貴州省芒和五節芒的分布研究

韋若勛，吳莉莉，陳林沖，謝忠宇，羅維華，陳 勝

(1.遵義師范學院 生命科學學院，貴州 遵義 563002；2.貴州省赤水河流域植物資源保護和利用研究特色重點實驗室，貴州 遵義 563002)

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貴州省芒和五節芒的分布研究

韋若勛1,2，吳莉莉1,2，陳林沖1，謝忠宇1，羅維華1，陳 勝1

(1.遵義師范學院 生命科學學院，貴州 遵義 563002；2.貴州省赤水河流域植物資源保護和利用研究特色重點實驗室，貴州 遵義 563002)

指出了芒屬作為第二代能源植物，近年來受到越來越多關注。貴州是我國芒草資源較豐富省份，分布最廣的是芒和五節芒。但目前對這兩個近緣種的資源本底不是很清楚。為了解芒和五節芒在貴州省的分布并分析影響其分布的因素，在貴州省72個縣級行政區進行了野外調查和采樣。結果顯示：芒在貴州省廣布，僅在西北高海拔地區沒有分布；五節芒分布于黔東南清水江中游的部分地區。分析了生態因素對物種生物學性狀的影響，發現海拔不僅影響芒和五節芒的分布，并對芒的花期有一定影響；光照和土壤對五節芒的分布有一定的制約，且五節芒在株高上要顯著高于芒。芒比五節芒有更強的適應性，但五節芒卻能比芒有更多的生物量。

芒；五節芒；貴州省；分布

1　引言

芒屬(Miscanthus)植物作為第二代能源植物，有著顯著優于第一代能源植物的眾多特點，受到了國內外研究人員的青睞[1～4]。中國是芒草資源最豐富國家之一，我國有全世界14個野生種中的7種，且在全國廣布[5，6]。其中，貴州是我國芒草資源較豐富的省份，分布有4種，其中芒和五節芒在貴州分布較廣[5，7]。

近年來，我國在芒屬的適應性和異地種植等方面的研究中取得了較好進展[8]。但是，對芒屬植物本底資源進行普查是必不可少的，這既有助于認識芒屬植物的生物多樣性，也有助于了解適于芒屬植物種植和推廣的地域。

貴州是我國芒屬的主要分布區之一，但此前主要依據少量標本記錄來了解其分布，且這些標本采集的時間多較為久遠，有些地名甚至已不可考證，該地植被亦可能變化[7]。此外，芒屬中的芒和五節芒常常是同域分布，且兩者在形態上較為相似，僅依靠標本很容易混淆。所以，對貴州分布較廣的芒和五節芒，通過群體采樣，進行資源本底普查是非常必要的。

2　材料與方法

此次調查主要普查了貴州省芒和五節芒的資源本底，并對鄰近的滇、川、渝、湘等省市進行了少量調查。調查是在群體的基礎上進行，以縣級行政區為單位，選取芒和五節芒分布的地點，在群體內隨機采樣。采樣時，群體中心位置使用GPS定位，記錄該地點的經緯度和海拔等，群體內采樣個體間至少間隔20 m，如個體生長較為繁茂，可適當增加采樣距離。其中，為調查海拔、生境等因素對芒分布的影響，還調查了習水縣、匯川區和梵凈山自然保護區不同海拔的群體。

為分析環境因素與芒和五節芒在分布、花期和株高等特征之間的關系，初步觀測了這些群體在花期、光照強度、株高、土壤等指標上的差異。

3　結果與分析

3.1芒和五節芒的分布

項目經過3年以上的野外調查和采樣，取樣范圍包括了貴州72個縣市區，覆蓋了貴州大部分地區(圖1)。此外，還包括了重慶北培區、湖南湘西州、張家界市和懷化市，云南曲靖市和昭通市，四川樂山市等地區，見圖1，部分地點未顯示。

