海南非糧油脂植物資源調(diào)查與篩選

寧陽陽，李許文，胡曉敏，王發(fā)國，唐春艷，邢福武

（1.廣州天適集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510335；2.廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院，廣東 廣州 510405；3.中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州 510650；4.棕櫚園林股份有限公司，廣東 廣州 510627）

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海南非糧油脂植物資源調(diào)查與篩選

寧陽陽1，李許文2，胡曉敏1，王發(fā)國3，唐春艷4，邢福武3

（1.廣州天適集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510335；2.廣州市林業(yè)和園林科學(xué)研究院，廣東 廣州 510405；3.中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州 510650；4.棕櫚園林股份有限公司，廣東 廣州 510627）

摘 要：通過野外調(diào)查和查閱文獻(xiàn)，對海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物資源的種類組成、生活型、地理分布類型、分布狀況、取用部位、含油量等進(jìn)行了分析，并參照建立的非糧生物柴油能源植物評價標(biāo)準(zhǔn)對這些植物進(jìn)行了篩選。結(jié)果表明：海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物共有62科139屬192種，優(yōu)勢科為大戟科（Euphorbiaceae）、樟科（Lauraceae）、番荔枝科（Annonaceae）、葫蘆科（Cucurbitaceae）、山茶科（Theaceae）；以木本植物為主，占總數(shù)的95.3%；地理分布類型以熱帶成分占優(yōu)勢；地理分布上，主要集中在以三亞市為中心的南部臺地平原區(qū)和以東方市八所港為中心的西部臺地平原區(qū)，隨海拔升高植物種類逐漸減少；取用部位以種子和種仁為主，其中84種植物的含油量超過40%，并篩選出竹柏（Nageia nagi）、粗榧（Cephalotaxus sinensis）、觀光木（Michelia odora）等59種可用于生產(chǎn)生物柴油的植物資源。

關(guān)鍵詞：海南；非糧油脂植物；調(diào)查；篩選

能源是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，然而人類目前開發(fā)利用的主要化石能源（包括石油、煤炭和天然氣）面臨枯竭的危險，大量消費化石能源所排放的SO2和CO2已嚴(yán)重威脅到人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，造成全球氣候變暖、酸雨等災(zāi)難性的后果［1］。生物柴油是利用動植物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯化反應(yīng)所形成的酯類化合物，其性能與石化柴油的性能接近，且具有可再生、易于生物降解、燃燒污染物排放低、潤滑及溶解性優(yōu)良等特性，是一種優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代燃料［2］，在世界石油等礦物能源儲量持續(xù)減少的今天已引起世界各國的高度重視。然而我國人口基數(shù)大，食用油脂消費量的60%仍需進(jìn)口，同時山地、高原、丘陵占去國土總面積的69%，耕地不足也進(jìn)一步限制了油料作物的發(fā)展，原料短缺嚴(yán)重制約生物柴油的生產(chǎn)。因此，本著“不與人爭糧，不與糧爭地”的原則，從豐富的油脂植物中篩選出含油量高、分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)的非糧生物柴油能源植物，結(jié)合生態(tài)恢復(fù)、充分利用荒山荒地種植建立起規(guī)?；挠椭参锕?yīng)基地成為我國發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。

海南優(yōu)越的氣候條件、多樣的地形地貌孕育了豐富的植物資源，特別是油脂植物資源，本研究以海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物資源為對象，通過野外調(diào)查和文獻(xiàn)分析，對其種類組成、地理分布類型、生活型、分布狀況、取用部位、含油量等進(jìn)行研究，并篩選出一批可用于生產(chǎn)生物柴油的植物資源，以期為海南非糧生物柴油植物資源的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1 自然地理環(huán)境

海南位于南海北岸，地理坐標(biāo)為108°37′～111°03′E、18°10′～20°10′N，屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候，年日照時數(shù)1 750～2 600 h，年平均氣溫23～25℃，年降雨量1 640 mm；五指山雄踞中部，形成中央高、四周低的環(huán)形層狀地貌，島內(nèi)各種自然條件隨之出現(xiàn)環(huán)狀結(jié)構(gòu)、南北差異、東西遞變和垂直變化等特點，各部位氣候特點明顯不同；受地形影響，全島土壤分布形成若干個同心圓，最外一環(huán)為圍繞全島的近代濱海階地，次外環(huán)為地帶性土壤-磚紅壤，中間為山地土壤，由低至高垂直分布著磚紅壤、赤紅壤、黃壤、山地灌叢草甸土；在熱帶季風(fēng)氣候和復(fù)雜地形的作用下，海南植被類型復(fù)雜多樣，富于熱帶性，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜特有種突出［3］。

