吴富勤,马丽翠,郑进烜,肖霞云,张新军*
(1. 云南省林业调查规划院,云南昆明 650051;2. 昭通学院农学与生命科学学院,云南昭通 657000;3. 中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京 210046)
湿地与森林、海洋一起并称为地球三大生态系统,是地球生态环境的重要组成部分,具有重要的生态服务价值,能直接为人类日常生活提供必要的植物产品与副产品、药材等直接物质[1-2]。湿地植物一般指适应生长在有浅层积水、水陆交汇处或土壤潮湿环境中的植物,其根、叶等植物结构与生理特征具有适应于湿地生态环境的机制[3-5],其主要用途是药用、食用、饲料、观赏等[6]。云南省地处我国西南边陲,横跨北温带、中温带、南温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带、北热带7 种气候带类型[7],孕育了复杂多样的湿地生态系统类型,自然湿地的高原地理特点显著,尤其是高原湖泊、高山亚高山沼泽草甸。因此,云南湿地植物具有明显的地域特色,其中蕴藏的植物资源多具药用价值。目前,随着全球气候变化、外来物种入侵、农业与畜牧业发展,云南湿地及其植物受到不同程度的威胁和破坏,加之过度采挖中草药,已影响湿地药用植物资源的保护与可持续利用[8-9]。然而,目前药用植物的研究主要以区域内陆生植物为主[10-13],而对湿地生态系统范围的湿地植物的研究报道很少[14-16]。为加快云南湿地药用植物资源的调查与研究,逐步提高对湿地植物资源的保护利用水平,我们采用野外实地调查与室内资料整理分析的方法,对云南湿地药用维管植物资源进行了系统地统计分析,旨在探明云南湿地药用植物资源的现状,分析湿地植物资源开发利用中存在的问题,并提出相应的措施和建议,为云南湿地药用植物资源的合理开发利用及有效保护提供科学依据。
云南省位于东经97°31′~106°11′,北纬21°8′~29°15′之间,横跨北温带、中温带、南温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带、北热带等7种气候带类型。全省最热月平均气温在19~22℃,最冷月平均气温在6~8℃。降水量在1 000 mm 以上,85% 的雨量集中在5~10月的雨季,11月至次年4月为旱季[7]。云南省湿地共分为4 个湿地类14 个湿地型,是内陆湿地型最多省份,主要以六大水系(金沙江、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江、红河、珠江)和九大高原湖泊为主,总面积56.35 × 104hm2,占国土面积的1.47%,其中,河流湿地24.18 × 104hm2,湖泊湿地11.85 ×104hm2,沼泽湿地3.22 × 104hm2,人工湿地17.10 ×104hm2。记录有湿地植物204 科876 属2 274 种,记录湿地植被共6个植被型组12个植被型189个湿地植物群系[17-18]。
采用野外实地调查和室内资料整理分析相结合的方法进行统计研究。其中野外实地调查主要通过对云南地区重要湿地植物资源进行实地考察、拍摄照片、标本采集与鉴定、药用植物利用访谈与调查等野外工作;室内资料整理分析为:通过《云南湿地植物名录》[17]、《中国湿地资源(云南卷)》[18]、《云南高原湿地植物的分类与地理生态特征汇编》[19]和《云南植物志》[20]等文献资料进行查阅分析,整理获得云南湿地植物名录,并进行云南湿地植物资源编目与数据库构建。在此基础上,根据《药用植物资源学》[21]、《中药大辞典》[22]、《中华人民共和国药典》[23]、《中药学》[24]对湿地药用植物药用部位与药用功效的相关划分标准,构建云南湿地药用植物种质资源数据库,该数据库包含了药用植物的中文名、拉丁名、生活型、药用部位和药用功效等信息,在此基础上对云南湿地药用植物资源的多样性进行分析与评价。
根据野外调查、相关资料查阅与数据统计分析,云南湿地分布药用植物112科383属654种。其中蕨类植物24 科36 属56 种,双子叶植物67 科261属475 种,单子叶植物21 科86 属123 种。双子叶植物在科、属、种3个水平上最多,分别占药用植物总科数、总属数、总种数的59.82%、68.15%、72.63%(表1)。
