甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源調(diào)查與分析

馬 莉 田 青 王艷莉 宋 捷

MA Li TIAN Qing* WANG Yanli SONG Jie

（甘肅農(nóng)業(yè)大學林學院，蘭州 730000）

( Gansu Agricultural University, College of Forestry, Lanzhou, Gansu, China, 730000 )

薔薇科（Rosaceae）植物具有經(jīng)濟、食用、藥用、觀賞等多種功效，也是世界園林較為著名的觀賞植物之一。為了探明甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源概況，以甘肅省53個地級市縣的薔薇科草本植物資源為研究對象，通過實地勘察與資料收集的方法對其種質(zhì)資源生活型、優(yōu)勢屬、空間分布、生境分布及園林觀賞價值進行分析。研究結(jié)果表明：（1）甘肅省薔薇科草本植物共有11屬45種，其中委陵菜屬（Potentilla）為優(yōu)勢屬，占調(diào)查植物資源總數(shù)的57.78%，其生活型大多數(shù)為多年生草本，為41種；（2）從空間分布來看，垂直分布變化較大，在海拔30～5 000 m均有分布，蕨麻（Potentilla anserina）水平分布點最多，共計34個；（3）生境類型豐富多樣，每種植物可以分布在不同的生境中，其中草地為集中分布生境，分布的種數(shù)最多達29種，占調(diào)查總數(shù)的64.40%；（4）園林觀賞價值主要體現(xiàn)在花色、花期、果色及果期方面。

薔薇科；草本種質(zhì)資源；水平分布；垂直分布；生境類型；甘肅省

薔薇科約有124屬3 300余種，分布于全世界，北溫帶較多，中國約有51屬1 000余種，產(chǎn)于全國各地[1]。有草本、灌木和喬木，落葉或常綠，并且許多種類具有較高的經(jīng)濟、食用、藥用、觀賞等價值，其也是世界園林著名的觀賞植物，可觀花、觀葉和觀果等（圖1）。目前從事薔薇科研究的學者眾多，主要涉及薔薇科植物的種類和分布情況[2]、功能基因和生理生化[3]、區(qū)系特征和地理分布[4]、生物多樣性[5]等領(lǐng)域。大多數(shù)外文文獻中對薔薇科的研究從葉綠體、基因組序列等展開[6-8]。國內(nèi)學者對各省區(qū)如貴州[2]、云南[4]、福建[5]、浙江、貴陽及西藏展開了薔薇科植物資源的調(diào)查[9-11]，對薔薇科植物資源調(diào)查的研究方法主要有樣線與樣地相結(jié)合的方法[12]和實地調(diào)查與文獻研究相結(jié)合的方法[13]。在對甘肅省草本植物的研究方面，許宏剛等人[14]對蘭州市南北兩山草本植物采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法進行了多樣性研究，薛福祥等人[15]通過采集、室內(nèi)顯微計測和顯微攝影的方法對甘肅省草本植物白粉菌進行了鑒定，路君隆[16]通過查閱館藏標本、文獻考證及野外補點采集的方法對甘肅省虎耳草科草本植物進行了系統(tǒng)分類與區(qū)系地理研究。通過對薔薇科和甘肅省草本植物文獻的查閱，發(fā)現(xiàn)很少有學者對甘肅薔薇科草本植物做全面的調(diào)查研究，且較少以園林觀賞的視角對薔薇科資源開展研究。

