贵州省芒和五节芒的分布研究

韦若勋，吴莉莉，陈林冲，谢忠宇，罗维华，陈 胜

(1.遵义师范学院 生命科学学院，贵州 遵义 563002；2.贵州省赤水河流域植物资源保护和利用研究特色重点实验室，贵州 遵义 563002)



贵州省芒和五节芒的分布研究

韦若勋1,2，吴莉莉1,2，陈林冲1，谢忠宇1，罗维华1，陈 胜1

(1.遵义师范学院 生命科学学院，贵州 遵义 563002；2.贵州省赤水河流域植物资源保护和利用研究特色重点实验室，贵州 遵义 563002)

指出了芒属作为第二代能源植物，近年来受到越来越多关注。贵州是我国芒草资源较丰富省份，分布最广的是芒和五节芒。但目前对这两个近缘种的资源本底不是很清楚。为了解芒和五节芒在贵州省的分布并分析影响其分布的因素，在贵州省72个县级行政区进行了野外调查和采样。结果显示：芒在贵州省广布，仅在西北高海拔地区没有分布；五节芒分布于黔东南清水江中游的部分地区。分析了生态因素对物种生物学性状的影响，发现海拔不仅影响芒和五节芒的分布，并对芒的花期有一定影响；光照和土壤对五节芒的分布有一定的制约，且五节芒在株高上要显著高于芒。芒比五节芒有更强的适应性，但五节芒却能比芒有更多的生物量。

芒；五节芒；贵州省；分布

1　引言

芒属(Miscanthus)植物作为第二代能源植物，有着显著优于第一代能源植物的众多特点，受到了国内外研究人员的青睐[1～4]。中国是芒草资源最丰富国家之一，我国有全世界14个野生种中的7种，且在全国广布[5，6]。其中，贵州是我国芒草资源较丰富的省份，分布有4种，其中芒和五节芒在贵州分布较广[5，7]。

近年来，我国在芒属的适应性和异地种植等方面的研究中取得了较好进展[8]。但是，对芒属植物本底资源进行普查是必不可少的，这既有助于认识芒属植物的生物多样性，也有助于了解适于芒属植物种植和推广的地域。

贵州是我国芒属的主要分布区之一，但此前主要依据少量标本记录来了解其分布，且这些标本采集的时间多较为久远，有些地名甚至已不可考证，该地植被亦可能变化[7]。此外，芒属中的芒和五节芒常常是同域分布，且两者在形态上较为相似，仅依靠标本很容易混淆。所以，对贵州分布较广的芒和五节芒，通过群体采样，进行资源本底普查是非常必要的。

2　材料与方法

此次调查主要普查了贵州省芒和五节芒的资源本底，并对邻近的滇、川、渝、湘等省市进行了少量调查。调查是在群体的基础上进行，以县级行政区为单位，选取芒和五节芒分布的地点，在群体内随机采样。采样时，群体中心位置使用GPS定位，记录该地点的经纬度和海拔等，群体内采样个体间至少间隔20 m，如个体生长较为繁茂，可适当增加采样距离。其中，为调查海拔、生境等因素对芒分布的影响，还调查了习水县、汇川区和梵净山自然保护区不同海拔的群体。

为分析环境因素与芒和五节芒在分布、花期和株高等特征之间的关系，初步观测了这些群体在花期、光照强度、株高、土壤等指标上的差异。

3　结果与分析

3.1芒和五节芒的分布

项目经过3年以上的野外调查和采样，取样范围包括了贵州72个县市区，覆盖了贵州大部分地区(图1)。此外，还包括了重庆北培区、湖南湘西州、张家界市和怀化市，云南曲靖市和昭通市，四川乐山市等地区，见图1，部分地点未显示。

注：其中①所示虚线区为五节芒和芒重叠分布区，②所示阴影区没有芒和五节芒分布，其余区域为芒的广布区； 表示大范围调查时芒的采样点， 表示该点同时有芒和五节芒的分布， 表示没有在该地区发现芒和五节芒的分布

