甘肅宕昌縣野生黃芪資源調(diào)查研究

何媛麗，陳 垣，郭鳳霞，周傳猛，楊慧珍

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 甘肅省中藥材規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新重點實驗室/甘肅省藥用植物栽培育種工程研究中心/生命科學技術(shù)學院 農(nóng)學院，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅天士力中天藥業(yè)有限責任公司 甘肅省特色藥用植物資源保護與利用工程實驗室/甘肅省特色藥材規(guī)范化可追溯栽培工程技術(shù)研究中心，甘肅 定西 748100)

郭鳳霞與陳垣為通訊作者。

黃芪為豆科植物膜莢黃芪(Astragalusmembranaceus)和蒙古黃芪(Astragalusmembranaceusvar.mongholicus)的干燥根，性甘、微溫，歸肺、脾經(jīng)，具有補氣升陽，固表止汗，利水消腫，生津養(yǎng)血等功效[1]。蒙古黃芪為多年生草本植物，莖直立，高40～80 cm，奇數(shù)羽狀復葉，總狀花序腋生，莢果，膜莢黃芪與蒙古黃芪相似，常生于林緣、灌叢或疏林下，亦見于山坡草地或草甸中，全國各地多有栽培[2-3]。黃芪是大宗藥材之一，其藥用歷史已有2000年之久[4]。之前黃芪的藥源以野生為主，但隨著國內(nèi)外市場對其需求的日益增長，野生黃芪資源遭到過度采挖，傳統(tǒng)地道黃芪主產(chǎn)區(qū)的野生資源幾乎被挖光，黃芪的兩種野生來源植物已被列入國家珍稀瀕危保護植物名錄[5]。

中藥資源普查是指對具有藥用價值的動物、植物和礦物中藥資源所進行的調(diào)查[6]。我國曾在1958年、1966年及1983年進行過3次全國性普查，但是最近20年來，中藥資源遭受高強度的開發(fā)，受到嚴重破壞，區(qū)域中藥資源家底不清，無法有計劃的進行保護管理，為此，開展最新中藥資源普查刻不容緩[7]。全國第4次中藥資源普查甘肅試點縣普查啟動于2012年，宕昌縣是第2批甘肅中藥資源普查試點縣。宕昌縣是甘肅省定西市和隴南市接壤的縣區(qū)，過去該縣境內(nèi)分布有豐富的中藥材品種資源，但隨著過度采挖和生態(tài)環(huán)境的惡化，境內(nèi)野生藥用資源銳減。趙銳明等[8]對與宕昌縣接壤的岷縣野生當歸資源的調(diào)查表明,岷縣境內(nèi)野生當歸資源分布面積狹小，儲量極低，分布及儲量不均衡。周傳猛等[9]通過對宕昌縣野生濕生扁蕾資源調(diào)查結(jié)果表明，在宕昌縣境內(nèi)濕生扁蕾資源分布稀少，但植株性狀多樣，表型豐富，是天然的濕生扁蕾種質(zhì)資源庫。楊慧珍等[10]對宕昌縣境內(nèi)野生黨參資源調(diào)查后表明，宕昌縣野生黨參資源稀少，野生素花黨參趨于瀕危。張小波等[11]結(jié)合中藥資源普查工作實際，經(jīng)過統(tǒng)計列出全國中藥資源普查重點調(diào)查(野外、市場)中藥資源(中藥材)名錄，黃芪位列其中。因此，在全國第4次中藥資源普查工作中，全面調(diào)查研究宕昌縣野生黃芪種質(zhì)資源的分布及其貯藏量具有重要意義。通過實地調(diào)查，可了解現(xiàn)有野生黃芪的分布現(xiàn)狀和特點，為野生黃芪種質(zhì)資源的深入研究和有效保護利用提供科學依據(jù)，并促進道地藥材野生資源的可持續(xù)化發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 調(diào)查區(qū)域概況

