石斛屬植物生態(tài)產(chǎn)地適宜性區(qū)劃研究

賴策 魏小琴

摘要?采用自主研發(fā)的藥用植物全球生態(tài)適宜性分析系統(tǒng) （geographic information system for global medicinal plants， GMPGIS） 詳細(xì)分析了石斛屬植物在全球范圍內(nèi)的潛在生態(tài)適宜分布區(qū)域，有效指導(dǎo)石斛屬植物的引種和合理生產(chǎn)規(guī)劃布局。最后，對石斛屬植物品質(zhì)生態(tài)的研究進(jìn)行了闡述，為科學(xué)引種和栽培并獲得高品質(zhì)藥材提供參考。

關(guān)鍵詞?GMPGIS，石斛屬，藥用植物，生態(tài)適宜性，區(qū)劃，品質(zhì)生態(tài)

中圖分類號?Q914.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）06-0159-04

Abstract?A geographic information system for global medicinal plants （GMPGIS） independently developed was used to analyze the potential ecological suitable distribution area of Dendrobium in the world in detail， so as to effectively guide the introduction of Dendrobium and rational production planning and layout.Finally， the research on the quality ecology of Dendrobium was expounded， providing reference for scientific introduction and cultivation of dendrobium and obtaining high quality medicinal materials.

Key words?GMPGIS，Dendrobium，Medicinal plants，Ecological suitability，Regionalization，Quality ecology

石斛是蘭科（Orchidaceae）石斛屬（Dendrobium）多年生草本植物，又名黃草，也稱吊蘭和金鉸，是一種名貴稀有的中藥材，素有“千金方”“人間仙草”之稱。國內(nèi)外主要用作鮮切花，在亞洲的泰國、菲律賓及我國的臺灣省、南美的巴西以及澳大利亞等國家和地區(qū)，石斛的栽種與生產(chǎn)均已成為有一定規(guī)模和收益豐厚的產(chǎn)業(yè)。

我國的石斛屬植物有74種2個(gè)變種，主要分布在秦嶺和長江流域及其以南地區(qū)，集中分布在15°30′～ 25°12′N地區(qū)，且向北延伸，種類逐漸減少，廣西、貴州、廣東、云南、四川、安徽、江西、湖北、湖南等省（自治區(qū)）皆有分布，其中以云南省種類最多，然而，盲目引種不僅造成資源、人力、物力的浪費(fèi)，還削弱了石斛的道地性，導(dǎo)致藥材質(zhì)量下降，影響治療效果。分析引種地與原產(chǎn)地氣候、土壤等生態(tài)因子的相似性，根據(jù)石斛屬植物生長的生態(tài)因子確定在全球范圍內(nèi)的適宜產(chǎn)地，是有效指導(dǎo)石斛屬植物引種和合理規(guī)劃生產(chǎn)布局的基本保證。由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所針對藥用植物生長特點(diǎn)研發(fā)的藥用植物全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)（geographic information system for global medicinal plants， GMPGIS），采用全球氣候數(shù)據(jù)庫（WorldClim）、全球生物氣候?qū)W建模數(shù)據(jù)庫（CliMond）和全球土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD）3個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫，以及藥用植物主產(chǎn)區(qū)、道地產(chǎn)區(qū)和野生分布區(qū)的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)藥用植物的生長限制因子確定在全球范圍內(nèi)的適宜產(chǎn)地。筆者運(yùn)用GMPGIS，詳細(xì)分析石斛屬植物的生態(tài)因子值范圍和潛在生態(tài)適宜分布區(qū)域，并提出了合理的規(guī)劃和建議，此外，還對目前石斛屬植物的品質(zhì)生態(tài)及資源保護(hù)等方面進(jìn)行了闡述。

1?石斛屬植物資源生境和分布概況

根據(jù)野生石斛資源分布及遵循中藥道地原則，各地種植的品種也不相同。該研究主要以細(xì)莖石斛、金釵石斛、流蘇石斛、鐵皮石斛、環(huán)草石斛、鼓槌石斛為主，進(jìn)行生態(tài)產(chǎn)地適宜性區(qū)劃。分布點(diǎn)詳見圖1所示。

細(xì)莖石斛，生于海拔590～3 000 m的闊葉林中樹干上或山谷巖壁上，分布于中國、印度東北部、朝鮮半島南部、日本。

金釵石斛，在中國臺灣、湖北、香港、海南、廣西、四川、貴州、云南、西藏等省區(qū)有分布，在印度、不丹、泰國、尼泊爾、越南、緬甸、錫金、老撾等國也有分布，多附生于海拔480～1 700 m的山地林中樹干上或山谷巖石上。流蘇石斛，在中國云南、貴州、廣西等省區(qū)有分布，在越南、印度、緬甸、泰國、不丹、錫金、尼泊爾等國也有分布，多生長于海拔600～1 700 m的密林中樹干上或山谷陰濕巖石上。