1.2 調(diào)查方法

2009—2013年，多次在海南開展非糧油脂植物野外考察、標(biāo)本與樣品采集。結(jié)合《中國油脂植物》、《中國經(jīng)濟(jì)植物志》、《海南植物名錄》、《海南島油脂植物種植資源》等文獻(xiàn)資料［4-7］對海南非糧油脂植物資源進(jìn)行補充，得到海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物資源名錄。

2　結(jié)果與分析

2.1 種類組成

初步確定海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物（包括引種栽培）有192種，隸屬于62科139屬，其中有裸子植物4科5屬8種，被子植物58科134屬184種（雙子葉植物55科129屬179種、單子葉植物3科5屬5種），占全國油脂植物科、屬、種的比例分別為57.4%、35.0%和23.6%（表1），表明海南非糧油脂植物資源豐富，具有很大的開發(fā)利用前景。

表1　海南非糧油脂植物概況

海南非糧油脂植物科屬組成中含種數(shù)大于10種的科有2個，包括十大戟科（17屬20種）和樟科（7屬14種）；含種數(shù)5～9種的科有12個，包括番荔枝科（5屬7種）、葫蘆科（4屬7種）、山茶科（2屬7種）、藤黃科（Guttiferae，3屬6種）、杜英科（E laeocarpaceae，1屬6種）、楝科（Meliaceae，6屬6種）、無患子科（Sapindaceae，6屬6種）、茜草科（Rubiaceae，5 屬6種）、木蘭科（Rubiaceae，3屬5種）、蝶形花科（Rubiaceae，3屬5種）、衛(wèi)矛科（Rubiaceae，3屬5種）、蕓香科（Rubiaceae，4屬5種）。大戟科、樟科、葫蘆科、番荔枝科、山茶科所含油脂植物的種類有55種，占總數(shù)的28.7%，為海南非糧油脂植物的優(yōu)勢科。其中，潺槁木姜子（Litsea g lutinosa）、了哥王（Wikstroem ia indica）、茶（Camellia sinensis）、薄葉紅厚殼（Calophyllum membranaceum）、陸地棉（Gossypium hirsutum）、鴉膽子（Brucea javanica）、橄欖（Cana rium a lbum）、烏欖（Cana rium pimela）、無患子（Sapindus mukorossi）、人面子（Dracontomelon duperreanum）、海杧果（Cerbera manghas）、椰子（Cocos nucifera）和麻瘋樹（Jatropha curcas）等綜合價值較高，大多已在海南廣泛引種栽培或為本土植物，在當(dāng)?shù)匾延泻軓?qiáng)的適應(yīng)性，且分布相對集中，是較具潛力的非糧油脂植物［8］。

2.2 生活型

海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物中，按生活類型可劃分為喬木、灌木、藤本和草本四大類。喬木類有36科77屬107種，占總數(shù)的55.4%；灌木類有30科46屬56種，占29.2%；藤本類有13科16屬21種，占10.9%；草本類共有7科8屬9種，占4.7%。其中，木本非糧油脂植物共有184種，占總數(shù)的95.8%。目前海南可用土地面積282.7萬hm2，開發(fā)利用的土地約166.0萬hm2，未被開發(fā)利用的土地約116.7 萬hm2，其中可用于大農(nóng)業(yè)開發(fā)利用的土地約占90%［9］。而木本油脂植物大多具有抗干旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)、豐產(chǎn)性能好等優(yōu)點，利用荒山荒坡大力發(fā)展富含油脂的木本林地，以其種子為原料生產(chǎn)生物柴油，建設(shè)“綠色油田”和生產(chǎn)生物柴油改善生態(tài)環(huán)境，提高土地利用率，其戰(zhàn)略意義與開發(fā)潛力巨大［10］。

2.3 地理分布類型

根據(jù)吳征鎰等［11-12］的分布區(qū)類型劃分方法，可將海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物劃分為15個分布區(qū)類型，詳見表2。從科來看，熱帶成分占優(yōu)勢，有49科，占總科數(shù)的79.0%，其中泛熱帶分布為優(yōu)勢分布科，占熱帶分布的87.8%，未發(fā)現(xiàn)熱帶亞洲至熱帶非洲分布的科；溫帶成分有6科，占總科數(shù)的9.7%。從屬來看，熱帶成分共121屬，占總屬數(shù)的80.56%；溫帶成分共14屬，占總屬數(shù)的10.1%，熱帶成分占優(yōu)勢，熱帶成分中又以泛熱帶分布和熱帶亞洲分布為主，分別占整個熱帶分布的30.6%、28.9%。從科屬地理分布類型來看，海南非糧油脂植物分區(qū)類型具有一定的多樣性，以熱帶成分為主，同時溫帶成分也有一定分布，但所占比例較小，中國特有科屬較少。

