高 欣,高章会,覃家理
(西南林业大学 林学院,云南 昆明 650224)
豆科(Leguminosae)植物分布广泛且种类繁多,是被子植物第三大科。全世界豆科植物约650属18 000种,我国分布有172属1 485种[1],云南省分布103属342种[2-3]。豆科植物的种子富含丰富的淀粉、蛋白质和油脂,自古以来都是人类饮食的重要组成部分,在经济方面其价值仅次于禾本科,同时豆科植物很多种类还具有十分重要的药用价值[4]。为了提高公众对豆类的认识,联合国第68届大会宣布2016年为“国际豆类年”,2018年12月20号正式将每年的2月10日定位为“世界豆类日”[5]。可见,充分利用我国的野生豆科植物资源,将野生的豆科植物的潜在价值进一步发掘和应用具有非常重要的意义。
元阳县位于云南省东南部,地处红河上游元江以南,全境属哀牢山脉南段,地理坐标:102°27′~103°13′E,22°49′~23°19′N。境内气候属亚热带山地季风气候类型,全县最高海拔2 939.6 m,最低144 m。年平均气温24.4 ℃,最高气温44.1 ℃,最低气温3.7 ℃;年降雨量最高1 189.1 mm、最低665.7 mm、平均降雨899.5 mm[6]。得天独厚的自然条件,使得元阳县的植物资源储藏更加的丰富。
本研究的数据来源于全国第四次中药资源普查云南省元阳普查队对整个元阳县的调查和标本采集。野外调查使用了样地调查和样线调查,其中样地调查使用随机抽样方式抽取了44个1 km2样地,分别调查乔木、灌木和草本种类;样线则选取不同区域的典型植被进行调查和采集标本。本研究在元阳县共采集到380份豆科植物标本;所采集标本利用《中国植物志》、《中国高等植物图鉴》、《云南植物志》等工具书进行鉴定,建立元阳县豆科植物名录;并利用《中国药典》、《中国中药资源志要》、《中华本草》、《全国中草药汇编》等查证元阳县野生豆科植物中具有药用价值的种类,并汇总出元阳县野生豆科植物的药用植物资源表。
由表1可知,元阳县具有药用价值的野生豆科植物共有48种,占全县豆科植物的85.7%。根据入药部位的不同,可分为全株入药、根入药、茎入药和种子入药,其中19种可全株入药,17种以根入药,4种可以种子入药,12种可以茎入药和叶入药,小鸡藤(Dumasiaforrestii)以果实入药。
根据此次对元阳县豆科植物药用资源的调查,结合文献记载发现,元阳县豆科药用植物以味苦居多,味辛的有8种,味甘的有10种,味酸的仅1种;药性为寒性的有10种,药性平的9种,6种药性温。豆科植物药用植物化学成分多样,含有黄酮类化合物、蒽醌类化合物、皂苷类化合物和生物碱类化合物[8]。药用化学成分的多样性决定了药用植物功效主治的多样化。
根据主治功效的区别,可分为:清热解毒、凉血止血类(金合欢、含羞草决明、翅托叶猪屎豆、三叶蝶豆和老虎刺等);祛咳平喘类(粉葛、小鸡藤、小叶三点金、球穗千斤拔和苏木);补血活血、舒筋活络类(蒙自木蓝、密花崖豆藤、假木豆、大叶千斤拔和绒毛叶杭子梢等);调经利尿、健胃健脾类(望江南、秧青、三点金和假地蓝);清肝明目类(决明);消炎止痛类、除湿解毒(虫豆、肉色土圞儿、坡油甘、大猪屎豆和狸尾豆)。
这些药用类型中,清热解毒、凉血止血类的豆科植物最多有17种,而清肝明目类的最少,仅1种,少数几种具有药用价值的豆科植物被应用于民族药中。据《中国药典》和《中国中药资源志要》的药用价值状况分析,元阳县分布的野生豆科植物中具有药用价值的植物仅43种;《云南中草药》、《怒江药》和《傣医药》记载喙荚云实、含羞草决明、决明、长波叶山蚂蝗和小鸡藤这5种豆科植物在当地的少数民族中有广泛利用;其性味和主治功效也因入药部位的不同而具备不同特点,如喙荚云实在彝药中种子可治腹泻,而在壮药中可治跌打损伤,在傣药中又可用于治疗肺热初咳、退热止痛。
