新疆雪白睡蓮資源調(diào)查與生物學(xué)特性研究

楊 軍，何 江，楊 媛，趙 軍，楊可欣

（1.烏魯木齊綠之園園林開(kāi)發(fā)有限公司，新疆 烏魯木齊 835000；2.新疆維吾爾自治區(qū)藥物研究所新疆維吾爾藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830004）

雪白睡蓮（Nymphaea candida Presl）系毛茛目睡蓮科睡蓮屬多年生水生草本植物[1]。是我國(guó)珍稀瀕危物種，也是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物。睡蓮在全球分布約35 種，我國(guó)產(chǎn)5 種[2]。其中最珍稀的種質(zhì)資源是雪白睡蓮。據(jù)中國(guó)藥典記載，僅有雪白睡蓮可入藥[3]，在藥用方面，雪白睡蓮的干燥花蕾已被收入《中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)維吾爾藥分冊(cè)》1998 年版，具有降熱止咳，益心護(hù)腦，安神止痛，祛乃孜來(lái)（維語(yǔ)，相當(dāng)于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)所說(shuō)的病毒）的作用，用于感冒發(fā)熱，頭痛咳嗽，心悸不安，咽喉解毒。也有文獻(xiàn)[4]提到其花煎汁可用于治療心悸；可食用[5]；作為觀賞植物，其花色純，花期長(zhǎng)，耐寒抗旱、耐堿抗鹽，可種植區(qū)域很廣[6]；雜交育種方面，其耐寒抗旱特性具有天然的雜交優(yōu)勢(shì)。

1 調(diào)查方法

根據(jù)長(zhǎng)期對(duì)雪白睡蓮進(jìn)行野外考察記錄和民間走訪，于2019 年4 月—2021 年7 月年采用以伊犁河、額爾齊斯河與塔里木河為樣線，在博斯騰湖蓮海世界、伊犁河谷濕地與科克蘇濕地雪白睡蓮生長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)選取大于10.0 m×10.0 m 樣地9 個(gè)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)、觀測(cè)法與對(duì)比分析的方法對(duì)新疆雪白睡蓮居群9 個(gè)樣地進(jìn)行了調(diào)查研究，記錄了樣地的土壤類(lèi)型、海拔、pH 值、年均溫度、年均降雨量、年均蒸發(fā)量、水深、伴生植物、生境特點(diǎn)、生長(zhǎng)情況與形態(tài)結(jié)構(gòu)等生物學(xué)特性存在一定差異。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 伊犁河谷濕地雪白睡蓮居群生境與生物學(xué)特性

2.1.1 伊犁河谷濕地雪白睡蓮居群生境

伊犁谷地是位于天山中段的陷落谷地，發(fā)源于天山中部托木爾主峰群北坡冰川的河流，形成了特克斯河，穿過(guò)喀德明山脈與右岸鞏乃斯河匯合，北流匯合喀什河后始稱(chēng)伊犁河，自東南向西北沿伊犁河谷注入中亞的巴爾喀什湖，其中喀什河在伊寧市東南部匯入伊犁河，這里海拔高度約710 m，河谷兩岸的第四紀(jì)疏松沖積物形成了寬闊的階地和河漫灘、超河漫灘，河谷兩側(cè)為黃土覆蓋的中生代低山丘陵，此區(qū)域光照充足、氣候溫暖較濕潤(rùn)，年平均氣溫8.0～9.0 ℃，1 月平均氣溫－7.5 ℃，7 月平均氣溫23 ℃，極端最低氣溫－30.0 ℃，極端最高氣溫可達(dá)36.0 ℃，年平均降水量350.0～400.0 mm，年平均蒸發(fā)量1300.0～1750.0 mm，無(wú)霜期約160 天。土壤為草甸森林土，機(jī)械組成為細(xì)沙壤質(zhì)或中沙壤質(zhì)，一般都具有沙卵石下墊層。通常碳酸鈣淋溶現(xiàn)象不明顯，pH 值7.4～8.0。密布大片沼澤濕地，生物物種極其豐富[7]。此棲息地生長(zhǎng)的雪白睡蓮根系在水下深約0.3 m，零星散點(diǎn)狀分布，花期4—9 月，果期5—10 月。伴生植物有水蔥、浮葉眼子菜、水生酸模、香蒲、黑三棱、水車(chē)前、蘆葦?shù)?。設(shè)置樣地為A、B（表1、表2）。

表1 新疆雪白睡蓮樣地概況與生境特征Table1 Sample plots survey and habitat characteristics of Nymphaea candida Presl in Xinjiang

表2 9 個(gè)樣地雪白睡蓮生長(zhǎng)情況Table 2 Growth of Nymphaea candida Presl at nine sample plot

