秦皇島濱海地區(qū)主要鹽生能源植物資源調(diào)查與開發(fā)利用研究

摘要 采用文獻查閱和野外實地調(diào)查相結合的方法，對秦皇島市濱海地區(qū)野生鹽生能源植物資源進行了調(diào)查分析，挖掘鹽生能源植物種質(zhì)資源，調(diào)查出能源價值高、經(jīng)濟價值好、可開發(fā)利用的主要野生鹽生植物15科37屬44種，分析了秦皇島市濱海能源植物的開發(fā)潛力并提出鹽生能源植物的開發(fā)利用途徑，最后針對進一步的開發(fā)利用提出建議，以期為全面實施生物質(zhì)能源工程，采用生物措施治理鹽堿地提供新途徑。

關鍵詞 野生鹽生能源植物；開發(fā)利用；秦皇島濱海；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號Q949.9；S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10266-03

基金項目河北省科學技術研究與發(fā)展計劃資助項目（12273201）；秦皇島市科技局項目（201401A387）。

作者簡介徐迎碧（1985- ），女，安徽蕭縣人，副教授，碩士，從事園林植物及應用方面的研究。

鹽生植物中有很多富含淀粉、油脂、纖維素，可以作為能源植物加以利用。這類能夠在鹽堿地上生長的能源植物，或者說能夠作為能源植物加以利用的鹽生植物，統(tǒng)稱為鹽生能源植物[1-2]。鹽生能源植物的開發(fā)利用對生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及鹽堿地生態(tài)修復具有重要的意義。為合理開發(fā)利用豐富的秦皇島市野生能源鹽生植物資源，課題組對秦皇島市濱海地區(qū)進行了實地調(diào)查，重點篩選具有較高能源價值、經(jīng)濟價值的野生鹽生植物，篩選出適合鹽堿干旱地區(qū)栽植的鹽生能源植物品種，為全面實施生物質(zhì)能源工程，采用生物措施治理鹽堿地提供新途徑，以期引起更多的人關注鹽生能源植物，為合理利用該類植物資源提供基礎資料。

1研究地概況

秦皇島市位于河北省東北部，位于39°22′～40°37′ N、 118°33′～119°51′ E。年平均氣溫 10.2～12.1 ℃。秦皇島地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，特殊的地理環(huán)境和氣候條件使秦皇島市蘊藏著豐富的鹽生植物資源。

2秦皇島市野生鹽生能源植物資源調(diào)查

2.1調(diào)查方法通過查閱鹽生植物資源的相關文獻，收集了秦皇島市濱海地區(qū)野生植被分布及開發(fā)現(xiàn)狀的資料，重點選擇了秦皇島海港區(qū)臨海地段、山海關區(qū)沿海、北戴河周邊海岸等濱海區(qū)域進行實地考察，采用線路調(diào)查與樣地調(diào)查相結合的方法，沿線記載植物的種類并采集標本，參考植物志[3-5]，對鹽生能源植物的形態(tài)特征、分布狀況、經(jīng)濟價值等進行統(tǒng)計分析。

2.2調(diào)查結果調(diào)查中課題組發(fā)現(xiàn)了豐富的野生觀賞鹽生植物資源，很多種類不僅具有較高的景觀價值，也具有較高的經(jīng)濟利用價值，可以作為園林綠化、飼用、油料作物、工業(yè)原料開發(fā)的優(yōu)勢資源[6-8]。其中禾本科（Poaceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、夾竹桃科（Apocynaceae）、菊科（Asteraceae）、藜 科（Chenopodiaceae）、豆科（Leguminosae）等15科37屬44種植物是秦皇島市濱海地區(qū)自然分布的主要鹽堿地能源植物，絕大多數(shù)為草本植物（共有38種，占總種數(shù)的86.36%），木本的喬灌木植物很少（有6種，占總種數(shù)的13.64%）。在這些植物中，共篩選出10種具有較高能源價值的植物，分別為菊芋、堿蓬、甜高粱、小果白刺、堿地膚、蒼耳子、羅布麻、草木樨、蓖麻、野大豆，植物區(qū)系主要以禾本科、藜科、豆科等為主，共占能源植物總數(shù)的53.49%，具有資源種類多、數(shù)量大、空間分布廣、適應性強的特點，是秦皇島市濱海地區(qū)經(jīng)濟能源開發(fā)利用潛在的寶貴資源（見表1、表2）。