本调查研究显示,元阳县野生本土豆科植物共有34属73种。
含1种的属有19属19种,分别占该地区野生豆科总属数和总种数的55.88%和26.03%。属包括:黄雀儿属Priotropis、黄耆属Astragalus、黄檀属Dalbergia鹿藿属Rhynchosia和猴耳环属Pithecellobium等;种包括:紫云英、老虎刺、喙荚云实、猴耳环和狸尾豆等。
含2~5种的属有13属33种,分别占该地区总属数和总种数的38.24%和45.21%,代表属有崖豆藤属Millettia(3种)杭子梢属Campylotropis(4种)、灰毛豆属Tephrosia(2种)、木蓝属Indigofera(5种)、千斤拔属Flemingia(3种)灯;种有美丽相思子、华南小叶崖豆和银灰毛豆(Tephrosiakerrii)、白花洋紫荆(Bauhamiaacuminata)和云南羊蹄甲(B.purpurea)等。
含多种的属有2属21种,分别占该地区总属数和总种数的5.88%总种数的28.77%,即山蚂蝗属Desmodium(10种)和猪屎豆属Crotalaria(11种);山蚂蝗属的种有凹叶山蚂蝗(D.concinnum)、糙毛假地豆(D.heterocarpon))和小叶三点金等,猪屎豆属的种假地蓝、四棱猪屎豆等。整体而言,元阳县野生豆科植物属、种丰富度比较高,这与该区海拔高差大、地形复杂有着密切的联系。
根据吴征镒先生关于中国种子植物属的分布区类型划分原则[9-10],可将元阳县野生豆科植物34属 73种(外来种除外),划分为10个分布区类型及7个变型。此外,笔者应用吴钲镒的属区系类型对元阳豆科植物种的分布类型做了分析(见表2)。
表2 元阳县野生豆科的分布区类型Tab.2 Generic area-types of wild Leguminosae in Yuanyang county
本区系世界广布的属有黄耆属Astragalus,占该区豆科总属数的2.94%;本区系无该类型的种,虽然黄耆属Astragalus的属的广布种很多,但在该区域出现的是该属中的狭域种。泛热带分布的属共13个,主要有猪屎豆属Crotalaria、木蓝属Indigofera和崖豆藤属Millettia,占该区豆科总属数的38.24%;本区系分布的种有九叶木蓝(Indigoferalinnaei)、灰毛豆(Tephrosiapurpurea)、相思子3种,占该区豆科总种数的4.11%。从区系特征看,泛热带属的比例较高,但种的比例却很低,说明元阳县的豆科植物区系组成,属和种的分布特征有明显的差异,这既与属、种分布范围有关,也与元阳县的地理、气候特征有关,元阳县虽然位于北回归线南部,但其地貌主要是山地地貌,热性广布种类并不普遍。本区域无热带亚洲、大洋洲和中、南美间断分布的属,而种仅有单叶木蓝(Indigoferalinifolia)1种,占该区豆科总种数的1.37%。这说明单叶木蓝的分布类型和木蓝属Indigofera的分布类型存在差异。
热带亚洲和热带美洲间断分布的属有猴耳环属Pithecellobium,占该区豆科总属数的2.94%。在种的层面上,没有该分布类型的种。此区系类型与热带亚洲、大洋洲和中、南美间断分布的情况相反,这些分布特征同样说明该区域的植物区系与美洲的植物区系联系很低。
旧世界热带分布的属共4个,主要有合欢属Albizia和木豆属Cajanus,占该区豆科总属数的11.76%;分布于该区的种有元江田菁(Sesbaniasesban)、圆叶猪屎豆(Crotalariaincana)、猴耳环、糙毛假地豆(Desmodiumheterocarpon))和小叶三点金等10种,分布的种占总种数的13.70%。