注：其中①所示虛線區為五節芒和芒重疊分布區，②所示陰影區沒有芒和五節芒分布，其余區域為芒的廣布區； 表示大范圍調查時芒的采樣點， 表示該點同時有芒和五節芒的分布， 表示沒有在該地區發現芒和五節芒的分布

圖1貴州芒和五節芒的分布

芒是貴州常見的禾本科植物，為廣布性物種。除了在海拔較高的威寧和赫章兩縣沒有發現它的分布外，其他70個縣市區均采集到了芒。但是，不同群體中芒的分布密度有明顯差別。其中，貴州西部地區芒的分布要低于東部地區，特別是關嶺和盤縣，其分布密度極低，在3～5 km的范圍內僅有零星個體分布。經過再三努力，在關嶺和盤縣這兩個地點僅各采到7～8個樣。在其它地點，由于芒多呈成片連續分布，因此采樣較為容易，每個群體至少采樣20個。最終，此次調查共采集90個芒的群體，其中貴州82個，湖南3個，云南2個，四川2個，重慶1個。

根據中國數字標本館記載，五節芒在貴州應該有大范圍分布。但根據調查，五節芒在大部分地點并沒有分布。它僅在黔東南清水江中游的黃平、凱里、雷山、臺江和劍河等5縣市較為常見，呈集中分布式樣，在毗鄰縣市會有極少零星分布(圖1)。五節芒分布的地點，同時會發現芒的分布。此外，湖南省五節芒的分布較廣，但在云南、四川和重慶并沒有采到五節芒。此次采樣，共采集了五節芒群體8個，其中湖南2個，貴州6個。此外，調查中沒有找到其它芒屬植物。

3.2影響芒和五節芒分布的因素

在貴州，芒和五節芒分布明顯不同。芒和五節芒是兩種形態相似的近緣種，它們在分布上的不一致很可能受多種生態因子的影響，且這些因素可能還使它們在花期、株高等性狀上呈現出多樣性[9]。因此，在群體采樣的同時，還調查了芒和五節芒的花期和株高等特征和分布區的海拔、光照強度、土壤等生境因素。

首先，海拔因素對芒和五節芒的分布有明顯不同的影響。一般說來，芒分布的海拔范圍較廣，據《Flora of China》記載，芒分布于海拔2000 m以下[5]。此次調查中，芒采樣的最高點位于梵凈山剪刀峽的山脊上，海拔約2200 m，植株矮，零星分布，且海拔1900 m以上就很少有芒分布。在海拔較高的黔西北地區，海拔2000 m以上的威寧和1600 m的赫章沒有發現芒；在海拔1600 m的大方和1700 m的盤縣，找到芒的群體也較為困難，但在海拔1878 m的鐘山區，有芒的自然群體分布。這說明，除海拔影響外，可能還有其他環境因素影響芒的分布，否則不可能在海拔更高的梵凈山和鐘山找到芒，而在海拔更低的赫章和盤縣無分布或稀疏分布。在1500 m以下的中低海拔，芒是常見植物，有大面積分布，即使在海拔僅200 m的從江，也有芒的分布。

五節芒的分布區較狹窄，就貴州而言，它的海拔范圍在450～850 m間。根據湖南張家界芒和五節芒的分布調查，發現五節芒主要分布于海拔500 m左右的中低海拔，芒則在較廣的海拔范圍內分布。因此，海拔對五節芒的制約要遠強于芒。

在光照強度方面，五節芒和芒也表現出顯著不同。五節芒是典型的陽生物種，它生長在光照充分、水肥條件良好的山坡或陡崖上，其它生境罕見。芒在這方面的適應性要遠強于五節芒，它既可在光照充足的荒坡生長，也可在較為茂密的林下生長。根據赤水市和習水縣芒草的生境看，在300 m左右的低海拔且氣候炎熱的地區，芒主要分布在林下或較為茂盛的灌叢中，在向陽的荒坡或草坡上罕見芒的生長。但隨海拔升高，芒的生境逐漸多樣化，不管在裸地、草地、灌叢還是林下，均能發現芒的分布。然而，隨海拔進一步升高，芒在林下分布逐漸減少，其主要生長在荒坡或灌叢中。因此，在光照強度方面，芒有更強的適應性，但這種適應性在一定程度上受海拔的制約。