圖1 薔薇科代表植物Fig.1 Rosaceae represent plants

因此為厘清甘肅省薔薇科草本植物資源情況，以便更好地保護其生物多樣性及可持續(xù)利用，本研究通過查閱文獻書籍與實地勘察相結(jié)合的方法對甘肅省薔薇科草本植物進行系統(tǒng)、科學的研究，對其種質(zhì)資源生活型、優(yōu)勢屬、空間分布、生境分布及園林觀賞價值進行分析，有助于提高觀賞豐富度，改善園林景觀營造中缺乏色彩與生機的狀態(tài)，為甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源的合理開發(fā)、保護與應(yīng)用提供參考依據(jù)，對整個甘肅區(qū)域的園林景觀建設(shè)具有一定的指導(dǎo)價值。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅省坐落中國西部地域，地處黃河中上流，地域遼闊，介于32°11′～42°57′N、92°13′～108°46′E之間。東西蜿蜒1 600多km，縱橫45.59萬km2，占中國總面積的4.72%。氣候類型多樣，從南向北包括了亞熱帶季風氣候、溫帶季風氣候、溫帶大陸性氣候和高山高原氣候類型，年平均氣溫0～15℃，大部分地區(qū)氣候干燥，干旱、半干旱區(qū)占總面積的75%[17]。全省各地年降水量在36.6～734.9 mm，海拔多分布在1 500～3 000 m，年降水量40～800 mm[18]。甘肅省植被類型較全，有常綠闊葉林、常綠闊葉落葉混交林、落葉闊葉林、針闊葉混交林、針葉林，以及灌叢、草原、荒漠草原和草甸等，植物種類繁多，包括蕨類植物、裸子植物和被子植物，共計213科1 296屬4 400余種，被子植物4 000余種，裸子植物50余種，蕨類植物300余種，境內(nèi)分布的國家重點保護野生植物34種[19]。植物區(qū)系成分復(fù)雜，是東亞植物區(qū)系、中亞植物區(qū)系、中國日本植物區(qū)系和中國喜馬拉雅植物區(qū)系的過渡地區(qū)；華中、華北、橫斷山、古地中海、中亞、青藏和蒙新等各種區(qū)系成分在這里交匯，形成了植物區(qū)系中明顯的具有獨特性的植物區(qū)系結(jié)，在我國植物區(qū)系中占有重要地位[20]。

1.2 研究方法

本文依托“甘肅省林草種質(zhì)資源普查植物特征基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)服務(wù)”和“甘肅省種子植物資源多樣性及觀賞植物適應(yīng)性評價”項目的前期支撐，查閱文獻書籍與實地勘察相結(jié)合的方法，確定甘肅省薔薇科草本植物的種類、生境、生活型、空間分布等基本數(shù)據(jù)，利用Microsoft excel 2010、origin2018軟件進行相關(guān)指標的統(tǒng)計分析和作圖，制定甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源調(diào)查記錄表，并對其進行資源分析與園林應(yīng)用探析。

2 調(diào)查數(shù)據(jù)概況

調(diào)查與相關(guān)資料的統(tǒng)計結(jié)果表明（表1），甘肅省薔薇科草本植物共有11屬45種，包含10種以上的屬為多種屬，僅有委陵菜屬，占總屬數(shù)的9.1%，含有26種；包含2～6種的屬有5個，為少種屬，分別為地榆屬、羽衣草屬、山莓草屬和懸鉤子屬均包含2種，草莓屬6種，總共14種；含有1種的屬有5個，為單種屬，占總屬數(shù)的45.5%，分別為假升麻屬、龍牙草屬、路邊青屬、無尾果屬及地薔薇屬?？梢姼拭C省薔薇科草本植物中單種屬較多，多種屬較少。因此，少種屬和單種屬是構(gòu)成甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源多樣性的主要屬。

表1 甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源種屬概況Tab.1 Germplasm resources of Rosaceae herbaceous in Gansu Province

3 調(diào)查數(shù)據(jù)分析

3.1 生活型特征分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果得出（表2），45種薔薇科草本植物中，其中41種為多年生草本；多年生草本或亞灌木、匍匐草本各存在一種，分別為委陵菜屬的二裂委陵菜、懸鉤子屬的梳齒懸鉤子；一年生草本或二年生草本有三種，分別為委陵菜屬的朝天委陵菜、狼牙委陵菜，地薔薇屬的地薔薇。

表2 甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源生活型特征分析Tab.2 Analysis of life types of Rosaceae herbaceous germplasm resources in Gansu Province

3.2 優(yōu)勢屬分析

通過種質(zhì)資源優(yōu)勢屬分析（圖2），甘肅省薔薇科草本植物優(yōu)勢屬為委陵菜屬，含有26種植物，占調(diào)查資源總種數(shù)的57.78%。其次為草莓屬含6種植物，占調(diào)查資源總種數(shù)的13.33%。含2種植物的屬有4個，分別為地榆屬、羽衣草屬、山莓草屬、懸鉤子屬，占調(diào)查資源總種數(shù)的4.44%。含1種植物的屬有5個，占調(diào)查資源總種數(shù)的2.22%。

圖2 甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源優(yōu)勢屬分析Fig.2 Analysis of dominant genera of Rosaceae herbaceous germplasm resources in Gansu Province

