中國藥用植物特有種分布格局及區域相似性分析

李海濤　孫輝　張小波　張麗霞　李亞靜　黃璐琦　馬小軍

[摘要]該文在各大植物數據庫、物種名錄和文獻記錄的基礎上，系統總結了有記載的藥用植物中的中國特有種（維管植物）的總體情況、在各省及各個區域的數量和分布特征。結果表明，嚴格意義上的中國藥用植物特有種為3 150種，分屬于153科的785屬，其中蕨類植物12科22屬38種，裸子植物7科14屬42種，被子植物134科749屬3 070種；包含特有種數量前4位的是菊科（218種）、毛茛科（182種）、唇形科（151種）；特有種總數前4位的是省級行政單位是四川省（1 808種）、云南省（1 533種）、貴州省（955種）和湖北省（930種）；在區域尺度上，特有種最豐富的是西南地區（2 465種），其次是華中地區（1 226種）和西北地區（949種）。藥用的中國植物特有種分布范圍局限，其引種馴化和人工栽培的區域特征更加突出，是各區域發展區域生物經濟的特色潛在寶貴資源。

[關鍵詞]中國特有植物； 特有種； 藥用植物； 植物資源

[Abstract]Based on plant species databases， species lists and literature records， general situation of the Chinese medicinal endemic plant （vascular plant） has been systematically summarized， and its quantity and distribution characteristics of Chinese medicinal endemic plants are presented in this paper The results showed that 3 150 endemic species are Chinese medicinal plants belonging to 785 genera in 153 families， which includes 38 species of 22 genera in 12 families of pteridophyta， 42 species of 14 genera in7 families of gymnosperms， and 3 070 species of 749 genara in 134 families of angiospermsThe top four families involving medicinal endemic species are Asteraceae （218 species）， Ranunculaceae （182 species）， Labiatae （151 species）， and Liliaceae （133 species） The top four provincial administration distributed medicinal endemic species are Sichuan （1 568 species）， Yunnan （1 533 species）， Guizhou （955 species） and Hubei （930 species）On the regional scale， the most abundant one is the southwest region （2 465 species）， followed by the central region （1 226 species） and the northwest region （949 species） Localization characteristics for domestication and artificial cultivation of medicinal endemic species are more prominent due to their narrower and limited distribution areas， indicatingit is possible for these species acting as local potential resource for reasonableeconomic development

[Key words]Chinese endemic plant； endemic species； medicinal plant； plant resource

植物特有種（endemic plant species），是指由于地質歷史變遷或特定環境因素制約，分布面積局限于特定地理區域的植物物種[1]。植物特有種是研究區系演化過程中地質歷史與環境演變的特征指標之一，植物種作為基本分類單位，能反映物種所處區域氣候及環境變化與地質變遷，與植物類群種系發生之間的直接關系[26]；植物特有種也直接體現了特定區域植物區系區別于其他區域的起源、演化、遷移和滅絕的歷史進程[3，7]，直接反映特定區域地質歷史與環境變遷、特定類群和特定生境耦合的植物區系演化過程或現狀的獨特性[78]。此外，植物特有種也是植物地理研究的核心問題之一[910]，是特有屬乃至更高的特有分類單元研究的基礎。特有種可能因其對小尺度區域環境的適應和種群的局部優勢，成為區域特定群落的關鍵種、特定環境指示物種、環境變化響應物種，或者生境退化敏感物種，更易受到環境變化與棲息地喪失等威脅[11]，因此在生物多樣性保護和全球環境變化研究中占有重要地位[1214]。很多研究認為植物特有種是在不同尺度上反映區域生物多樣性的重要特征指標，成為確定全球生物多樣性熱點的重要參考指標[1516]和保護決策的依據[17]。

