張 麗,鐘愛文,熊先華,周賽霞,朱 群,詹選懷
(江西省中國科學(xué)院 廬山植物園,江西 廬山332900)
專題論述
廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物資源調(diào)查
張 麗,鐘愛文,熊先華,周賽霞,朱 群,詹選懷
(江西省中國科學(xué)院 廬山植物園,江西 廬山332900)
通過野外調(diào)查、標(biāo)本采集與鑒定和查閱文獻(xiàn),對(duì)廬山自然保護(hù)區(qū)的油脂植物資源進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析。結(jié)果表明:廬山自然保護(hù)區(qū)共有油脂植物76科、194屬、298種,其中裸子植物8科11屬22種、被子植物65科179屬271種、單子葉植物3科4屬5種,占該區(qū)種子植物科屬種的比例分別為46.62%、22.45%、14.16%,占全國油脂植物科屬種的比例分別為70.37%、48.87%、36.61%;含10種以上油脂植物的優(yōu)勢科有10個(gè),含油量在40%以上的有54種,隸屬24科34屬。廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物地理分布類型多樣,起源古老,以溫帶成分占優(yōu)勢。
廬山自然保護(hù)區(qū);油脂植物;資源調(diào)查
隨著石油、天然氣、煤等非可再生性能源的日益消耗殆盡,同時(shí)伴隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),植物能源在不久的將來將成為占主導(dǎo)地位的新能源。植物油脂既是人類營養(yǎng)的重要來源,也是一些工業(yè)產(chǎn)品的重要原料,被廣泛用于制造肥皂、油漆、潤滑油等方面,也是化學(xué)、醫(yī)藥、輕紡等工業(yè)的重要原料,更是潛在的可再生能源,而油脂植物的研究、開發(fā)則是植物能源發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)[1]。然而對(duì)油脂植物資源展開調(diào)查,掌握其資源種類、組成和分布情況以及含油量、油脂組成等方面信息,是品種選育、規(guī)?;N植及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的基礎(chǔ)。本文以廬山自然保護(hù)區(qū)的油脂植物為研究對(duì)象,通過野外調(diào)查和文獻(xiàn)資料分析,對(duì)該地區(qū)油脂植物的種類、區(qū)系組成、資源分布和部分重要植物含油量情況等方面進(jìn)行了研究,以期為油脂植物的合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。
廬山位于江西省九江市境內(nèi),北臨長江,南靠鄱陽湖,地處 29°28′~29°45′N、115°50′~116°10′E,是一座由斷層作用而上升的塊狀山,它形成于中生代白堊紀(jì)末期,經(jīng)過燕山運(yùn)動(dòng)和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響,在第四季冰川侵蝕及河流和風(fēng)化的作用之后,形成今日深壑幽谷、層巒迭嶂的雄偉面貌。最高峰大漢陽峰海拔1 474 m,屬于亞熱帶中高山地,和九江(海拔32.2 m)相比,相對(duì)高差1 440 m;海拔1 000 m 以上的山峰有30余處,全山面積302 km2。廬山地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)域,因地勢獨(dú)特,襟江臨湖,山上山下氣候差異極大。山麓低丘濱湖地帶屬長江流域濕熱區(qū),年平均溫度16.7℃,極端最高溫度41℃,最低溫度-7.6℃。而在海拔1 000 m的廬山牯嶺,氣溫隨海拔高度的上升而遞減,明顯地反映出夏季涼爽,冬季濕冷,且多雨多霧的特殊現(xiàn)象。年平均溫度11.9℃,極端最高溫度32℃,極端最低溫度-16.8℃,廬山雨量充沛,空氣濕度大,年平均降雨量1 833.5 mm,年平均蒸發(fā)量1 008.0 mm,年日照1 800 h,年有效活動(dòng)積溫∑t≥10℃為3 295.2℃,相對(duì)濕度約78%,全年有霧日190.6 d,使之常年云騰霧繞,適宜植物的生長。廬山的土壤分布表現(xiàn)為垂直分布,從山麓至山頂依次為:400 m以下為中亞熱帶的紅壤,400~800 m為山地黃壤,800~1 100 m為山地黃棕壤,1 100 m以上為山地棕壤。廬山主要土壤的pH值差異不大,一般平均在4.59~5.65,呈酸性反應(yīng)[2]。廬山地處中亞熱帶北緣,是植物南北交匯和遷移的通道,巨大的垂直落差和獨(dú)特的山地環(huán)境為植物的生長提供了優(yōu)越的條件[3]。