元阳县的豆科植物属和种的旧世界热带分布都比较高。本区系无热带亚洲、非洲和大洋洲间断分布的属,而分布于本区系的种共3个,分别为:田菁、翅托叶猪屎豆(Crotalariaalata)和大猪屎豆,占总种数的4.11%。这说明田菁属Sesbania和猪屎豆属Crotalaria的属和种的分布类型都存在差异。
热带亚洲至热带大洋洲分布的属为假木豆属Dendrolobium和野扁豆属Dunbaria2个,占该地区总属数的5.88%;种有5个,为长萼猪屎豆、猪屎豆、狸尾豆、假地豆和肾叶山蚂蝗(Desmodiumrenifolium),占总种数的6.85%。
热带亚洲至热带非洲分布的属有山黑豆属Dumasia,占该地区总属数的2.94%;种有:假苜蓿(Crotalariamedicaginea)、线叶猪屎豆和假地蓝3种,占该地区总种数的4.11%。属和种均有4.1和5、6的分布类型,说明元阳县的豆科植物与热带大洋洲、大洋洲植物区系有一定联系。
热带亚洲分布的属有5个,为葛属Pueraria、葫芦茶属Tadehagi、棋子豆属Cylindrokelupha、无忧花属Saraca和舞草属Codariocalyx,占该地区总属数的14.71%。种有:淡红鹿藿(Rhynchosiarufescens)、黑叶木蓝(Indigoferanigrescens)、舞草、绒毛山蚂蝗(Desmodiumvelutinum)和长波叶山蚂蝗等14种,占该地区总种数的19.18%。元阳县的豆科植物在属和种水平的热带亚洲分布比例均较高,说明该区域的区系成分属比较典型的热带亚洲特征。本区系无爪哇、喜马拉雅间断或星散分布到华南、西南的属,种有大叶千斤拔,占该地区总种数的1.37%。本区系无热带印度至华南分布的属,种有排钱树,占该地区总种数的1.37%。无论是在属还是种的水平,7.1和7.2两种类型的比例均很低,说明本区域与我国华南的植物区系有明显的区别。
缅甸、泰国至华西南分布的属有华扁豆属Sinodolichos,占该地区总属数的2.94%;种有银灰毛豆(Tephrosiakerrii)、老虎刺、长叶排钱树(Phyllodiumlongipes)、缅南杭子梢(Campylotropispinetorum)和草山杭子梢(C.prainii))等7种,占该地区总种数的9.59%。热带亚洲分布类型种的比例高于属的比例。
本区系无越南至华南分布的属,种有闹鱼崖豆和中国无忧花(Saracadives),占该地区总种数的2.74%。
本区系东亚和北美洲间断分布的属为胡枝子属Lespedeza和山蚂蝗属Desmodium,占该地区总属数的5.88%。本区系无该类型的种,说明胡枝子属Lespedeza和山蚂蝗属Desmodium的属和种在这一分布区类型上存在着差异,也说明本区系的植物与北美的植物区系类型程度较低。本区系温带亚洲分布的属为杭子梢属Campylotropis,占该地区总属数的2.94%,本区系无该类型的种;说明本区系的属和种以热带为主、缺乏明显的温带成分。
中国-喜马拉雅分布的属为黄雀儿属Priotropis,占该地区总属数的2.94%;种有:响铃豆(Crotalariaalbida)、秧青(Dalbergiaassamica)、圆锥山蚂蝗(Desmodiumelegans)、凹叶山蚂蝗(D.concinnum)和肉色土圞儿等7种,占该地区总种数的9.59%。种的比例高于属的比例,说明元阳县的豆科植物属和种的中国-喜马拉雅分布有一定的差异。