3.3 空間分布特點分析

3.3.1 水平分布特點分析

按自然地理區(qū)統(tǒng)計（圖3-a），甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源從西北到東南都有分布，其主要分布于隴中地區(qū)和隴南山地，分別有100、129種薔薇科草本植物，其中蘭州市榆中縣和平?jīng)鍪凶疃啵瑸?9種；天祝、蘭州、合水、康縣、臨潭、天水、文縣和武都居中，分別為15、16、13、15、11、15、16、14種；敦煌、酒泉、廣河、臨洮、崇信、華池及迭部分別只有1種。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果得出（圖3-b），從全省薔薇科草本植物種質(zhì)資源豐富度來看，蕨麻分布點最多，共計34個，零散分布于永登、榆中、永昌、靖遠、景泰、清水、武山、民勤、天祝、山丹、平?jīng)?、涇川及岷縣等26個縣級行政單元；龍牙草、路邊青和東方草莓的分布點居中，分別為16、18、16個；釘柱委陵菜、假升麻、皺葉委陵菜、華西委陵菜、西南草莓、大萼委陵菜和莓葉委陵菜偏低，其分布點分別為8、7、7、7、7、6、6個；羽衣草、雙花委陵菜、羽毛委陵菜、匍匐委陵菜、狼牙委陵菜、纖細山莓草和梳齒懸鉤子最低，目前僅發(fā)現(xiàn)1個分布點；其中，窄裂委陵菜和草莓分布點在本次調(diào)查中不詳。

圖3 水平分布特點分析Fig.3 Analysis of horizontal distribution characteristics

由此可得，其水平分布不均勻，珍稀瀕危物種也多。因此，合理開發(fā)和有效利用甘肅省薔薇科草本植物資源，協(xié)調(diào)各地區(qū)的資源開發(fā)，指導(dǎo)區(qū)域薔薇科草本植物資源的引種馴化以實現(xiàn)人工栽培，大規(guī)模發(fā)展甘肅地區(qū)薔薇科草本植物資源，充分發(fā)揮薔薇科草本植物的經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益。

3.3.2 垂直分布特點分析

由圖4可得，甘肅省薔薇科草本植物垂直分布變化較大，可以看出從海拔30 m到5 000多m均有分布，分布最低的是地榆，在海拔30 m處可以生存，分布最高的是釘柱委陵菜，其海拔到5 000 m。植物種數(shù)隨海拔升高呈先增后降的趨勢，海拔梯度為0～1 000 m時有21種，海拔梯度為1 000～2 000 m時有30種，海拔梯度為2 000～3 000 m時36種，海拔梯度為3 000～4 000 m時有25種，海拔梯度為4 000～5 000 m時有6種，可以看出海拔1 000～3 000 m是該科植物在甘肅省分布最多的垂直段，植物種數(shù)最多，為66種；海拔低于30 m時未發(fā)現(xiàn)目標物種分布；海拔高于5 000 m時，由于海拔過高、高寒氣候等因素導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境脆弱，僅釘柱委陵菜1種有分布。從各目標物種的海拔分布范圍來看，龍芽草分布幅度最大，100～3 800 m均有分布，海拔高差達3 700 m；其次是伏毛山莓草和蕨麻，500～4 200 m均有分布，海拔高差達3 600 m；皺葉委陵菜、莓葉委陵菜、三葉委陵菜和等齒委陵菜分布海拔范圍主要集中在300～2 400 m，海拔高差1 800～2 100 m；匍匐委陵菜和蜜枝委陵菜垂直分布范圍較為狹窄，僅在海拔500～600 m、1 500～1 700 m有發(fā)現(xiàn)，海拔高差僅100 m、200 m。

圖4 垂直分布特點分析Fig.4 Analysis of vertical distribution characteristics

由此可得，物種豐富度隨著海拔的升高呈現(xiàn)先升高后降低的狀態(tài)，大多數(shù)集中在海拔1 000～3 000 m，這說明該科草本植物中海拔地區(qū)物種豐富度明顯高于低海拔與高海拔地區(qū)，這與人類活動有密切的關(guān)系，最低海拔處人類活動最為頻繁，物種的數(shù)量較低，隨著海拔的升高，干擾強度有所減弱，物種豐富度逐漸上升，但隨著海拔的持續(xù)升高，溫度降低，物種數(shù)逐漸減少。