3秦皇島濱海地區(qū)野生鹽生能源植物開發(fā)潛力

目前，秦皇島地區(qū)的鹽生能源植物的開發(fā)還處于原材料開發(fā)階段，對一些重要的鹽生植物還缺乏人工栽培、綜合利用的經(jīng)驗，開發(fā)的技術含量低，主要是出售原材料，或只是進行產(chǎn)品的粗加工，對產(chǎn)品的深加工和綜合利用不夠，對資源的掠奪式開發(fā)使生態(tài)環(huán)境遭受巨大破壞，沒有資源增值或增值很少，經(jīng)濟效益不高。

秦皇島濱海有很多優(yōu)良的野生能源植物，如菊芋塊莖中富含系列多聚果糖——菊粉。菊粉是一類天然果聚糖的混合物，是十分理想的功能性食品配料，同時也是生產(chǎn)低聚果糖、高果糖漿、結晶果糖等產(chǎn)品的良好原料。甜高粱具備了石油、煤炭等能源所沒有的特點——可再生性，彌補了石油、煤炭等能源越用越少的不足[9]。蓖麻、堿蓬、鹽地堿蓬、堿地膚、蒼耳子等均為優(yōu)良的野生油脂類資源，種子含油量高，油料開發(fā)利用前景非常廣闊?？砷_發(fā)利用的香料植物種類還有表1秦皇島濱海地區(qū)主要野生鹽生能源植物種類

科屬種禾本科白茅屬白茅（Imperata cylindrica）堿茅屬堿茅（Puccinellia distans）蘆葦屬蘆葦（Phragmites communis）狗尾草屬狗尾草（Setaria viridis）獐毛屬獐毛（Aeluropus sinensis）賴草屬羊草（Leymus chinensis）賴草屬濱麥（Leymus mollis （Trin.） Hara）高粱屬甜高粱（Sorghum bicolor （L.） Moench）豆科木樨屬草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb）木樨屬白花草木樨（Melilotus albus Medic.exDesr）香豌豆屬海邊香豌豆（Lathyrus odoratus L.）野大豆屬野大豆（Glycine soja Sieb.et Zucc.）胡枝子屬達烏里胡枝子（Lespedeza davurica）雞眼草屬雞眼草（Kummerowia striata （Thunb.） Schindl.）雞眼草屬長萼雞眼草（Kummerowia stipulacea）合萌屬合萌（Aeschynomene indica L.）藜科堿蓬屬堿蓬（Suaeda heteroptera Kitog）堿蓬屬鹽地堿蓬（Suaeda salsa）地膚屬堿地膚（Kochia scoparia var.sieversiana）藜屬藜（Chenopodium album）鹽角草屬鹽角草（Salicornia europaea）豬毛菜屬豬毛菜（Salsola collina）濱藜屬中亞濱藜（Atriplex centralasiatica）濱藜屬西伯利亞濱藜（Atriplex sibirica）菊科向日葵屬菊芋（Helianthus tuberosus）蒼耳屬蒼耳（Xanthium sibiricum） 蒿屬茵陳蒿（Artemisia capillaris）蒿屬豬毛蒿（Artemisia scoparia Waldst. et Kit.）桑科 葎草屬葎草（Humulus scandens）馬齒莧科馬齒莧屬馬齒莧（Portulaca oleracea）夾竹桃科羅布麻屬羅布麻（Apocynum venetum）薔薇科薺菜屬薺菜（Capsella bursapastoris）委陵菜屬鵝絨委陵菜（Potentilla anserina）委陵菜屬委陵菜（Potentilla chinensis）十字花科播娘蒿屬播娘蒿（Descurainia sophia）獨行菜屬獨行菜（Lepidium apetalum）檉柳科檉柳屬檉柳（Tamarix cheninsis）莎草科苔草屬篩草（Carex kobomugi）大戟科白刺屬小果白刺（Nitraria sibirica Pall）蓖麻屬蓖麻（Ricinus communis）胡頹子科胡頹子屬沙棗（Elaeagnus angustifolia）茄科枸杞屬枸杞（Lycium chinense）蘿藦科牛皮消屬地梢瓜（Cynanchum thesioides）蘿藦屬蘿藦（Metaplexis japonica （Thunb.） Makino）

