察隅河流域药用种子植物资源多样性研究

谷文乾,张淑钧,杨欣欣,罗 建

(西藏农牧学院高原生态研究所/西藏高原森林生态教育部重点实验室/西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站/西藏自治区高寒植被生态安全重点实验室,西藏林芝 860000)

药用植物作为预防疾病和中医药治疗的主要物质基础,其全株或植株的部分部位可供药用,具有解表、清热、攻毒杀虫止痒等功效,一直是中国医疗卫生体系的重要组成部分,极具科学研究价值[1]。中国药用植物物种资源十分丰富,共11 146种[2]。近年来,野生药用植物因遭受人们的过度采挖,生境遭受威胁,数量急剧减少,一些药用植物种类濒临灭绝[3],针对野生药用植物资源发掘利用、有效保护的研究显得尤为重要[4]。对某一地区药用植物资源的调查分析可以揭示该地区药用植物的发生、发展和组成等特征[5],为该区药用植物的合理利用和科学管理提供理论依据和参考价值。

西藏察隅河处于横断山区和东喜马拉雅两大生物多样性中心热点地区[6-7]的交汇处,因其海拔梯度大、紫外线照射强、光照充足、昼夜温差大等独特的地理条件[8],拥有异常高的生物多样性[9]及丰富而独特的药用植物资源[10]。目前,对于青藏高原药用植物资源的关注逐年增加,有关于区域药用资源多样性的研究[11],针对特有药用植物利用的分析[12],以及药用植物保护的探讨[10],而目前尚未见关于察隅河流域药用种子植物资源的研究。因此,参照第四次全国中药资源普查技术规范[13],展开了对察隅河流域药用种子植物全面系统的实地调查,分析该区药用种子植物的生活型、药用部位、药用功效、药性、药味、区系成分等特点,探索研究区药用种子植物资源多样性保护及合理利用策略,旨在为察隅河流域药用植物的资源利用和科学管理提供理论依据和参考价值,实现药用植物资源的可持续利用。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

察隅河流域位于青藏高原东南缘,96°10′—97°30′E、27°50′—29°30′N,起源于德母拉山,是东支主流地桑曲和西支主流地贡日嘎布曲汇合之后形成的双干河流[14]。海拔梯度大(源头5 475 m,最低600 m),垂直高差悬殊。受印度洋西南季风及孟加拉湾暖湿气流的影响,降水丰富,年均降水量801.1 mm[15]。流域内气候温润,光照充沛,雨热同季,年均无霜期高达215 d,年平均温度12.1 ℃[14]。多样性气候、复杂的地史条件使得察隅河流域形成了丰富的自然植被资源和植物物种多样性,为药用植物资源的发育提供基础条件。

1.2 研究方法

结合流域内山区植被生态环境、植被类型群落分布进行野外线路调查、样方套、标本采集及相关文献资料[16-18]的查阅,采用恩格勒系统对药用种子植物名录进行统计整理;样地调查涵盖察隅河整个流域植被生态类型,以《第四次全国中药资源普查技术规范》[13]为指导,共设置80个样地。随机在每个样地内设置3个重复,样方套内设置1个乔木样方(10 m×10 m),1个灌木、藤本样方(5 m×5 m),4个草本样方(2 m×2 m),记录样地的海拔、经纬度、坡度、坡向等地理信息以及样地内每个物种的高度、盖度、株数等生物学信息[11];生活型、药用部位、药性、药味依据《中国中草资源志》[19]的划分标准,药用功效参照《国家药典中药实用手册》[20]对察隅河流域药用种子植物药用功效进行分析;依照吴征镒等[21-22]对药用种子植物科、属的分布区类型进行划分。

2 结果与分析

2.1 药用种子植物组成

察隅河流域药用种子植物共有846种(含变种),隶属114科427属(表1),包含裸子植物4科8属14种,被子植物110科419属832种。被子植物中单子叶植物有19科75属117种,分别占本区科、属、种总数的16.67%、17.56%、13.83%;双子叶植物含91科344属715种,分别占该区域种子植物科、属、种总数的79.82%、80.56%、84.52%。

