石漠化治理區(qū)藥用植物資源現(xiàn)狀調(diào)查與分析

張紅梅，陳 滸，王存璐，李林芝，郭 城，陳 靜

(貴州師范大學(xué) 中國南方喀斯特研究院，國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550001)

藥用植物資源是指含有藥用成分、具有醫(yī)療用途，可作為植物性藥物開發(fā)利用的植物類群[1]。藥用植物是中藥材的主要來源，它具有預(yù)防、治療、養(yǎng)生等多重功能。近年來，野生藥用植物越來越受到人們的重視，研究地區(qū)藥用植物的種類、分布及其儲量成為學(xué)術(shù)界的一大熱點[2]，研究人員分別對江西、四川、內(nèi)蒙古、西藏等自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行野生藥用植物資源進(jìn)行普查，分析了其野生藥用植物資源的多樣性并提出了保護(hù)利用的途徑和方法[3-6]。以“植物王國”著稱的云南是我國藥用植物的一大寶庫，其野生藥用植物重要的達(dá)1000余種[7]，因此早期喀斯特地區(qū)藥用植物研究大都集中在云南地區(qū)[8-11]，隨著各喀斯特地區(qū)研究的開展，貴州藥用植物的研究增多且多以個別屬的珍稀藥用植物或某一類型的藥用植物研究為主，何順志[12]調(diào)查研究了黔西北喀斯特高原藥用植物資源，藥用植物豐富，隸屬于196科672屬1474種。何梅等[13]對貴州喀斯特地區(qū)藥用植物的種類、分布、現(xiàn)狀及用途進(jìn)行調(diào)查，提出了藥用植物資源合理開發(fā)利用的構(gòu)想。盧文蕓等[14]、劉利平等[15]和楊加文等[16]分別研究了石斛屬(Dendrobium)、天南星屬(Arisaema)、蘿藦科(Asclepiadaceae)鵝絨藤屬(Cynanchum)藥用植物資源的種類和分布，為合理開發(fā)利用藥用植物提供科學(xué)指導(dǎo)。劉思朝等[17]結(jié)合民族植物學(xué)研究凱里市侗族藥用植物發(fā)現(xiàn)，侗族藥材以治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)、跌打損傷等常見疾病為主。

石漠化是指在熱帶、亞熱帶濕潤—半濕潤、半干旱氣候條件和巖溶極其發(fā)育的自然背景下，受人為活動干擾，地表植被遭受破壞，造成土壤嚴(yán)重侵蝕，基巖大面積裸露，石礫堆積的土地退化現(xiàn)象[18]。

1 研究區(qū)概況

貴州畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)(27°11′～ 27°16′N，105°2′～ 105°8′E)，屬喀斯特高原山地區(qū)，海拔1600～2081 m，區(qū)域面積86.27 km2；降水主要集中在5～9月，年降水量900～1000 mm，年平均降水900 mm，年平均氣溫13℃[21]，年均日照1261 h，無霜期258 d[22]，為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，冬春寒冷干燥，夏秋溫暖濕潤。土壤以黃壤為主，部分地區(qū)分布有黃棕壤。依據(jù)《貴州植被》劃分，研究區(qū)植被類型分為亞熱帶山地暖性針葉林、亞熱帶山地針闊混交林、亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶山地硬葉常綠闊葉林、中亞熱帶常綠落葉闊葉混交林、中亞熱帶落葉闊葉林、亞高山常綠革葉灌叢、山地落葉灌叢、中亞熱帶山地灌草叢[23]。

2 研究方法

2.1 樣線調(diào)查

2018年7月～2018年11月、2019年4月～2019年10月，于春、夏、秋、初冬四個物候時期在研究區(qū)內(nèi)采用樣線和樣方結(jié)合的方法對研究區(qū)內(nèi)的藥用植物展開調(diào)查，對一些特殊生境(溶洞洞口、落水洞入口等)進(jìn)行踏查。樣線設(shè)置參考鄒東廷[24]、羅建[6]等設(shè)置方法，根據(jù)喀斯特高原的實際情況設(shè)置山麓線、山脊線、山谷線、垂直海拔線四種線路，以沖鋒、茅坪、朝營、鐘山、龍鳳為中心向外輻射展開搜索式的調(diào)查，共設(shè)32條樣線，每條樣線1～4 km。樣線間隔2 km[25]。受喀斯特地形地貌的影響，樣線間有小部分重疊。調(diào)查中，分別記錄藥用植物的種類、數(shù)量、分布地點、海拔高度及生境等基本信息，采集標(biāo)本并拍攝該植物的生境及基本鑒別特征，然后將標(biāo)本帶回實驗室，查閱《中國植物志》、《貴州植物志》等對植物進(jìn)行鑒定。

