張 煒,譚 龍,郭盛磊,孫 閻
(1.黑龍江大學現代農業與生態環境學院,黑龍江 哈爾濱 150080;2.黑龍江中醫藥大學藥學院,黑龍江 哈爾濱 150040)
菊科(Compositae)是被子植物中最大的科,廣布于全世界,約有1 000屬,25 000~30 000種[1],具有區系成分復雜、系統演化特殊、經濟價值高等特點。我國菊科植物有240屬,約2 300種[2],產于全國各地。東北地區菊科植物有89屬,311種[3]。菊科植物大多數種類都具有較高的藥用價值,主要以全草、根及根莖、果實和種子入藥,具有抗炎[4]、清熱、解表、活血祛瘀、利水滲濕、補虛、止痛和止咳等功效[5]。黑龍江省地域廣闊,獨有的黑土資源孕育了諸多的生物種類,植物資源較豐富,一些學者也進行了有關的植物資源調查研究。吳修紅等[6-8]對黑龍江慶安縣植物資源調查發現共有藥用植物83科243屬380種,其中包含17種重點調查品種,特色藥材6種,優勢科為菊科和毛茛科等。周璇等[9]調查記錄了富錦市野生藥用植物共計410種,并發現2個新記錄種,其中16個重點調查品種總蘊藏量為1 675.1 379 kg。張美萍等[10]對大慶地區的植被調查發現該區共有野生藥用植物71科200屬276種,資源相對豐富,功能多樣,具有較大的開發前景。
雙鴨山市位于黑龍江省東北部,轄四區四縣,分別為尖山區、嶺東區、四方臺區、寶山區、集賢縣、友誼縣、寶清縣和饒河縣,林區面積主要位于嶺東區。嶺東區地處低山丘陵地帶,地形起伏、西高東低,平均海拔360 m;屬于溫帶大陸性季風氣候,春季多風少雨,夏季短暫炎熱,秋冬季節溫度較低且持續時間長。該區森林覆蓋率64%,擁有兩個省級自然保護區和兩座大型水庫,擁有“三山兩湖一河”的生態資源優勢[11],野生植物資源豐富,尤其是藥用植物。但迄今為止,尚未見對雙鴨山市嶺東區野生藥用植物資源種類與藥用情況的研究與報道。因此,有必要對嶺東區菊科藥用植物資源進行調查與分析,以期對該地區菊科藥用植物資源的研究和開發提供參考。
野外樣地調查工作依據第四次全國中藥資源普查技術方案進行[12],并根據全區境內植被類型和地形地貌的不同,結合交通可達性,共調查36個樣地。每個樣地內按等距法設置5個樣方套,每個樣方套由6個不同大小樣方組成[13]。同時,為減少樣地內植物種類的局限性,在樣地外植被較好的區域設置踏查路線,全面調查嶺東區野生藥用植物的種類、分布等。物種的鑒定參考《中國植物志》[2,14-16]和《東北植物檢索表》[3]等工具書;藥效藥性的鑒定參考《中國中藥資源志要》[17]、《全國中草藥匯編》[18]、《中藥大辭典》[19]等書籍。
2.1 嶺東區菊科藥用植物資源概況通過對嶺東區的實地調查、標本采集和鑒定,數據整理后發現該區菊科植物所占種數最多,為該區藥用植物資源的優勢科,共包括23屬30種。大多數種類為多年生草本類型,入藥部位也以全草為主。其中以蒿屬(Artemisia)植物種類最多,有7種;其次為蟹甲草屬(Parasenecio),有2種。國家重點調查品種有4種,分別為腺梗豨薟、黃花蒿、牛蒡和蒲公英,僅蒲公英為多年生草本,其它3種均為一年生草本。這些菊科植物被《中華人民共和國藥典》收錄入藥的有2種,分別為牛蒡和蒲公英。(見表1)

表1 嶺東區菊科藥用植物資源
2.2 嶺東區菊科藥用植物生活型物種分布與其環境之間的關系可以通過植物體自身形態有所表現,即植物生活型。嶺東區菊科藥用植物的生活型可以分為一年生或二年生草本、多年生草本、半灌木3種類型。并以多年生草本為主要生活型,有19種,占該地區菊科藥用植物總種數的63.3%(19/30);其次是一年生或二年生草本,有10種,占該區菊科藥用植物總種數的33.3%(10/30);半灌木僅有1種,占該區菊科藥用植物總種數的3.4%(1/30)??梢姡搮^菊科藥用植物中多年生草本占絕對優勢,說明該生活型對嶺東區環境有較強的適應性。(見表2)