2.4 分布狀況

海南南北之間的地形、地質(zhì)構(gòu)造和冬季氣溫有很大差別，東南和西南部之間干濕也不相同，根據(jù)地帶性因素（氣候、植被、土壤等）和地區(qū)性因素（地質(zhì)、地貌、水文等），海南可以劃分為以五指山為中心的中部山地區(qū)、以?？跒橹行牡谋辈颗_地區(qū)、以瓊海和萬寧為中心的東部臺地平原區(qū)、以三亞為中心的南部臺地平原區(qū)、以東方市八所港為中心的西部臺地平原區(qū)［9］。海南主要部位含油量在30%以上的非糧油脂植物在各地區(qū)的分布存在較大差異（表3），其中保亭、三亞、陵水分布種類居多，分別占總數(shù)的56.8%、55.2%、49.5%。海南主要含油部位含油量在30%以上的非糧油脂植物主要集中在以三亞市為中心的南部臺地平原區(qū)和以東方市八所港為中心的西部臺地平原區(qū)，這兩個區(qū)域是全國光熱資源最豐富的地區(qū)、是我國的天然大溫室，占海南總面積的24.0%［13］，是海南發(fā)展非糧油脂植物具有較大潛力的區(qū)域。

表2　海南非糧油脂植物科、屬的分布區(qū)類型

表3　海南非糧油脂植物的分布概況

海拔梯度上，海南主要部位含油量在30%以上非糧油脂植物（不包括栽培種）隨著海拔升高植物種類逐漸減少。分布在低海拔的有竹柏、假鷹爪（Desmos chinensis）、風(fēng)吹楠（Horsfieldia glabra）、海南栝樓（Trichosanthes cucumeroides var.hainanensis）、黃桐（Endospermum chinense）、白顏樹（Gironniera subaequa lis）、青江藤（Celastrus hindsii）、瓊欖（Gonocaryum lobbianum）、赤蒼藤（Erythropalum scandens）、鐵青樹（Olax wightiana）、簕欓花椒（Zanthoxylum avicennae）、海南蜜茱萸、苦楝（Melia azedarach）、毛麻楝（Chukrasia tabu la ris）、無患子、異木患（Allophy lus virid is）、八角楓（Alangium chinense）、小花八角楓（Alangium faberi）、粗毛玉葉金花（Mussaenda hirsutu la）、海南老鴉嘴（Thunbergia fragrans subsp.hainanensis）、大青（Clerodend rum cyrtophy llum）等；分布在低海拔至中海拔的有雞毛松（Podoca rpus imbricatus）、買麻藤（Gnetum montanum）、小葉買麻藤（Gnetum parvifolium）、瓜馥木（Fissistigma oldhamii）、陵水暗羅（Polyalthia nemoralis）、金瓜（Gymnopetalum chinense）、木鱉子（Momordica cochinchinensis）、羅漢果（Siraitia grosvenorii）、長柄杜英（Elaeocarpus petiolatus）、葉輪木（Ostodes paniculata）、海南紅豆（Ormosia pinnata）、大葉山楝（Aphanamixis grandifolia）、小果鷓鴣花（Trichilia connaroides var.microcarpa）、細(xì)子龍（Amesiodendron chinense）、瓊刺欖、喙果安息香（Styrax agrestis）、魚骨木（Canthium dicoccum）、黃脈九節(jié)（Psychotria straminea）、九節(jié)（Psychotria rubra）、多毛茜草樹（Aidia pycnantha）、破布木（Cordia dichotoma）等；分布在中海拔的有觀光木、斜脈暗羅（Polyalthia plagioneura）、海南哥納香（Goniothalamus howii）、野木瓜（Stauntonia chinensis）、羅志藤（Stixis suaveolens）、土沉香（Aquilaria sinensis）、全緣栝樓（Trichosanthes ovigera）、大果山杜英（Elaeocarpus poilanei）、顯脈杜英（Elaeocarpus dubius）、滑桃樹（Trewia nudiflora）、柴龍樹（Apodytes dimidiata）、鉤狀雀梅藤（Sageretia hamosa）、烏欖、紅果樫木（Dysoxylum binectariferum）、黃連木（Pistacia chinensis）、密花馬錢（Strychnos ovata）等；分布在中海拔至高海拔的有粗榧、潺槁木姜子、普洱茶（Camellia sinensis var.assamica）、薄葉紅厚殼和芬芳安息香（Styrax odoratissimus）等；分布在高海拔的小葉厚皮香（Ternstroemia microphylla）、瑞木（Corylopsis multiflora）和十棱山礬（Symplocos chunii）等；從低海拔到高海拔均有分布的有海南木蓮、草珊瑚（Sa rcand ra g labra）、樹頭菜（Crateva unilocalaris）、栝樓（Trichosanthes kirilowii）、趾葉栝樓（Trichosanthes pedata）、山杜英（Elaeocarpus sylvestris）、白背葉（Mallotus apelta）、疏花衛(wèi)矛（Euonymus laxiflorus）、中華衛(wèi)矛（Euonymus nitidus）、小果微花藤（Iodes vitiginea）、楠藤（Mussaenda erosa）、山菅（Dianella ensifolia）等。

