百草園藥用植物組成及生態類型結構研究

鄧 利

(廣西生態工程職業技術學院林業工程學院, 廣西 柳州 545004)

廣西地處亞熱帶,受水熱條件影響以及大面積石灰巖的存在,植物種類繁多,是我國中藥植物資源最豐富的地區之一。在1983—1987年開展的第三次全國中藥資源普查中,共記載廣西藥用植物資源達4 064種[1],物種數量僅次于云南,其中常用中藥材就達470種。同時,廣西壯族[2]、瑤族[3]、毛南族[4]等少數民族在社會經濟長期發展中也形成了獨特的民族醫藥,民族藥和中藥在一定程度上滿足了廣西地區廣大群眾防病、治病和養生的需求。近年來在廣西百色[5]、河池[6]、宜州[7]等地開展藥用植物資源調查中觀察到,燒山耕地、成片種植果樹和經濟林等經營行為已對其生境造成不同程度的破壞,而掠奪性采挖等行為使其種類和數量日益減少,已導致一些以根部或全草入藥植物呈瀕危稀少狀態[8]。

藥用植物是中草藥栽培與加工技術、中藥材生產與加工等高職院校相關專業理論和實踐課程必需的學習內容。學生通過掌握藥用植物育種、栽培、中藥加工等知識將成為具備中草藥栽培技術、中藥加工、中藥質量鑒定等技術的技能人才。以藥用植物為主的百草園和以中草藥栽培技術為主的林業溫室大棚科普基地為培養中藥行業技能型人才提供了理論學習和實踐操作的場所。本文擬對百草園藥用植物資源從植物種類、藥用部位、果實類型和生活型等生態類型等方面進行研究,以期為中草藥栽培等后續課程教學奠定基礎,為其他高校和中小學提供科研和科普教育等資源,也為合理開發、利用和保護廣西藥用植物資源提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

百草園位于廣西柳州市北部生態新區沙塘鎮,屬于南亞熱帶季風氣候,溫度適宜、雨量充沛,日光充足,四季常綠,年平均氣溫20.5 ℃,年平均降雨量1 400 mm,年平均日照1 600 h以上,無霜期長達300 d以上。百草園作為中草藥栽培實訓基地現有藥用植物約170種。

1.2 研究方法

通過對百草園藥用植物進行圖片拍攝和分類鑒定,參閱《中國植物志》《廣西植物圖鑒》等文獻,形成植物名錄。對其中常用的82種藥用植物的入藥部位、果實類型、株生長型、根生長型和Raunkiaer生活型進行分類。統計諸類型數量作為其結果分析的數量指標。藥用植物入藥部位參照黃元河等[5]的方法確定,其中藥用部位分為根類、根狀莖類、皮類、果實(種子)類等;果實類型參照陸時萬等[12],Spjut[13]的方法確定,分為蒴果、瘦果、漿果、莢果等,生長型按照喬木、灌木、藤本和草本(一二年生、多年生)劃分[9];依據休眠芽或復蘇芽所處位置的高低和保護方式確定Raunkiaer生活型,分為高位芽植物、地上芽植物等五大類[10];根生長型參照李建東等[11]的分類方法確定,分為直根型、根莖型、塊莖型等。

2 結果與分析

2.1 百草園常用藥用植物組成

百草園常用藥用植物有40科75屬82種,均為被子植物(表1)。其中以雙子葉植物30科56屬62種,分別占總科數、總屬數和總種數的75.00%,74.67%和75.61%,依次為單子葉植物科、屬和種的3.00倍、2.94倍和3.10倍(表1)。結果顯示,包含屬和種數最多的常用藥用植物科為唇形科(Labiatae)7屬7種,占總屬數和總種數的9.33%和8.54%;其次為百合科(Liliaceae)、豆科(Leguminosae)和菊科(Compositae),包含屬的數量分別為6,5,5個,均有6種植物,合計占總種數的21.96%。有26種植物為1科1屬,合計占總科數、總屬數和總種數的72.50%,34.67%和31.70%。

