黃河流域先鋒植物的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析

李永青 吳潤卓 刁有江 黃婧 董佳佳 李靜

摘要 黃河流域先鋒植物不僅在生態(tài)保護(hù)中具有重要作用，同時也擁有廣闊的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前景。本文選取黃河上、中和下游區(qū)域的部分典型先鋒植物，綜合評估其在維持生態(tài)平衡、生物多樣性及保持土壤等方面的生態(tài)價(jià)值，同時探討了先鋒植物作為飼料、藥材和食物等可持續(xù)利用方面的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。結(jié)果表明，黃河流域分布的部分先鋒植物，具有出色的耐鹽堿、耐旱和抵御沙漠化的能力，在減少沙漠化、改善土壤侵蝕和鹽堿化等方面發(fā)揮著重要的生態(tài)作用，同時其食用、藥用和飼用等功能為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要支撐。

關(guān)鍵詞 黃河流域；先鋒植物；生態(tài)價(jià)值；經(jīng)濟(jì)價(jià)值

中圖分類號 Q949.9；X173? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）09-0063-04

植物在生態(tài)系統(tǒng)中具有維持生態(tài)系統(tǒng)平衡的作用，如提供食物鏈基礎(chǔ)、構(gòu)建棲息地和維護(hù)生物多樣性等。黃河流域是一個重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，受自然和人為因素影響，黃河流域部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)不同程度的退化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能面臨著鹽堿化、干旱和土壤侵蝕等多重生態(tài)挑戰(zhàn)[1-3]。植物可通過根系固定土壤、減緩徑流速度和減少土壤表層沙化和流失，在維持黃河流域生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著重要作用[4]。先鋒植物是指群落演替中最先出現(xiàn)的植物，具有生長快、擴(kuò)散能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可提高植被覆蓋率，減少水土流失，對生態(tài)恢復(fù)起著重要作用。目前，有關(guān)先鋒植物的研究主要集中于重金屬污染治理（如垂序商陸、小蓬草、酸模葉蓼和蒼耳等）[5]，流動沙丘的生態(tài)修復(fù)（如沙米、葛藤等）[6-7]，鹽堿地治理（如鹽地堿蓬等）[8]等方面。而有關(guān)對先鋒植物的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行系統(tǒng)性研究的報(bào)道較少。

黃河流域先鋒植物不僅在生態(tài)保護(hù)中具有重要作用，同時也擁有廣闊的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前景。本文以黃河上游三江源自然保護(hù)區(qū)，中游黃土高原、毛烏素沙地和庫布齊沙漠，下游黃河三角洲濕地為研究區(qū)域，選取部分典型先鋒植物分析其維持生態(tài)平衡、生物多樣性及保持土壤等方面的生態(tài)價(jià)值，同時，探討先鋒植物作為飼料、藥材和食物等可持續(xù)利用方面的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目的是為改善黃河流域的生態(tài)環(huán)境，推動其經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供參考。

1 先鋒植物的基本特征分析

先鋒植物具有極強(qiáng)的生命力和適應(yīng)極端環(huán)境的能力，其生長快、種子產(chǎn)量大，有較強(qiáng)的擴(kuò)散能力，但不太適應(yīng)遮陰和根際競爭環(huán)境，因此可能容易被后來種群排擠掉[9]。先鋒植物主要有三大特點(diǎn)：喜鈣性、旱生性和巖生性。如毛烏素沙地和庫布齊沙漠地區(qū)水資源短缺，部分旱生植物會成為沙漠的優(yōu)勢種，適應(yīng)干旱的環(huán)境，并儲存水資源，增加土壤的含水量。三江源濕地地質(zhì)成土過程年輕，凍融侵蝕作用強(qiáng)烈，土壤發(fā)育過程較緩慢，土壤質(zhì)地粗，沙礫性強(qiáng)，其組成以細(xì)沙、巖屑、碎石和礫石為主，土壤以富鈣和偏堿性為特征，喜鈣植物最先生長[10]。