表2 嶺東區菊科藥用植物生活型
2.3 嶺東區菊科藥用植物屬的區系分布及多樣性分析屬所包含的種類通常具有相同的起源和演化趨勢,分類特征也相對穩定,其分布區類型可以體現出物種的演化擴展過程。根據中國種子植物屬的分布區類型[20],嶺東區野生菊科藥用植物可歸屬為8個分布型和1個亞型。其中以北溫帶分布類型最多,共有7個屬,占本區總屬數的30.4%(7/23),如蒿屬、鳳毛菊屬和薊屬等;其次為舊世界溫帶分布型與東亞分布型,均有3個屬,各占本區總屬數的13.1%(3/23);世界分布、泛熱帶分布、溫帶亞洲分布及北溫帶和南溫帶(全溫帶)間斷分布較少,各有2個屬,分別占本區總屬數的8.7%(2/23);熱帶亞洲分布型與東亞和北美洲間斷分布最少,分別只1個屬,各占本區總屬數的4.3%(1/23)。從屬的分布區類型來看,當地野生菊科藥用植物區系的地理成分具有一定的多樣性,且以溫帶分布型為主。而嶺東區正處于溫帶地區,說明該區的菊科藥用植物區系與溫帶植物區系有一定關聯性。(見表3)

表3 嶺東區菊科藥用植物屬的分布區類型
嶺東區菊科野生藥用植物共有23屬,屬包含種數5種及以上的優勢屬僅有蒿屬,共7種;種數2~4種的屬有蟹甲草屬,其余均為單種屬。單種屬占絕大多數,有21屬21種,分別占藥用植物總屬數與總種數的91.4%(21/23)和70.0%(21/30);含2~4種的屬有1屬2種,占藥用植物總屬數與總種數的4.3%(1/23)和6.7%(2/30);含5~9種的屬有1屬7種,占藥用植物總屬數與總種數的4.3%(1/23)和23.3%(7/30)??梢姡瑔畏N屬構成了該區菊科植物的主體,且在屬的水平方向上具有較高的多樣性。(見表4)

表4 嶺東區菊科藥用植物不同屬所含種數組成
2.4 嶺東區菊科藥用植物藥用特點分析
2.4.1 入藥部位 藥用植物的功效與藥用部位密切相關,參照徐國鈞[21]對藥用植物入藥部位劃分的標準(對于多部位入藥的植物,僅選最重要的一個部位),將嶺東區菊科藥用植物分為7類,分別為全草類,根及根莖類,根類,塊根、莖及葉類,果實及種子類,地上部分類,莖及果實類。該區全草入藥的植物種數最多,包含22種,占該區菊科藥用植物總種數比例為73.3%(22/30),主要有三脈紫菀、東風菜和全葉馬蘭等;根及根莖入藥次之,有3種,占比16.7%,分別為和尚菜、山牛蒡和日本毛連菜;果實及種子類,根類,塊根、莖、葉類,地上部分類,莖及果實類入藥的各有1種,皆占比3.3%(1/30),分別為牛蒡、關蒼術、菊芋、腺梗豨薟、絲毛飛廉??梢?,該區植物入藥的主要部位為全草類和根及根莖類。(見圖1)

圖1 嶺東區菊科植物藥用部位
2.4.2 藥用功效 經查閱文獻及走訪了解到,嶺東區野生菊科藥用植物功效多,涵蓋面廣。統計時將藥效相同或相近放在同一類,對于多重藥效植物疊加統計[22],該區菊科藥用植物藥效類型共分為7類。清熱類植物有16種,占比53.3%(16/30),如三脈紫菀、東風菜、一年蓬等;解表類11種,占比36.7%(11/30),如小蓬草、牛蒡、黃花蒿等;瀉下類6種,占比20%(6/30),如豬毛蒿、寬葉山蒿、山尖子等;祛風濕類6種,占比20%(6/30),如絲毛飛廉,腺梗豨薟,日本毛連菜等;利水滲濕類4種,占比13.3%(4/30),如毛果一枝黃花、和尚菜、屋根草等;外用類2種,占比6.7%(2/30),為山柳菊、苦荬菜;止血類1種,為菴閭,占比3.3%(1/30)??梢姡瑤X東區菊科植物主要功效類型為清熱類和解表類,這些植物多數具備一藥多效的特點,間接說明當地菊科藥用植物的開發潛力較大。(見圖2)