宕昌縣位于甘肅省隴南市西北部邊緣地區(qū)，地理位置E 104°01′～104°48′，N 33°46′～34°23′，總面積3 331 km2，南北長約90 km，東西寬約74 km。該縣縣域位于青藏高原東部邊緣山區(qū)，屬于青藏高原東部邊緣和西秦嶺、岷山山脈的交錯地帶，地貌復雜。地勢西北高東南低，主要由山地、丘陵、河谷構(gòu)成，南部多為深山峽谷，北部多為黃土梁峁，其平均海拔2 300 m，海拔為1 138～4 154 m。宕昌縣為北亞熱帶、溫帶、高原3種氣候的過渡地帶，垂直氣候顯著，南北差異較大，大部分為溫帶大陸性氣候，氣候溫和濕潤，其年均氣溫9.3℃，1月平均氣溫-2.9℃，極端最低氣溫-16.9℃；7月平均氣溫25.9℃，極端最高氣溫34℃；年均降水量583.9 mm，年平均相對濕度66%。

1.2 調(diào)查方法和樣方設(shè)置

按照第4次全國中藥資源普查技術(shù)方案，利用3S技術(shù)與傳統(tǒng)的野外實地調(diào)查相結(jié)合的方法，于2013年8～9月對宕昌縣黃芪野生資源分布和蘊藏量進行普

查[12-13]。根據(jù)宕昌縣地形、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、植被類型、海拔、坡度、坡向等自然條件，在宕昌縣境內(nèi)7個生態(tài)代表區(qū)域設(shè)定53個樣地(表1)。每個樣地調(diào)查5個10 m×10 m的樣方，每個樣方四角按順時針方向分別設(shè)置4個2 m×2 m的樣方，共計1 060個野生黃芪調(diào)查樣方。記錄每個樣地內(nèi)野生黃芪株數(shù)，并記錄相關(guān)樣地的海拔高度、經(jīng)度、緯度、坡度、坡向等。同時，采集樣地內(nèi)出現(xiàn)的中等個體的野生黃芪5株，用于估算藥材蘊藏量。野生黃芪在宕昌縣的蘊藏量按下列公式計算[12-13]：

S分=f×S方

縣域內(nèi)所有樣方野生黃芪單位蘊藏量的均值(g/m2)：U均=∑G方i×1/∑S方；

縣域內(nèi)野生黃芪資源的分布面積(km2)：

樣方內(nèi)野生黃芪的蘊藏量(g)：G方=N×G均

式中：f為權(quán)重，由于調(diào)查顯示野生黃芪的分布區(qū)域比較少，考慮到野生黃芪的適宜生境、稀有程度和工農(nóng)業(yè)用地等，將宕昌野生黃芪蘊藏量估算權(quán)重值定義為1%；G均為5株黃芪個體的平均單株重(g)；S分為宕昌野生黃芪資源分布面積；S方為調(diào)查樣方面積，N為樣方內(nèi)植物株數(shù))。

1.3 野外實地調(diào)查

野外實地調(diào)查按照全國中藥資源普查計劃路線進行，野外調(diào)查得到的數(shù)據(jù)作為對3S數(shù)據(jù)的驗證。本次所調(diào)查野生黃芪的樣地分布見圖1，樣地信息見表2。

表1 實地調(diào)查樣方設(shè)置

表2 野生黃芪分布的樣地及樣地信息

圖1 黃芪資源調(diào)查分布圖Fig.1 Sample survey map of Astragalus membranaceus

2 結(jié)果與分析

2.1 宕昌縣野生黃芪分布

在宕昌縣境內(nèi)7個不同植被類型代表區(qū)域范圍內(nèi)