2 黃河流域主要先鋒植物的種類及分布

黃河流域的主要先鋒植物分布于6科11屬，禾本科分布較多；生活型主要有一年生草本植物、多年生草本植物、落葉灌木和喬木，其中多年生草本植物占比較高。黃河流域上游三江源自然保護(hù)區(qū)的先鋒植物主要有異針茅（Stipa aliena）、垂穗披堿草（Elymus nutans）、藏蒿草（Carex tibetikobresia）和帕米爾薹草（Carex pamirensis）等；黃河流域中游毛烏素沙地、庫布齊沙漠的先鋒植物主要有檸條錦雞兒（Caragana korshinkii）、沙蒿（Artemisia desertorum）和沙蓬（Agriophyllum squarrosum）等；黃土高原的先鋒植物主要有冠芒草（Ennespogon brachytachyum）、鋒芒草（Tragus racemosus）和茵陳蒿（Artemisia capillaris）等；黃河流域下游黃河三角洲濕地的先鋒植物主要是堿蓬（Suaeda heteropteran ）、檉柳（Tamarix chinensis）和蘆葦（Phragmites australis）等（表1）。

3 黃河流域先鋒植物的生態(tài)價(jià)值分析

3.1 黃河上游三江源自然保護(hù)區(qū)先鋒植物的生態(tài)價(jià)值

黃河上游三江源自然保護(hù)區(qū)植被的生態(tài)價(jià)值主要包括3個方面：保護(hù)和改善土壤、儲存碳以及作為野生動物的棲息地。該地典型先鋒植物垂穗披堿草，具有生長迅速、根系發(fā)達(dá)、地上生物量高、抗寒和耐瘠薄等優(yōu)點(diǎn)[11]，在水土保持與荒漠化防治、促進(jìn)草地生態(tài)恢復(fù)等方面發(fā)揮著重要作用。異針茅、藏蒿草和帕米爾薹草的根系發(fā)達(dá)，能夠固定土壤、減少水土流失和改善土壤結(jié)構(gòu)，以及減少風(fēng)蝕、凍融作用對土壤的侵蝕，從而改善和保護(hù)土壤資源。先鋒植物可通過光合作用將二氧化碳固定為有機(jī)物，將碳儲存在植物體內(nèi)和土壤中，這有助于穩(wěn)定三江源地區(qū)的氣候環(huán)境，減緩該區(qū)草地生態(tài)環(huán)境的退化進(jìn)程。先鋒植物為許多野生動植物提供了重要棲息地，為野生動物提供了食物以及遮蔽和繁殖場所。這些植物的存在有助于維持生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的正向演替。

3.2 黃河中游毛烏素沙地、庫布齊沙漠和黃土高原先鋒植物的生態(tài)價(jià)值

（1）毛烏素沙地和庫布齊沙漠的先鋒植物的生態(tài)價(jià)值。黃河流域部分流域面積屬于干旱和半干旱區(qū)，部分沙漠化土地分布于該區(qū)域，如庫布齊沙漠和毛烏素沙地[12]。毛烏素沙地和庫布齊沙漠的先鋒植物主要有檸條錦雞兒、沙蒿和沙蓬等，其生態(tài)價(jià)值主要包括防風(fēng)固沙、氮固定和碳儲存3個方面。這些先鋒植物的根系發(fā)達(dá)，能夠有效固定沙土，減緩沙漠化和土壤侵蝕。沙漠風(fēng)蝕、沙埋及高溫、少雨等對植物種群的生存和繁衍有著特殊的影響，沙蓬為適應(yīng)沙漠極端環(huán)境遵循γ對策，即在降雨后短期內(nèi)，種子能夠迅速經(jīng)歷萌芽、生長、成熟和落種過程，完成生活史。沙蓬在干旱和沙漠地區(qū)生長，能夠在流動沙丘上優(yōu)先定植并快速繁殖占據(jù)大量空間，有助于穩(wěn)定沙地、保護(hù)土壤資源和減少沙塵暴發(fā)生頻次[13]。部分先鋒植物具有共生固氮細(xì)菌，有利于提高土壤氮含量、改善土壤肥力及促進(jìn)其他植物的生長。同時，先鋒植物通過光合作用將二氧化碳固定為有機(jī)物，將碳儲存在植物體內(nèi)和土壤中，有助于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

（2）黃土高原先鋒植物的生態(tài)價(jià)值。黃土高原上先鋒植物主要有冠芒草、鋒芒草和茵陳蒿等，其生態(tài)價(jià)值主要包括土壤保護(hù)、提供動物棲息場所和碳固定。先鋒植物的根系較深，能夠穩(wěn)固土壤，減少水土流失和土壤侵蝕，這有助于保護(hù)土壤資源，維護(hù)土壤的肥力和質(zhì)量。先鋒植物可以為鳥類、昆蟲和小型哺乳動物等野生動物提供棲息地和食物資源。先鋒植物通過光合作用固定大氣中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，有助于穩(wěn)定氣候環(huán)境。