2.5 取用部位、含油量及非糧生物柴油能源植物的篩選

油脂植物的油脂主要存在于種子、種仁與果實中，海南主要部位含油量在30%以上非糧油脂植物（185種，已查明取用部位及含油量的）中取用種子的有97種，占總種數(shù)的 52.4%；取用種仁的有77種，占41.6%；取用果實或果肉的有9種，占4.9%；取用種皮和假種皮的各1種。由于油脂植物中不同部位含油量存在很大差異，不同的生長季節(jié)含油量也不一樣，因此采收油脂植物時要根據(jù)其種子、果實的特點，明確主要產(chǎn)油部位，適時采收，合理利用［14］。

已查明含油量的非糧油脂植物中，含油量在30%～39%的有108種，占總數(shù)58.4%；含油量在40%～49%的有28種，占15.1%；含油量在50%～59%的有24種，占13.0%；含油量在60%～69%的有12種，占6.5%；含油量≥70%的有鐵力木（Mesua ferrea）、石栗（Aleurites moluccana）、烏桕（Sapium sebiferum）、油桐（Vernicia fordii）、茶條木（Delavaya toxocarpa）和黃花夾竹桃（Thevetia peruviana）6種，占3.2%，其中鐵力木的含油量最高（79.0%）。大戟科、樟科、葫蘆科、番荔枝科和山茶科5個海南非糧油脂植物優(yōu)勢科所包含的56種植物中有20種含油量超過50%，7種含油量超過60%。

參照林鐸清等［15］建立的非糧生物柴油能源植物評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合《中國油脂植物》［3］提供的油脂理化性質(zhì)數(shù)據(jù)，按照IV＜120、CN≥49、1.9≤υ≤6.0、CFPP＜0篩選出59種符合評價標(biāo)準(zhǔn)的非糧生物柴油能源植物（表4）。其中，樟科4屬7種，山茶科2屬5種，木蘭科2屬4種，無患子科4屬4種，番荔枝科2屬3種，夾竹桃科（Apocynaceae）3屬3種，大戟科3屬3種，瑞香科（Thymelaeaceae）2屬2種，使君子科（Combretaceae）1屬2種，藤黃科2屬2種，錦葵科（Malvaceae）1屬2種，茶茱萸科（Icacinaceae）2屬2種，蕓香科2屬2種，橄欖科（Burseraceae）1屬2種，漆樹科（Anacardiaceae）2屬2種，棕櫚科（Palmae）2屬2種，肉豆蔻科（Myristicaceae）、木通科（Lardizabalaceae）、金粟蘭科（Chloranthaceae）、白花菜科（Capparaceae）、蝶形花科、苦木科（Simaroubaceae）、山欖科（Sapotaceae）、安息香科（Styracaceae）、紫草科（Boraginaceae）、馬鞭草科（Verbenaceae）、羅漢松科（Podocarpaceae）、三尖杉科（Cephalotaxaceae）各1種。這些植物中3種可以入藥，12種可榨油以供食用，29種已作為工業(yè)原料用于油漆、涂料、肥皂、潤滑油、殺蟲劑和化妝品等的生產(chǎn)［5］。