表1 云南湿地药用维管植物资源统计Table 1 Medicinal vascular plants from wetland in Yunnan Province
根据科内含种数的多少,将云南湿地内药用维管植物划分为:含1 种的科、2~9 种的科、10~19 种的科、20~29种的科、20种以上的科。在所有的112科中,含2~9种的科占绝对优势,有凤尾蕨科、川续断科、黄杨科、灯心草科等67 科221 种,分别占药用植物总科数、占总种数的59.82%、33.79%;含有1 种的科次之,有蘋科、粟米草科、谷精草科、黑三棱科等25 科25 种,占总科数和总种数的22.32% 和3.82%,表明了药用植物科组成的多样性和复杂性;含10~19种的科有百合科、十字花科、天南星科、鸭跖草科等10 科122 种,占总科数和总种数的8.93%和18.65%;超过20 种以上的优势科有10 科286 种,分别为菊科(55种)、唇形科(32种)、蓼科(31种)、毛莨科(31种)、蝶形花科(25种)、禾本科(25种)、玄参科(24 种)、蔷薇科(22 种)、莎草科(21)、虎耳草科(20种)。这10科内所含的药用植物为突出优势种,共占药用维管植物总数的43.74%,对云南湿地内的药用资源起主导作用(表2)。
表2 云南湿地药用维管植物科所含种数统计Table 2 Medicinal vascular plants at the family level from wetland in Yunnan Province
根据属内含有药用维管植物种数的多少,将植物划分为:含1 种的属、2~4 种的属、5~9 种的属、10 种以上的属。在药用植物383 属中,单种属有水蕨属、岩白菜属、桃儿七属、薏苡属等252属,占总属数65.80%,具绝对优势;其次是含2~4种的属,有贯众属、金莲花属、水苏草属、荸荠属等111 属262 种,分别占总属数、占总种数的28.98%、40.06%;含5~9种的属有凤尾蕨属、银莲花属、珍珠菜属、鸢尾属等19 属116 种,分别占总属数、总种数的4.96%、17.74%;含10 种以上的属仅有蓼属,含有药用植物24 种,是云南湿地药用维管植物中优势度最大的1个属(表3)。由科属内的植物组成可以看出,云南湿地药用维管植物含有1 个种和2-4 种的属所占比例大,优势科和优势属所占的比例小,说明云南湿地药用维管植物的种类组成复杂且丰富,具有较高的生物多样性。
表3 云南湿地药用维管植物属所含种数统计Table 3 Medicinal vascular plants at the genus level from wetland in Yunnan province
对云南湿地药用维管束植物不同生活型进行统计分析,草本类药用植物占绝对优势,占总科数的86.61%、总属数的93.99%、总种数的95.11%,所占比例均超过了85%。灌木类药用植物次之,乔木类药用植物最少,仅有1科1属2种,所占比例均在1%以下,详见表4。湿地药用植物生活型组成以草本为主,灌木、乔木较少,一定程度上体现了湿地植物的组成特征。
表4 云南湿地药用维管束植物不同生活型统计Table 4 Medicinal vascular plants based on different growth forms from wetland in Yunnan Province
根据国家重点保护野生植物名录(第一批)[25]、《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》[26]对云南湿地654种药用维管植物逐一查阅,结果表明:国家重点保护野生植物名录中有湿地药用植物4 种,隶属4 科4 属,其中国家Ⅰ级重点保护野生植物1 种、国家Ⅱ重点保护野生植物3种;在《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》中有湿地药用植物9 种,隶属4 科7 属,其中有极危物种1 种、濒危物种2 种、近危物种4 种、易危物种2 种(表5)。湿地内珍稀濒危药用植物因其自身的生物学特性,对外界环境要求苛刻,一旦生境遭受破坏后较难恢复。云南湿地濒危药用维管植物种类丰富,一定程度上体现了云南湿地生态状况良好,能为这些对生长环境要求苛刻的珍稀濒危植物提供良好生境,需对这些种质资源需加以重点关注与保护,防止过度开发利用。