圖2 嶺東區菊科藥用植物功效
2.5 園林應用價值分析實現資源的循環利用是當今社會發展的趨勢,將野生藥用植物應用于園林中,不僅可以展現區域特色,也有利于營造生態型園林和節約型園林[23],以野生地被植物替代人工草坪就是一種很好的節約資源的做法。分布于嶺東區的菊科植物中,蒲公英可在春季配植,用于草坪地被綠化;山柳菊、林薊、小花鬼針草、全葉馬蘭等可在夏季配植,用于花壇或林下綠化,但最好密植;一枝黃花、菊芋、一年蓬、三脈紫菀可在夏末秋初配植,營造出色彩豐富(黃色、白色和紫色)、層次分明的花色景觀。此外,這些種類大多為多年生類型,一次種植即可,這也大大降低了綠化成本。通過這些藥用植物營造花境模擬的自然環境,不僅使人有放松心情回歸自然之感,也更有益于人民身體健康,切合以人為本的生態理念。
3.1 嶺東區植物資源現狀本次普查共調查到23屬30種野生菊科藥用植物,物種組成相對豐富。從該區域藥用植物生活型來看,以多年生草本類型最為豐富,有19種;其次是一年或兩年生草本,有10種;最后是半灌木,僅有1種。草本類型占該區菊科藥用植物的96.7%(29/30),是該區菊科藥用植物的主要生活型,這也說明該科是比較年輕且進化程度較高類群。草本植物具有生活周期短、自然更新快的特點,有利于當地藥用植物資源的可持續發展。從地理分布看,該區藥用植物屬的區系分布以溫帶分布型為主,占比60.9%(14/23),說明該區的野生菊科藥用植物區系與溫帶植物區系有一定關聯。從藥用植物的屬種水平看,嶺東區菊科藥用植物種類中單種屬占比最高,高達91.4%(21/23)。單種屬和寡屬種代表著植物進化的兩個方向,一個是新屬建立,另一個是老屬演化的終極,只有少數殘遺種類[24]。從屬的角度看,嶺東區菊科植物單種屬的絕對優勢,可能意味著該區菊科植物多樣性并不穩定,因而需要更加注重當地的環境保護。從該區藥用植物的中藥學特征看,在藥用部位利用頻次上以全草(株)類、根和根莖類居多,東北冬季嚴寒漫長,益于植物根部積累活性物質[25]。就藥用功效而言,主要有7種功效,且多種植物具有一藥多效的特點,反映出該區藥用植物具備較為豐富的功效多樣性。
3.2 嶺東區藥用植物資源保護與利用近年來,藥用植物的利用方式漸漸從提取單一化學成分,轉變為對全草的均衡利用,一些野生藥用植物的資源消耗急速增長,甚至出現對某些單一植物品種過度利用的情況,因此對于這類植物可進行規?;囊N馴化。嶺東區菊科植物的藥用部位主要為全草和根、根莖類,過度采挖這些種類將會造成資源枯竭,因此需對其進行科學合理的采挖、利用,同時尋找其他可代替藥用植物;對于市場需求量較大的藥用植物,更應該加大人工種植力度。
研究指出,與其通過大量采集天然植物來鑒定其活性成分和藥理作用,不如從民間醫藥的使用開始調查植物的功效,因為現代醫學對藥用植物的認知大多起源于世界各地人民對本土藥用植物的嘗試[26]。菊科植物雖然在民間被廣泛利用,但采集不均衡,且加工制品質量差。除蒼耳、豨薟、馬蘭、蒲公英等常見品種有較多研究外,對其他品種研究非常有限,這也限制了菊科藥用植物資源的開發利用,應該加大民族植物學的科研投入力度。已有文獻指出白蓮蒿可作“茵陳蒿”代用品[27];紅足蒿、寬葉山蒿的葉可作“艾葉”入藥[28]。說明同科同屬植物的親緣關系、化學成分及療效間可能存在著內在聯系,應該加強該方面的研究工作,以期更好地開發廣布于嶺東區的這類藥用植物資源。
此外,嶺東區具有豐富的煤礦資源,但當地對其過度且單一的開采模式不僅造成巨大的資源浪費,也對當地植物生境帶來了不可忽視的影響。針對以上情況,建議在保證經濟發展的前提下限制大規模開采煤礦,并引進科學先進的采煤技術,在實現經濟發展的同時改善植物生境。
雙鴨山市嶺東區林區面積較大,植物多樣性豐富且地理成分多樣。在本次調查中,盡管樣方法與踏查法結合展開調查,但樣方內不可能全部包含嶺東區內所有的物種,這就可能導致了調查統計的結果可能比實際的數量略少。另外,藥用植物中化學成分的產生與積累可能受到一定環境影響,進而使得地理成分與藥效之間存在一定相關性[29-30],這還有待進一步研究。本次調查中,發現嶺東區內的寬葉山蒿、紅足蒿分布廣、蘊藏量大,可作艾葉入藥。目前對于艾葉和同屬物種的親緣學、藥用價值的研究較少,因此具有極大的開發利用前景,未來研究可擴大深度與廣度,甚至從世界范圍著手,開展對更多物種更深層次的研究,擴大我國藥用植物研究的范圍。