鐵皮石斛，在中國云南、廣西、四川、福建、浙江、安徽等省區(qū)有分布，多附生于海拔達(dá)1 600 m的山地半陰濕的巖壁或林中樹上，植株懸垂?fàn)钌L，單生或數(shù)株叢生。

環(huán)草石斛，在中國云南、海南、廣東、廣西、貴州等省區(qū)有分布，在越南、老撾等國也有分布，多生長于海拔400～1 500 m的山地林中樹干上或林下巖石上。鼓槌石斛，在中國云南省有少量分布，在越南、印度、泰國、老撾、緬甸等地也有分布，多生長于海拔520～1 620 m的陽光充足的常綠闊葉林中樹干上或疏林下巖石上。

2?石斛屬植物適宜性分析

2.1?石斛屬生態(tài)因子閾值范圍

依據(jù)選取的石斛屬各物種的采樣點(diǎn)，提取GMPGIS中生態(tài)因子數(shù)據(jù)，獲得各物種的生態(tài)因子閾值（表1）。

2.2?生態(tài)因子聚類分析結(jié)果

由表1可知，石斛屬不同物種的生態(tài)因子值具有較大差異，但多生長于亞熱帶常綠闊葉林和熱帶季雨林生態(tài)環(huán)境地區(qū)，土壤主要集中在低活性強(qiáng)酸土、人為土、高活性強(qiáng)酸土、雛形土、淋溶土等類型，各物種的生態(tài)因子范圍箱形圖如圖2所示。

3.6?微生物因子

適合的菌根真菌的存在可能決定該生境中蘭科植物可否生長，從而影響蘭科植物的地理分布，馬雪亭等[11]研究發(fā)現(xiàn)，鼓槌石斛對真菌專一性較低，但不同地理分布條件下，熱帶雨林氣候和亞熱帶季風(fēng)氣候下生長的鼓槌石斛，受其生境氣候影響，菌根真菌類群存在明顯差異，說明菌根真菌可能在宿主植物的生態(tài)適應(yīng)中起到一定的作用。部分內(nèi)生真菌促進(jìn)植株對營養(yǎng)元素的吸收，提高光合作用能力，進(jìn)一步促進(jìn)植株生長發(fā)育。

黃暉等[12]通過對齒瓣石斛內(nèi)生真菌的篩選，分離出與蠟殼菌屬（Sebacina）相似度最高的菌株FDd S-5，該菌株對幼苗的株高、鮮重、干重、莖粗和根數(shù)都有顯著的促進(jìn)作用。侯曉強(qiáng)等[13]研究了內(nèi)生真菌對金釵石斛和鐵皮石斛的作用，篩選出了36個(gè)對金釵石斛苗有促生長作用的菌株、8個(gè)對鐵皮石斛苗有促生長作用的菌株，同時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌對石斛苗化學(xué)成分含量有所影響。吳慧鳳[14]在鐵皮石斛中分離出調(diào)控生長調(diào)節(jié)劑含量的菌株，其中菌株C20、C22提高GA3含量，促進(jìn)原球莖生態(tài)構(gòu)建及生理特性發(fā)育，菌株C20、C35、C42提高IAA含量，且顯著降低ABA含量，可應(yīng)用于鐵皮石斛栽培與生產(chǎn)中。

4?結(jié)論與討論

目前，野生石斛原生態(tài)環(huán)境已遭遇不同程度的破壞，野生資源數(shù)目銳減，急需通過人工引種栽培方式彌補(bǔ)其不足。該研究根據(jù)石斛屬植物生長的生態(tài)相似性原則預(yù)測在全球的適宜產(chǎn)地，可有效指導(dǎo)植物引種和合理規(guī)劃生產(chǎn)布局，在其適宜生境范圍內(nèi)以原生態(tài)人工栽培方式滿足石斛屬植物的藥用需求。對于未來石斛屬植物的產(chǎn)地適宜性規(guī)劃，除了應(yīng)參照石斛原生境與引種地生態(tài)因子相似度外，也要結(jié)合栽培環(huán)境中次生態(tài)因子作用，同時(shí)應(yīng)深入研究各因子間相互作用的分子機(jī)制，為選定石斛人工栽培適宜區(qū)域奠定基礎(chǔ)，也為引種區(qū)域人工調(diào)節(jié)次生態(tài)條件提供科學(xué)依據(jù)。

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