表5 云南湿地重点保护药用维管植物名录Table 5 List of the key protected medicinal vascular plants from wetland in Yunnan Province
按药用部位的不同,将云南湿地药用维管植物可分为全草、根及根茎类、茎类、叶类、果实类、种子类、花类、皮类等8 类来体现药用部位的多样性[27-28],有些药用植物药用部位存在多个器官,因此在统计时,多个部位均可药用的种类在不同药用部位植物中均进行统计分析。结果显示:以全草入药的种类最多,共436 种,占药用植物总种数的66.67%,如翠云草(Selaginella uncinata)、云南红景天(Rhodiola yunnanensis)、毛蓼(Polygonum barba‐tum)、云南獐牙菜(Swertia yunnanensis)、细果野菱(Trapa incisa)等。其次为根及根茎入药类,有134种,占药用植物总种数的20.49%,如乌头(Aconitum carmichaelii)、七叶鬼灯檠(Rodgersia aesculifolia)、紫地榆(Geranium strictipes)、大狼毒(Euphorbia jolki‐nii)、百脉根(Lotus corniculatus)等。茎类药用植物有91 种,占药用植物总种数的13.91%,如黄金凤(Impatiens siculifer)、桃儿七(Sinopodophyllum hexan‐drum)、小白及(Bletilla formosana)、野灯心草(Jun‐cus setchuensis)、菰(Zizania latifolia)等。叶类药用植物有45种,占药用植物总种数的6.88%,如鸡骨柴(Elsholtzia fruticosa)、少花龙葵(Solanum america‐num)、钟萼草(Lindenbergia philippensis)、芭蕉(Musa basjoo)、滇西箭竹(Fargesia communis)。其它药用部位种类占药用植物总种数均在4% 以下,药用植物种数从多到少为果实类=花类>种子类>皮类,详见表6。
表6 云南省湿地药用维管植物不同药用部位统计Table 6 Medicinal vascular plants based on different medici⁃nal parts from wetland in Yunnan Province
按药用功效可将云南湿地药用维管植物分为清热药类、祛风湿类、解表药类等19 种类型[27,29]。由于有些植物的药用功效有多种,统计分析时均纳入相应的类型中进行分析。结果表明:云南湿地药用维管植物中以清热类药最多,有253种,占药用植物总种数的38.69%,如大羽贯众(Cyrtomium macro‐phyllum)、金荞麦(Fagopyrum dibotrys)、过路黄(Lysi‐machia christiniae)、夏枯草(Prunella vulgaris)、红鳞扁莎(Pycreus sanguinolentus)等。止血类有88种,占药用植物总种数的13.46%,如草血竭(Polygonumpaleaceum)、九味一枝蒿(Ajuga bracteosa)、岩白菜(Bergenia purpurascens)、岩菖蒲(Tofieldia thibetica)、香附子(Cyperus rotundus)等。祛风湿类有84 种,占药用维管植物总种数的12.84%,如落新妇(Astilbe chinensis)、接骨草(Sambucus javanica)、糙苏(Phlo‐mis umbrosa)、粗茎秦艽(Gentiana crassicaulis)、露水草(Cyanotis arachnoidea)等。化湿类有62 种,占药用维管植物总种数的9.48%,如裂叶星果草(Astero‐pyrum cavaleriei)、柳兰(Chamerion angustifolium)、高原点地梅(Androsace zambalensis)、水八角(Gratiola japonica)、泽泻(Alisma plantago-aquatica)等。其它药用功效种类数均少于30 种,其种数从多到少为:化痰止咳平喘类>活血化淤类>解表类=理气类>补虚类>温里类>拔毒化腐生肌类>收涩类>消食类>驱虫类=安神类>平肝息风类>解毒杀虫燥湿止痒类>泻下类>开窍类,详见表7。