2008年至今,采用野外線路踩踏調(diào)查方法,調(diào)查范圍為整個(gè)廬山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植被保存較完好及地形地貌特殊的生境,開展標(biāo)本采集,記錄植物種類、特征及生境等,用Nikon相機(jī)進(jìn)行同步拍照保存建檔,并對(duì)其種類組成、分布區(qū)類型、油脂含量(查閱資料)、生境等進(jìn)行了分析。
3.1 油脂植物物種組成
近年來,在開展幕阜山脈地區(qū)植物多樣性與植被調(diào)查及江西省自然基金項(xiàng)目的工作中,我們對(duì)廬山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行了較為全面系統(tǒng)的植物資源本底調(diào)查和標(biāo)本采集與鑒定,結(jié)合《廬山植物名錄》《中國油脂植物》《中國資源植物手冊》等資料[ 4-8]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,初步確定廬山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有油脂植物298種,隸屬76科194屬(見表1),其中裸子植物8科11屬22種、被子植物65科179屬271種、單子葉植物3科4屬5種。廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物占該區(qū)種子植物科屬種的比例分別為46.62%、22.45%和14.16%,占全國油脂植物科屬種的比例分別為70.37%、48.87%和36.61%。
表1 廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物統(tǒng)計(jì)
從表1可以看出,廬山自然保護(hù)區(qū)的油脂植物科數(shù)占到全國油脂植物科數(shù)的60%以上,全國油脂植物36%以上的屬、種在廬山有分布。表明廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物種類相當(dāng)豐富,物種多樣,具有很大的開發(fā)前景。廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物科屬組成中,含種數(shù)大于15種的科有3個(gè),分別是十字花科(Cruciferae,8屬/19種)、樟科(Lauraceae,6屬/19種)和豆科(Leguminosae,13屬/15種);含種數(shù)10~14種的科有7個(gè),分別是松科(Pinaceae,5屬/14種)、大戟科(Euphorbiaceae,7屬/13種)、薔薇科(Rosaceae,7屬/12種)、衛(wèi)矛科(Celastracea,2屬/11種)、菊科(Compositae,8屬/11種)、葫蘆科(Cucurbitaceae,10屬/14種)和木犀科(Oleaceae,7屬/10種);含種數(shù)5~9種的科有10個(gè),分別是木蘭科(Magnoliaceae,3屬/9種)、榆科(Ulmaceae,6屬/8種)、唇形科(Labiatae,6屬/7種)、安息香科(Styracaceae,2屬/6種)、冬青科(Aquifoliaceae,1屬/6種)、漆樹科(Anacardiaceae,4屬/6種)、胡桃科(Juglandaceae,4屬/5種)、???Moraceae,5屬/5種)、錦葵科(Malvaceae,5屬/5種)、馬鞭草科(Verbenaceae,2屬/5種);含種數(shù)2~4種的科有28個(gè),分別為三尖杉科(Cephalotaxaceae,1屬/2種)、紅豆杉科(Taxaceae,2屬/3種)、金栗蘭科(Chloranthaceae,2屬/2種)、樺木科(Betulaceae,2屬/2種)、殼斗科(Fagaceae,2屬/2種)、莧科(2屬/2種)、毛茛科(Ranunculaceae,2屬/3種)、木通科(Lardizabalaceae,2屬/4種)、蕓香科(Rutaceae,3屬/4種)、大風(fēng)子科(Flacourtiac,2屬/3種)、山茶科(Theaceae,1屬/3種)、五加科(Araliaceae,3屬/3種)、山礬科(Symplocaceae,1屬/3種)等;單屬種的科有22個(gè),分別為杉科(Taxodiaceae)、柏科(Cupressaceae)、羅漢松科(Podocarpaceae)、楊梅科(Myricaceae)、蕁麻科(Urticaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、商陸科(Phytolaccaceae)、石竹科(Caryophyllaceae)、蠟梅科(Calycanthaceae)等。其中十字花科(19種)、樟科(19種)和豆科(15種)、葫蘆科(14種)、松科(14種)、大戟科(13種)、薔薇科(12種)、衛(wèi)矛科(11種)、菊科(11種)和木犀科(10種),這10個(gè)科所含油脂植物的種類共有138種,占該區(qū)油脂植物總數(shù)的46.31%,為該區(qū)油脂植物的優(yōu)勢科。