1藥用植物特有種的研究價值

同所有植物資源一樣，植物特有種是具有重要價值的種質資源，其存在代表了一種不可再現的地質歷史過程，其利用價值可能是已經利用和研究明確的，也可能是潛在的或者未知的。由于植物特有種分布區的局限性，決定了特有種的資源獨特性。特有植物最可能的一個應用價值是藥用價值，尤其是民族藥，因為民族藥是一個民族在其歷史進程中本土資源利用的文明獨特性的集中體現，民族藥在歷史上關系到一個民族的繁衍昌盛，不同民族對其鄉土植物和特有植物藥用方面的認識、使用和探索都有獨到之處。因此，很多民族藥中特有植物的利用都受到重視，其獨特的醫藥利用價值，甚至成為民族文化不可分割的一部分。中醫藥也是一種民族醫藥，據比較早期的初步統計，在中藥中中國特有植物有67個特有屬，含78種3變種[18]，有很多有價值的物種。我國是一個多民族國家，不同民族對同一植物的用途也可能差異很大，例如我國特有藥用植物羌活Notopterygium incisum與寬葉羌活N forbesii作為羌活藥材的基原，在中藥和很多民族藥中都使用，但是用途不同，中藥中羌活用于散表寒，祛風濕，利關節，止痛；《晶珠本草》記載藏藥中用于殺蟲，止血，愈瘡瘍，治麻風；羌藥中用于治療頭痛腦熱、感冒傷風或關節疼痛；蒙藥用于治久病體虛，腎寒，腰腿痛，浮腫。這對充分發掘藥用植物特有種的藥用價值，具有重要的啟迪作用。endprint

近年來隨著物種數據庫信息化建設和物種信息逐漸完善，系統整理中國藥用植物特有種資源成為可能。總體來看，到目前為止對于中國特有植物中藥用植物本底數據方面，并未有一個比較全面研究報道。但是，不論是對于中醫藥還是民族醫藥，藥用植物特有種都是寶貴的特色優勢資源，對于中醫藥和民族藥可持續發展、全民保健、大健康產業以及區域特色中藥材經濟建設等，都具有重要的理論和現實意義。本文在系統整理國內國際相關植物學數據庫、文獻記錄的基礎上，比較系統全面的理清了中國藥用植物特有種情況，為更好的開展資源保護、開發和地方經濟建設提供科學和決策依據。

2中國藥用植物特有種統計分析的數據源

藥用植物是指醫學上用于防病、治病的植物，其植株的全部或一部分供藥用或作為制藥工業的原料。廣義而言，藥用植物可包括用作營養劑、某些嗜好品、調味品、色素添加劑，及農藥和獸醫用藥的植物資源。本文所指的“藥用植物”，僅包括中藥和民族民間醫藥中為直接藥用的植物。本文藥用植物名錄源于中國科學院昆明植物研究所的中國藥用植物數據庫[19]、北京大學藥學院艾鐵民教授主編的《中國藥用植物志》[20]，共收載藥用植物13 000余種，既包含了《中國藥典》、《全國中草藥匯編》、《中華本草》、《中國中藥資源志要》等經典著作和國家標準，又涵蓋了我國各主要民族、民間藥及主要藥材標準收載的藥用植物。其中，由中國科學院昆明植物研究所整理的中國藥用植物數據庫，包含了我國40余個民族藥物使用體系的信息，收集藥物共11 987種，22 562條記錄。《中國藥用植物志》[20]，共收載有文獻記載的中國藥用植物12 000余種。

上述文獻所得藥用植物“同物異名”現象較為突出，本文在數據處理過程中將中國藥用植物名錄統一以《Flora of China》為準，經逐條核對和名稱溯源，得到中國藥用植物名錄。然后，在黃繼紅等《中國種子植物特有種名錄（2011）》基礎上[21]，與中國藥用植物名錄交叉匹配核實，得到中國藥用植物特有種名錄。最后，將該名錄和藥用植物中的蕨類植物名錄再與Species 2000物種名錄逐條核實[22]，剔除中國境外有分布的物種，形成最后的嚴格意義上的中國藥用植物特有種名錄。由于真菌、地衣、苔蘚等低等植物所占比例較小，使用率總體上也較低，未列入本次統計范圍，其中也應有很多中國特有種，值得進一步研究。因此，本文所述中國藥用植物特有種僅指維管植物中中藥和民族藥中藥用的中國特有種。

