山西省野生鐵線蓮屬植物種質(zhì)資源調(diào)查研究

雷 蕾， 周玉霞， 荊 瑞， 陳陸琴

(太原植物園， 山西 太原 030000)

鐵線蓮屬植物(Clematis)屬毛茛科(Rarunculaceae)，多年生木質(zhì)或草質(zhì)藤本，或?yàn)橹绷?、半直立灌木。全世界約355種[1]，各大洲均有分布，主要分布于熱帶和亞熱帶，寒帶也有分布。我國是鐵線蓮屬種質(zhì)資源最豐富的國家，約155種，全國各地均有分布，主產(chǎn)西南地區(qū)[2]。

目前，鐵線蓮園藝品種較多，并廣泛應(yīng)用于家庭花園、公園以及植物園中，是十分重要的園林綠化植物。但多數(shù)品種存在耐熱性較差、抗病性弱，尤其是夏季生長緩慢，枝葉干枯。不僅影響景觀效果，還影響種子的飽滿性，給種子繁殖和育種工作帶來很大的影響[3]。我國有非常豐富的野生鐵線蓮屬植物資源，但在資源調(diào)查、保護(hù)和利用方面還明顯不足。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對鐵線蓮屬種質(zhì)資源進(jìn)行了不同程度的調(diào)查研究，結(jié)果表明，云南是中國鐵線蓮屬資源分布最多的省份，有83種(59種24變種)，占全國1/2以上，其中有56種(含變種)為中國特有，16種(含變種)為云南特有[4]。和云南鄰近的四川、西藏、貴州、廣西分別有78、49、42、33種(均包含變種)[5]。在華北，北京地區(qū)野生鐵線蓮屬植物共計(jì)11種，主要分布在北京西部和北部山區(qū)，其中槭葉鐵線蓮(C.acerifolia)為北京市特有種[6]。陜西秦嶺分布的野生鐵線蓮屬植物有18種4變種[7]。山西地區(qū)有著豐富的野生鐵線蓮屬植物資源，其中不乏一些觀賞性狀優(yōu)良的種類，但是并未受到重視，系統(tǒng)的研究和開發(fā)利用較少。因此，本研究對山西地區(qū)野生鐵線蓮屬植物資源進(jìn)行調(diào)查，以期為山西地區(qū)野生鐵線蓮屬植物的資源保護(hù)、引種馴化及開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料及參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

山西是典型的黃土覆蓋的山地高原，地勢東北高西南低，介于東經(jīng)110°14′～114°33′，北緯34°34′～40°44′之間，總面積15.67萬km2。地貌類型復(fù)雜多樣，有山地、丘陵、高原、盆地、臺地等，大部分地區(qū)海拔在1 000 m以上，最高處為東北部的五臺山葉頭峰，海拔達(dá)3 058 m，是華北最高峰；最低處為南部邊緣運(yùn)城垣曲縣東南西陽河入黃河處，海拔僅180 m。境域地勢高低起伏異常顯著。

山西氣候?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候。由于太陽輻射、季風(fēng)環(huán)流和地理因素影響，山西氣候具有四季分明、雨熱同步、光照充足、南北氣候差異顯著、冬夏氣溫懸殊、晝夜溫差大的特點(diǎn)。山西省各地年平均氣溫介于4.2～14.2 ℃之間，總體分布趨勢由北向南升高，由盆地向高山降低；全省各地年降水量介于358～621 mm之間，季節(jié)分布不均，夏季6-8月降水相對集中，約占全年降水量的60%。

由于山西省氣候錯(cuò)綜復(fù)雜，植被變異和更替明顯，因而導(dǎo)致了土壤類型多樣性和復(fù)雜化，植物類型多樣化，獨(dú)特的地理環(huán)境成為植物的天然寶庫。主要土壤類型為亞高山草甸土、灰褐土、草甸土、棕壤等[8]。山西地區(qū)在世界植物區(qū)系上隸屬于泛北極植物區(qū)、中國-日本森林植物亞區(qū)，在國內(nèi)的植物區(qū)系系統(tǒng)上屬于華中、華北植物區(qū)系的一個(gè)過渡帶。