本区系无中国特有分布的属,这一类型的种有:华南小叶崖豆、小鸡藤、云南棋子豆(Cylindrokeluphayunnanensis)、长叶棋子豆(C.alternifoliolata)和华扁豆(Sinodolichoslagopus)等14种,占该地区总种数的19.18%。中国特有分布种的比例很高,说明元阳县的豆科植物特有性高,在属的水平上则显示特有性很低,2种存在明显差异。
就属和种的分布来看,热带亚洲、大洋洲和中、南美洲间断分布,热带亚洲、非洲和大洋洲间断分布,爪哇、喜马拉雅间断或星散分布到华南、西南,越南(或中南半岛)至华南(或西南)分布,中国-喜马拉雅分布和中国特有分布这6种分布类型均只有种的分布而无属的分布,占该地区总种数的38.36%;而世界分布,热带亚洲和热带美洲间断分布,东亚和北美洲间断分布和温带亚洲分布这4种分布类型则只有属的分布无种的分布,占该地区总属数分布的14.7%。这表明,元阳县野生豆科植物的属跟种在分布型上具有一定的差异性,但都表明元阳的豆科植物中温带成分与美洲植物区系的联系很低。旧世界热带分布和热带亚洲(印度-马来西亚)分布的属分别占总属数的11.76%和38.24%,分布的种占总种数的13.70%和19.18%,在属和种分布上都说明元阳县野生豆科植物地理成分热带性质明显,特有程度比较高。
各地区植物独立发展,但在植物区系中却有关联性,这种联系主要反映在共有属、共有种以及相似性上[12]。元阳县南部与金平相连,西北部与绿春相连,因此在相似性上,三地之间必有一定的联系。根据有关资料[13],对这两地文献记载的豆科植物进行比较分析,并计算其与金平县和绿春县野生豆科植物的相似性系数,通过公式k=c/(a+b-c)来计算,式中:k为相似性系数;a为甲地属数;b为乙地属数;c为两地共有属数[14](见表3)。
表3 元阳县与邻近县豆科植物相似性系数比较Tab.3 Comparison of similarity coefficients about Leguminosae between Yuanyang county and adjacent counties
通过研究和比较发现,金平县野生豆科植物有36属79种,元阳县与金平县共有16属22种,属的相似性系数和种的相似性系数分别为28.57%和16.06%;绿春县野生豆科植物有43属101种,元阳县与绿春县共有15属28种,属的相似性系数和种的相似性系数分别为23.44%和18.30%。由表3可见:在属的层面上,元阳县与金平县的相似性更高;在种的相似性上,元阳与绿春的相似性更高。可见,种、属的相似程度都比较低,在不考虑其他因素影响情况下,说明研究区域高山深谷的切割地貌对植物的分布有明显影响,导致区域内不同地理单元的特有性程度有明显差异。
元阳县共有野生豆科植物34属79种,其中具有药用价值的野生豆科植物为28属48种。与云南景东县、汾河中上游和浙江庆元相比,元阳县野生豆科植物丰富度较高[16-18],这与该区海拔高差大、地形复杂有着密切的联系。
区系分析表明,元阳县的野生豆科植物于热带分布的属占82.35%,热带分布的种占68.5%,表明本区豆科植物地理成分热带性质明显,温带成分很低。在10个分布型中,泛热带分布和中国特有分布属和种的分布差异最大,热带亚洲分布型的属和种的分布有一定的差异,而旧世界热带分布和热带亚洲至热带大洋洲分布的属和种的分布差异不大。在种的相似性上,元阳县与绿春县的相似性更高。
元阳县的野生豆科植物有着重要的药用价值,除此之外很多豆科植物兼具药用和食用功能,也可作绿肥和饲料使用[19]。应当对具有药用价值的野生豆科植物,针对其化学成分和药理活性进行研究,尽可能的去发掘野生豆科植物的药用价值,再应用到更为广阔的现代医学领域。