3中國藥用植物特有種的系統分布

根據統計結果，中國藥用植物特有種，共計3 150種（含種下單元），分布與153科，785屬（表1）。

31中國藥用植物特有種在科級水平的分布在科級水平上，含有200種以上藥用植物特有種的科只有菊科，150～199種的有毛茛科和唇形科2個科，100～149種的有4科（百合科、豆科、薔薇科、傘形科），50～99種的有9科，10～49種的有52科，2～9種的有60科，只有1種的有25科（表2）。

菊科包含的藥用植物特有種最多（49屬218種），在四川（149種）、云南（104種）、甘肅（71種）、西藏（60種）和青海（53種）相對集中。可以看出，菊科很多藥用植物特有種類群在青藏高原邊緣的四川、青海、甘肅、西藏、云南及鄰接區域分布，這是菊科藥用植物特有種的最重要的核心分布區，隨著環境和適應性的差異向不同方向擴展。

毛茛科是藥用植物特有種較多的另外一個科（22屬182種），這些特有種的類群相對更加集中，以四川（四川西部）、云南（西北）、甘肅（南部）鄰接地區為分布中心，向西北、東北、華中不同方向擴展，毛茛科特有種的空間分布與菊科很類似。

唇形科是藥用植物特有種分布的大科，有151種，分別屬于37屬，同樣地，唇形科藥用植物特有種在四川（川西）分布最多，其次是甘肅、云南和貴州。

32中國藥用植物特有種在屬級水平的分布在屬級水平上，涉及藥用植物特有種的共有785個屬，藥用植物特有種最多的屬是小檗屬Berberis（56種）、紫堇屬Corydalis（51種）、烏頭屬Aconitum（43種）、杜鵑花屬Rhododendron（43種），馬先蒿屬Pedicularis（41種），珍珠菜屬Lysimachia（40種）、風毛菊屬Saussurea（40種），這些屬對于中國藥用植物特有種的貢獻巨大，是我國藥用植物特有資源重要的寶庫（表3）。大部分屬含有的藥用植物特有種很少，其中只有2種的達133屬。

4中國藥用植物特有種的空間分布

由于絕大多數標本記錄粗略，而且數據量大，物種分布一般只能精確到省級行政單位。這里按行政區劃可以劃分為：Ⅰ省級特有種（只分布在特定省級行政區域的種），Ⅱ跨省特有種（分布在多個省級行政區域的物種）。根據自然地理區域劃分可分為：Ⅲ區域特有種（只分布局限于我國七大自然地理區域的物種），Ⅳ跨區域特有種（分布區不限于一個地理區域的特有種）。

藥用植物特有屬（endemic genus of medicinalplant），指僅分布在某一特定區域且所包含植物均具有藥用價值的屬。僅分布于中國行政地理范圍內的藥用植物特有屬，參照《中國種子植物特有屬》一書和《Flora of China》各卷冊的記載，只有1種藥用植物特有種的屬有349個，而中國藥用植物特有屬僅有45個（表4），其中41個為單型屬，即僅有1個種的屬。