表1 百草園常用藥用植物類群統計

2.2 百草園常用藥用植物入藥部位特征

根據藥用植物入藥部位將其分為根類、根狀莖類、全草(株)類、果實(種子)類和其他類等[5],其他類是指以花、莖、葉等植物構件作為入藥部位。其中以根類、全草(株)類、根狀莖類和其他類作為入藥部位的植物較多,均在10種以上,其數量依次為19,18,17,12種,分別占常用藥用植物總種數的23.17%,21.95%,20.73%和14.63%,以根類作為入藥部位的植物有黃花倒水蓮、千斤拔、苦參、玄參、麥冬、何首烏等;以全草(株)類為入藥部位的植物有馬利筋、半邊蓮、半枝蓮、龍牙草、虎耳草等;以根狀莖類為入藥部位的有知母、射干、黃精、虎杖等;其他類的有穿心蓮、蘄艾、廣藿香、香茅草等。皮類和果實(種子)類作為入藥部位的藥用植物數量較少,均為8種,合計占總種數的19.51%,以皮類入藥的植物有杜仲、黃柏、橘黃、厚樸等;以果實(種子)類入藥的有花椒、鴉膽子、燈籠草、砂仁等(圖1)。

圖1 百草園常用藥用植物入藥部位統計

2.3 百草園常用藥用植物果實類型特征

百草園82種常用藥用植物果實類型包含蒴果、瘦果、漿果、堅果、核果、莢果、蓇葖果、翅果、柑果和穎果等10種(表2)。在諸果實類型藥用植物中,植物種數居前三位的分別為蒴果28種、瘦果15種和漿果11種,其余果實類型藥用植物的植物種數為1～7種。果實類型為蒴果的28種植物歸屬于18科26屬,姜科包含物種數最多,為4屬5種,占蒴果植物種總數的17.86%;其次為爵床科、百合科和大戟科,分別為3屬4種、3屬3種和2屬2種,占比為14.29%,10.71%和7.14%;其余14科均為1科1屬1種,合計占比為50.00%。瘦果類藥用植物有15種,歸屬于6科14屬,菊科包含的屬種數最多為6屬5種,占瘦果類植物種總數的40.00%,澤瀉科、?？?、蓼科、薔薇科和蕁麻科相對較少,分別有1,2,3,2,1種,所占比例依次為6.67%,13.33%,20.00%,13.33%和6.67%。

表2 百草園常用藥用植物果實類型統計

果實類型為漿果的植物有7科11屬11種,其中百合科植物最多,為3屬3種,占漿果植物種總數的27.27%;天南星科、忍冬科均為2屬2種,合計占54.55%;其余5科均為1科1屬1種,包括五加科、小檗科、樟科和茄科植物。果實類型為核果的植物有6科,均為1科1屬1種。

還有其他果實類型包括堅果、莢果、蓇葖果、翅果、柑果和穎果。其中堅果類植物僅分布于唇形科,有7屬7種;莢果類植物有5屬6種,均為豆科植物;柑果類植物有1屬2種,均為蕓香科植物;翅果類植物只有2種,為胡桃科青錢柳屬植物青錢柳(Cyclocaryapaliurus)和杜仲科杜仲屬植物杜仲(Eucommiaulmoides);穎果類植物僅存于禾本科,為1屬1種。蓇葖果類植物中蕓香科植物種數最多,為1屬2種,其余為蘿藦科和木蘭科,均為1屬1種。

2.4 百草園常用藥用植物生態類型和結構型譜

根據植物株和根的生長體型、休眠芽或復蘇芽所處位置高低和保護方式為依據,對常用藥用植物進行株生長型、根生長型和Raunkiaer生活型分類。株生長型統計結果表明,百草園常用藥用植物中多年生草本種類最多,為41種,占50.00%;灌木和喬木種數較為接近,分別為17種和15種,占所有生態類型總數的20.73%和18.29%;藤本植物數量最少,為4種,僅占4.88%(圖2-Ⅰ)。根生長型中以直根型植物種類最多,為52種,占63.41%;根莖型次之,為15種,占18.29%;鱗莖型植物種類最少,為1種,占1.22%(圖2-Ⅱ)。Raunkiaer生活型則是以高位芽植物數量最多,達27種,占32.93%;地上芽與地面芽所包含植物種數相同,均為14種,占比均為17.07%;地下芽和一年生植物依次為22種和5種,分別占28.63%和6.10%(圖2-Ⅲ)。