表4　海南島符合非糧生物柴油能源植物評價標(biāo)準(zhǔn)的油脂植物種類

（續(xù)表4）

3　結(jié)論與建議

海南主要部位含油量在30%以上非糧油脂植物資源豐富，熱帶成分占優(yōu)勢，共有62科139屬192種，其中木本植物184種、占總數(shù)的95.8%，大戟科、樟科、葫蘆科、番荔枝科和山茶科是發(fā)展海南非糧油脂植物的優(yōu)勢科，潺槁木姜子、了哥王、茶等大多已在海南廣泛引種栽培或為本土植物，有很強(qiáng)的適應(yīng)性，是較具潛力的非糧油脂植物；地理分布上，海南主要部位含油量在30%以上非糧油脂植物主要集中在以三亞市為中心的南部臺地平原區(qū)和以東方市八所港為中心的西部臺地平原區(qū)，以保亭、三亞、陵水分布種類居多，且隨著海拔升高植物種類逐漸減少；已查明取用部位及含油量的非糧油脂植物中84種含油量超過40%，取用部位以種子和種仁為主，少數(shù)種類的取用部位為果實或種皮等，參考林鐸青建立的非糧生物柴油能源植物評價標(biāo)準(zhǔn)，篩選出59種可用來生產(chǎn)生物柴油的油脂植物。

海南非糧油脂植物資源豐富，開發(fā)利用潛力巨大，但由于缺少系統(tǒng)、全面的調(diào)查，大部分還處于野生或半野生狀態(tài)，開發(fā)利用程度低。因此，為合理開發(fā)利用這些非糧油脂植物資源，從而為生物柴油的生產(chǎn)提供充足的原料來源，提出如下建議：首先，進(jìn)一步對海南的非糧油脂植物資源進(jìn)行調(diào)查研究，全面掌握非糧油脂植物資源的蘊藏量、分布特點、主要油脂植物的特點以及可開發(fā)利用性等；其次，引種有應(yīng)用前景的非糧油脂植物，建立優(yōu)良植物種質(zhì)資源圃，防止野生資源喪失的同時為培育新品種提供基礎(chǔ)材料；最后，對含油量高的非糧油脂植物進(jìn)行品質(zhì)發(fā)育和新品種選育等方面的研究，為油脂植物的品質(zhì)發(fā)育和新品種選育奠定基礎(chǔ)，同時進(jìn)行馴化栽培試驗，篩選出繁殖能力強(qiáng)、生長周期短、生物量大、產(chǎn)油量高和對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的植物，充分利用荒山、濱海沙地、荒灘等土地規(guī)模發(fā)展非糧油脂植物，避免與橡膠、木薯、甘蔗等經(jīng)濟(jì)作物爭土地。

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（責(zé)任編輯張輝玲）

Investigation and screening of non-food oil plant resources in Hainan

NING Yang-yang1，LI Xu-wen2，HU Xiao-min1，WANG Fa-guo3，TANG Chun-yan4，XING Fu-wu3

（1.Tianshi Group Co.，Ltd.，Guangzhou 510335，China；2.Guangzhou Institute of Forestry and Landscape Architecture，Guangzhou 510405，China；3.South China Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510650，China；4.Palm Landscape Architecture Co.，Ltd.，Guangzhou 510627，China）

Key words：Hainan； non-food oil plant resources；investigation； screening

Abstract：Through field investigation and related literature，the characteristics of non-food oil plant resources （with≥30% oil content in the main oil contain part）in Hainan were analyzed，including species composition，life forms，areal-types，geographical distribution，oil-containing parts and oil content.And these plants were screened according to the evaluation standard of non-food bio-diesel plants.The results showed that there were 192 species belonging to 139 genera and 62 families.The dominant families included Euphorbiaceae，Lauraceae，Annonaceae，Cucurbitaceae and Theaceae.And the dominant life forms were trees，shrubs and lianas，accounting for 95.3% of the total species.At the areal-type level，tropical elements were the dominant component.The species were mainly distributed in the south and west tablelands and plains and the number of them decreased with the increment of altitude.The main oil-containing parts were seed and seed kernel，and there were 84 species with≥40% oil content.Finally 59 species were screened to product biodiesel，including Nageia nagi，Cephalotaxus sinensis，Michelia odora and so on.

中圖分類號：S565.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-874X（2016）01-0056-07

收稿日期：2015-07-25

基金項目：國家科技基礎(chǔ)性工作專項重點項目（2008FY110400）

作者簡介：寧陽陽（1986-），女，碩士，助理研究員，E-mail：ningyangyang663@126.com

通訊作者：邢福武（1956-），男，碩士，研究員，E-mail：xinfw@scib.ac.cn