表1 察隅河流域药用种子植物类型组成

2.1.1 药用种子植物科构成

根据不同科所含种数多少,察隅河流域药用种子植物共划分为5个等级(表2)。其中,单种科24个和寡种科(含2～5种)48科分布较多,分别占总科数的21.05%、42.11%,可见,单种科和寡种科构成了研究区药用种子植物在科水平上的主体;中等科(含6～10种)21科,占总科数的18.42%;较大科(含11～20种)14科,占总科数的12.28%;大科(≥21种)仅有7科,占总科数的6.14%,却含320种,占总种数的37.83%,对察隅河流域药用种子植物资源的构建起主导作用。另外,研究区不同种数的科分布较为分散,说明研究区药用种子植物在科构成上的丰富性。

表2 察隅河流域药用种子植物不同科所含种数组成

2.1.2 药用种子植物属构成

根据不同属所含种数的多少,将察隅河流域药用种子植物划分为4个等级(表3)。在研究区427个属中,单种属253个,占总属数的59.25%,寡种属(含2～5种)153个,占总属数的35.83%,均占比较高;中等属(含6～10种)有18个,占总属数的4.22%;较大属(11～20种)仅3个属,占总属数的0.70%。单种属及寡种属优势明显,可见,察隅河流域药用种子植物属水平上的组成多样化。

表3 察隅河流域药用种子植物不同属所含种数组成

2.2 药用种子植物生活型

依据《中国中草资源志》[19]的分类标准(表4),察隅河流域药用种子植物的生活型以多年生草本植物为主,含444种占总种数的52.48%,如:云南红景天(Rhodiolayunnanensis)、鹿蹄草(Pyrolacalliantha)、蓝玉簪龙胆(Gentianaveitchiorum)等;其次是灌木,含161种占总种数的19.03%,如:水红木(Viburnumcylindricum)、滨盐麸木(Rhuschinensisvar.roxburghii)、滇牡丹(Paeoniadelavayi)等;然后为一、二年生草本植物,含114种占总种数的13.48%,如:牛蒡(Arctiumlappa)、益母草(Leonurusjaponicus)、平车前(Plantagodepressa)等;乔木含80种占总种数的2.13%,如:马蹄荷(Exbucklandiapopulnea)、新樟(Neocinnamomumdelavayi)、黄牛奶树(Symplocoscochinchinensisvar.laurina)等;药用种子植物中藤本植物相对较少,木质藤本含29种,占总种数的3.43%,如:西南铁线莲(Clematispseudopogonandra)、叉须崖爬藤(Tetrastigmahypoglaucum)、短尾铁线莲(Clematisbrevicaudata)等,草质藤本含18种占总种数的2.13%,如:苦葛(Puerariapeduncularis)、绞股蓝(Gynostemmapentaphyllum)、小鸡藤(Dumasiaforrestii)等。

表4 察隅河流域药用种子植物生活型分布

察隅河流域药用种子植物生活型组成以草本植物最为发达,占总种数的68.09%,符合药用植物生活型以草本植物为主的组成规律[13]。

2.3 药用种子植物药用部位

研究区药用种子植物的药用部位参照《中国中草资源志》[19]的划分标准(表5),以全草类植物入药最多,共有70科234属385种,占总种数的45.51%,优势明显,如:(血满草Sambucusadnata)、东俄洛紫菀(Astertongolensis)、梭沙韭(Alliumforrestii)等。