2.1.2 伊犁河谷濕地雪白睡蓮生物學(xué)特性

葉二型，葉片小，基部彎缺，全緣，新生沉水葉內(nèi)卷箭形葉，浮水葉正面綠色、背面綠色或淺紅褐色；完全兩性花，花小，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，貼水面上，外輪花瓣與花萼披針形，花托四角形，花冠高腳杯狀；果實(shí)扁球狀，果徑約1.5 cm，果梗無(wú)彎曲(表3)。

表3 雪白睡蓮形態(tài)結(jié)構(gòu)的差異Table3 Differences in the morphological structure of Nymphaea candida Presl

2.2 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮居群生境與生物學(xué)特性

2.2.1 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮居群生境

源出阿爾泰山西南坡，山間兩支源頭喀依爾特河和庫(kù)依爾特河江合后成為額爾齊斯河，自東南向西北奔流出中國(guó)，一路上將北岸多條支流呈梳狀匯入后流入齋桑湖，再向北經(jīng)鄂畢河注入北冰洋[9]。科克蘇濕地自然保護(hù)區(qū)位于阿勒泰市西南部，支流克蘭河自北向南進(jìn)入科克蘇濕地后主河道逐漸消失，河水漫流，形成大面積沼澤，海拔476—496 m，作為額爾齊斯河國(guó)際生物廊道的重要區(qū)段，為水生野生動(dòng)物和河谷植物提供了良好的棲息和繁衍環(huán)[10]。此區(qū)域河谷氣候比較干燥，夏季干熱，冬季寒冷，年均氣溫4.2℃,1 月平均氣溫-18.8℃，7 月平均氣溫23.7℃,極端最高氣溫39.1℃，極端最低氣溫-46.7 ℃，年均降水100.0 mm，年均蒸發(fā)2000.0 mm，無(wú)霜期150 天。自然土壤類(lèi)型主要有草甸土、暗草甸土、林冠草甸土、淡棕鈣土、草甸棕鈣土、草甸沼澤土、淤泥沼澤土、半固定風(fēng)沙土，偏堿性[11]，pH 值7.9～8.3。

雪白睡蓮居群主要分布于科克蘇濕地的北屯河段，根系生長(zhǎng)在水深約0.5 米，呈帶狀或片狀分布，面積不大，花期5—9 月，果期5—10 月。伴生植物有澤瀉、花藺、新疆菱角、香蒲、香蒲、黑三棱、蘆葦、荇菜、穿葉眼子菜、貍藻、菹草、歐亞萍蓬草等。樣地設(shè)置為C、D、E（表1、表2）。

2.2.2 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮生物學(xué)特性

葉二型，葉片較大，基部彎缺，全緣，新生沉水葉箭形，浮水葉正面綠色，背面紅褐色；完全兩性花，花較大，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，花托四角形，花冠碗狀；果實(shí)扁球狀，果徑約2.5 cm，果梗彎曲狀（表3）。

2.3 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮居群生境與生物學(xué)特性

2.3.1 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮居群生境

塔里木河全長(zhǎng)2437 km，其中干流長(zhǎng)1321 km。歷史上九大水系均有水匯入塔里木河干流。20 世紀(jì)50 年代后，由于自然及人為等多重因素，塔里木河僅縮減為阿克蘇河、和田河、葉爾羌河，開(kāi)都－孔雀河這四條河。通過(guò)揚(yáng)水站抽博斯騰湖水經(jīng)庫(kù)塔干渠向塔河下游灌區(qū)輸水，形成了塔河“四源一干”的格局[12]。此區(qū)域?qū)儆诤竦?，地處中緯度地區(qū)，遠(yuǎn)離海洋，夏季炎熱，冬季寒冷，春季氣候多變，光照充足，干旱少雨，秋季降溫迅速的大陸性荒漠氣候和南北疆過(guò)渡氣候特點(diǎn)。博斯騰湖年均氣溫8.2℃～11.5℃，1 月平均氣溫-7.8℃～-12.3℃，7 月平均氣溫22.9℃～26.0℃，極端最高氣溫37.1℃～40.0℃，極端最低氣溫-25.3℃～-31.6℃，年降水量?jī)H47.7～68.1 mm，年蒸發(fā)量1880.0～2785.8 mm。海拔高度約1046 m，土壤類(lèi)型有棕漠土、草甸土、沼澤土、灌耕潮土、硫酸鹽土、風(fēng)沙土等[13],PH酸堿度8.2～9.3。據(jù)文獻(xiàn)記載以前塔里木河流域的多條支流都有雪白睡蓮分布，現(xiàn)在雪白睡蓮棲息地主要分布于博斯騰湖小湖區(qū)域的蓮花湖與蓮海世界，面積約666.7 hm2。根系普遍生長(zhǎng)在水深約2 m，花期4—10 月，果期5—10月。伴生植物主要有蘆葦、寬葉香蒲、水麥冬、千屈菜、花穗水莎草、苔草、貍藻、皺葉眼子菜、輪生黑藻、荇菜、穗花狐尾藻、蒩草、槐葉萍、金魚(yú)藻等。在雪白睡蓮居群的棲息地設(shè)置四個(gè)樣地F、G、H、I(表1、表2)。