共設(shè)定1 060個草本調(diào)查樣方，在每個樣方內(nèi)對野生黃芪資源進行全面踏查和實地樣方調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明，在宕昌縣境內(nèi)，調(diào)查隊只發(fā)現(xiàn)了膜莢黃芪。野生黃芪居群僅分布在南河鄉(xiāng)針葉林和闊葉林灌叢區(qū)域，其余5個植被類型代表區(qū)域均未發(fā)現(xiàn)野生黃芪存在(表3)。野生黃芪出現(xiàn)樣地占宕昌縣總調(diào)查樣地的10.6%，野生黃芪出現(xiàn)樣方占宕昌縣調(diào)查總樣方的0.38%。宕昌縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的野生黃芪資源分布于海拔2 182～2 309 m的高山密林中，位于E 104°4′32.7″～104°10′4.68″，N 34°2′84″～34°8′44″的地帶，植被類型為針葉林和闊葉林，坡度為35°～45°。

兩個野生黃芪居群植株組成特點和樣地內(nèi)藥材儲量估算顯示(表3，4)，2013年7～9月在甘肅宕昌縣所調(diào)查的53個野生調(diào)查樣地1 060個草本樣方，在3個樣地的4個樣方分布有15株野生黃芪植株，這3個樣地分別為南河鄉(xiāng)八路川、南河鄉(xiāng)牧場和南河鄉(xiāng)陽坡溝。調(diào)查結(jié)果表明，宕昌縣境內(nèi)野生黃芪居群地理分布不均衡，野生黃芪資源極其脆弱。

表3 不同植被類型單位面積野生黃芪蘊藏量

表4 宕昌縣野生黃芪儲量估算

2.2 宕昌縣野生黃芪蘊藏量

通過野外實地調(diào)查和測定，結(jié)果表明宕昌縣的3個區(qū)域分布有野生黃芪資源(圖1)。野生黃芪平均每株的單根重為12.24 g，根據(jù)表1和表2中樣地面積和株數(shù)數(shù)據(jù)計算得到不同植被類型單位面積中野生黃芪蘊藏量(表3)。根據(jù)不同植被類型面積(表1)、權(quán)重f以及不同植被類型單位面積野生黃芪蘊藏量，根據(jù)文章中所提供的公式估算出不同植被類型的野生黃芪蘊藏量，將不同植被類型的野生黃芪進行加和，得到宕昌縣野生黃芪總的儲量，結(jié)果顯示，宕昌縣境內(nèi)野生黃芪分布面積約為2.53 km2，藥材儲量約為19.368 9 t，儲量分布不均衡。

3 討論

黃芪是定西市和隴南市道地藥材之一，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品。現(xiàn)代藥理研究表明，黃芪具有強心、抗心肌缺血、提高免疫力、降糖、抗衰老、保護臟器等多種作用[14]。目前，以黃芪作為原料的中成藥達200余種，黃芪出口量達1000萬美元，曾為7大主要出口中藥材之首，截止2011年，與黃芪有關(guān)的專利已達327條，其中外觀設(shè)計專利54條，實用新型專利2條[15-16]。隨著研究的深入，與甘草的應(yīng)用研究一致，黃芪不僅應(yīng)用于醫(yī)療，更廣泛應(yīng)用于食品保健[17]。人們對黃芪的需求量日益增大，為了滿足市場需求，人們過度采挖造成野生黃芪資源匱乏，破壞了野生黃芪種質(zhì)資源。目前，商品黃芪幾乎均為栽培品種，甘肅農(nóng)業(yè)大學根據(jù)黃芪生物學特性，在研究蒙古黃芪種子灌漿特性基礎(chǔ)上，利用反季節(jié)栽培即冬前移栽栽培，顯著提高了蒙古黃芪栽培成效，這些研究成果促進了栽培黃芪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，解決了市場需求問題，有效保護了黃芪野生資源[18-20]。但是，栽培黃芪在性狀質(zhì)量和化學質(zhì)量上均低于野生黃芪，且栽培黃芪較野生黃芪更易多遭受蟲害[21-22]。因此，發(fā)掘和保護野生種質(zhì)資源(尤其是其道地產(chǎn)區(qū)的野生資源)不僅可提高黃芪遺傳多樣性，而且可為選育黃芪優(yōu)異抗逆新品種提供寶貴的基礎(chǔ)材料，因此，建議有關(guān)部門將宕昌縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的野生黃芪盡快納入到國家重點保護野生植物的范圍內(nèi)加以保護利用，以促進道地藥材野生資源的可持續(xù)化發(fā)展利用，同時了解野生黃芪生態(tài)環(huán)境和群落結(jié)構(gòu)，恢復野生黃芪資源可持續(xù)發(fā)展。