蒿類、白花草木樨、草木樨等。這類植物的花和果實或含有香豆素、葉酸、揮發(fā)油，草木樨含的香豆素達0.5%～1.5%，可用作煙草、化妝品及皂用香精，干燥花可直接拌入煙草內(nèi)作芳香劑。除此以外，秦皇島市濱海地區(qū)可開發(fā)的飼用鹽生植物資源種類豐富，如生長在重鹽土至中鹽土的種類堿蓬、鹽地堿蓬、香豌豆、羊草、獐毛、濱麥、堿茅等均是優(yōu)良牧草。生長在輕鹽土上的飼料植物種類很多，資源量大，如藜屬、草木樨、白茅、狗尾草等都可作飼料。這些植物很多營養(yǎng)價值高，既可用作青飼，也可制成干草或者草粉，對養(yǎng)殖業(yè)具有非常可觀的開發(fā)價值?？砷_發(fā)的纖維素植物資源有蘆葦，其是優(yōu)良的造紙原料；羅布麻出麻率高，莖皮纖維為高級紡織原料；此外，還有草木樨、白茅、檉柳等都可作為纖維原料。除了上述資源植物外，海岸帶地區(qū)還有一些尚待開發(fā)的野生藥用鹽生植物、觀賞性鹽生植物等頗具開發(fā)潛力，如檉柳、二色補血草、腎葉打碗花等[10-12]。

4鹽生能源植物的開發(fā)利用途徑

4.1鹽生能源植物的綜合利用鹽生能源植物是秦皇島市重要的地域資源，綜合開發(fā)利用應從以下幾方面考慮。

4.1.1生物能源產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。菊芋生物產(chǎn)量高，適應性強，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品用途廣。菊芋是提取高純度低聚果糖的最佳原料，果糖發(fā)酵后尚可制成酒精，被稱為綠色石油，是很好的代用燃料，又是增加汽油燃燒質(zhì)量的理想提高劑。甜高粱是一種耐瘠和耐鹽堿性強的能源作物，生長速度快、植株高大，其生物量可達普通玉米的4倍，種子和莖稈均可用于生產(chǎn)乙醇，1 hm2可生產(chǎn)4.8 t燃料乙醇，且其可利用種子繁殖，具備了石油、煤炭等能源所沒有的特點——可再生性，彌補了石油、煤炭等能源越用越少的不足。堿蓬種子含油量高，可為食用油，并可作為制造肥皂、油漆、油墨的原料。蓖麻種子含油量高，是重要工業(yè)用油和生物柴油原料。秦皇島市具有發(fā)展生物能源產(chǎn)業(yè)的良好基礎和有利條件，有大面積不易耕種的沙地、鹽堿地適宜種植能源草和國際公認的提供綠色能源的最佳原料——甜高粱，這些能源植物的生產(chǎn)可與鹽堿荒地、海灘、河灘的開發(fā)利用結合起來，為生物能源研究開發(fā)提供了更為廣闊的空間，今后應加大能源林、能源作物種植與生物柴油冶煉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[13-15]。

4.1.2無公害食用鹽生蔬菜開發(fā)。鹽地堿蓬嫩莖葉營養(yǎng)成分豐富，味道鮮美，是備受青睞的無污染綠色食品，主要為蔬菜食用。小果白刺果實可食用，亦能制糖、釀酒，制作果子露等飲料。可選定幾個主要種類，栽培與野生采集相結合，制成鮮、咸、干小包裝系列食品上市，并注冊商標，使其成為秦皇島濱海特產(chǎn)。

4.1.3精油提取。用蒿屬植物提取精油，測定每種精油的成分后，有目的地進行栽培，提取精油，用于生產(chǎn)食品、藥品、化妝品。隨著人們生活水平的提高，植物芳香油的用途會更廣泛，用量也會更大，所以用蒿草提取芳香油的生產(chǎn)極有發(fā)展前途。

4.1.4生產(chǎn)纖維制品?？砷_發(fā)的纖維素植物資源有蘆葦，其纖維素含量50%，是優(yōu)良的造紙原料；另外，羅布麻出麻率約40%～42%，莖皮纖維為高級紡織原料；此外，還有草木樨、白茅、檉柳等都可作為纖維原料。

4.1.5生產(chǎn)鹽生植物飼料。秦皇島市濱海地區(qū)可開發(fā)的飼用鹽生植物資源種類豐富，如生長在重鹽土至中鹽土的種類堿蓬、鹽地堿蓬、香豌豆、羊草、獐毛、濱麥、堿茅等均是優(yōu)良牧草。生長在輕鹽土上的飼料植物種類很多，資源量大，如藜屬、草木樨、白茅、狗尾草等都可作飼料。這些植物很多都是營養(yǎng)價值高的種類，如狗尾草全草含粗脂肪2.6%，粗蛋白10.27%，粗纖維34.40%，既可用作青飼，也可制成干草或者草粉，對于養(yǎng)殖業(yè)具有非常高的開發(fā)價值。

