陕西宁强县珍稀濒危药用植物独花兰调查研究
2019年度优秀科技调研论文二等奖篇目
陕西宁强县珍稀濒危药用植物独花兰调查研究
王仕宝 张慧 李霞 赵世远 张昌胜
汉中职业技术学院
独花兰（Changnienia amoena）为兰科（Orchidaceae）独花兰属，多年生草本植物，全株仅一叶一花，其肉质假鳞茎近椭圆形或宽卵球形，近淡黄白色，具有1~3节，被膜质鞘。为中国特有的单种属植物，主要分布在陕西南部、江苏、安徽、浙江、江西、湖北、湖南和四川[1]（巫山、北川、广元、巴中、茂汶）。近20年中，又在广西、重庆城口、贵州、河南、甘肃文县等地发现新的分布[2-6]。独花兰于1970年在陕西省平利县首次发现，之后40多年再未发现，直到2011年和2012年分别在陕西化龙山国家级自然保护区内重新被发现[7]。独花兰的药用价值较高，在《全国中草药汇编》中记载：具有清热、凉血、 解毒之功效，主治咳嗽，痰中带血，热疖疔疮等。此外，独花兰花色艳丽，具有很高的观赏价值。近年来，由于环境的变化、过度采挖及自身繁殖困难等因素，导致该物种急剧减少。因此，已被《中国植物红皮书—稀有濒危植物( 第一册) 》列为珍稀濒危种，成为国家二级保护植物[8]。
一.调查区自然概况
宁强县位于陕西省西南隅，北依秦岭，南枕巴山。东经105°20′10″~106°35′18″、北纬32°27′06″~33°12′42″，总面积3282.73平方公里[9]。地处秦岭、巴山两大山系的交汇地带，山势陡峻，沟谷深陷，地形地貌分为北部中山、西部低山、嘉汉谷地、五丁关中山、玉带河谷坝、巴山高中山等六种类型。属山地暖温带湿润季风气候类型，在海拔800m以下地区为北亚热带；800～1400m为暖温带；1400～2000m为中温带；2000m以上为寒温带。光热不足，气候湿润、雨量充沛，自然灾害频繁[10]，植被类型为落叶阔叶林和针阔混交林，中药资源丰富。
二.研究方法
基于第四次全国中药资源普查项目，2018年4月至2019年4月，对全县21个乡镇所辖区域，按照国家中药资源普查技术方案，通过野外样方调查和线路调查，对40个样地以及全县区域内可能有野生独花兰分布的地区进行了详细的调查。
在样地内设置5套样方，作为重复。在每套样方内设6个大小不同的样方，包括: 10m×10m 乔木样方1个；5m×5m灌木样方1个；2m×2m草本样方4个。因此，每个样地共有乔木样方5个、灌木样方5个、草本样方20个。
每套样方内的6个小样方采用固定编号，其中乔木样方编号为1，灌木样方为2，草本样方依次为3、4、5、6；样地与样方的关系如图1。6个样方的位置关系。
对独花兰的种群进行编号，记录其生长地、种群密度、经纬度、海拔、群落类型（详见表1）；记录独花兰所处的地貌类型、坡度、坡向及坡位，采集独花兰所生长的土壤类型（详见表2）；对所有种群中物种的高度、叶长、叶宽、地下茎的长度和节间数进行测定（详细信息见表3）；拍摄独花兰的生境、群落及叶的形态特征和花蕾（见图1-4）。
表1 独花兰野生种群基本信息
Table 1 Basic information of wild Changnienia amoena
种群编号
生长地
种群密度（株）
经度
纬度
海拔（m）
所处植被类型
DHL-1
宁强二郎坝
6
106°26′25.1″
32°50′51.8″
1499.5
阔叶林
DHL-2
DHL-3
宁强二郎坝
宁强太阳岭
3
2
106°22′34.4″
105°55′10.3″
32°47′16.2″
33°5′59.5″
1195.0
1217.3
阔叶林
阔叶林
DHL-4
宁强汉源镇
9
106°9′12.8″
32°44′36.2″
1238.0
针阔混交林
表2 独花兰生长地貌、坡度、坡向坡位及土壤类型表
Table 2 Growing landform, slope, slope direction and soil type of Changnienia amoena
种群编号
地貌类型
坡度（°）
坡向
坡位
土壤类型
DHL-1
山地—中山
10
东南
上
黄棕壤土（混有腐殖土）
DHL-2
DHL-3
山地—中山
山地—中山
15
5
东
东南
中
中
黄棕壤土（混有腐殖土）
黄棕壤和黄褐土（混有腐殖土）
DHL-4
山地—中山
15
南
上
黄棕壤土（混有腐殖土）
三、结果分析
从表1结合图1-4、野外观察及鉴定群落物种后可知，独花兰均生长在阔叶林或针阔混交林中。对DHL-1、DHL-2、 DHL-3 及DHL-4的群落分析，乔木层主要有油松（Pinus tabuliformis）、白桦（Betula platyphylla）、麻栎（Quercus acutissima）等；灌木层中有阔叶箬竹（Indocalamus latifolius）、中华青荚叶（Helwingia chinensis）、枸骨（Ilex cornuta）、阔叶十大功劳（Mahonia bealei）、万寿竹（Disporum cantoniense）、豪猪刺（Berberis julianae）等，藤本植物包括常春藤（Hedera nepalensis var. sinensis）、穿龙薯蓣（Dioscorea nipponica）、红脉忍冬（Lonicera nervosa）、双蝴蝶（Tripterospermum chinense）等。