2.2 樣方調(diào)查

由于研究區(qū)為喀斯特高原山地地貌，生境相對復(fù)雜，樣線調(diào)查無法覆蓋整個區(qū)域，為了調(diào)查的科學(xué)性及全面性，在研究區(qū)內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量樣方輔助調(diào)查。樣地的選擇與設(shè)置參考馬衛(wèi)峰等人中藥資源野外數(shù)據(jù)采集設(shè)計，依據(jù)研究區(qū)的植被類型、地形設(shè)置樣地[26]50個(圖1)，每個樣地200 m×200 m，每個樣地設(shè)2個20 m×20 m樣方，樣方內(nèi)設(shè)置5個5 m×5 m的小樣方調(diào)查灌木層植物，在5 m×5 m的小樣方內(nèi)設(shè)置5個1 m×1 m的樣方調(diào)查草本植物。記錄樣方內(nèi)的植物種類、數(shù)量、坡度、海拔及生境，對部分植物進(jìn)行標(biāo)本采集帶回實驗室鑒定。

圖1 研究區(qū)藥用植物調(diào)查樣地設(shè)置圖

3 結(jié)果分析

3.1 物種組成

研究區(qū)植物物種豐富，目前總計133科437屬720種，其中蕨類植物10科14屬17種，裸子植物6科8屬10種，被子植物117科415屬693種。被子植物中，單子葉植物15科75屬121種，雙子葉植物102科340屬572種。喀斯特高原特殊生境還孕育了許多特有種及變種，如黔臘瓣花(Corylopsisobovata)、畢節(jié)小檗(Berberisguizhouensis)、刺異葉花椒(Zanthoxylumdimorphophyllumvar.spinifolium)等。根據(jù)所調(diào)查到的植物種類篩選出藥用植物總計121科339屬516種，其中蕨類9科10屬13種，裸子植物4科5屬5種，被子植物108科324屬498種。根據(jù)全國中藥資源普查重點調(diào)查藥用植物名錄[27]統(tǒng)計，研究區(qū)涉及國家重點調(diào)查的品種有117種，見表1。

表1 研究區(qū)全國中藥資源普查重點調(diào)查藥用植物名錄

續(xù)表1 研究區(qū)全國中藥資源普查重點調(diào)查藥用植物名錄

續(xù)表1 研究區(qū)全國中藥資源普查重點調(diào)查藥用植物名錄

續(xù)表1 研究區(qū)全國中藥資源普查重點調(diào)查藥用植物名錄

3.2 藥用植物資源特征

3.2.1 科屬組成

在統(tǒng)計的121科中，優(yōu)勢科有菊科(Compositae)、薔薇科(Rosaceae)、百合科(Liliaceae) 、豆科 (Leguminosae)、禾本科(Gramineae)、唇形科(Labiatae)、杜鵑花科(Rhodoraceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)，占總科數(shù)的7.44%，其中菊科35屬47種，薔薇科13屬33種，百合科14屬24種，豆科13屬19種，禾本科12屬17種，唇形科14屬15種，杜鵑科5屬14種，忍冬科5屬13種，毛茛科6屬13種，總計195種，占總種數(shù)的37.79%。單種科有三百草科(Saururaceae)、木蘭科(Magnoliaceae)、柿樹科(Ebenaceae)、野牡丹科(Melastomataceae)、百部科(Stemonaceae)、安息香科(Styracaceae)、苦苣苔科(Gesneriaceae)、蛇菰科(Balanophoraceae)等39科39種，占總科數(shù)的32.23%，占總種數(shù)的7.56%(表2)；寡種(2～5種)科[28]有水龍骨科(Polypodiaceae) 、遠(yuǎn)志科(Polygalaceae)、八角科(Illiciaceae)、鳶尾科(Iridaceae)、罌粟科(Papaveraceae)、金縷梅科(Hamamelidaceae)等59科214種，占總科數(shù)的48.76%，占總種數(shù)的41.47%；中等科(6～ 10種)有蓼科(Polygonaceae)、龍膽科(Gentianaceae)、天南星科(Araceae)、蕁麻科(Urticaceae)、虎耳草科(Saxifragaceae)、蘭科(Orchidaceae)等14科68種，占總科數(shù)的11.57%，占總種數(shù)的13.18%。在339屬藥用植物中單種屬243屬，占總屬的71.68%；寡種(2～5種)屬92屬，占總屬數(shù)的27.14%；中等屬(6～10種)4屬，占總屬數(shù)的1.18%。研究區(qū)藥用植物優(yōu)勢科和優(yōu)勢屬所占的比例小，單種科屬及寡種科屬所占比例大，說明研究區(qū)藥用植物的種類組成復(fù)雜且豐富，具有較高的生物多樣性。

