妥永華,馬得俊,陳宏福,郭鵬輝△
(1.甘肅太子山國家級自然保護區(qū)管護中心,甘肅 康樂 731505;2.西北民族大學生命科學與工程學院,甘肅 蘭州 730030)
木姜子(LitseapungensHemsl.),又名山胡椒、臘梅柴、滑葉樹、山姜子,是樟科木姜子屬落葉喬木,主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]。木姜子中含有豐富的黃酮類、生物堿類、木脂素、甾體、內酯、揮發(fā)油等化學成分[2],在《本草綱目》《中華本草》《開寶本草》等中醫(yī)藥著名典籍均有記載。在醫(yī)藥領域,木姜子可用于抑菌,研究表明,對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、芽孢桿菌、黃曲霉素等具有良好的抑菌效果[3-4];木姜子還可用于治療炎癥,多項研究表明,木姜子和忍冬藤配伍可有效降低炎癥反應,可用于治療哮喘等疾病[5-6]。在食品工業(yè)領域,木姜子可用于制作食品香精、防腐劑和保鮮劑[7-8]。此外,因其含有豐富的芳香油、脂肪油、揮發(fā)油等揮發(fā)性物質[9],也在化妝品、精油、肥皂、潤滑油等生活用品廣泛應用[10],具有極高的經濟價值。
但是目前,中國對于木姜子的開發(fā)利用還處于起步階段,對其開發(fā)利用尚不完善[11]。一方面,野生木姜子分布散亂,采集困難,且木姜子具有涵養(yǎng)水源、保持水土、防止環(huán)境惡化的生態(tài)功能,貿然對其進行采伐會對環(huán)境造成極大破壞;另一方面,木姜子的人工種植較少,僅在江蘇、四川、江西、貴州等地有部分人工種植,且沒有形成產業(yè)化,原材料的采購困難。此外,人們對于木姜子野生植物資源的分布情況和分布環(huán)境缺乏了解,對木姜子植物資源的保護和綜合開發(fā)利用價值認識不足,導致木姜子資源尚未得到應有的開發(fā)和利用。
甘肅省太子山國家級自然保護區(qū)位于甘肅省中部,既是青藏高原與黃土高原過渡地帶森林生態(tài)系統類型自然保護區(qū),又是黃河上游、甘肅中南部地區(qū)重要的天然屏障和水源涵養(yǎng)地[12]。經實地調查發(fā)現,太子山保護區(qū)內有木姜子分布,但受保護區(qū)前期保護力度不足、環(huán)境變化等因素的影響,保護區(qū)內木姜子種群數量稀少,且分布散亂。因此,文章就太子山保護區(qū)的天然木姜子群落分布進行調查研究,了解木姜子的生長環(huán)境,以期為木姜子的保護及開發(fā)利用提供理論依據。
太子山國家級自然保護區(qū)屬森林生態(tài)系統類型自然保護區(qū),位于臨夏回族自治州與甘南藏族自治州之間,屬溫帶大陸性季風氣候,太子山東南起洮河下游地區(qū),西南與甘南藏族自治州臨潭、夏河、合作、卓尼四縣(市)毗鄰,東北和臨夏州康樂、和政、臨夏三縣相接。介于東經102°43′~103°42′,北緯35°43′~103°4′之間,東西長約100 km,南北寬約10 km,海拔在2 200~4 636 m之間。保護區(qū)前身為臨夏州太子山總場,始建于1957 年,下轄紫溝、東灣、藥水、松鳴巖、新營、甲灘、關灘和槐山子8 個保護站(圃)。保護區(qū)屬溫帶大陸性氣候,年平均氣溫5.1 ℃,無霜期110 d左右,年平均降雨量660 mm,海拔在2 200~4 332 m 之間。保護區(qū)主要為森林灰褐土,土壤厚度為30~40 cm。
采用野外實地調查、文獻查閱及與當地居民訪談走訪相結合的方法對保護區(qū)及其周邊區(qū)域的木姜子資源進行了較為全面的分析和調查。野外調查主要結合太子山國家級自然保護區(qū)的地形、生境和植被類型等具體情況,有重點地選擇路線調查,使調查路線基本上覆蓋太子山國家級自然保護區(qū)的主要生境和大部分地區(qū)。同時,采用生長錐取樣查數年輪和查數枝層的方法對太子山國家級自然保護區(qū)木姜子的樹齡進行抽樣調查。
在太子山國家級自然保護區(qū)所轄東灣保護站和甲灘保護站內海拔2 400~2 600 m 的中山陽坡、半陽坡均有木姜子天然分布,半陽坡分布的林木株數明顯多于陽坡,坡度在60°~80°之間(表1)。在同海拔區(qū)域的陰坡、半陰坡均未發(fā)現木姜子天然分布,這主要是因為木姜子喜光,喜溫暖至高溫濕潤氣候,陰坡無法滿足木姜子的生長需要。
表1 太子山保護區(qū)木姜子天然林群落調查統計表
木姜子天然群落主要伴生樹種有菰帽懸鉤子(RubuspileatusFocke)、灰栒子(CotoneasteracutifoliusTurcz.)、西北薔薇(RosadavidiiCrép.),華北珍珠梅[Sorbariakirilowi(iRegel&Tiling)Maxim.],隴東海棠[Maluskansuensis(Batalin)C.K.Schneid.],下木蓋度70%以上。伴生植物為牛尾蒿(Artemisiadubia Wall.exBesser)、三脈紫菀(AsterageratoidesTurcz.)等,蓋度不足10%。太子山國家級自然保護區(qū)內木姜子的種群結構較為簡單,受自然災害等外界因素影響后,木姜子的天然林分將較難恢復。