在這些植物中,有許多是珍稀瀕危植物,如三尖杉(Cephalotaxusfortune)、粗榧(Cephalotaxussinensis)、紅豆杉(Taxuschinensis)、南方紅豆杉(Taxuschinensis)、杜仲(Eucommiaulmoides)、厚樸(Magnoliaofficinalis)等。由此可見,廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物不僅有極大的開發(fā)前景,而且有極大的保護(hù)價(jià)值。
3.2 油脂植物科、屬地理分布組成
根據(jù)吳征鎰等[9-10]的分布區(qū)類型劃分方法,可將廬山油脂植物劃分為15個(gè)分布類型(見表2)。從屬來看,熱帶成分(分布類型2~7)85屬,占總屬數(shù)的45.94%,而溫帶成分(分布類型8~14)有95屬,占總屬數(shù)的51.35%,溫帶成分占優(yōu)勢,其中以北溫帶分布及東亞和北美洲間斷分布占比較大;從科來看,熱帶成分(分布類型2~7)占優(yōu)勢,有34科,占總科數(shù)的61.82%,未發(fā)現(xiàn)熱帶亞洲至熱帶非洲分布的科;而溫帶成分(分布類型8~14)有19科,占總科數(shù)的34.55%;中國特有分布的有銀杏科和杜仲科。
表2 廬山油脂植物科和屬的分布區(qū)類型
注:在科屬所占百分比計(jì)算時(shí)不計(jì)世界分布類型。
從科屬地理分布類型來看,廬山油脂植物分布類型具有一定的多樣性,其中熱帶成分較為豐富,且擁有8科11屬22種較為原始的裸子植物、木蘭科(Magnoliaceae)、樟科(Lauraceae)、五味子科(Schisandraceae)、金縷梅科(Hamamelidaceae)等原始多心皮類和低等金縷梅類,以及殼斗科(Fagaceae)等柔荑花序類植物,說明廬山油脂植物有起源古老的特點(diǎn)。同時(shí),溫帶成分屬占明顯優(yōu)勢,體現(xiàn)了該區(qū)處于北亞熱帶向溫帶過渡的地理環(huán)境,與廬山自然保護(hù)區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū)相符合,體現(xiàn)了廬山自然保護(hù)區(qū)植物區(qū)系的特性。
3.3 含油量較高的油脂植物及其生境
廬山含油量較高的油脂植物含油量、用途、含油部位及其生境見表3。
從表3可以看出,含油量在40%以上的有54種,隸屬24科34屬,占該區(qū)總油脂植物種數(shù)的18.12%;含油量在50%以上的有25種,隸屬12科17屬,占總種數(shù)的8.39%;含油量在60%以上的有5種,占總種數(shù)的1.68%。十字花科(Cruciferae)、樟科(Lauraceae)、豆科(Leguminosae)、松科(Pinaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、衛(wèi)矛科(Celastracea)這6個(gè)科擁有10屬32種含油量超過40%,分別是苦皮藤、南蛇藤、白杜、肉花衛(wèi)矛、扶芳藤、西南衛(wèi)矛、冬青衛(wèi)矛、大果衛(wèi)矛、窄翅衛(wèi)矛、蓖麻、白木烏桕、油桐、木油桐、落花生、桃、樟、天竺桂、黃樟、香葉樹、綠葉甘橿、山胡椒、烏藥、黑殼楠、紅脈釣樟、山雞椒、黃丹木姜子、新木姜子、紫菜苔、鐵堅(jiān)油杉、油杉、華山松、金錢松。主要含油部位為果實(shí)的有榛、綠葉甘橿、紫蘇、油橄欖;其余均為種子。從分布生境來看,廬山油脂植物除少數(shù)種類引種栽培外,絕大部分植物尚處于野生或半野生狀態(tài),其中栝樓、油茶等廣泛分布于不同的生境中;不少廬山油脂植物種類專宜于河谷、高山以及石灰?guī)r地等特殊生境,成為特殊生境專有種,亦或?yàn)槟完帩瘛⒛退嵝缘纳鷳B(tài)型。特殊的生態(tài)環(huán)境中植物在生理生化上均表現(xiàn)出獨(dú)特的適應(yīng)機(jī)理,特殊生境作為特殊的能源植物潛在的基因資源庫,極有可能孕育出優(yōu)質(zhì)的植物資源。
表3 含油量較高的油脂植物及其生境
續(xù)表3
科名種名含油量/%用途含油部位生境Celastraceae南蛇藤Celastrusorbicu-latus51.2工業(yè)用油種子生于海拔450m以上山坡灌叢Cucurbitaceae栝樓Trichosantheskiril-owii51.0藥用種仁生于海拔200m以上的山坡林下、灌叢中、草地和村旁田邊Euphorbiaceae蓖麻Ricinuscommunis50.8制潤滑油、助染劑、皮革保護(hù)油,藥用種子海拔20~500m村旁疏林或河流兩岸沖積地常有Leguminosae落花生Arachishy-pogaea50.7食用種仁廣泛栽培Styracaceae陀螺果Melliodendronxylocarpum49.6工業(yè)用油種仁生于海拔1000m的山谷、山坡濕潤林中Elaeocarpaceae猴歡喜Sloaneasinensis49.5榨油、食用種子生于常綠闊葉林中Theaceae油茶Camelliaoleifera49.4食用、工業(yè)用油種仁遍布全山各地Celastraceae大果衛(wèi)矛Euonymusmyrianthus49.3工業(yè)用油種子生于海拔1000m左右陰濕處Lauraceae山雞椒Litseacubeba49.1醫(yī)藥制品、配制香精、工業(yè)用油種子生于海拔100m以上向陽丘陵和山地的灌叢或疏林中Pinaceae油杉Keteleeriafortunei48.4工業(yè)用油種子多生于海拔500m以下的低山丘陵闊葉林中,有時(shí)海拔可上達(dá)800mPinaceae鐵堅(jiān)油杉Keteleeriada-vidiana47.9工業(yè)用油種子生于海拔600m以上地帶Celastraceae肉花衛(wèi)矛Euonymuscar-nosus47.8工業(yè)原料種子生于海拔300m以上的灌叢及疏林中Celastraceae窄翅衛(wèi)矛Euonymusstreptopterus47.4工業(yè)原料種子生于林緣Schisandroideae南五味子Kadsuralon-gipedunculata47.3藥用、榨油、工業(yè)原料、潤滑油種子生于海拔1000m以下雜木林中、林緣或山溝的灌木叢中Compositae向日葵Helianthusann-uus47.2食用種子山腳栽培Magnolioideae厚樸Magnoliaoffcinlis45.8藥用、榨油種子生于海拔300m以上的山地林間,?;焐诼淙~闊葉林內(nèi)或林緣Oleaceae油橄欖Oleaeuropaea45.1食用果山腳栽培Lauraceae紅脈釣樟Linderarubronervia44.9工業(yè)用油種子生于山坡林下、溪邊或山谷中Pinaceae金錢松Pseadolarixam-abilis43.9工業(yè)用油種仁散生于針葉樹、闊葉樹林中Lauraceae山胡椒Linderaglauca43.8制肥皂、潤滑油種子生于海拔900m左右以下山坡、林緣、路旁Celastraceae扶芳藤Euonymusfortu-nei43.5工業(yè)用油種子廣布,多爬墻或匍匐石上Campanulaceae黨參Codonopsispilosula43.4根藥用種子栽培Leguminosae桃Prunuspersica43.4食用種仁廣泛栽培Celastraceae苦皮藤Celastrusangula-tus43.2工業(yè)用油種子生于低海拔丘陵區(qū)Fagaceae水青岡Faguslongipeti-olata42.8工業(yè)用油種子生于海拔300m以上山地雜木林中Celastraceae白杜Euonymusbungea-nus42.7工業(yè)用油種子生于山坡林中及河岸Celastraceae冬青衛(wèi)矛Euonymusja-ponicus42.7工業(yè)用油種子常栽培Sapindaceae全緣欒樹Koelreteriain-tegrifoliola42.1工業(yè)用油種子生于低山河岸及闊葉林中
續(xù)表3
科名種名含油量/%用途含油部位生境Lauraceae樟Cinnanmomumcam-phora41.9工業(yè)用油、提取樟腦油、香料種子常生于山坡或溝谷中Ranunculaceae白木通Akebiatrifoliata41.2食用、藥用種子生于海拔300m以上的山坡灌叢或溝谷疏林中。Lauraceae綠葉甘橿Linderafruti-cosa40.4制肥皂和潤滑油果生于草坡或混交林中Labiatae紫蘇Perillafrutescens40.9食用、點(diǎn)燈、涂料果生于山地路旁、村邊荒地或栽培于舍旁Cruciferae紫菜苔Brassicacampes-tris40.8食用種子廣布
注: 參考《中國油脂植物》[5]和《中國油脂植物手冊》[7]。
近年來,油脂植物資源調(diào)查與研究越來越受到關(guān)注[10-20]。對(duì)廬山自然保護(hù)區(qū)油脂植物進(jìn)行調(diào)查后可知,廬山油脂植物種類豐富,占全國油脂植物的36.61%,且含油量超過40%的有54 種,當(dāng)今主要作為生物柴油的木本植物研究的有黃連木、光皮樹。另外,含油量較高的水青岡、厚樸等也可能是具有開發(fā)前景的作為生物柴油的木本植物。而胡桃、野核桃、粗榧、三尖杉等植物含油量達(dá)到60%以上。并且,這些油脂植物所在的科、屬內(nèi)還含有較多的近緣種類,利用植物親緣學(xué)等現(xiàn)代植物、化學(xué)理論,可尋找新油脂資源或替代品。廬山自然保護(hù)區(qū)由于其獨(dú)特的地理位置、地貌和復(fù)雜多樣的自然環(huán)境條件,境內(nèi)擁有大量的峽谷、石灰?guī)r等特殊生境,孕育并保存了豐富的植物多樣性。因此,該區(qū)油脂植物極具研究價(jià)值和開發(fā)潛力。廬山油脂植物中不少為國家級(jí)保護(hù)植物以及珍稀和特有植物。因此,在加強(qiáng)油脂植物的開發(fā)利用時(shí),要注意保護(hù)瀕危珍稀油脂植物,保持植物資源的多樣性。可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r合理開發(fā)利用好木本資源,對(duì)于含油量高、經(jīng)濟(jì)效益較好、適應(yīng)能力較強(qiáng)的木本油脂植物,如烏桕、黃連木、油桐、槐、水青岡等可以在荒山、河岸、道旁、溝谷等非糧食種植區(qū)栽培,這對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)重建與生物柴油規(guī)?;兄匾饬x。