。气温低日照少, 降水充沛, 相对湿度大, 群落类型为落叶阔叶混交林[22]。这一地带药用植物较多, 有1 726种, 占湘西总数的78.28%。如: 大叶唐松草、木莲、黄连、雪胆、大叶金腰、独蒜兰等。

海拔500～1 000 m低山中土壤以黄壤为主。气候温和湿润, 年平均气温较低, 年降水量较多, 相对湿度较大, 群落类型为常绿阔叶林[22]。本区域土壤肥沃, 土层深厚, 是药材生长的最佳地段。药用植物共1 895种, 超过湘西药用植物总数的85%。如: 厚朴、辛夷、紫金牛、硃砂根、杜仲、木瓜、天麻、绞股蓝、常山、虎耳草、八角莲等。

海拔500 m以下的丘陵岗地中土壤为红壤, 气候为亚热带季风湿润气候, 具有热量和雨水充足的特点[22]。由于海拔低, 自然植被人为破坏比较严重, 药用植物共计1 336种, 占湘西药用植物总数的60.59％, 以灌木和藤本为主, 有荚蒾、白背叶、五加、威灵仙、土茯苓等, 也有少数乔木, 如合欢、枫香、檫树等, 还有较多的草本药材, 如: 地菍、海金沙、茜草、毛茛、天门冬等。

4 讨论与结论

4.1 湘西药用植物丰富的原因

药用植物种类丰富, 共有2 000余种。地理成分中种以亚热带植被为主, 温热带成分相当。湘西药用植物资源丰富的原因主要有自然和人为2个因素。一方面, 该区域属于武陵山脉核心区, 地质起源古老, 错综复杂的地形地貌和变化多样的气候条件是形成湘西药用植物种类多、分布广、资源丰富的主要原因。另一方面, 由于国家和当地政府的一系列保护政策, 如建立自然保护区, 此区域中重要的保护区有, 小溪国家自然保护区、张家界森林公园、八大公山自然保护区、高望界国家级自然保护区等。相关部门制定的“先保护后开发”政策和人们保护的意识增强也是导致植被丰富的原因。该区域属于亚热季风气候, 冬暖夏凉, 四季分明, 降水充沛, 光热总量偏少, 所以以亚热带植物为主。

4.2 湘西药用植物分布主要特征及原因

在垂直方向上, 湘西药用植物种类随着海拔的升高先增加后降低。在丘陵岗地和高海拔地区药用植物种类较少, 而在中、低海拔地区较多。高山地带, 由于海拔较高, 气温较低, 环境条件恶劣, 许多药用植物难以生存, 导致药用植物物种数量急剧下降。这与Rapoport法则[24]即“随着海拔的增加, 物种多样性下降”的结论相符合。

在水平方向上, 湘西药用植物种类在北部多于南部。无论是环境决定论还是生物决定论, 均是用一种因子(环境或生物 )来解释生物群落物种的变化[25], 即地理环境是影响植被丰富度的主要原因, 而地势地貌是地理环境中的重要因素之一, 由此可见地势地貌对植被生长的影响。

5 对湘西药用植物开发的建议

加强药用植物调查和研究。对该地区药用植物资源进行一次全面系统的调查, 编制详细的数据库, 如种类、分布地区、蕴藏量、年生产量和年需求量等, 为利用、保护、采挖、引种和推广提供依据。利用一些新技术和新方法提高资源利用率。将生物资源中的3S技术运用到植物资源监测体系中[26]、应用细胞工程、基因工程及发酵工程的技术和手段对药用植物进行深入研究。

重视引种驯化和植物栽培。由于某些以树皮和根等部位入药的野生植物采收后要相当长的时间恢复, 从而对一些更新能力有限且资源分散的药材进行人工引种驯化、栽培是很有必要的。如可以对慈利的杜仲、桑植木瓜和黄连以及武陵源的厚朴、党参、白术等国家重点药材进行公司(集团)+基地+农户的模式开发, 这样不仅保护了植被的多样性而且可以减少成本增加收入。

重视民族药用资源的开发和利用。湘西主要以土家族医药和苗药为主, 土家族医药学中记载了湘西土家族常用药用植物250余种[27–28], 湘西苗药汇编中记载了湘西苗族常用的药用植物470余种[29]。随着现代药学与生物技术的快速发展, 应该充分利用已有条件, 将土家族和苗族医药的研究与现代分子生物学手段结合起来, 更深入地认识和了解药性, 从而能更好地利用、发展和保护这些资源。

建立湘西药用植物保护区。对原道地药用植物资源相对集中的地区实行有效保护, 划定药用植物资源保护区, 根据不同的生态条件, 有计划地收集和保存好各种野生中药材种质资源, 建立具有代表性的药用植物种子基地以及基因库。桑植是本研究区域中药用植物最丰富的地方, 建议对海拔1 000 m左右的药用植物加强研究并建立保护区。

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(责任编校:刘刚毅)

Research on distribution patterns of medicinal plants in Western Hunan

Xiao Jiawei, Sun Lin, Chen Gongxi

(Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Utilization, Jishou University, Jishou 416000, China)

This paper is to illustrate the medical plants distribution pattern and forming causes of Western Hunan, which could offer some advices for the proper utilization and protection based on local surveying and relevant reading. The distribution-type of tropical, subtropical and temperate of medicinal plants in western Hunan make up 45.35%, 98.55% and 43.63%, respectively. The dominated geographical plants is subtropical elements, the others temperate and tropical elements roughly equal. In the vertical direction, the medical plants distribution pattern conform to the Rapoport rule, that is to say species richness reduce after the first increase with elevation. In the horizontal direction, diversity of the medical plant species in northern area is higher than southern area.

Western Hunan; medicinal plants; distribution pattern

10.3969/j.issn.1672–6146.2015.03.010

S 567

1672–6146(2015)03–0037–05

陈功锡, chengongxi2011@163.com。

2015–06–08

科技部国家科技基础条件平台建设子项目(2005DKA21006); 湖南省高校产业化培育项目(10CY010)。