3.3 黃河下游三角洲濕地先鋒植物的生態(tài)價(jià)值

黃河下游三角洲濕地部分區(qū)域土壤養(yǎng)分含量較低、含堿量較大且地下水深埋。該區(qū)域先鋒植物主要有堿蓬、檉柳和蘆葦?shù)龋渖鷳B(tài)價(jià)值主要包括改善土壤質(zhì)量和水質(zhì)。先鋒植物可通過吸收鹽分來改善土壤質(zhì)地，使土壤逐漸更適宜植物生長。黃河三角洲的天然植被組成較簡單，以耐鹽植物為主。其中，堿蓬是一種吸鹽型鹽生植物，能夠通過吸收大量鹽離子來調(diào)節(jié)土壤中離子平衡，具有極強(qiáng)的耐鹽性，是進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的先鋒物種[14-16]；檉柳根系發(fā)達(dá)，為泌鹽植物，可通過吸收土壤鹽分調(diào)節(jié)自身滲透壓，以適應(yīng)高鹽度環(huán)境[17]。先鋒植物的根系具有過濾和吸收作用，可以幫助改善水體水質(zhì)，減少水體中氮、磷等污染負(fù)荷。濕地植物蘆葦對重金屬具有很強(qiáng)的吸附能力[18]，有助于保持湖泊、河流和沼澤的生態(tài)健康。

4 黃河流域主要先鋒植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析

4.1 飼用

草本先鋒植物多分布在黃河流域西部干旱和半干旱地區(qū)的畜牧區(qū)。這些先鋒植物不僅具有一定的生態(tài)價(jià)值，而且在畜牧業(yè)中發(fā)揮著重要作用。先鋒植物具有快速生長的特點(diǎn)，能夠在短期內(nèi)提供大量的飼草。如蘆葦營養(yǎng)成分好，粗蛋白質(zhì)含量高，無毒、無害，一年四季均可利用，不僅可以青割供家畜飼用，還可曬制干草進(jìn)行青貯[19]。先鋒植物為畜牧養(yǎng)殖提供了豐富的飼料來源，對于干旱和半干旱地區(qū)的畜牧業(yè)發(fā)展具有重要的支撐作用。

4.2 藥用

部分先鋒植物具有重要的藥用價(jià)值。如蘆葦葉可以治療霍亂，而蘆莖、蘆根可以清熱生津，除煩止嘔[20]；沙蒿根、莖、葉和種子均可入藥，具有祛風(fēng)濕、清熱消腫等功效[21]；茵陳蒿制湯可治瘀熱[22]，在臨床方面，茵陳蒿可治療肝膽及婦科疾病[23]。先鋒植物提供了重要的藥用資源。

4.3 食用

部分先鋒植物不僅可藥用還可食用，提供了更多的食物選擇。如以沙蓬種子為主要原料生產(chǎn)的“沙米醋”，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值[24]。茵陳蒿富含維生素C和維生素B，以及人體所需的多種微量元素和氨基酸，具有一定保健功能，可作為野菜食用[25]或用于研制保健飲料[26]。先鋒植物的食用價(jià)值主要體現(xiàn)在其營養(yǎng)成分和食品創(chuàng)新加工等方面，提供了多樣化、營養(yǎng)豐富的食物選擇。

5 結(jié)語

本文選取黃河上、中和下游區(qū)域的部分典型先鋒植物，綜合評估了其在維持生態(tài)平衡、生物多樣性及保持土壤等方面的生態(tài)價(jià)值，同時探討了先鋒植物作為飼料、藥材和食物等可持續(xù)利用方面的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。黃河流域先鋒植物在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面展現(xiàn)出重要價(jià)值，對該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)平衡發(fā)揮著重要作用。生態(tài)方面，先鋒植物通過穩(wěn)固土壤、調(diào)節(jié)水文循環(huán)和提供棲息地等方式維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的健康。經(jīng)濟(jì)方面，先鋒植物具有廣泛的應(yīng)用潛力，已被應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和畜牧業(yè)等領(lǐng)域，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了新的動力。實(shí)踐中，先鋒植物的重要性得到廣泛認(rèn)可，但其合理利用和保護(hù)有待進(jìn)一步加強(qiáng)。此外，對先鋒植物的開發(fā)利用需要進(jìn)一步深入研究，以確保其在經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)性和環(huán)境友好性。未來需繼續(xù)加強(qiáng)對黃河流域先鋒植物的保護(hù)和利用研究，以促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和維護(hù)生態(tài)平衡。

參考文獻(xiàn)

[1] 李積蘭，王苑，李希來，等. 黃河源區(qū)高寒退化草地空間分布特征[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2024，33（1）：108-120.