4.1.6其他。如生產(chǎn)生物農(nóng)藥，很多鹽生植物可制造農(nóng)藥，如利用蒿屬植物等制成煙劑、水劑、粉劑，發(fā)揮鹽生植物的驅(qū)蟲、殺蟲、滅菌的作用。另外，有些鹽生植物還有蜜源價值。

4.2利用鹽生能源植物進行鹽堿地改良秦皇島市為濱海旅游城市，濱海綠化是城市綠化中重要的部分，而濱海地區(qū)多為鹽堿地，鹽堿地種植綠化植物一直是園林綠化中較為棘手的難點，由于受到特殊的土壤、氣候等條件限制，工程的工序復雜、施工難度大。野生能源植物中很多都可以作為鹽堿地綠化的首選材料，如獐毛（Aeluropus sinensis）、檉柳（Tamarix cheninsis）、草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb）等既具有較高觀賞價值，同時也具有易成活、易管理、耐鹽堿性強的優(yōu)點，一方面可大大降低園林施工費用和苗木養(yǎng)護管理費用，另一方面這些植物定植后可降低土壤中的鹽分濃度，提高土壤有機質(zhì)含量，可以對鹽堿土壤進行有效改良。堿茅（Puccinellia distans）和獐毛是鋪建草坪、地被植物的優(yōu)良材料，檉柳、小果白刺（Nitraria sibirica Pall）是優(yōu)良的海邊綠化植物。

4.3營造鹽生能源植物園林景觀鹽生能源植物具有較高的觀賞價值，利用這些植物可以營造特色植物專類園，可根據(jù)不同鹽生植物的能源價值進行分區(qū)營造特色專類園（表3）。在園林中可以根據(jù)自然界中這些鹽生能源植物的生境，模仿典型的能源鹽生植物在自然界中的群落構成，既可以營造獨特的鹽生能源植物景觀，又可以增加人們對鹽生能源植物的科普認識。

5秦皇島市鹽生能源植物進一步開發(fā)利用建議

5.1耐鹽堿能源植物資源的篩選工作還應進一步調(diào)查和明確特別是加強對資源蘊藏量、分布和年產(chǎn)量的調(diào)查，從而為合理采收和利用提供理論基礎。因此急需進行一次較大規(guī)模的普查，進一步明確保護和開發(fā)的植物種類。加強對目前已經(jīng)確定的具有巨大利用價值的能源植物在鹽堿地的篩選工作，使這些能源植物能夠早日得到推廣應用[16-17]。

5.2進一步研究鹽生能源植物體內(nèi)在鹽堿條件下的生理響應研究能源植物在鹽漬條件下的內(nèi)部生理生化變化，為改良選育能源植物新品種提供科學依據(jù)。今后應繼續(xù)深入探索能源植物的耐鹽堿相應機制與耐鹽堿機理，根據(jù)不同能源植物在鹽堿脅迫下生理響應的不同，分析植物體內(nèi)各項生理指標與鹽堿脅迫的相關性，為建立能源植物耐鹽堿快速篩選體系打下基礎[18-20]。

5.3進一步研究能源植物的遺傳改良培育抗鹽堿能源植物，可以使有巨大開發(fā)潛力的能源植物在鹽堿地中得到充分利用。遺傳改良的方法包括大田選育、雜交育種、誘變育種、細胞工程和基因工程等[15-16]。能源植物增產(chǎn)不僅需要優(yōu)良的品種，還需要與之配套的栽培方法。在能源植物鹽堿地栽培方面的研究目前仍存在嚴重的不足，需要今后著力解決。

參考文獻

[1] 程備久.生物質(zhì)能學[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.

[2] FLOWERS T J，HAIFIGAGHERI M A，CLIPSON N J.Halophytes [J].The Quarterly Review of Biology，1986，61：313-337.

[3] 趙可夫.中國鹽生植物[M].北京：科學出版社，1999.

[4] 賀士元.河北植物志（第三卷）[M].石家莊：河北科學技術出版社，1991.

[5] 杜怡斌.河北野生資源植物志[M].保定：河北大學出版社，2000.

[6] 彭紅麗，曾廣娟，王穎.秦皇島濱海野生鹽生植物資源初步調(diào)查[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40（10）：333-335.

[7] 譚海霞.黃金海岸保護區(qū)野生鹽生植物資源調(diào)查及綠化應用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40（7）：352-354.

[8] 龍茹，史風玉，孟憲東，等.秦皇島市野生藥用鹽生植物資源調(diào)查[J]. 經(jīng)濟林研究，2010，28（1）：97-102.

[9] 任翠梅，王殿奎，王明澤，等.大慶地區(qū)主要鹽生能源植物資源調(diào)查[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2011（1）：58-59.