图1贵州芒和五节芒的分布

芒是贵州常见的禾本科植物，为广布性物种。除了在海拔较高的威宁和赫章两县没有发现它的分布外，其他70个县市区均采集到了芒。但是，不同群体中芒的分布密度有明显差别。其中，贵州西部地区芒的分布要低于东部地区，特别是关岭和盘县，其分布密度极低，在3～5 km的范围内仅有零星个体分布。经过再三努力，在关岭和盘县这两个地点仅各采到7～8个样。在其它地点，由于芒多呈成片连续分布，因此采样较为容易，每个群体至少采样20个。最终，此次调查共采集90个芒的群体，其中贵州82个，湖南3个，云南2个，四川2个，重庆1个。

根据中国数字标本馆记载，五节芒在贵州应该有大范围分布。但根据调查，五节芒在大部分地点并没有分布。它仅在黔东南清水江中游的黄平、凯里、雷山、台江和剑河等5县市较为常见，呈集中分布式样，在毗邻县市会有极少零星分布(图1)。五节芒分布的地点，同时会发现芒的分布。此外，湖南省五节芒的分布较广，但在云南、四川和重庆并没有采到五节芒。此次采样，共采集了五节芒群体8个，其中湖南2个，贵州6个。此外，调查中没有找到其它芒属植物。

3.2影响芒和五节芒分布的因素

在贵州，芒和五节芒分布明显不同。芒和五节芒是两种形态相似的近缘种，它们在分布上的不一致很可能受多种生态因子的影响，且这些因素可能还使它们在花期、株高等性状上呈现出多样性[9]。因此，在群体采样的同时，还调查了芒和五节芒的花期和株高等特征和分布区的海拔、光照强度、土壤等生境因素。

首先，海拔因素对芒和五节芒的分布有明显不同的影响。一般说来，芒分布的海拔范围较广，据《Flora of China》记载，芒分布于海拔2000 m以下[5]。此次调查中，芒采样的最高点位于梵净山剪刀峡的山脊上，海拔约2200 m，植株矮，零星分布，且海拔1900 m以上就很少有芒分布。在海拔较高的黔西北地区，海拔2000 m以上的威宁和1600 m的赫章没有发现芒；在海拔1600 m的大方和1700 m的盘县，找到芒的群体也较为困难，但在海拔1878 m的钟山区，有芒的自然群体分布。这说明，除海拔影响外，可能还有其他环境因素影响芒的分布，否则不可能在海拔更高的梵净山和钟山找到芒，而在海拔更低的赫章和盘县无分布或稀疏分布。在1500 m以下的中低海拔，芒是常见植物，有大面积分布，即使在海拔仅200 m的从江，也有芒的分布。

五节芒的分布区较狭窄，就贵州而言，它的海拔范围在450～850 m间。根据湖南张家界芒和五节芒的分布调查，发现五节芒主要分布于海拔500 m左右的中低海拔，芒则在较广的海拔范围内分布。因此，海拔对五节芒的制约要远强于芒。

在光照强度方面，五节芒和芒也表现出显著不同。五节芒是典型的阳生物种，它生长在光照充分、水肥条件良好的山坡或陡崖上，其它生境罕见。芒在这方面的适应性要远强于五节芒，它既可在光照充足的荒坡生长，也可在较为茂密的林下生长。根据赤水市和习水县芒草的生境看，在300 m左右的低海拔且气候炎热的地区，芒主要分布在林下或较为茂盛的灌丛中，在向阳的荒坡或草坡上罕见芒的生长。但随海拔升高，芒的生境逐渐多样化，不管在裸地、草地、灌丛还是林下，均能发现芒的分布。然而，随海拔进一步升高，芒在林下分布逐渐减少，其主要生长在荒坡或灌丛中。因此，在光照强度方面，芒有更强的适应性，但这种适应性在一定程度上受海拔的制约。