1.2 研究方法

通過查閱《中國植物志》[9]《山西植物志》[10]，對山西省11個(gè)地級市38個(gè)縣級行政區(qū)進(jìn)行野外考察并采集引種植物種質(zhì)資源，詳細(xì)調(diào)查并記錄植物的種類、生物學(xué)特征、生活型、分布及生境等。調(diào)查地區(qū)涉及太原市的陽曲縣、清徐縣、婁煩縣，大同市的靈丘縣、廣靈縣、渾源縣，朔州市的山陰縣、應(yīng)縣、右玉縣，忻州市的寧武縣、代縣、五臺縣、偏關(guān)縣，晉中市的靈石縣、榆社縣、左權(quán)縣、太谷縣、祁縣，陽泉市的孟縣、平定縣，晉城市的沁水縣、陽城縣、澤州縣，長治市的壺關(guān)縣、武鄉(xiāng)縣、平順縣，臨汾市的吉縣、霍州市、浮山縣、翼城縣，呂梁市的萬山縣、興縣、文水縣、孝義市，運(yùn)城市的永濟(jì)市、聞喜縣、恒曲縣、芮城縣。具體調(diào)查地點(diǎn)在忻州寧武蘆芽山、呂梁龐泉溝、晉城市陽城縣莽河獼猴保護(hù)區(qū)、歷山保護(hù)區(qū)等國家級自然保護(hù)區(qū)、五臺山、霍山、綿山等省級自然保護(hù)區(qū)及壺關(guān)大峽谷、晉祠等自然風(fēng)景區(qū)。

2 結(jié)果與分析

2.1 山西地區(qū)鐵線蓮屬野生資源植物種類

查閱《山西植物志》和《中國植物志》，山西共有鐵線蓮屬野生資源14種，7變種。通過野外調(diào)查、采集引種以及整理鑒定等，初步認(rèn)定山西鐵線蓮屬植物共計(jì)19種，8變種，總類群數(shù)為27(表1)。其中包括山西省植物新紀(jì)錄5種，1變種：羽葉鐵線蓮、細(xì)花鐵線蓮、美花鐵線蓮、威靈仙、小木通和無裂槭葉鐵線蓮。

表1 山西省鐵線蓮屬植物種類、分布及物候Table 1 Species,distribution and phenology of Clematis in Shanxi province

2.2 山西鐵線蓮屬植物分布

2.2.1水平分布

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山西省鐵線蓮屬野生資源廣泛分布于省內(nèi)的11個(gè)市，38個(gè)縣。且每個(gè)地區(qū)的分布種數(shù)不一致。其中，大葉鐵線蓮、短尾鐵線蓮分布范圍最廣，各個(gè)考察區(qū)域均有分布，適應(yīng)性較強(qiáng)，是植物群落中的廣布種。分布區(qū)數(shù)量大于等于5的種(或變種)有芹葉鐵線蓮、長瓣鐵線蓮、半鐘鐵線蓮、黃花鐵線蓮、粉綠鐵線蓮、灌木鐵線蓮、棉團(tuán)鐵線蓮、毛果揚(yáng)子鐵線蓮等8種。分布區(qū)域較狹窄的有寬芹葉鐵線蓮、細(xì)花鐵線蓮、白花長瓣鐵線蓮、石生長瓣鐵線蓮、威靈仙、秦嶺鐵線蓮、太行鐵線蓮、獨(dú)裂太行鐵線、寬萼圓錐鐵線蓮、辣蓼鐵線蓮、陜西鐵線蓮、小木通、羽葉鐵線蓮、鈍萼鐵線蓮、粗齒鐵線蓮、無裂槭葉鐵線蓮、美花鐵線蓮等17種，其中威靈仙、小木通、羽葉鐵線蓮、美花鐵線蓮只在一個(gè)區(qū)域分布。