表5 察隅河流域不同药用部位药用种子植物分布

其次是根及根茎类共有88科235属374种,占总种数的44.21%,如:白亮独活(Heracleumcandicans)、双参(Triplostegiaglandulifera)、疙瘩七(Panaxbipinnatifidus)等;枝叶类共有53科92属130种,占总种数的15.37%,如:扁枝槲寄生(Viscumarticulatum)、雪层杜鹃(Rhododendronnivale)、冷地卫矛(Euonymusfrigidus)等;果实类共有32科57属82种,占总种数的9.69%,如:西藏沙棘(Hippophaetibetana)、尼泊尔水东哥(Saurauianapaulensis)、木姜子(Litseapungens)等;皮类共有32科49属68种,占总种数的8.04%,如:柴桂(Cinnamomumtamala)、鹅掌柴(Scheffleraheptaphylla)、尖叶花椒(Zanthoxylumoxyphyllum)等;花类共有27科36属41种,占总种数的4.85%,如:黄姜花(Hedychiumflavum)、叠裂银莲花(Anemoneimbricata)、鸦跖花Oxygraphisglacialis)等;地上部分类药用种子植物共有10科14属17种,占总种数的2.01%,所含种类较少,如:豨莶(Sigesbeckiaorientalis)、五月艾(Artemisiaindica)、鸭跖草(Commelinacommunis)等;树脂类药用种子植物共有2科2属2种,占总种数的0.24%,所含种类最少,仅见杉木(Cunninghamialanceolata)和川西云杉(Picealikiangensisvar.rubescens)。

2.4 药用种子植物药性

依照《中国中草资源志》[19]对药性的的分类要求(表6),研究区药用种子植物的药性以温性药用种子植物占比最高,共61科150属234种,占总种数27.66%,如:绵头雪兔子(Saussurealaniceps)、圆叶鹿蹄草(Pyrolarotundifolia)、藏南舌唇兰(Platantheraclavigera)等。

表6 察隅河流域药用种子植物药性统计

其次是寒性药用植物共69科148属227种,占总种数的26.83%,如:土牛膝(Achyranthesaspera)、西藏马兜铃(Aristolochiagriffithii)、长毛风毛菊(Saussureahieracioides)等;平性药用种子植物共64科138属207种,占总种数的24.47%,如:牛皮消(Cynanchumauriculatum)、裂瓣角盘兰(Herminiumalaschanicum)、蓝花参(Wahlenbergiamarginata)等;凉性药用种子植物共62科124属173种,占总种数的20.45%,如:假秦艽(Phlomisbetonicoides)、辣薄荷草(Cymbopogonjwarancusa)、狭叶委陵菜(Potentillastenophylla)等;热性药用种子植物最少,仅3科4属5种,占总种数的0.59%,有角萼翠雀花(Delphiniumceratophorum)、德钦乌头(Aconitumouvrardianum)、假烟叶树(Solanumerianthum)等。

2.5 药用种子植物药味

研究区药用种子植物药味参照《中国中草资源志》[19]的划分要求(表7),以苦味类居药用植物资源之首,有90科279属524种,占研究区总种数的61.94%,占比最高,如:匍枝柴胡(Bupleurumdalhousieanum)、菖蒲(Acoruscalamus)、藏龙蒿(Artemisiawaltonii)等。

表7 察隅河流域药用种子植物药味统计

其次,辛味药共65科180属290种,占34.28%,如:杜若(Polliajaponica)、树形杜鹃(Rhododendronarboreum)、滇川银莲花(Anemonedelavayi)等;甘味药共69科180属262种,占30.97%,如:大叶碎米荠(Cardaminemacrophylla)、刚毛忍冬(Lonicerahispida)、角盘兰(Herminiummonorchis)等。

涩味药共42科65属96种,占11.35%,如:毛木通(Clematisbuchananiana)、糙苏(Phlomisumbrosa)、显脉荚蒾(Viburnumnervosum)等;酸味药共23科35属53种,占0.12%,如:蔓胡颓子(Elaeagnusglabra)、红腺悬钩子(Rubussumatranus)、酢浆草(Oxaliscorniculata)等;淡味药共24科31属42种,占的4.96%,占比最少,如:破血丹(Saussureaacrophila)、绣球藤(Clematismontana)、猪毛菜(Salsolacollina)等。