表2 研究區(qū)藥用植物科屬組成

3.2.2 生活型組成

植物生活型分為草本植物和木本植物兩大類，草本植物依據(jù)植物本身的生活周期分為一年生、兩年生、多年生3種，木本植物則根據(jù)植株高度及分枝部位不同分為喬木、灌木、半灌木3種[29]。研究區(qū)草本藥用植物包含一二年生草本、多年生草本及草質(zhì)藤本共計314種，占總數(shù)的60.85%，其中一年生草本45種，占總數(shù)的8.7%，一年生或兩年生草本20種，占總數(shù)的4%，多年生草本249種，占總數(shù)的48.3%。木本藥用植物202種，占總數(shù)的39.15%，其中灌木(包括半灌木、木質(zhì)藤本)165種，占總數(shù)的32%；喬木37種，占總數(shù)的7%(表3)。研究區(qū)藥用植物生活型組成以多年生草本為主，常綠落葉灌木為輔，一定程度上體現(xiàn)了研究區(qū)植物群落的多樣性。

所有相關(guān)數(shù)據(jù)使用EPIDAT3.0錄入數(shù)據(jù)庫，使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較采用t檢驗。計數(shù)資料以率表示，應(yīng)用卡方檢驗。指標(biāo)改善值=治療后值-治療前值。主觀指標(biāo)改善與動態(tài)影像測量改善的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表3 研究區(qū)藥用植物生活型組成

3.2.3 藥用部位

藥用植物一般都有多個部位可入藥，不同部位入藥具有不同的藥用功能。依據(jù)藥用部位的分類原則，研究區(qū)藥用植物藥用部位大致分為全草或全株、干燥地上部分、根、根莖、根皮、樹皮、枝葉、莖葉、塊莖、鱗莖、花、花序、果實、種子、樹脂等類別[30]。部分藥用植物有多個部位可入藥，忍冬(Lonicerajaponica)、火棘(Pyracanthafortuneana)、蒼耳(Xanthiumsibiricum)及中華獼猴桃(Actinidiachinensis)等莖葉、根及果都是常用的入藥部位。采用重復(fù)計算法[31]對藥用部位的種數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計顯示，研究區(qū)全草或全株入藥的植物186種，占總種數(shù)的36.05%；根及根莖入藥的植物240種，占總種數(shù)的46.51%；根皮、樹皮入藥的40種，占總種數(shù)的7.75%；枝葉、莖葉入藥的植物113種，占總種數(shù)的21.9%；塊莖、鱗莖入藥的17種，占總種數(shù)的3.3%；花、花序入藥的42種，占總種數(shù)的8.14%；果實種子入藥的植物71種，占總種數(shù)的13.76%(表1)。以樹脂入藥的有楓香樹(Liquidambarformosana)和馬尾松(Pinusmassoniana)，野茉莉(Styraxjaponicus)以蟲癭內(nèi)白粉入藥，海金沙(Lygodiumjaponicum)以干燥成熟孢子入藥，燈芯草(Juncuseffusus)、中國旌節(jié)花(Stachyuruschinensis)及通脫木(Tetrapanaxpapyrifer)的入藥部位是莖髓。