另外,由于廬山地區(qū)是旅休閑游勝地,因此要充分利用旅游文化和生物多樣的相互關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)油脂植物的可持續(xù)利用。可以在保護(hù)區(qū)周邊地區(qū)實(shí)施社區(qū)共管的方法,發(fā)動(dòng)周邊群眾來解決生物多樣性保護(hù)與發(fā)展之間的矛盾,適當(dāng)發(fā)展生態(tài)旅游,充分利用原始生態(tài)觀光等旅游資源來解決保護(hù)區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入,加強(qiáng)保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實(shí)現(xiàn)生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的和諧統(tǒng)一,使人與自然和諧共處、協(xié)調(diào)發(fā)展。
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Investigation on oil plant resources in Lushan nature reserve
ZHANG Li, ZHONG Aiwen, XIONG Xianhua, ZHOU Saixia,ZHU Qun, ZHAN Xuanhuai
(Lushan Botanical Garden of Jiangxi Province and Chinese Academy of Sciences,Lushan 332900, Jiangxi, China)
The oil plant resources in Lushan nature reserve were investigated through field investigation, sample collection, sample identification and literature review. The results showed that 298 species, belonging to 194 genera and 76 families, were distributed in Lushan nature reserve. There were 22 species, 11 genera and 8 families of gymnosperms, 271 species, 179 genera and 65 families of angiosperms, and 5 species, 4 genera and 3 families of monocotyledon, taking a ratio of 14.16%, 22.45% and 46.62% in Lushan oil plants respectively, and taking a ratio of 36.61%, 48.87% and 70.37% in Chinese oil plants. The dominant families which had 10 or more oil plant species included 10 families. There were 54 species, belonging to 34 genera and 24 families, in which the oil contents were higher than 40%. Lushan nature reserve distribution type of the oil plants was various and origin of ancient, and temperate types were dominant.
Lushan natural reserve; oil plant; resource investigation
2016-06-30;
2016-11-28
幕阜山脈地區(qū)植物多樣性與植被調(diào)查項(xiàng)目(2013FY111500-2-3);江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20151BAB204013);江西省植物遷地保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助(JA012900)
張 麗(1981),女,助理研究員,碩士,主要從事植物資源開發(fā)利用與保護(hù)方面的研究工作(E-mail)99145109@qq.com。
詹選懷,研究員(E-mail)569666318@qq.com。
TS222;Q949.9
A
1003-7969(2017)03-0001-06