根據特有種標本記錄情況，將中國藥用植物特有種分為：對于省級藥用植物特有種（Ⅰ），除云南（215種）和四川（117種）外，比較多的省級行政區還有廣西（65）、臺灣（58）、西藏（43）、海南（28），黑龍江、天津和澳門沒有省級藥用植物特有種分布。我國的省級特有種共646種，是各省（自治區、直轄市、特別行政區）級行政單位內的真正意義上的特有種。由于這部分特有種分布范圍更加局限，分布僅限于省（自治區、直轄市、特別行政區）級行政單位內，很多物種需要加強野生種群的保護力度的特有種，是真正意義上的狹域分布的特有種，是各省級行政區域的藥用植物中獨特而寶貴的資源。根據相關記錄統計結果，省級特有種呈現較為集中的空間分布格局，一是西南諸省鄰接地區，包括云南東南部、南部和西北部，四川西部（西北部、西南部）至中部，西藏東部和東南部；二是東南和華南，包括臺灣，海南，廣西南部至西南部；三是華中至秦嶺地區，包括湖北西部至陜西南部，另外在新疆西部和西北部也有少量特有種分布。對于跨省級行政區分布的特有種（Ⅱ），四川最多（1 691種），其次是云南（1 318種），貴州（942種）和湖北（916種）。這類型的特有種至少分布在2個省級行政區域，地理分布范圍更大一些，多是在鄰近省份分布。不過這類特有種在天津、上海和澳門沒有分布。對于各省級行政單元的特有種總數（Ⅰ+Ⅱ）而言，占全國前4位的是四川（1 808種）、云南（1 533種）、貴州（955種）和湖北（930種）。省級行政單元特有種總數體現了其特有種資源優勢（表5）。endprint

根據跨省特有種的分布情況，結合植物特有種分布記錄整理，大體上可以看出，中國藥用植物的跨省特有種的幾個主要分布中心：①以四川西部、云南西部和西北部、西藏東部鄰接地區為核心的青藏高原東南及橫斷山區；②以四川西北部、西藏東北部、甘肅南部和青海南部鄰接地區青藏高原及邊緣地帶；③以甘肅東南、四川北部和陜西南部為核心的秦嶺地區；④以湖北西部、湖南西部、四川東部和重慶東部為核心的大巴山及神農架地區；⑤以四川南部、貴州、云南東北部、廣西西部及西北部鄰接區域為核心的云貴高原周緣地區；⑥以福建武夷山為核心的區域；⑦以江西、安徽和河南鄰接地帶為核心的大別山及周邊地區；⑧四川峨眉山及盆地中西部山區；⑨山西、河北、北京鄰近的太行燕山地帶；⑩臺灣中部及中南部；B11海南中部；B12新疆東北部、內蒙古西部、寧夏北部和甘肅西北部鄰近區域。

我國在地理分區上通常分為7個區域，這些區域實際上具有類似的氣候與自然地理特征，或者比較明顯的地理分界線。各大區域的區域內特有種（Ⅲ）數量，以西南最多，狹域藥用植物特有種達到948種；其次是華南和華東，狹域藥用植物特有種分別為157種和124種；再次是西北地區，區域內分布的特有種為115種；華中、東北和華北區域內的特有種數量較少，分別為23種、4種和2種。這也從整體上反應了各大區域內特有種區別于其他區域的獨特優勢，體現了藥用植物特有種資源的豐富程度。

對于跨區域（指七大地理區域）分布特有種（Ⅳ），這里僅對七大地理區域的兩兩之間的特有種跨區域分布情況進行了統計（表6），以反映區域間特有種的聯系程度。可以看出，西南地區特有種最多達到2 465種，華中地區為1 226種，華南地區為982種，西北地區為949種，華東地區849種，華北（304種）和東北（46種）為特有種貧乏的地區。其中，西南和西北共有分布的特有種260種，華中和西南共有分布的特有種為195種，顯示了西南與西北、西南與華中特有種分布方面的聯系非常緊密；華中與西北均分布的特有種14種，很多是因為湖北陜西甘肅的連續分布引起的。

華中與東北、華東與東北、華南與東北、華東與西北、西南與東北、華南與西北等地理上不連續，沒有共同的特有種分布；西北與東北、西北與西南、西南與華中、西南與華南，以及華南與華北的共有分布的物種，絕大部分是地理上連續分布的特有種，真正跨區域的空間上間斷分布的特有種不多。例如，根據記錄，點葉落地梅Lysimachia punctatilimba，湖北、云南間斷分布；箬竹Indocalamus tessellatus，湖南、浙江空間間斷分布；華西薔薇Rosa moyesii，陜西、云南間斷分布。