2.6 药用种子植物功效

按照《国家药典中药实用手册》[20]对药效的划分标准(表8),清热是察隅河流域药用种子植物的主要功效,占总种数的29.43%,如:禾叶风毛菊(Saussureagraminea)、羊齿天门冬(Asparagusfilicinus)、紫点杓兰(Cypripediumguttatum)等;其次,攻毒杀虫止痒药占25.06%,如:火炭母(Persicariachinensis)、常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)、马尿脬(Przewalskiatangutica)等;活血化瘀药占21.16%,如:二叶兜被兰(Neottianthecucullata)、西藏铁线莲(Clematistenuifolia)、錾菜(Leonuruspseudomacranthus)等;祛风湿药占19.86%,如:杠柳(Periplocasepium)、水母雪兔子(Saussureamedusa)、鼠掌老鹳草(Geraniumsibiricum)等;止血药占10.05%,如:筒鞘蛇菰(Balanophorainvolucrata)、竹节参(Panaxjaponicus)、察隅紫堇(Corydalistsayulensis)等;解表药占6.86%,如:竹叶柴胡(Bupleurummarginatum)、虱子草(Tragusberteronianus)、戟叶酸模(Rumexhastatus)等。

表8 察隅河流域不同功效药用种子植物种类分布

温理药占5.56%,如:菟丝子(Cuscutachinensis)、粉枝莓(Rubusbiflorus)、藏南舌唇兰(Platantheraclavigera)等。其余13类药所占总种数的17.98%,药用功效较为全面。此外,西藏红豆杉(Taxuswallichiana)所含的紫杉醇具有可观的抗癌功效,对糖尿病、冠心病等也有一定的治疗效果,有巨大的药用资源发掘空间。

2.7 察隅河流域野生重点药用种子植物

依据西藏自治区重点药用种子植物野外调查名录,统计整理出察隅河流域药用种子植物共51种,隶属40科48属(表9),除侧柏(Platycladusorientalis)、楝(Meliaazedarach)、朱砂根(Ardisiacrenata)、地锦(Parthenocissustricuspidata)、绣球藤、花椒(Zanthoxylumbungeanum)、山鸡椒(Litseacubeba)、石榴(Punicagranatum)、甜橙(Citrussinensis)、盐麸木(Rhuschinensis)、桑寄生(Taxillussutchuenensis)11种外,其余40种均为草本药用种子植物,占研究区重点药用种子植物总种数的78.43%,这与地方主要培育种植红景天(Rhodiolarosea)等草本类药用种子植物相吻合。

表9 察隅河流域野生重点药用种子植物

2.8 药用种子植物分布区类型

2.8.1 科的地理成分分析

参照吴征镒等对种子植物科的分布区类型划分[21],研究区药用种子植物区系划分为6大类17个不同类型(表10)。其中,温带分布最多,共44科占总科数的57.89%,以北温带分布为主,主要有罂粟科(Papaveraceae)、山茱萸科(Cornaceae)、杨柳科(Salicaceae)等;其次,热带分布28科,占总科数的36.84%;世界分布38科,占总科数的33.33%;东亚分布3科,占总科数的3.95%;古地中海分布最少,仅阿福花科(Asphodelaceae)下的多年生草本植物萱草(Hemerocallisfulva),其根、叶可入药,有清热、止血功效,占总科数的1.32%。无中国特有科。

表10 察隅河流域药用种子植物科、属的分布区类型

2.8.2 属的地理成分分析

根据吴征镒等对中国种子植物属的分布区类型划分标准[22],察隅河流域药用种子植物区系属的地理成分可划分为6大类34个不同类型(表10)。其中,温带分布最多,共176属占总属数的45.96%,以北温带分布最多,主要有蒿属、风毛菊属(Saussurea)、翠雀属(Delphinium)等;其次,热带分布147属,占总属数的38.37%,以泛热带分布最多;东亚分布48属,占总属数的12.54%;世界分布41属,占总属数的10.70%;古地中海分布12属,占总属数的3.13%;中国特有分布,共3属占总属数的0.78%,有通脱木属(Tetrapanax)、金铁锁属(Psammosilene)、马尿脬属(Przewalskia)。

3 讨 论

3.1 药用种子植物物种资源丰富

察隅河流域药用种子植物资源丰富,共有114科427属846种(含变种)。单种科、寡种科和单种属、寡种属所占比例较大,构成了研究区药用种子植物科、属水平上的主体,体现了其组成上的多样性;菊科、毛茛科、蔷薇科等较大科及蒿属、悬钩子属、铁线莲属等较大属构成较集中,对研究区药用种子植物资源的构建起主导作用;从生活型和野生重点药用种子植物上看,研究区以草本类药用种子植物为主,植物生活周期短,采集更新恢复快,人工栽培相对容易,可以将草本类药用种子植物作为民族特色产业开发利用的首选。