3.4 生境分布特點分析

甘肅省薔薇科草本植物的生境類型復(fù)雜多樣，根據(jù)調(diào)查種數(shù)，主要有山坡、草原、草地、灌叢、林緣、疏林、草甸、溝邊、河灘、地邊等生境類型，如圖5所示，分布在草地的種數(shù)最多，達29種，占調(diào)查總種數(shù)的64.40%，主要有龍芽草、地榆、皺葉委陵菜、多裂委陵菜、路邊青、伏毛山莓草和西南草莓等。在林緣和疏林下分布的以龍芽草、地榆、委陵菜、腺毛委陵菜及紅刺懸鉤子等為主，這類植物分別有10種，占總數(shù)的22.20%；相對其他分布生境，分布在溝邊和河灘的植物資源較少，僅占全部的11.11%；黃土高原、戈壁灘上、多石山頂及低洼地等生境只分布一種植物，都屬于委陵菜屬，分別是菊葉委陵菜、密枝委陵菜、釘柱委陵菜和菊葉委陵菜，因此可以得出委陵菜屬的抗逆性能力強。

圖5 生境分布特點分析Fig.5 Analysis of habitat distribution characteristics

這些薔薇科草本植物資源的分布生境多樣，并不只在一種生境中有分布，如龍芽草在溪邊、路旁、草地、灌叢、林緣及疏林下均有分布；菊葉委陵菜在生山坡草地、低洼地、沙地、草原、叢林邊及黃土高原上均有分布等。路邊青、皺葉委陵菜、多裂委陵菜、五葉草莓等14種植物在山坡草地均有分布。

由此可得，薔薇科草本植物生境類型復(fù)雜多樣，說明該科植物在甘肅省有較強的空間適應(yīng)性和擴散能力。

3.5 園林觀賞特性

3.5.1 觀花

從圖6-a、6-c可以看出，甘肅省薔薇科草本植物的花色以黃色為主，白色次之，也有少量的粉紅色種類，如地薔薇，黃色、白色和粉色系花卉在園林綠化中是常用的觀賞花色，廣泛用于景觀環(huán)境的營造與園林植物配置的點綴。這幾種基本花色特征為其奠定了主要的觀賞價值；從花期來看，薔薇科植物從3～12月都有開放，主要集中于4～8月，這也是全科的盛花期，夏季開花、花色多樣及花期長的特征為其在園林綠化中的應(yīng)用提供了一定的基礎(chǔ)。

3.5.2 觀果

從圖6-b、6-c也可以看出，甘肅省薔薇科草本植物的果實形狀多樣，有倒卵圓錐形、卵形、倒卵球形、長圓形、卵狀橢圓形、近腎形、橢圓形和球形；從果期來看，薔薇科草本植物從3～12月可以觀果，主要集中于6～8月，果形豐富及果期長的特征為其在園林綠化的應(yīng)用提供了一定的參考。

圖6 園林觀賞特性Fig.6 Garden ornamental characteristics

3.6 園林應(yīng)用

3.6.1 應(yīng)用形式

單獨成景。在城市公園、濱水綠地中的空曠地大面積片植喜陽、耐曬的單一品種或混植形態(tài)相似的品種，如委陵菜、龍牙草、路邊青等。

與其他植物組合成景?？膳c喬木、灌木等形成多層次植物群落，或林下片植、種植成花叢景觀，如朝天委陵菜（圖7），聚傘花序，花色鮮黃絢麗，花期較長且開花一致，可作地被觀花植物。

圖7 朝天委陵菜Fig.7 Potentilla supina

與其他景觀要素結(jié)合成景?？膳c山石、景觀小品、廣場鋪裝、建筑墻角等結(jié)合，軟化和點亮硬質(zhì)景觀，如皺葉委陵菜（圖8），傘房狀聚傘花序，花莖直立，高達30 cm，花型較大，生長整齊，花期5～9月，適宜做花壇及花境邊緣材料。

圖8 皺葉委陵菜Fig.8 Potentilla ancistrifolia

功能性種植?？煞N植于坡地、水岸邊，固土護坡，提升場地景觀價值；可作為行道綠籬種植，提高行人安全性，如蕨麻、窄裂委陵菜和龍牙草等可種植于水岸邊，假升麻、地榆、路邊青和委陵菜等可種植于山坡草地用于固體護坡。

營建專類園。運用某類有特殊價值、觀賞特性或獨特景觀效果的草本植物形成專類園，可成片栽植觀花植物，如朝天委陵菜、路邊青和羽衣草等。

3.6.2 適宜環(huán)境

園林綠地中薔薇科草本植物的配置，應(yīng)遵照適地適樹的原則，根據(jù)景觀綠化區(qū)的功能定位，結(jié)合植物本身的生理特征、生長習性、觀賞特性進行綜合考量。如道路綠化中，薔薇科草本植物的配置需符合道路分車帶設(shè)計所規(guī)定的功能性要求，控制同一路段內(nèi)的植物種類、形態(tài)、高矮與色彩，變化不宜過多，做到色彩和諧、層次鮮明、四季有景；而在公園、居住小區(qū)、街道兩側(cè)等人流密集處則要突出薔薇科草本植物的觀賞性，選擇如花色艷麗的假升麻、委陵菜等，花期較長的龍牙草、朝天委陵菜等；向陽的場地光強充足，宜栽植喜陽的植物，如西山委陵菜、匐枝委陵菜和草莓等，相反，在陰暗潮濕的地方，應(yīng)配置喜陰的植物如三葉委陵菜、紅刺懸鉤子等。同時，配置需考慮植物的生境類型選擇適宜的種植環(huán)境（表3）。