3.2.4 藥用功能

藥用植物的藥用功能也采用重復(fù)計算法，藥用功能根據(jù)國《家藥典中藥手冊》[32]進(jìn)行劃分。據(jù)統(tǒng)計，研究區(qū)藥用植物以涼血止血、活血祛瘀、祛風(fēng)解表及清熱解毒的居多，其中涼血止血、活血祛瘀的包括茜草(Rubiacordifolia)、蘿藦(Metaplexisjaponica)、疏花蛇菰(Balanophoralaxiflora)等53科87屬132種，占總種數(shù)的25.58%；清熱解毒的有西南栒子(Cotoneasterfranchetii)、蛇含委陵菜(Potentillakleiniana)等45科71屬92種，占總種數(shù)的17.83%；祛風(fēng)解表、清熱利濕的54科83屬98種，代表種有水金鳳(Impatiensnoli-tangere)、黃水枝(Tiarellapolyphylla)等，占總種數(shù)的18.99%；潤肺止咳、祛痰定喘的31科58屬75種，占總種數(shù)的14.53%，代表種有百合(Liliumbrowniivar.viridulum)、黃精(Polygonatumsibiricum)等。研究區(qū)藥用植物功能具有多樣性且珍稀藥用植物較多，其中珍稀瀕危植物紅豆杉(Taxuschinensis)和三尖杉(Cephalotaxusfortunei)能夠提取抗癌物質(zhì)——紫杉酚[33]，其他藥用功能分析見表4。

表4 研究區(qū)藥用植物不同藥用功能組成

4 藥用植物資源開發(fā)與利用

4.1 藥用植物資源利用現(xiàn)狀

研究區(qū)栽培的野生藥用植物主要有半夏(Pinelliaternata)、白芨(Bletillastriata)、麥冬(Ophiopogonjaponicus)、繅絲花(刺梨)(Rosaroxburghii)、忍冬(Lonicerajaponica)、唐菖蒲(Gladiolusgandavensis)和萱草(Hemerocallisfulva)等，所栽培植物主要用于觀賞，部分作為藥用，栽種規(guī)模小而零星，開發(fā)利用程度低。村民為了增加收入和藥用對野生珍稀藥用植物天麻(Gastrodiaelata)、蕙蘭(Cymbidiumfaberi)、滇重樓(Parispolyphyllavar.yunnanensis)、七葉一枝花(Parispolyphyllavar.polyphylla)、黃精(Polygonatumsibiricum)、紫萼(Hostaventricosa)等進(jìn)行采挖，過度采挖和破壞導(dǎo)致珍稀藥用植物急劇減少，其中野生天麻、蕙蘭在野外已難覓蹤跡，滇重樓、黃精數(shù)量急劇減少甚至瀕臨滅絕。

4.2 藥用植物資源保護(hù)利用的途徑

4.2.1 明確藥用植物資源權(quán)屬，健全資源管理法規(guī)

畢節(jié)喀斯特石漠化治理區(qū)缺乏藥用植物資源的本底數(shù)據(jù)，管理法規(guī)不健全，無權(quán)屬觀念或權(quán)屬觀念淡漠。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)鼐用駥Y源的權(quán)屬毫無概念或觀念淡漠，認(rèn)為自然的無主，誰得到歸誰所有，這種對藥用植物資源競相掠奪的現(xiàn)象會導(dǎo)致藥用植物資源趨向枯竭[34]。了解地區(qū)的藥用植物資源情況、明確藥用植物資源權(quán)屬[35]、制定相應(yīng)的管理法規(guī)是喀斯特區(qū)藥用植物資源開發(fā)與利用的前提和保障。

4.2.2 加強(qiáng)野生藥用植物資源的保護(hù)

加強(qiáng)喀斯特石漠化區(qū)的野生藥用植物資源的保護(hù)，進(jìn)行藥用植物資源知識的宣傳與普及，強(qiáng)化執(zhí)法力度的同時扶持區(qū)內(nèi)的藥用植物栽培及撫育，在喀斯特山區(qū)根據(jù)巖性、土壤類型、土層厚度、坡位、坡形及土壤化學(xué)性質(zhì)[36]選擇適宜的區(qū)域進(jìn)行栽培，同時采用間歇式和輪流保護(hù)措施[37]，在種植業(yè)上給予適當(dāng)?shù)恼哐a(bǔ)貼，緩解地區(qū)居民的生活壓力從而減少對野生藥用植物的采挖。

4.2.3 藥用植物資源合理開發(fā)利用

在做到充分保護(hù)優(yōu)質(zhì)藥用植物資源的基礎(chǔ)上，對于珍稀瀕危藥用植物，應(yīng)該適量采摘甚至不采摘，可以選擇采摘栽培的同種植物或其他功效相當(dāng)?shù)乃幱弥参镒鳛樘娲?，天麻在野生環(huán)境下十分稀有，在人工還沒培育出來期間應(yīng)禁止采摘，或在針對平肝息風(fēng)類藥用植物里，尋找功效相當(dāng)?shù)乃幱弥参锎鎇38]，堅決杜絕無限制毀滅性采摘。對該區(qū)藥用植物資源的利用，應(yīng)緊密結(jié)合各類藥用植物在該山區(qū)的分布頻度、現(xiàn)存多度、種群結(jié)構(gòu)、種群消失速率，以及它們各自的抗災(zāi)能力等各方面的因素[39]進(jìn)行適度的采摘，從而實現(xiàn)野生藥用植物資源的可持續(xù)利用。