2.2.2垂直分布

山西鐵線蓮屬野生資源的垂直分布范圍為200～2 000 m，其中1 000～1 100 m是種質(zhì)資源分布最集中的海拔區(qū)域(圖1)。山西大部分地區(qū)的海拔在1 000 m以上，屬高海拔地區(qū)。在海拔1 000 m以下分布的種有大葉鐵線蓮、芹葉鐵線蓮、寬芹葉鐵線蓮、長瓣鐵線蓮、半鐘鐵線蓮、黃花鐵線蓮、粉綠鐵線蓮、棉團(tuán)鐵線蓮、太行鐵線蓮、獨(dú)裂太行鐵線蓮、辣廖鐵線蓮、短尾鐵線蓮、鈍萼鐵線蓮、無裂槭葉鐵線蓮等14種，其中海拔200～300 m處僅有大葉鐵線蓮1種。海拔1 000～2 000 m處有大葉鐵線蓮、芹葉鐵線蓮、寬芹葉鐵線蓮、細(xì)花鐵線蓮、長瓣鐵線蓮、白花長瓣鐵線蓮、石生長瓣鐵線蓮、半鐘鐵線蓮、黃花鐵線蓮、粉綠鐵線蓮、灌木鐵線蓮、棉團(tuán)鐵線蓮、威靈仙、秦嶺鐵線蓮、寬萼圓錐鐵線蓮、辣蓼鐵線蓮、陜西鐵線蓮、小木通、羽葉鐵線蓮、毛果揚(yáng)子鐵線蓮、短尾鐵線蓮、鈍萼鐵線蓮、粗齒鐵線蓮、美花鐵線蓮等24種。其中海拔1 900～2 000 m處只有長瓣鐵線蓮1種。多數(shù)鐵線蓮屬植物垂直分布集中在500～1 500 m，其中短尾鐵線蓮的垂直幅度最大，位于海拔300～1 700 m處；威靈仙、小木通、羽葉鐵線蓮和美花鐵線蓮的垂直幅度最小，僅分布于一個(gè)海拔梯度處。

圖1 山西省鐵線蓮屬野生資源在各海拔高度分布種數(shù) Fig.1 Distribution of wild resources of Clematis in Shanxi province at various altitudes

2.2.3山西省鐵線蓮屬野生資源與鄰近省的比較

根據(jù)《中國植物志》統(tǒng)計(jì)以及文獻(xiàn)研究，全世界共有鐵線蓮屬植物約355種，我國約155種，占比43.6%，是該屬種質(zhì)資源最豐富的國家。我國鐵線蓮屬種質(zhì)資源比較豐富的地區(qū)主要集中在西南諸省(云南、四川、甘肅、西藏)以及湖北、陜西等省。其中云南是中國鐵線蓮屬種質(zhì)資源最豐富的地區(qū)[11]，共有83種(59種24變種)。山西省鐵線蓮屬植物共計(jì)19種、8變種，總類群數(shù)27，占中國鐵線蓮屬資源的17.4%。根據(jù)最新的鐵線蓮屬分類系統(tǒng)，它們分別隸屬于6個(gè)組，占全國總組數(shù)的66.6%，類群數(shù)約占全國的7.6%，類群數(shù)高于河北(16)[12]、北京(11)[6]、山東(6)[13]，而且也高于南部部分省份，如安徽(25)、江蘇(20)、江西(19)和福建省(14)[14]。山西與鄰近省相比，其氣候、溫度、海拔等影響植物群落多樣性的因素均相近，導(dǎo)致區(qū)域植物種類具有一定的相似性。調(diào)查分析表明，山西鐵線蓮屬野生植物種類，與北京有10個(gè)共有種，與河南有17個(gè)共有種[15]，與河北有14個(gè)共有種，與山東有4個(gè)共有種，與陜西有14個(gè)共有種(表2)。中國分布的鐵線蓮屬植物中除鐵線蓮組，喜馬拉雅山南坡的互葉鐵線蓮組和熱帶亞熱帶分布的菝葜葉鐵線蓮組在山西沒有發(fā)現(xiàn)。其他類型的鐵線蓮在山西都有分布。由此可見，山西省是我國北部鐵線蓮屬植物資源較為豐富的省份。在所有的鐵線蓮種類中，有4個(gè)種和1個(gè)變種為直立灌木或草本 (棉團(tuán)鐵線蓮，灌木鐵線蓮，大葉鐵線蓮，細(xì)花鐵線蓮和無裂槭葉鐵線蓮)，其余均為藤本類群。

表2 山西省鐵線蓮屬野生資源種數(shù)與鄰近省比較Table 2 Comparison of wild resources of Clematis in Shanxi province to neighboring provinces