在水肥條件方面，五節芒多生長在水肥條件好的洼地或土層厚的區域。芒對水肥條件的要求不是很高，在貧瘠的土地上即可生長，甚至在一些裸露的石山上也能生長。這說明在水分和土壤方面，芒的適應性比五節芒強。

在花期上，五節芒和芒的花期也有明顯差別。五節芒的花期較短，主要集中于5～7月，同一群體或同一植株的五節芒，其開花時間為一致。當8月芒始花時，五節芒的種子已從花序脫落。芒的花期可從7月下旬延至當年的11月，花期長，甚至在同一植株上花陸續開放。但芒的盛花期主要在9、10月間。野外調查還發現，隨海拔升高，芒的花期也提前。即山上的芒開花時，山下的芒處于孕穗期；當山下的芒盛開時，山上的芒已謝。由于芒的花期較長，如不是從芒初花時觀察，可能會注意不到海拔對芒花期的影響。因此，芒和五節芒的花期錯開，且芒花期更長，芒的花期受海拔影響。

在株高方面，同一生境下的五節芒要顯著高于芒。一般而言，五節芒生長較整齊，高度多在3 m以上。芒不僅比五節芒矮小，且自身多樣性也較高，其高度可從不足1 m到超過4 m。芒的生長情況還與光照情況有關，如果在陽坡上，芒一般較為矮小，其植株高度多在2 m以下；如果生長在茂盛的林下，其植株可達3 m以上。因此，從生長情況看，芒有較強的適應性，從而使其株高具有較高多樣性。

4　結論

經過近幾年的野外調查和采樣，目前對貴州省芒和五節芒的分布有了較為清楚的認識，并對芒和五節芒分布的影響因素進行了初步的分析。

首先，在貴州，芒和五節芒分布明顯不同。芒在貴州省廣布，除在西北高海拔地區罕見外，其它地方常見，且呈連續分布式樣。五節芒僅在黔東南清水江中游小范圍內分布，且在該區域與芒重疊分布。此前記載的其它芒屬植物在調查中沒有發現，這需要進一步調查。

其次，芒對環境的適應性要遠強于五節芒。海拔對芒和五節芒的分布有不同影響，芒主要生長在海拔1800 m以下山區，最高生長上限可達2200 m；五節芒在海拔850 m以下生長。此外，海拔對芒的花期有一定影響，隨海拔升高，芒的花期提前。在光照強度上，芒可生長在不同光照的環境中，但隨海拔升高，芒將需要更強光照；五節芒主要生長在光照強度較強的陽生環境下。針對不同土壤基質，芒有更強的適應性，可生長在多種基質上；五節芒需要更好的水肥條件。在株高上，芒在株高上呈現較大的變異，五節芒的株高較為一致。此外，五節芒的花期集中于夏季的5～7月，芒的則從7月延至當年的11月。

根據調查，可以認為芒有良好的適應性，這與此前研究是一致的，也為篩選適應性強的品種提供了豐富的種質資源[8，10]。五節芒有更高的生物量和較同步的生長周期，因此通過芒和五節芒種間雜交可選育高產和適應能力強的新品種[11，12]。此外，根據芒的分布及氣候條件，貴州大多數地方適于芒的種植和生長[9，13]。根據現有土地資源，貴州有1131萬hm2荒地可用于芒草種植，即使僅利用其中45%，其干物質產量可相當于1.8億桶原油發電量[14]。因此，在貴州發展芒草產業有非常廣闊的前景和潛能。

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2016-05-23

貴州省自然科學基金(編號：黔科合J字[2012]2346)；貴州省教育廳人才創新團隊(編號：黔科合[2013]225)；遵義師范院博士基金(編號：2012BSJJ05)

韋若勛(1975—)，男，副教授，主要從事植物學的教學與研究工作。

S543

A

1674-9944(2016)13-0017-03