2.3.2 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮生物學(xué)特性

葉二型，葉片大，基部彎缺，全緣，新生沉水葉箭形，沉水葉兩面淺紅褐色，浮水葉正面綠色，背面綠色或淺紅褐色；完全兩性花，花大，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，花萼與外輪花瓣卵形，萼片有折彎，其內(nèi)側(cè)的中間有一縱向肋狀突起，花托四角形，花冠淺碗狀；果實(shí)扁球狀，果徑約3.5 cm，果梗呈螺旋狀（表3）。

2.4 新疆雪白睡蓮居群分布區(qū)生境特征

從圖1、圖2、圖3 與表1 可知，新疆雪白睡蓮居群分布在新疆的三個(gè)地區(qū)，分別是伊犁地區(qū)伊犁河谷的沼澤濕地，阿爾泰地區(qū)額爾齊斯河科克蘇濕地內(nèi)的沼澤濕地、河流濕地與湖泊濕地，巴州地區(qū)博斯騰湖的湖泊濕地。土壤類(lèi)型以草甸沼澤土、草甸土、沼澤土為主、少量半固定風(fēng)沙土，海拔高度488～1068 m 之間，pH值7.6～9.1 之間，年均溫度4.2～11.5℃，極端最高氣溫40.0℃,極端最低氣溫-46.7℃，年均降水量47.7～400mm,年均蒸發(fā)量1300.0～2785.8 mm。伊犁河谷屬溫帶大陸性氣候，額爾齊斯河科克蘇濕地屬荒漠及半干旱荒漠大陸性氣候，博斯騰湖屬荒漠氣候，根據(jù)以上資料研究分析，樣地土壤偏堿性，蒸降雨比最高達(dá)58 倍，無(wú)霜期短，極端溫差最高達(dá)85.8℃，由此得知，新疆雪白睡蓮居群生長(zhǎng)區(qū)域的立地條件差。樣地A、B 雪白睡蓮伴生植物有浮葉眼子菜、香蒲、黑三棱、蘆葦、水蔥；樣地C、D、E 伴生植物有貍藻、蘆葦、新疆菱角、荇菜、穿葉眼子菜、花藺、黑三棱；樣地F、G、H、I 內(nèi)雪白睡蓮伴生植物有蘆葦、輪生黑藻、蒩草、穗花狐尾藻、貍藻、金魚(yú)藻、皺葉眼子菜、荇菜。分析得知伴生植物群落以挺水植物和沉水植物為主。

圖1 伊犁河谷Figure1 The Ili River Valley

圖2 額爾齊斯河流域Figure 2 Ertix River basin

圖3 塔河“四源一干”Figure 3 Ta River “four sources and one dry”

2.5 新疆雪白睡蓮居群的生長(zhǎng)情況與生存現(xiàn)狀

通過(guò)表2 可知，樣地A、B 葉片尺寸、花徑與果徑的均值分別是10.1×7.3 cm、4.6 cm、1.4 cm；樣地C、D、E葉片尺寸、花徑與果徑的均值分別是15.4×11.7 cm、6.5 cm、2.6 cm；樣地F、G、H、I 葉徑、花徑與果徑的均值分別是20.2×16.8 cm、7.9 cm、3.5 cm；通過(guò)對(duì)葉徑、花徑與果徑的大小對(duì)比分析后，得知樣地A、B 最小，樣地C、D、E 居中，樣地F、G、H、I 最大。在9 個(gè)樣地共1225 m2的勘查面積中，共有野生雪白睡蓮46 株，樣地F、G、H、I 內(nèi)雪白睡蓮根系生長(zhǎng)在水深2.2 m 以下，樣地F 內(nèi)穗花狐尾藻大量侵入，影響雪白睡蓮的正常生長(zhǎng)，樣地C、D、E 中雪白睡蓮根系生長(zhǎng)水深0.4-0.7 m 之間，僅有7 株，不連續(xù)散點(diǎn)狀分布，樣地A、B 雪白睡蓮根系生長(zhǎng)水深0.3 米以?xún)?nèi)，僅存3 株，樣地A、E 內(nèi)雪白睡蓮無(wú)花無(wú)果，只有少量葉片，資源存量稀少。根據(jù)IUCN (國(guó)際自然及自然資源保護(hù)聯(lián)盟)中Mace-Lande 物種瀕危等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[14]，伊犁河谷野生雪白睡蓮處于瀕危狀態(tài)，雖然未達(dá)到極危等級(jí), 但從部分居群僅有1-2 株植株的存量情況分析，有利于原植物繁殖散布的條件越來(lái)越少。