注:生長型:喬木,T;灌木Shrub,S;藤本Liana,L;多年生草本perennial herb,P;一至二年生草本Annual herb,A.根生長型Root growth form:直根型Tap root,TR;根莖型Rhizome,R;刷狀根型Brush root,BR;塊根型Earthnut,E;塊莖型Tuber,T;鱗莖型Bulb,B. Raunkiaer生活型Raunkiaer life form:高位芽植物Phaenerophytes,Ph;地上芽植物Chamaephytes,Ch;地面芽植物Hemicryptophytes,H;地下芽植物Geophyte,G;一年生植物Therophytes,Th.圖2 常用藥用植物生態類型及其結構型譜

3 討 論

百草園常用藥用植物株生長型以多年生草本種類為主,其次為灌木和喬木,藤本植物最少,與廣西百色右江區1 068種[5]和新疆北塔山地區60種[14]藥用植物生長型組成相比較,有較高的相似性,即均以多年生草本數量最多,藤本植物最少。百草園藥用植物多來自廣西且為常用藥用植物,使得其與右江區有較高的相似性,但其與新疆藥用植物生長型也有較高的相似性,用生長型是植物對外界環境適應的形態表現則難以解釋,可能是因為多年生草本藥用植物相較于喬木、灌木等木本類更易于采挖,而相較于一年生草本植物為更新恢復較快,能夠多次采收、方便管理等。在亞熱帶地區多數植物主根明顯且發達,側根在土壤中的延伸范圍較廣,形成以淺根系為主的生存狀態,生活型組成以常綠大、中高位芽植物為主[15],這與百草園常用藥用植物株生長型和根生長型相一致即以直根型,高位芽植物為多,以上特征反映出百草園常見藥用植物具有南亞熱帶群落植株和根系的特點,表現出南亞熱帶的高位芽植物氣候特征。

在百草園常用藥用植物中,各個入藥部位的種類均有分布,其中根類、全草(株)類、根狀莖類是主要藥用部位,占植物種總數的65.85%。這與西藏色季拉山[18]、唐家河自然保護區[19]、廣西河池金城江區[6]等地藥用植物藥用部位相似。中醫普遍認為藥用植物的根部累積的藥用有效成分較多、功效較好,但采集和利用藥用植物的全草(株)、根和根狀莖非常不利于藥用植物資源的再生及可持續生長,同時對生境產生破壞性影響,因此在開發這類藥用資源時,應注意種質資源的保護,有選擇地采集藥材確保資源可持續利用。

百草園82種常用藥用植物果實類型有10種。通過對果實類型的構成式樣與水熱因子關系研究發現,濕熱生境有利于翅果、堅果、核果、蓇葖果、穎果類果實類型的植物發育,而干冷的生境適宜蒴果類植物生長[16],建議在百草園常用藥用植物管理過程中,相較于其他果實類型植物,蒴果類植物可栽種在較為干冷環境以促進該類植物的生長發育。果實(種子)通過動物、風、自體等方式散布以擴大棲居范圍來維系種群延續。在調查中觀察到除了翅果和部分具冠毛的瘦果類植物通過風傳播外,莢果、蓇葖果和蒴果類植物均為自體傳播。表明這類植物種子隨果實成熟開裂將其彈射出后,多數種子會落在母株(樹)附近形成集群,使得大量種子萌發時對資源產生強烈競爭,導致死亡率增加,不利于種群擴張[17]。建議在種子成熟季節,采收一部分種子或果實以維持種群穩定性,同時可對采收的種子進行脅迫實驗,為擴大物種栽培范圍提供科學依據。

4 結 論

百草園82種常用藥用植物隸屬40科75屬。其中含屬、種最多的科為唇形科,有27種植物為1科1屬。

百草園82種常用藥用植物中多年生草本種類最多,最少的為藤本。根生長型以直根型種類為主,鱗莖型植物種類數量最少。Raunkiaer生活型則是以高位芽植物數量最多,一年生植物最少,為5種。

百草園82種常用藥用植物果實類型為10種,分別為蒴果、瘦果、漿果、堅果、核果、莢果、蓇葖果、翅果、柑果和穎果。其中以以蒴果類果實類型占優勢。

百草園82種常用藥用植物入藥部位包括根類、根狀莖類、全草(株)類、果實(種子)類和其它類等5類。其中以根類、全草(株)類、根狀莖類作為入藥部位的植物較多,均在10種以上。