中国药用植物特有种分布格局及区域相似性分析

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中国药用植物特有种分布格局及区域相似性分析作者:李海涛孙辉张小波张丽霞李亚静黄璐琦马小军来源:《中国中药杂志》2017年第22期[摘要]该文在各大植物数据库、物种名录和文献记录的基础上,系统总结了有记载的药用植物中的中国特有种(维管植物)的总体情况、在各省及各个区域的数量和分布特征。

结果表明,严格意义上的中国药用植物特有种为3 150种,分属于153科的785属,其中蕨类植物12科22属38种,裸子植物7科14属42种,被子植物134科749属3 070种;包含特有种数量前4位的是菊科(218种)、毛茛科(182种)、唇形科(151种);特有种总数前4位的是省级行政单位是四川省(1 808种)、云南省(1 533种)、贵州省(955种)和湖北省(930种);在区域尺度上,特有种最丰富的是西南地区(2 465种),其次是华中地区(1 226种)和西北地区(949种)。

药用的中国植物特有种分布范围局限,其引种驯化和人工栽培的区域特征更加突出,是各区域发展区域生物经济的特色潜在宝贵资源。

[关键词]中国特有植物;特有种;药用植物;植物资源[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植物特有种(endemic plant species),是指由于地质历史变迁或特定环境因素制约,分布面积局限于特定地理区域的植物物种[1]。

植物特有种是研究区系演化过程中地质历史与环境演变的特征指标之一,植物种作为基本分类单位,能反映物种所处区域气候及环境变化与地质变迁,与植物类群种系发生之间的直接关系[26];植物特有种也直接体现了特定区域植物区系区别于其他区域的起源、演化、迁移和灭绝的历史进程[3,7],直接反映特定区域地质历史与环境变迁、特定类群和特定生境耦合的植物区系演化过程或现状的独特性[78]。

此外,植物特有种也是植物地理研究的核心问题之一[910],是特有属乃至更高的特有分类单元研究的基础。

特有种可能因其对小尺度区域环境的适应和种群的局部优势,成为区域特定群落的关键种、特定环境指示物种、环境变化响应物种,或者生境退化敏感物种,更易受到环境变化与栖息地丧失等威胁[11],因此在生物多样性保护和全球环境变化研究中占有重要地位[1214]。

很多研究认为植物特有种是在不同尺度上反映区域生物多样性的重要特征指标,成为确定全球生物多样性热点的重要参考指标[1516]和保护决策的依据[17]。

1药用植物特有种的研究价值同所有植物资源一样,植物特有种是具有重要价值的种质资源,其存在代表了一种不可再现的地质历史过程,其利用价值可能是已经利用和研究明确的,也可能是潜在的或者未知的。

由于植物特有种分布区的局限性,决定了特有种的资源独特性。

特有植物最可能的一个应用价值是药用价值,尤其是民族药,因为民族药是一个民族在其历史进程中本土资源利用的文明独特性的集中体现,民族药在历史上关系到一个民族的繁衍昌盛,不同民族对其乡土植物和特有植物药用方面的认识、使用和探索都有独到之处。

因此,很多民族药中特有植物的利用都受到重视,其独特的医药利用价值,甚至成为民族文化不可分割的一部分。

中医药也是一种民族医药,据比较早期的初步统计,在中药中中国特有植物有67个特有属,含78种3变种[18],有很多有价值的物种。

我国是一个多民族国家,不同民族对同一植物的用途也可能差异很大,例如我国特有药用植物羌活Notopterygium incisum与宽叶羌活N forbesii作为羌活药材的基原,在中药和很多民族药中都使用,但是用途不同,中药中羌活用于散表寒,祛风湿,利关节,止痛;《晶珠本草》记载藏药中用于杀虫,止血,愈疮疡,治麻风;羌药中用于治疗头痛脑热、感冒伤风或关节疼痛;蒙药用于治久病体虚,肾寒,腰腿痛,浮肿。

这对充分发掘药用植物特有种的药用价值,具有重要的启迪作用。

近年来随着物种数据库信息化建设和物种信息逐渐完善,系统整理中国药用植物特有种资源成为可能。

总体来看,到目前为止对于中国特有植物中药用植物本底数据方面,并未有一个比较全面研究报道。

但是,不论是对于中医药还是民族医药,药用植物特有种都是宝贵的特色优势资源,对于中医药和民族药可持续发展、全民保健、大健康产业以及区域特色中药材经济建设等,都具有重要的理论和现实意义。

本文在系统整理国内国际相关植物学数据库、文献记录的基础上,比较系统全面的理清了中国药用植物特有种情况,为更好的开展资源保护、开发和地方经济建设提供科学和决策依据。

2中国药用植物特有种统计分析的数据源药用植物是指医学上用于防病、治病的植物,其植株的全部或一部分供药用或作为制药工业的原料。

广义而言,药用植物可包括用作营养剂、某些嗜好品、调味品、色素添加剂,及农药和兽医用药的植物资源。

本文所指的“药用植物”,仅包括中药和民族民间医药中为直接药用的植物。

本文药用植物名录源于中国科学院昆明植物研究所的中国药用植物数据库[19]、北京大学药学院艾铁民教授主编的《中国药用植物志》[20],共收载药用植物13 000余种,既包含了《中国药典》、《全国中草药汇编》、《中华本草》、《中国中药资源志要》等经典著作和国家标准,又涵盖了我国各主要民族、民间药及主要药材标准收载的药用植物。

其中,由中国科学院昆明植物研究所整理的中国药用植物数据库,包含了我国40余个民族药物使用体系的信息,收集药物共11 987种,22 562条记录。

《中国药用植物志》[20],共收载有文献记载的中国药用植物12 000余种。

上述文献所得药用植物“同物异名”现象较为突出,本文在数据处理过程中将中国药用植物名录统一以《Flora of China》为准,经逐条核对和名称溯源,得到中国药用植物名录。

然后,在黄继红等《中国种子植物特有种名录(2011)》基础上[21],与中国药用植物名录交叉匹配核实,得到中国药用植物特有种名录。

最后,将该名录和药用植物中的蕨类植物名录再与Species 2000物种名录逐条核实[22],剔除中国境外有分布的物种,形成最后的严格意义上的中国药用植物特有种名录。

由于真菌、地衣、苔藓等低等植物所占比例较小,使用率总体上也较低,未列入本次统计范围,其中也应有很多中国特有种,值得进一步研究。

因此,本文所述中国药用植物特有种仅指维管植物中中药和民族药中药用的中国特有种。

3中国药用植物特有种的系统分布根据统计结果,中国药用植物特有种,共计3 150种(含种下单元),分布与153科,785属(表1)。

31中国药用植物特有种在科级水平的分布在科级水平上,含有200种以上药用植物特有种的科只有菊科,150~199种的有毛茛科和唇形科2个科,100~149种的有4科(百合科、豆科、蔷薇科、伞形科),50~99种的有9科,10~49种的有52科,2~9种的有60科,只有1种的有25科(表2)。

菊科包含的药用植物特有种最多(49属218种),在四川(149种)、云南(104种)、甘肃(71种)、西藏(60种)和青海(53种)相对集中。

可以看出,菊科很多药用植物特有种类群在青藏高原边缘的四川、青海、甘肃、西藏、云南及邻接区域分布,这是菊科药用植物特有种的最重要的核心分布区,随着环境和适应性的差异向不同方向扩展。