利用生長錐取樣查數年輪和查數枝層的方法對樣地內的木姜子的樹齡進行抽樣調查,測定太子山國家級自然保護區(qū)木姜子的樹齡在15年左右,屬于壯齡,因此達到了結實年齡。此外,對近3年的高生長量進行了測量,在2.9~3.2 cm之間,這表明太子山國家級自然保護區(qū)木姜子生長狀況良好,可用于木姜子種質資源的篩選及開發(fā)利用工作。
木姜子在太子山國家級自然保護區(qū)內有零星分布,但分布規(guī)模并不大,氣候環(huán)境因素占主要原因。氣候因素是影響植物生長的一個重要因素,隨著人類活動范圍的不斷擴大,地球上的氣候環(huán)境發(fā)生很大的變化,野生植物的生長與繁殖都受到很大的影響[13]。首先,木姜子喜暖,現有72種木姜子多分布于中國西南部和南部的熱帶、亞熱帶地區(qū)[14],而保護區(qū)屬于溫帶大陸性氣候,在氣候上限制了木姜子生長環(huán)境。其次,木姜子多生長于海拔800~2 300 m的山地、丘陵灌木叢中,且喜生在中陽坡、半陽坡,但保護區(qū)海拔2 200~4 332 m之間,且多位于2 700 m以上[15],因此在地理上制約了木姜子大規(guī)模分布。
而雪災、霜凍等極端天氣直接威脅到木姜子開花授粉和發(fā)芽,根據太子山2012—2022年的歷史資料來看,在木姜子3月下旬—5月上旬的花期和4月中旬—5月上旬的發(fā)芽期期間,10年中有2次在4月10 日—5 月5 日期間發(fā)生較為嚴重的晚霜,驟降至零下[16];有3次在4月14日—5月13日期間在太子山大規(guī)模降雪,這都對木姜子的自然繁殖造成了極大的影響。此外,泥石流、山體滑坡、霜凍、雪災等自然災害也會對植物的生長造成不利的影響[17],這會對木姜子生長環(huán)境造成極大的破壞,影響其生長和繁衍。
太子山國家級自然保護區(qū)內,木姜子的分布一般在與甘南州相鄰的區(qū)域,甘南州畜牧業(yè)發(fā)達,牧民游牧對木姜子的生長造成了一定的影響。同時,偷伐對木姜子天然林的生長及資源恢復也極為不利。此外,太子山國家級自然保護區(qū)內的木姜子已達到結實年齡,但是保護區(qū)內缺乏相關的技術人才,無法對木姜子進行人工繁育。
首先,要加大對現已發(fā)現的木姜子的保護力度,定期對木姜子的生長狀況進行記錄,對于生長狀況不佳的木姜子及時進行診治。同時,針對該種群分布范圍小、數量少的現狀,要加強對木姜子的動態(tài)監(jiān)測研究和保護管理。此外,要擴大該種群的調查范圍,以現保護區(qū)木姜子生活環(huán)境為調查條件,對木姜子在保護區(qū)的分布進行進一步研究,為后續(xù)木姜子的擴繁培育奠定基礎。
在加強對木姜子的保護的同時,要開展對木姜子的擴繁培育。木姜子常規(guī)用種子繁殖,但木姜子種子休眠期長,發(fā)芽率低,且發(fā)芽遲緩,持續(xù)時間長,采用種子繁殖的繁殖效率低[18]。木姜子還可采用無性繁殖技術進行繁殖,可以縮短育種周期,同時保證果實的高產和穩(wěn)產[19]。此外,還可利用分子育種技術,可以對木姜子的優(yōu)良基因進行直接選擇和有效聚合,可大幅度縮短育種年限[20],提高木姜子的育種效率。
加大太子山國家級自然保護區(qū)工作人員培訓力度,通過現場教學、實地演練等方法,提高保護區(qū)內管理人員的技術水平。通過學習先進的保護管理經驗、先進繁育技術,提高太子山國家級自然保護區(qū)內木姜子種群數量。
太子山國家級自然保護區(qū)內木姜子的分布散亂,采集困難,不利于木姜子的開發(fā)利用。因此,利用先進育種技術,提高木姜子的育種效率,建立木姜子原料林基地。此外,根據保護區(qū)土地資源情況,采取按畝生產,育苗投產的方式,構建木姜子原料林基地,為更好實現木姜子深加工體系提供資源和便捷。
目前,木姜子在藥品、食品、化妝品和飼料中應用廣泛,但是其核心成分含量以及加工技術等方面的研究還不足[21],同時對于木姜子在水源涵養(yǎng)、水土保持、防止環(huán)境惡化等方面的作用機制的研究尚不能深入。因此,為了更好地利用木姜子種質資源,要在研發(fā)方面加以投入,鼓勵科研團隊對栽培技術、成分分析、藥用價值、生態(tài)功能等方面進行系統的科學研究。
甘肅省太子山國家級自然保護區(qū)地處青藏高原與黃土高原的交界處,現有的科普資料對木姜子資源記錄較少,調查顯示保護區(qū)內木姜子天然群落結構簡單,自然災害對木姜子林分正常生長、更新造成一定的影響,不利于天然林分恢復,且現有林木均為近代天然更新的林木。因此,在未來的發(fā)展中應充分利用此次調查研究成果,擴大調查范圍,尤其是在種質資源保存庫建立、異地擴繁培育、保存利用規(guī)劃等方面,利用木姜子的生長習性和生物學特征進行苗木培育,分析總結出成熟的育苗技術模式,形成規(guī)?;a優(yōu)質壯苗。同時積極與周邊藥材及工業(yè)生產基地合作、交流,提高良種壯苗的使用率,充分發(fā)揮木姜子天然林木的生態(tài)效益和社會效益。