山西省鐵線蓮資源主要分布于山西的北部和南部。從縣級行政區(qū)分布看，山西省鐵線蓮屬種質(zhì)資源主要集中在晉中市靈石縣、忻州寧武縣、五臺縣、呂梁方山縣、運(yùn)城恒曲縣、永濟(jì)市、芮城縣、晉城沁水縣、大同渾源縣、臨汾冀城縣(圖2)。從自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景區(qū)分布看，鐵線蓮屬種質(zhì)資源主要分布于大同恒山、忻州管涔山、蘆芽山、五臺山，西部的呂梁關(guān)帝山，南部橫跨晉中、長治、臨汾的太岳山、地跨臨汾、運(yùn)城、晉城的中條山。其南部、東部、西部均分布著與其相鄰省份的共有種。根據(jù)其分布種類數(shù)量高低，排序?yàn)樘郎?中條山=蘆芽山、管涔山(寧武縣)=關(guān)帝山、龐泉溝(方山縣)=歷山>五臺山>恒山。由此可見，太岳山是省內(nèi)鐵線蓮屬植物的分布中心。其中山西常見的鐵線蓮屬植物為大葉鐵線蓮和短尾鐵線蓮，廣泛分布于省內(nèi)的各個(gè)考察區(qū)內(nèi)。

注：1.太原市；2.陽曲縣；3.清徐縣；4.婁煩縣；5.靈丘縣；6.廣靈縣；7.渾源縣；8.山陰縣；9.應(yīng)縣；10右玉縣；11.寧武縣；12.代縣；13.五臺縣；14.偏關(guān)縣； 15.靈石縣；16.榆社縣；17.左權(quán)縣；18.太谷縣；19.祁縣；20.孟縣；21.平定縣；22.沁水縣；23.陽城縣；24.澤州縣；25.壺關(guān)縣；26.武鄉(xiāng)縣；27.平順縣； 28.沁源縣；29.吉縣；30.霍州市；31.浮山縣；32.翼城縣；33.方山縣；34.興縣；35.文水縣；36.孝義市；37.永濟(jì)市；38.聞喜縣；39.恒曲縣；40.芮城縣。圖2 山西省鐵線蓮屬植物分布情況Fig.2 Distribution of Clematis palnts in Shanxi province

山西省鐵線蓮屬植物具有不同的開花期。3月開花的有小木通(3—4月)和無裂槭葉鐵線蓮(3—5月)2種，分別分布于運(yùn)城歷山自然保護(hù)區(qū)和長治板山風(fēng)景區(qū)、壺關(guān)大峽谷。其余始花期多集中于5—7月，有24種，僅大葉鐵線蓮的始花期為8月。

鐵線蓮屬不同植物種類花期持續(xù)時(shí)間不同。大多數(shù)植物的花期為1個(gè)月，有14種，花期為2個(gè)月有寬萼圓錐鐵線蓮、辣蓼鐵線蓮、毛果揚(yáng)子鐵線蓮、短尾鐵線蓮、粗齒鐵線蓮和無裂槭葉鐵線蓮等6種，花期為3個(gè)月有威靈仙、太行鐵線蓮、獨(dú)裂太行鐵線蓮等3種，僅有秦嶺鐵線蓮的花期持續(xù)時(shí)間為4個(gè)月。多數(shù)植物的花期于8月或8月前結(jié)束，只有大葉鐵線蓮、威靈仙、秦嶺鐵線蓮、毛果揚(yáng)子鐵線蓮和短尾鐵線蓮等5種植物的花期持續(xù)到9月。

山西省鐵線蓮屬植物果期長短不一，多數(shù)植物的掛果期為1個(gè)月，粉綠鐵線蓮、棉團(tuán)鐵線蓮、太行鐵線蓮、獨(dú)裂太行鐵線蓮、辣蓼鐵線蓮5種植物的果期為2個(gè)月，威靈仙和粗齒鐵線蓮的果期為3個(gè)月，僅秦嶺鐵線蓮1種植物的果期為4個(gè)月。

3 結(jié)論與討論

3.1 山西省鐵線蓮屬的園藝價(jià)值

鐵線蓮屬植物是較好的垂直綠化素材或觀賞灌木。該屬植物姿態(tài)優(yōu)美、花大色艷、花型豐富、花期長，且果實(shí)之宿存花柱羽狀毛，形狀奇特，具有較高的觀賞價(jià)值。山西鄉(xiāng)土資源具有成活率高、長勢好、抗性強(qiáng)等優(yōu)勢，可以通過引種、馴化將野生資源應(yīng)用于城市園林綠化中，既豐富了城市生物多樣性，又提升了園林景觀效果。