表3 甘肅省薔薇科草本植物生長環(huán)境一覽表Tab.3 Growing environment of Rosaceae herbaceous plants in Gansu Province

3.6.3 養(yǎng)護管理

更新管理。針對一些多年生草本植物木質(zhì)素化、過早衰老、死亡等問題，及時更換和改植；針對枯黃、死亡等問題，究其原因進行復(fù)肥、澆水和減鹽等措施，確保園林植物景觀的完整性。

澆水養(yǎng)護。甘肅大部分地區(qū)氣候干燥，干旱半干旱地區(qū)占總面積的75%。養(yǎng)護期間，應(yīng)基于溫度、降雨量和土壤濕度適當澆水，非雨季每周澆透水1～2次，雨季需注意排水管理，防止形成積水造成薔薇科草本植物死亡。

施肥除蟲。為促進薔薇科草本植物發(fā)育、開花、結(jié)果，應(yīng)結(jié)合其生長期進行施肥管理。由于甘肅地區(qū)薔薇科草本植物種類多，組團栽植易出現(xiàn)病害交叉的情況，如介殼蟲、蚜蟲、紅蜘蛛、螟蛾類等，應(yīng)采用甲維鹽、阿維菌素800倍稀釋液等進行化學防治。

4 結(jié)論

甘肅省薔薇科草本植物共有11屬45種，大多數(shù)為多年生草本植物，其優(yōu)勢屬為委陵菜屬。從水平分布來看，蕨麻分布點最多，羽衣草、雙花委陵菜、羽毛委陵菜、匍匐委陵菜、狼牙委陵菜、纖細山莓草和梳齒懸鉤子資源豐富度最低，目前僅發(fā)現(xiàn)一個分布點，因此，在園林應(yīng)用中對以上物種應(yīng)重點人工栽培，開發(fā)利用。從垂直分布來看，物種豐富度隨著海拔的升高呈現(xiàn)先升高后降低的狀態(tài)，大多數(shù)集中在海拔1 000～3 000 m，在園林應(yīng)用中可優(yōu)先利用這一類薔薇科草本植物。在分析其生境分布時發(fā)現(xiàn)，大體可分為山坡、草原、草地、灌叢、林緣、疏林、草甸、溝邊、河灘、地邊等生境類型，復(fù)雜多樣。通過優(yōu)勢屬和生境分析得出，委陵菜屬既是優(yōu)勢屬，也是抗逆性最強的屬，在園林應(yīng)用中可優(yōu)先利用委陵菜屬。

甘肅省薔薇科草本植物種質(zhì)資源豐富，珍稀瀕危物種也多，在今后的景觀應(yīng)用中應(yīng)對珍稀物種進行原地保護，加以管理；對優(yōu)勢物種做到合理的開發(fā)利用，豐富其種質(zhì)資源的同時，提高現(xiàn)有環(huán)境下薔薇科草本植物觀賞物種資源。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分薔薇科草本植物不僅適應(yīng)能力強、抗逆性強，而且具有較高的觀賞性。甘肅省屬氣候干燥、降水量少，絕大部分處于干旱、半干旱地區(qū)，篩選和培育抗旱、適應(yīng)性強的草本觀賞植物，應(yīng)用到甘肅城市園林綠化、護坡綠化、山地林緣中，不僅可以豐富局部區(qū)域生態(tài)群落結(jié)構(gòu)、豐富園林綠化植物種類、提高綠化率，而且可以營建具有鮮明地域特色的植物景觀，提高甘肅城市生態(tài)建設(shè)，同時也為園林植物設(shè)計師提供植物素材，為種苗科研人員提供基礎(chǔ)材料和理論參考，對此類植物的開發(fā)與應(yīng)用也將在甘肅省現(xiàn)代化園林建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

注：圖1、7、8均源自植物物種信息系統(tǒng)（http://www.iplant.cn/），其他圖片均由作者自繪。