不同區域之間特有種的關聯程度可以用Jaccard相似性系數加以描述，該系數值越大，表明2個區域特有種分布相似度越高，最大值為1000時就完全一致，七大區域的相似性系數可以發現，地理上直接相鄰的區域之間的物種具有一定的關聯性，地理上不相鄰區域之間的相似性幾乎為0，這里明顯看出地理隔離對于藥用植物特有種的空間分布，具有至關重要的影響（表7）。

5中國藥用植物特有種資源保護與開發中應關注的問題

51特有種突出的地域性特征特有植物具有鮮明的局域分布特點。特有種的核心分布區，是物種生長繁殖自然形成的適宜棲息地，物種與分布區的土壤、氣候等環境條件相適應。因此，分布區是特有種引種馴化目標區域的首要選擇。特別對于藥用植物，不但要考慮植物本身的生態適宜性，還要考慮藥材的品質適宜性以及產量適宜性（經濟可行性），藥用植物特有種空間分布格局的研究內涵變得更加豐富多彩。因此，藥用植物特有種在空間上的生態適應特征、品質和產量在空間上分布特征的綜合研究，對于確定藥用植物特有種的引種栽培的優質高產區域，具有極其重要的意義。

對于狹域分布物種（如所有的省級特有種），分布范圍極其局限，生長繁殖可能受到環境因素的更顯著的制約。一般地，對于這些物種，不提倡跨區域和區域外引種。區域外引種栽培，可能導致2個方面的問題，一是可能導致物種擴散和生態風險，二是可能導致引種失敗造成經濟損失。對于這些物種的跨區域引種栽培，首先需要確定生態風險的控制，二是進行小范圍控制田間實驗，從生長適宜性（是否可以良好生產）、品質適宜性（是否品質比原有分布區更好）等方面，詳細評估狹域分布物種的馴化和引種栽培問題。

52特有種資源的開發性保護藥用植物特有種是我國寶貴的藥用植物資源，是世界獨有的生物戰略資源。綜合來看，我國在藥用植物特有種方面引種馴化和產業化栽培方面有很好的積淀，很多中藥材形成了以栽培藥材供應市場的格局，例如地黃Rehmannia glutinosa、羅漢果Siraitia grosvenorii、杜仲Eucommia ulmoides等，很多品種成為大面積栽培品種，一些品種已通過國家GAP基地認證，這些都是在歷史積淀的基礎上取得的進步。這些特有種的成功引種馴化與人工栽培，不但能夠為中醫藥提供質量得到保證的產品，也很好地保護了野生植物資源，實現了物種資源的可持續利用與相關產業的永續發展。

應該看到，特有種因其自然分布范圍的局限，是典型的區域性生物資源，特有種藥材是基于區域生物資源與區域環境特征二者長期自然耦合形成的藥材產品。這些物種的人工馴化與引種栽培，需要遵循特定物種的自然空間分布規律與特點。因此，出于社會、經濟等因素，對特有種進行跨區域引種栽培，要在大量前期基礎研究工作的基礎上，才可能實現人工栽培條件下的藥材的優質高產。我國藥用植物特有種的引種馴化等方面的工作遠遠不能滿足中醫藥現代化和野生資源保護的現實需求。

我國目前只有不超過5%的藥用植物特有種進行了引種馴化，人工規模化栽培完全滿足市場需求的不過幾十種，這與我國藥用植物特有種資源極其豐富的情形極不相符。大量的藥用特有植物仍然主要依賴野生資源，造成了很多野生資源植物的瀕危，這制約了中醫藥產業的可持續發展。因此，需要綜合植物生殖生理、生理生態、土壤與植物營養、環境生態、植物保護、植物化學、藥理學、栽培學乃至遺傳育種等多學科交叉，形成具有現代學科特色的藥用植物栽培體系，加強有經濟價值、瀕危、需求量大的特有種的引種馴化，加強優質高產品種的培育，加強栽培配套關鍵技術的攻關，促進栽培產地中心的形成，為市場提供產量保證和質量可追溯的藥源，也促進新時期的中藥材產業的區域特色經濟的快速發展。endprint

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[責任編輯呂冬梅]endprint