表7 云南湿地药用维管植物药用功效统计Table 7 Medicinal effects of medicinal vascular plants from wetland in Yunnan Province
云南省湿地现调查到药用维管植物112 科383属654 种,其中含国家重点保护野生植物4 种,被《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》收录为极危、濒危、近危、易危共9 种。含1 种和含2~9 种的科、含1 种的属和含2~4 种的属占绝对优势,主要为草本,灌木、乔木种类较少,湿地药用维管植物优势科为菊科、唇形科、蓼科、毛莨科。按药用部位划分为8类,以全草类用药所占比例较高,其次是根及根茎类、茎类用药。按药用功效划分为19 类,主要是清热类、祛风湿类、止血类药用植物居多。以上调查结果表明湿地药用植物资源无论从种类、科属结构、药用部位、药用功效等方面都具有丰富的多样性。
云南省湿地药用维管植物资源丰富,许多物种既是传统药用植物,又有较高食用价值和观赏价值,具有较高的开发利用价值,如水蕨(Ceratopteris thalictroides)、莼 菜(Brasenia schreber)、水 芹(Oe‐nanthe javanica)、管花鹿药(Maianthemum henryi)等具较高的食用价值,云南金莲花(Trollius yunnanen‐sis)、睡菜(Menyanthes trifoliata)、红花龙胆(Gentia‐na rhodantha)、鹅毛玉凤花(Habenaria dentata)、尼泊尔鸢尾(Iris decora)等具较高的观赏价值。湿地植物资源多样性一定程度体现了云南湿地植物资源的丰富和利用潜力。
云南湿地生态系统有4 类14 型,是内陆湿地型最多省份[18],近年来,云南省通过建立自然保护区、水源保护区、湿地公园、湿地保护小区等各类保护地,湿地保护率达52.96%[30],但全省仍然有近一半的湿地未受到保护,尤其是高山湖泊、高山亚高山沼泽等生态环境脆弱区域,由于过度放牧、不合理采挖野生植物资源、基础设施建设、旅游等人为活动对药用植物的生境造成了较大的影响[31-32]。而这些区域恰恰是药用植物分布的密集区域且具有明显的地域特色。因此,当前面临亟需解决的问题是如何引导当地人民保护湿地植物资源,及合理开发利用湿地药用植物资源。
4.2.1 加强种质资源调查评价
云南湿地类型多样,其独特的地理位置和环境条件,保存着众多珍贵植物资源,随着云南生态文明建排头兵和美丽云南创建,多数湿地植物资源得到有效的保护,而摸清湿地药用维管植物资源的种类与生存状况是对其保护的首要任务[29]。因此,必须对云南省湿地药用植物资源的种类、资源量、生境、民间利用情况展开彻底的调查,尤其是高山湖泊、高山亚高山沼泽的调查,确定云南湿地药用植物名录,并建立湿地药用植物资源信息数据库,并对有重要开发利用前景的湿地植物资源进行保护和开发的可行性论证,建立种质基因收集库,保护稀缺资源,从而为湿地植物资源可持续开发利用和保护提供科学依据[5,33]。
4.2.2 加强药用植物资源科研研究
云南湿地植物资源具有很大的综合开发利用的潜力。一方面充分利用云南省的资源优势,联合相关科研单位,在种质资源评价基础上,加强对这些资源的科研工作,缓解野生种质资源短缺问题,如对药用植物的人工驯化、药用与保健功能进行重点研究[34]。另一方面,因地制宜选择具有地方特色、药用价值高、市场竞争力大的药用植物种类,如桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)、岩白菜(Berge‐nia purpurascens)、云南红景天(Rhodiola yunnanen‐sis)、小白及(Bletilla formosana)等,通过引导当地居民进行仿野生栽培、科学采收,缓解对野生药用植物资源利用的压力,维持野外种群稳定,以确保湿地药用植物资源的可持续发展。
4.2.3 加强湿地保护体系建设药用植物资源保护的重要途径是就地保护,不仅能保护植物物种及其药用物质形成的特定生境,还能有效地控制人为干扰对药用植物资源的影响[29,35]。因此,需做好国土空间规划,对高山湖泊、高山、亚高山沼泽等关键性湿地区域,通过湿地类型的自然保护区、湿地公园、湿地保护小区等保护地建设,有效保护珍稀湿地资源,禁止湿地资源被破坏与过度开发利用。