草本层有鹿蹄草（Pyrola calliantha）、鹿药（Smilacina japonica）、万寿竹（Disporum cantoniense）、春兰（Cymbidium goeringii）、蕺菜（Houttuynia cordata）、草沙蚕（Tripogon bromoides）等。另外从经纬度及分布地分析，DHL-1和DHL-2的群落均在二郎坝，而DHL-3和DHL-4群落分别在太阳岭和汉源镇。二郎坝和汉源镇属于巴山山系，而太阳岭为秦岭山系。由此可知，独花兰在宁强县域秦岭巴山均有分布。从分布的海拔来看，它们四个群落分布在海拔1100~1500m，这与独花兰喜阴冷、潮湿和温度较低有关。虽然文献报道海拔在400~1800m的范围，独花兰均有分布，但低海拔区域，未发现独花兰种群，这可能与低海拔人为干扰环境有关。
从表2可知，宁强县域内本次调查独花兰的4个种群，其地貌类型均为山地—中山型，生长在坡度为5°~15°较为平缓的地方，坡向为东、南或东南。从野外独花兰群落所被照的光线分析，野生独花兰基本处于阳光照射相对较少的阴面坡，特别是，生长在阔叶林或针阔混交林中较为隐蔽的地方。从生长的坡位来看，处于中坡和上坡；另外，土壤类型为黄棕壤、黄褐土并混有大量的腐殖土。
在表3中，对4个种群20个植株进行了较为详细的个体测定。其植株个体的地上高度、叶脉长度、叶脉宽度的范围分别为6.3~18.7 cm，4.1~14.2 cm，2.6~8.1 cm。对于地上高度、叶脉长度和宽度进行统计分析，得出样本均值`X和相对标准偏差RSD分别为：11.96 cm，31.5%；8.48cm，32.3%；5.50 cm，33.8%。另外，在测量独花兰地下根茎的长度、个数时，考虑到采挖植株会对独花兰造成一定的伤害及就地保护的重要性。因此，课题组对独花兰的DHL-1、DHL-2和DHL-3群落中仅随机抽选一株，进行了根茎的长度及个数测定，其根茎长度分别为5.4 cm，4.6 cm和1.9 cm；根茎个数分别为3、2和1。基于以上分析，得出独花兰地下根茎的长度及个数与植株的地上高度、叶脉的长度、叶脉的宽度呈现一定的正比例线性关系。
（1）独花兰列为濒危植物，其主要原因归纳为两个方面：第一，独花兰为典型的虫媒花，开花期间，需要借助昆虫吮吸花粘液分泌物或粘盘后将花粉带到柱头凹陷处，才能完成传粉环节。针对独花兰的传粉生物学方面，孙海芹等[11]对神农架2个移植居群和5个天然居群进行了传粉生物学的定点观察，发现雌性三条熊蜂、仿熊蜂和蜜蜂均访问独花兰，但只有三条熊蜂身体粘有花粉块，是独花兰的有效传粉者。此外，人工授粉研究表明，自花、异花受粉后花梗均伸长，而套袋隔离花则花梗不伸长，说明独花兰是自交亲和的异交种，需要昆虫传粉。同时，根据传粉者的访问频率、居群中果实的分布，尤其是花距内无花蜜等特征，充分说明独花兰存在欺骗性传粉。但又有文献报道独花兰的生理构造具有特殊之处[12]，表现为花药帽较大和包盖紧密、花粉块不外露、花粉块柄和粘盘不发达等因素。这些情况均决定了没有昆虫或人工配合的前提下，药帽一直牢固的盖在花粉块上，不利于整个传粉过程。另外，独花兰开花期一般在4月份，若在海拔较高区域则受访昆虫偏少、同时开花后期的花器缺少香味及色泽减退等多方面原因，导致昆虫传粉频率不高，这也充分说明独花兰只开花不结实的主要原因。第二，即使传粉成功，由于兰科植物结实后种子微小，在撒落地面后还需要菌根真菌共生的关系、适宜的温度和湿度，才能使种子萌发。基于此，兰科植物对其自身所处的生态环境有高度的敏感性，同时表现为对传粉者高度的依赖性、专一性以及与菌根真菌之间共生的相互性。因此，生态系统的破坏可能导致其传粉者和菌根真菌都受到较大影响，从而影响兰科植物的自然生长与繁育，因此说明，当兰科植物的生境遭到破坏后，致使它们面临濒危的原因之一[13]。
（2）从宁强县域内已发现的独花兰四个种群来看，在巴山山系的二郎坝、汉源镇分布有三个（DHL-1、DHL-2和DHL-4），而在秦岭山系的太阳岭分布有一个（DHL-3）。其中，在二郎坝和汉源镇的三个群落中，通过比较两者的经纬度、海拔信息以及它们的直线距离，可以推断在二郎坝和汉源镇相连接的整个区域可能还有分布的其它野生种群。此外，在二郎坝一带除发现独花兰之外，还在本区域采集了扇叶杓兰（Cypripedium japonicum）、独蒜兰（Pleione bulbocodioides）等兰科植物的标本。分析原因，可能与二郎坝区域海拔较高，温度较低和生态环境相对较好有关。最后，通过详细查看独花兰所处的环境，发现在四个种群周围均有人为活动的踪迹，如砍材、挖药、修路等，其中，距离DHL-3群落约500m处有新修的简易道路。因此可见，对独花兰的野生保护迫在眉睫，建议政府尽快出台相关政策及保护方案，通过封山育林及重点植物就地保护，拓宽独花兰的生存范围。
参考文献
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[9] http://www.nq.gov.cn/zjnq/.
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