4.2.4 藥用植物產(chǎn)業(yè)開發(fā)與石漠化生態(tài)治理相結(jié)合

石漠化的發(fā)生嚴(yán)重影響了地區(qū)人類的生產(chǎn)和生活，在地區(qū)植物名錄中篩選抗逆性強(qiáng)的鄉(xiāng)土藥用植物，根據(jù)不同程度的石漠化區(qū)域進(jìn)行藥用植物配置既是喀斯特高原區(qū)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，更是石漠化治理與生態(tài)恢復(fù)的必然要求。在無或潛在石漠化地區(qū)實行封山育林，減少人為干擾和破壞，促進(jìn)該區(qū)域自然修復(fù)；輕度石漠化地區(qū)按喬灌草藤分別為20%、30%、30%、20%比例進(jìn)行人工栽培或補(bǔ)種喬木栓皮櫟(Quercusvariabilis)和青岡(Cyclobalanopsisglauca)，灌木刺梨、火棘、花椒(Zanthoxylumbungeanum)及小灌木吊石苣苔(Lysionotuspauciflorus)，草本藥用植物白茅(Imperatacylindrica)、車前草(Plantagoasiatica)、夏枯草(Prunellavulgarisvar.vulgaris)，藤本苦葛藤(Puerariapeduncularis)、忍冬、何首烏(Fallopiamultiflora)等。中、強(qiáng)度石漠化區(qū)域按灌草藤分別為30%、30%、40%的比例[40]人工補(bǔ)種灌木刺梨、火棘、竹葉花椒(Zanthoxylumplanispinum)等，草本白茅、紅花龍膽(Gentianarhodantha)等，藤本苦葛藤、鐵線蓮(Clematisflorida)等。在已有的混農(nóng)林如核桃林、刺梨地、核桃+刺梨等區(qū)域種植耐陰抗旱藥用植物黃草烏(Aconitumvilmorinianum)、紫萼等，對于玉米、大豆套種旱地里可在其邊緣栽培半夏。藥用植物的產(chǎn)業(yè)開發(fā)不僅僅局限于大棚栽培，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥l(fā)生的現(xiàn)狀合理配置藥用植物，既能夠促進(jìn)地區(qū)藥用植物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增加地區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入，又能夠維持人與生態(tài)的平衡，修復(fù)和保護(hù)喀斯特石漠化區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)論與展望

畢節(jié)喀斯特石漠化區(qū)獨特的地理環(huán)境、氣候和生態(tài)條件蘊藏了豐富的野生藥用植物，其野生藥用植物在植物種類、入藥部位、藥用功能等方面具有豐富的多樣性。如何在保護(hù)喀斯特生態(tài)環(huán)境、滿足生產(chǎn)發(fā)展需求的同時保護(hù)野生藥用植物、防止物種滅絕是當(dāng)前中國生物多樣性保護(hù)工作所面臨的一大挑戰(zhàn)。進(jìn)一步深化研究喀斯特高原區(qū)藥用植物資源的次生代謝與環(huán)境因子之間的關(guān)系，在生態(tài)學(xué)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行藥用植物資源配置，從藥用植物的耐受性以及特異性生態(tài)因子對藥用植物品質(zhì)的影響出發(fā)，豐富和發(fā)展藥用植物的生態(tài)培育原理，進(jìn)而制定合理有效地喀斯特高原藥用植物培育馴化技術(shù)和方法。在合理實施藥用植物培育方法的前提下，采取就地保護(hù)和遷地保護(hù)相結(jié)合等措施為藥用植物提供一個可抵御物種滅絕的環(huán)境。同時建立畢節(jié)喀斯特高原區(qū)藥用植物物種信息數(shù)據(jù)庫，為當(dāng)?shù)厝祟惛玫睾Y選優(yōu)質(zhì)藥用植物提供參考；充分利用藥用植物資源培育技術(shù)，進(jìn)一步解決地區(qū)的藥用植物資源的源頭建設(shè)問題，從而更好地治理喀斯特地區(qū)的石漠化以及恢復(fù)已退化的生態(tài)環(huán)境。