宕昌縣素有“千年藥鄉(xiāng)”之美譽，境內(nèi)中藥材種類達690多種，其中黃芪、黨參、當歸和紅芪是宕昌縣4大中藥材品種[23-24]。王紅霞等[25]在研究甘肅省降水量時指出，甘肅省降水量從東南部向西北部遞減，且隴南地區(qū)降水量最高。宕昌地理條件和生態(tài)環(huán)境孕育了豐富的野生藥用植物資源，但隨著全球氣候變暖，宕昌縣氣候變化使得野生中藥材分布的范圍大幅度縮小。2013年宕昌縣被納入全國第4次中藥資源普查甘肅省中藥資源普查試點縣，通過對宕昌縣境內(nèi)野生黃芪資源全面調(diào)查研究表明，宕昌縣境內(nèi)野生黃芪資源稀少，分布范圍狹窄，全縣境內(nèi)7個生態(tài)代表區(qū)域內(nèi)只有在南河鄉(xiāng)針葉林和闊葉林灌叢植被區(qū)域類型樣方內(nèi)發(fā)現(xiàn)有野生黃芪居群分布，且發(fā)現(xiàn)的野生黃芪均分布于海拔2182～2309 m的高山密林人跡罕至的區(qū)域，該地帶土壤有機質(zhì)含量高，野生黃芪資源分布植被類型為針葉林和闊葉林，，而在人為擾動較大的生態(tài)區(qū)未發(fā)現(xiàn)有野生黃芪資源分布。燕玲等[26]提出，膜莢黃芪是森林草甸植物，李陽春[27]在甘肅省進行草坪及地被植物調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，在干旱半坡、草地和黃河流域分布有黃芪屬植物，這與野生黃芪資源分布的植被類型調(diào)查結(jié)果一致。王良信等[28]在1989～1996年進行野生黃芪資源恢復試驗研究時指出，采用泥球包衣種子在榛灌叢播種，其野生資源恢復良好[28]。胡明勛等[29]提出，海拔、緯度和恒山野生黃芪黃酮成分呈正相關(guān)，陰坡坡度與黃芪的皂苷成分含量呈正相關(guān)，坡向顯著影響黃芪的皂苷成分。依據(jù)宕昌縣野生黃芪分布，結(jié)合前人對影響野生黃芪質(zhì)量因素的研究，制定科學的恢復野生黃芪資源計劃，黃芪資源的可持續(xù)開發(fā)利用指日可待。

4 結(jié)論

宕昌縣野生黃芪居群地理分布及儲量存在斑塊狀格局，分布稀少且不均衡，所調(diào)查的7個不同植被類型，僅在南河鄉(xiāng)針葉林和闊葉林灌叢發(fā)現(xiàn)有野生黃芪居群分布，野生黃芪出現(xiàn)樣地占宕昌縣總調(diào)查樣地的10.6%。野生黃芪資源分布面積約為2.53 km2，藥材儲量約為19.3689 t。

致謝：全國第四次中藥資源普查辦提供指導；宕昌縣中藥資源普查辦、天士力中天藥業(yè)有限責任公司和宕昌縣農(nóng)牧局、宕昌縣中醫(yī)醫(yī)院提供合作。中國科學院大學碩士生陳翔，蘭州大學碩士生郭愛峰，甘肅農(nóng)業(yè)大學碩士生孫云波、談燕，本科生惠超越、楊錦強、李永明、宋重昶、王軍、陳建雷參與宕昌縣中藥資源野外普查和標本整理管理工作；本科生談燕、蜀正勇、張國、張盼盼，李玲玲、劉希全、張萬世等參與宕昌縣中藥資源普查內(nèi)業(yè)整理工作，在此一并致謝!

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