山西省共有鐵線蓮屬野生資源27種(8變種)，由于種類繁多，其觀賞期基本覆蓋了除冬季以外的所有時(shí)期?；ㄆ?—8月，其中開花較早的有小木通和槭葉鐵線蓮，始花期為3月；花期較晚的為大葉鐵線蓮，始花期為8月，花期持續(xù)到9月。掛果期為5—9月，持續(xù)時(shí)間長達(dá)4個(gè)月。一直以來，國外育種專家培育了許多優(yōu)秀品種，單株花期5—10月，不間斷開花。鐵線蓮屬資源一旦應(yīng)用到城市園林綠化中，其較長的觀花、觀果期將會較大程度提升園林景觀，并增加早春景觀的多樣性。

山西省園林垂直綠化植物主要為紫藤、爬山虎。紫藤花期為4—5月，主要應(yīng)用于廊架綠化；爬山虎為觀葉植物，秋季葉色變紅，主要應(yīng)用于墻面綠化，綠化形式單一、素材匱乏。鐵線蓮屬植物大多為藤本，且部分種(品種)生長迅速，枝條攀援能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對廊架綠亭、立柱、墻面、造型和籬垣柵欄等綠化物的快速覆蓋。鐵線蓮屬種群龐大，花型、花色豐富，且花大色艷，花期從初春一直持續(xù)到初秋。綜上所述，鐵線蓮屬植物在園林垂直綠化中具有重要的作用，在園林應(yīng)用中具有一定的前景。

鐵線蓮屬植物在園林配置中，既可獨(dú)立成景(主要應(yīng)用于直立式或半直立式類群)，又可以依附于廊架綠亭、立柱、墻面等生長，還可以與其他攀援植物、喬木、灌木進(jìn)行搭配種植。部分植株低矮的直立式品種還可作為觀花地被種植，形成多層次的立體景觀。

3.2 鐵線蓮屬植物的開發(fā)利用和應(yīng)用前景

山西省鐵線蓮屬野生資源作為鄉(xiāng)土植物，在養(yǎng)護(hù)管理中具有不可替代的優(yōu)勢，是園林綠化植物的重要來源之一。同時(shí)野生資源也是培育新品種、植物開發(fā)利用的基礎(chǔ)。

3月開花的無裂槭葉鐵線蓮和小木通，花期早，花大，作為低矮的直立式灌木和長達(dá)6 m的藤本植株，在園林中具有開發(fā)潛能和應(yīng)用前景。但是由于其生境特殊，分布地局限，數(shù)量稀少，且繁育困難，無法應(yīng)用到園林綠化中。威靈仙、羽葉鐵線蓮、細(xì)花鐵線蓮、美花鐵線蓮等山西植物新紀(jì)錄種以及粉綠鐵線蓮、秦嶺鐵線蓮等基本均存在同樣的困境。目前山西省鐵線蓮屬種質(zhì)資源的考察以及引種、馴化、栽培等均處于起步階段，目前尚未應(yīng)用到園林中。為了合理開發(fā)利用山西鐵線屬植物資源，對觀賞價(jià)值、育種價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高、繁殖困難的種類，作為優(yōu)先的重點(diǎn)來攻關(guān)，建議在太岳山、中條山、關(guān)帝山、五臺山等資源分布較集中的區(qū)域建立鐵線蓮屬植物引種馴化基地。

一直以來，槭葉鐵線蓮被認(rèn)為是北京地區(qū)的特有種，2005年河南發(fā)現(xiàn)無裂槭葉鐵線蓮；此次山西省鐵線蓮屬種質(zhì)資源的調(diào)查研究中，在與河南接壤的長治板山風(fēng)景區(qū)以及壺關(guān)大峽谷發(fā)現(xiàn)該種，但是為數(shù)不多。無裂槭葉鐵線蓮由于其分布區(qū)域狹窄、生境特殊，目前處于瀕危狀態(tài)。因此有必要對其進(jìn)行保護(hù)并研究其栽培繁殖方式，并應(yīng)用到園林綠化中，增加山西省早春景觀的多樣性。