2.6 新疆雪白睡蓮形態(tài)結(jié)構(gòu)異同點(diǎn)

通過(guò)表3 可知，葉片相同點(diǎn)是葉二型，基部彎缺，全緣，浮水葉正面綠色，樣地A、B 新生沉水葉內(nèi)卷箭形，其余樣地新生沉水葉箭形，B、F、G、H、I 浮水葉片背面綠色或淺紅褐色，樣地A、B、C、D、E 浮水葉片背面紅褐色；雪白睡蓮花的相同點(diǎn)是完全兩性花，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，樣地B 花萼與外輪花瓣披針形，花冠高腳杯狀，樣地C、D 花萼與花瓣闊卵形，花冠碗狀，樣地B、F、G、H、I 花萼與外輪花瓣卵形，萼片有折彎，其內(nèi)側(cè)的中間有一縱向肋狀突起，花冠淺碗狀；球果相同點(diǎn)是扁球狀，樣地D 果梗彎曲狀，樣地B、F、G、H、I 果梗螺旋狀。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)伊犁河流域、額爾齊斯河流域與塔里木河流域及周邊濕地內(nèi)的雪白睡蓮資源調(diào)查與生物學(xué)特性研究，得知伊犁河谷雪白睡蓮從花冠高腳杯狀區(qū)別于其他兩居群；博斯騰湖雪白睡蓮的萼片有折彎，其內(nèi)側(cè)的中間有一縱向肋狀突起、果梗螺旋狀這三個(gè)特點(diǎn)區(qū)別于其他兩居群。塔里木河流域的雪白睡蓮葉、花與果等生長(zhǎng)量指標(biāo)明顯高于其他兩區(qū)域，伊犁河流域的雪白睡蓮對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)量指標(biāo)最小，額爾齊斯河流域的雪白睡蓮對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)量指標(biāo)介于二者之間。不同居群的新疆雪白睡蓮在海拔高度與年均溫度的高低、年均降水量與年均蒸發(fā)量的多少、葉片尺寸、花徑與果徑的大小、葉色、花被、花冠與果梗的多樣性、伴生植物種類(lèi)、根系耐水深度與生長(zhǎng)量等方面存在較大的差異,據(jù)此說(shuō)明野生雪白睡蓮種質(zhì)資源的遺傳背景較復(fù)雜,生態(tài)類(lèi)型多樣化,可以認(rèn)為野生雪白睡蓮必然擁有十分豐富的遺傳多樣性。當(dāng)然,外部形態(tài)的變異受環(huán)境因子影響比較大,因此,對(duì)不同居群雪白睡蓮種質(zhì)資源遺傳多樣性作更為準(zhǔn)確的研究，除了進(jìn)行交叉遷地保育對(duì)比分析外，還應(yīng)該結(jié)合同工酶分析、DNA 分子標(biāo)記等手段來(lái)進(jìn)行。

發(fā)現(xiàn)雪白睡蓮棲息地立地條件差，加之受到干旱少雨、河道斷流與河流改道、過(guò)度墾荒、旅游業(yè)的沖擊、有害生物侵入等因素的影響，導(dǎo)致雪白睡蓮居群面積在逐年減少。伊犁河谷與科克蘇濕地野生雪白睡蓮資源存量極度稀缺，自然居群數(shù)量不足5 株，呈單株散生狀態(tài)。居群及個(gè)體數(shù)量有限，分布點(diǎn)不多，出現(xiàn)頻率小，直接影響了豐富度，對(duì)物種的保護(hù)與繁衍不利。因此需要國(guó)家與地方政府給予政策支持與專(zhuān)項(xiàng)資金的投入，加強(qiáng)宣傳保護(hù)，嚴(yán)厲打擊盜采亂挖，增強(qiáng)民眾關(guān)愛(ài)雪白睡蓮的意識(shí)；通過(guò)科研院校、生態(tài)環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利等部門(mén)通力協(xié)作，加大力度開(kāi)展新疆雪白睡蓮種質(zhì)資源的全面調(diào)查與評(píng)估，建立樣地觀測(cè)點(diǎn)，做好雪白睡蓮棲息地的修復(fù)整理、遷地保育、野生馴化等工作。從根本上改變雪白睡蓮居群瀕危狀況，解決藥用原材料短缺的問(wèn)題，使該珍稀藥用植物得到合理地開(kāi)發(fā)利用，以助于新疆雪白睡蓮資源的可持續(xù)發(fā)展。