在水肥条件方面，五节芒多生长在水肥条件好的洼地或土层厚的区域。芒对水肥条件的要求不是很高，在贫瘠的土地上即可生长，甚至在一些裸露的石山上也能生长。这说明在水分和土壤方面，芒的适应性比五节芒强。

在花期上，五节芒和芒的花期也有明显差别。五节芒的花期较短，主要集中于5～7月，同一群体或同一植株的五节芒，其开花时间为一致。当8月芒始花时，五节芒的种子已从花序脱落。芒的花期可从7月下旬延至当年的11月，花期长，甚至在同一植株上花陆续开放。但芒的盛花期主要在9、10月间。野外调查还发现，随海拔升高，芒的花期也提前。即山上的芒开花时，山下的芒处于孕穗期；当山下的芒盛开时，山上的芒已谢。由于芒的花期较长，如不是从芒初花时观察，可能会注意不到海拔对芒花期的影响。因此，芒和五节芒的花期错开，且芒花期更长，芒的花期受海拔影响。

在株高方面，同一生境下的五节芒要显著高于芒。一般而言，五节芒生长较整齐，高度多在3 m以上。芒不仅比五节芒矮小，且自身多样性也较高，其高度可从不足1 m到超过4 m。芒的生长情况还与光照情况有关，如果在阳坡上，芒一般较为矮小，其植株高度多在2 m以下；如果生长在茂盛的林下，其植株可达3 m以上。因此，从生长情况看，芒有较强的适应性，从而使其株高具有较高多样性。

4　结论

经过近几年的野外调查和采样，目前对贵州省芒和五节芒的分布有了较为清楚的认识，并对芒和五节芒分布的影响因素进行了初步的分析。

首先，在贵州，芒和五节芒分布明显不同。芒在贵州省广布，除在西北高海拔地区罕见外，其它地方常见，且呈连续分布式样。五节芒仅在黔东南清水江中游小范围内分布，且在该区域与芒重叠分布。此前记载的其它芒属植物在调查中没有发现，这需要进一步调查。

其次，芒对环境的适应性要远强于五节芒。海拔对芒和五节芒的分布有不同影响，芒主要生长在海拔1800 m以下山区，最高生长上限可达2200 m；五节芒在海拔850 m以下生长。此外，海拔对芒的花期有一定影响，随海拔升高，芒的花期提前。在光照强度上，芒可生长在不同光照的环境中，但随海拔升高，芒将需要更强光照；五节芒主要生长在光照强度较强的阳生环境下。针对不同土壤基质，芒有更强的适应性，可生长在多种基质上；五节芒需要更好的水肥条件。在株高上，芒在株高上呈现较大的变异，五节芒的株高较为一致。此外，五节芒的花期集中于夏季的5～7月，芒的则从7月延至当年的11月。

根据调查，可以认为芒有良好的适应性，这与此前研究是一致的，也为筛选适应性强的品种提供了丰富的种质资源[8，10]。五节芒有更高的生物量和较同步的生长周期，因此通过芒和五节芒种间杂交可选育高产和适应能力强的新品种[11，12]。此外，根据芒的分布及气候条件，贵州大多数地方适于芒的种植和生长[9，13]。根据现有土地资源，贵州有1131万hm2荒地可用于芒草种植，即使仅利用其中45%，其干物质产量可相当于1.8亿桶原油发电量[14]。因此，在贵州发展芒草产业有非常广阔的前景和潜能。

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2016-05-23

贵州省自然科学基金(编号：黔科合J字[2012]2346)；贵州省教育厅人才创新团队(编号：黔科合[2013]225)；遵义师范院博士基金(编号：2012BSJJ05)

韦若勋(1975—)，男，副教授，主要从事植物学的教学与研究工作。

S543

A

1674-9944(2016)13-0017-03