3.2 药用功效、性味及药用部位丰富

察隅河流域药用种子植物种类繁多、药用功效全面,主要以清热、攻毒杀虫止痒、活血化瘀为主,开窍和化湿类药用种子植物最少,各含2种;药性和药味方面,以性温味苦的药物为主;药用部位在研究区均有分布,以全草、根及根茎类植物分布为主,此类植物对生境要求较高,植株采集后会导致全株死亡,因此,采集时要加强对药用种子植物种群及原生境的保护,严禁滥采滥挖。根据野生药用种子植物蕴藏量适度采收,注意保留相当比例和数量的种源,确保采收量的恢复速率、鼓励人工培育种植、加强对濒危及特有药用种子植物的保护,努力维系高原生态平衡,为药用植物的可持续生长提供相对稳定的生存环境。

3.3 药用种子植物区系地理成分复杂

察隅河流域药用种子植物区系的起源与进化与流域内植物区系特征随青藏高原及周边地区的隆升、气候由热逐渐过渡到凉的地史形成有关联[23],为适应高山的温带成分不断地分化、衍化,热带成分逐步被替代息息相关。研究区分布了红豆杉科(Taxaceae)、麻黄科(Ephedraceae)、松科(Pinaceae)等古老孑遗科,在地质历史上成为这些物种的避难所[24-25];又分布着报春花科、龙胆科、虎耳草科等新生高山植物区分化的代表科,成为新兴植物区系分化繁衍的摇篮[24-25]。察隅河流域因其特殊的地理生境,孕育着丰富的生物多样性,是维持药用植物资源生长发育的重要基础条件,可结合地理、生境和古植被资料,探讨高原及周边地区隆升对药用植物遗传多样化的影响。

3.4 保护建议

察隅河流域药用种子植物资源多样性丰富,保护、利用好研究区药用种子植物资源,实现高原药用植物资源特色基因库永久性维持,对青藏高原及中国的中(藏)药事业发展意义重大。伴随西藏地区经济的发展,随之也带来了严峻的挑战,像绵头雪兔子、西南手参(Gymnadeniaorchidis)、四裂红景天(Rhodiolaquadrifida)等国家二级保护植物,苞叶雪莲(Saussureaobvallata)、高山龙胆(Gentianaalgida)、川贝母(Fritillariacirrhosa)等野生药用价值较高的种子植物,由于当地居民采挖买卖,数量急剧减少,建议相关管理部门加强管理,开展重点药用植物储量调查研究,确定优先保护物种,建立专门的珍稀、濒危药用植物就地保护区,集中进行保护开发野生药用植物资源。

对于所占比例较大的全草、根及根茎类药用种子植物,这类药用植物的利用相对其野生种群和生境的影响受损更明显,若无限制采伐,易给野生药用种子植物资源造成毁灭性伤害,可在其分布相对集中的海拔2 200～3 800 m一带设置优先保护区域加以特别保护,鼓励有筹划、有举措地建设高原特色中药材培育种植基地,适度开发,科学适量采收,凭借独特的自然地理优势,鼓励当地村民进行林下半野生培育种植,缓解野生药用种子植物资源的压力,使得高原药用种子植物种源得以长久保存。

随着食疗兴起的热潮,像牛奶子(Elaeagnusumbellata)、齿萼悬钩子(Rubuscalycinus)、高山党参(Codonopsisalpina)等具有营养保健作用的野生药用种子植物越发受到关注,其果实或根茎等部位兼具食用、滋补及治疗疾病的功效。例如“维生素宝库”沙棘(Hippophaerhamnoides),其果实中就含有人体不能合成的多种维生素,沙棘油同样具有抗癌的药理性能,对保健和疾病预防意义重大,可对药食两用植物资源的开发利用研究方面重点关注,以期促进我国的中(藏)药事业发展。