[2] 趙美齡. 黃土高原生態(tài)環(huán)境脆弱性評價(jià)[D]. 成都：成都理工大學(xué)，2021.

[3] 胡光印，董治寶，逯軍峰，等.黃河流域沙漠化空間格局與成因[J].中國沙漠，2021，41（4）：213-224.

[4] 趙恩輝，吳磊，趙生華. 黃河三角洲不同植被類型土壤水源涵養(yǎng)功能綜合評價(jià)[J]. 水土保持研究，2023，30（6）：255-263.

[5] 程俊偉，蔡深文，黃明琴.貴州湘江錳礦區(qū)優(yōu)勢植物重金屬富集特征研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2021，30（8）：1742-1750.

[6] 劉美玲，李新榮，謝惠春，等.沙漠先鋒植物沙米（Agriophyllum squarrosum）生活史對策對降水格局的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)雜志，2023，42（4）：820-827.

[7] 張淑煒，趙麗麗，陳超，等.低磷脅迫下3種不同種源葛藤的生長生理響應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2022，24（01）：71-82.

[8] 楊策，陳環(huán)宇，李勁松，等.鹽地堿蓬生長對濱海重鹽堿地的改土效應(yīng)[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)（中英文），2019，27（10）：1578-1586.

[9] 李建華.環(huán)境科學(xué)與工程技術(shù)辭典（修訂版）[M]. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005.

[10] 鄭艷霞. 三江源不同濕地類型土壤微生物數(shù)量特征及生物量碳研究[D].青海大學(xué)，2013.

[11] 付江濤，李曉康. 垂穗披堿草根系力學(xué)特性統(tǒng)計(jì)分析[J]. 山地學(xué)報(bào)，2020，38（6）：894-903.

[12] 康健，楊光，韓雪瑩，等.黃河流域內(nèi)蒙古段土地沙漠化動態(tài)變化及驅(qū)動力分析[J].草學(xué)，2022（6）：32-42.

[13] 張勝男，高海燕，薛博，等. 固沙先鋒植物沙蓬的研究進(jìn)展和展望[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2023，49（2）：45-48，57.

[14] 陳立華，張歡，姚宇闐，等. 鹽地堿蓬覆被對濱海灘涂土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2021，30（2）：19-27.

[15] 李敏，趙子滔，劉金林，等. 鹽地堿蓬甜菜紅素合成與調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 植物生理學(xué)報(bào)，2024，60（1）：63-74.

[16] 李梅，張琳，路峰，等. 氮添加對鹽脅迫條件下蘆葦和鹽地堿蓬種子萌發(fā)競爭的影響[J]. 生態(tài)科學(xué)，2020，39（4）：113-118.

[17] 許婕，陳永金，劉加珍. 鹽生植物灌叢對土壤養(yǎng)分和鹽分空間分布的影響及其機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（1）：19-23，69.

[18] 關(guān)亞楠，白軍紅，王偉，等. 黃河三角洲不同淹水條件下蘆葦和鹽地堿蓬凋落物的分解與重金屬歸還特征[J]. 自然資源學(xué)報(bào)，2020，35（2）：472-479.

[19] 徐輝，尚友國，茍水民，等. 黃河三角洲地區(qū)蘆葦青貯及飼喂技術(shù)[J]. 畜牧獸醫(yī)雜志，2023，42（5）：107-109.

[20] 趙小霞，譚成玉，孟繁桐，等.蘆葦化學(xué)成分及其生物活性研究進(jìn)展[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2013，21（1）：20-22.

[21] 孫宇，史文華，周子皓，等. 陜西省神木市藥用植物資源調(diào)查與分析[J]. 中藥材，2022，45（5）：1058-1062.

[22] 趙慧怡，孫曉，王美娜，等. 《傷寒論》治療小便異常用藥規(guī)律[J]. 河南中醫(yī)，2021，41（7）：973-976.

[23] 朱天宇. 經(jīng)方茵陳蒿湯的古今文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究[D].恩施：湖北民族大學(xué)，2023.

[24] 孫琴，阿力瑪，鐵龍，等. 內(nèi)蒙古庫布其沙漠野生食用植物資源調(diào)查[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2018，41（2）：41-45.

[25] 王梓薇. 春令養(yǎng)肝話茵陳蒿[J]. 健康生活，2023（2）：30-31.

[26] 袁桂英，姬長新. 茵陳蒿紅棗保健飲料的研制[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2005（2）：73-74.