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(hù)區(qū)管護(hù)中心,甘肅 康樂 731505;2.西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)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(nèi)酯、揮發(fā)油等化學(xué)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(lǐng)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(xiàng)研究表明,木姜子和忍冬藤配伍可有效降低炎癥反應(yīng),可用于治療哮喘等疾病[5-6]。在食品工業(yè)領(lǐng)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(zhì)[9],也在化妝品、精油、肥皂、潤滑油等生活用品廣泛應(yīng)用[10],具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)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(mào)然對其進(jìn)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(chǎn)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(hù)和綜合開發(fā)利用價(jià)值認(rèn)識不足,導(dǎo)致木姜子資源尚未得到應(yīng)有的開發(fā)和利用。
甘肅省太子山國家級自然保護(hù)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(tǒng)類型自然保護(hù)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(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn),太子山保護(hù)區(qū)內(nèi)有木姜子分布,但受保護(hù)區(qū)前期保護(hù)力度不足、環(huán)境變化等因素的影響,保護(hù)區(qū)內(nèi)木姜子種群數(shù)量稀少,且分布散亂。因此,文章就太子山保護(hù)區(qū)的天然木姜子群落分布進(jìn)行調(diào)查研究,了解木姜子的生長環(huán)境,以期為木姜子的保護(hù)及開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
太子山國家級自然保護(hù)區(qū)屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)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(fēng)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(jīng)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(hù)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(guān)灘和槐山子8 個保護(hù)站(圃)。保護(hù)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(hù)區(qū)主要為森林灰褐土,土壤厚度為30~40 cm。
采用野外實(shí)地調(diào)查、文獻(xiàn)查閱及與當(dāng)?shù)鼐用裨L談走訪相結(jié)合的方法對保護(hù)區(qū)及其周邊區(qū)域的木姜子資源進(jìn)行了較為全面的分析和調(diào)查。野外調(diào)查主要結(jié)合太子山國家級自然保護(hù)區(qū)的地形、生境和植被類型等具體情況,有重點(diǎn)地選擇路線調(diào)查,使調(diào)查路線基本上覆蓋太子山國家級自然保護(hù)區(qū)的主要生境和大部分地區(qū)。同時(shí),采用生長錐取樣查數(shù)年輪和查數(shù)枝層的方法對太子山國家級自然保護(hù)區(qū)木姜子的樹齡進(jìn)行抽樣調(diào)查。
在太子山國家級自然保護(hù)區(qū)所轄東灣保護(hù)站和甲灘保護(hù)站內(nèi)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(shù)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(xiàn)木姜子天然分布,這主要是因?yàn)槟窘酉补猓矞嘏粮邷貪駶櫄夂?,陰坡無法滿足木姜子的生長需要。
表1 太子山保護(hù)區(qū)木姜子天然林群落調(diào)查統(tǒng)計(jì)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(hù)區(qū)內(nèi)木姜子的種群結(jié)構(gòu)較為簡單,受自然災(zāi)害等外界因素影響后,木姜子的天然林分將較難恢復(fù)。
利用生長錐取樣查數(shù)年輪和查數(shù)枝層的方法對樣地內(nèi)的木姜子的樹齡進(jìn)行抽樣調(diào)查,測定太子山國家級自然保護(hù)區(qū)木姜子的樹齡在15年左右,屬于壯齡,因此達(dá)到了結(jié)實(shí)年齡。此外,對近3年的高生長量進(jìn)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(hù)區(qū)木姜子生長狀況良好,可用于木姜子種質(zhì)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(hù)區(qū)內(nèi)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(kuò)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(xiàn)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(hù)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(hù)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(zāi)、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(jù)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(yán)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(zāi)等自然災(zāi)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(hù)區(qū)內(nèi),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(dá),牧民游牧對木姜子的生長造成了一定的影響。同時(shí),偷伐對木姜子天然林的生長及資源恢復(fù)也極為不利。此外,太子山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的木姜子已達(dá)到結(jié)實(shí)年齡,但是保護(hù)區(qū)內(nèi)缺乏相關(guān)的技術(shù)人才,無法對木姜子進(jìn)行人工繁育。
首先,要加大對現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的木姜子的保護(hù)力度,定期對木姜子的生長狀況進(jìn)行記錄,對于生長狀況不佳的木姜子及時(shí)進(jìn)行診治。同時(shí),針對該種群分布范圍小、數(shù)量少的現(xiàn)狀,要加強(qiáng)對木姜子的動態(tài)監(jiān)測研究和保護(hù)管理。此外,要擴(kuò)大該種群的調(diào)查范圍,以現(xiàn)保護(hù)區(qū)木姜子生活環(huán)境為調(diào)查條件,對木姜子在保護(hù)區(qū)的分布進(jìn)行進(jìn)一步研究,為后續(xù)木姜子的擴(kuò)繁培育奠定基礎(chǔ)。
在加強(qiáng)對木姜子的保護(hù)的同時(shí),要開展對木姜子的擴(kuò)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(shí)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(shù)進(jìn)行繁殖,可以縮短育種周期,同時(shí)保證果實(shí)的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)[19]。此外,還可利用分子育種技術(shù),可以對木姜子的優(yōu)良基因進(jìn)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(hù)區(qū)工作人員培訓(xùn)力度,通過現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)地演練等方法,提高保護(hù)區(qū)內(nèi)管理人員的技術(shù)水平。通過學(xué)習(xí)先進(jìn)的保護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)繁育技術(shù),提高太子山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)木姜子種群數(shù)量。
太子山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)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(jìn)育種技術(shù),提高木姜子的育種效率,建立木姜子原料林基地。此外,根據(jù)保護(hù)區(qū)土地資源情況,采取按畝生產(chǎn),育苗投產(chǎn)的方式,構(gòu)建木姜子原料林基地,為更好實(shí)現(xiàn)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(yīng)用廣泛,但是其核心成分含量以及加工技術(shù)等方面的研究還不足[21],同時(shí)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(jī)制的研究尚不能深入。因此,為了更好地利用木姜子種質(zhì)資源,要在研發(fā)方面加以投入,鼓勵科研團(tuán)隊(duì)對栽培技術(shù)、成分分析、藥用價(jià)值、生態(tài)功能等方面進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)研究。
甘肅省太子山國家級自然保護(hù)區(qū)地處青藏高原與黃土高原的交界處,現(xiàn)有的科普資料對木姜子資源記錄較少,調(diào)查顯示保護(hù)區(qū)內(nèi)木姜子天然群落結(jié)構(gòu)簡單,自然災(zāi)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(fù),且現(xiàn)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(yīng)充分利用此次調(diào)查研究成果,擴(kuò)大調(diào)查范圍,尤其是在種質(zhì)資源保存庫建立、異地?cái)U(kuò)繁培育、保存利用規(guī)劃等方面,利用木姜子的生長習(xí)性和生物學(xué)特征進(jìn)行苗木培育,分析總結(jié)出成熟的育苗技術(shù)模式,形成規(guī)?;a(chǎn)優(yōu)質(zhì)壯苗。同時(shí)積極與周邊藥材及工業(yè)生產(chǎn)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。