文冠果种质资源调查研究进展
文冠果种质资源调查研究进展
Research Progress on Germplasm Resources of Xanthoceras sorbifolium Bunge
1. 引言
文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)为无患子科文冠果属落叶灌木或小乔木 [1]，又名文冠花，文光花，僧灯毛道，在我国有一千多年的栽培历史 [2]，是我国北方特有的优良木本油料树种，其食用、药用、观赏、生态等综合经济效益高，具有极高的开发利用和研究价值。长期以来，我国文冠果多处于野生、半野生状态，自然生长。1960年代开始大量栽种人工林，但从1970年代后期开始，文冠果生产遭到巨大破坏 [3]。近年来，部分地区或单位依托文冠果资源调查和科研创新项目课题，开展了文冠果种质资源调查，但普遍存在系统性不强、重复性高、深度广度不够等调查不全面问题。本文通过查阅文献并结合山东省林草种质资源中心文冠果调查结果，分析文冠果种质资源分布情况，特别是野生资源、古树资源、人工栽培资源的类型、数量、分布和性状等情况，分析适宜分布区及选优种质筛选，为文冠果种质资源保护利用工作提供建议。
2. 文冠果种质资源分布情况
2.1. 种质资源总体分布特点
文冠果在我国的分布范围较广，秦岭淮河以北的北方地区均有分布，自然分布主要集中在黄土高原地区，详见表1。分析可见，地理分布上，主要在沿黄河流域的青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东以及河北、辽宁、北京、天津、新疆、西藏等21个省、自治区和直辖市，大部分处于北纬28˚34'~47˚20'N，东经73˚20'~120˚25'E之间。垂直分布上，大多分布在海拔800~1800 m范围内，资源分布的最低海拔仅为5 m，最高海拔可达3660 m。立地条件上，资源分布的最低气温为−36.4℃，最高气温为38.9℃，年均降雨量在37~969 mm之间，年日照时长1616~3124 h，无霜期120~233 d；野生资源主要生长在次生林中阳坡或半阳坡的丘陵山地，生境主要为沟边、崖畔和陡坎等。徐东翔等 [3] 报道，广西荔浦县、广东阳江农场、江西景德镇、上海植物园、湖南大庸县、江苏溧水县等秦岭淮河以南的南方地区也有文冠果引种，仅少数存活，不结实。
2.2. 野生资源主要分布情况
山东省林草种质资源中心近3年来组织开展的调查结果显示，文冠果野生资源分布区主要为温带、暖温带气候区，在黄土高原的天然分布最为集中，与现有文献报道基本一致，详见表2。朱仁斌 [8] 在2014~2015年对我国野生资源进行采样调查，提出文冠果的野生分布区处于黄土高原或黄土区范围，为青海循化–甘肃陇南–陕西宝鸡–陕西铜川–河南三门峡–山西太原–河北张家口–陕西榆林–宁夏银川等围合成的一个连续分布区域。康永祥等 [9] 研究发现，文冠果乔木林分布于黄土高原阔叶落叶林区，灌丛群落和乔木型孤树在林区和森林草原区都有分布，干草原、沙化草原区以灌木型孤树或乔木型孤树分布较多，各群落在物种组成上存在差异。
地理分布
水平分布
垂直分布
m
年均气温
℃
年均降雨量
mm
生境条件
年日照
无霜期
文献
甘肃、宁夏东部，陕西、河南北部，山西、河北大部，内蒙古南部和东部，辽宁、吉林西部
33˚48'~44˚20'N，106˚~125˚E
大多300~1200
可达1400
7.6~14.2，
1月均温−0.2~10.7，
7月均温22.0~27.6
375.1~631.3
阳坡；沟豁、沟崖；多为砂壤土，绵土、褐土生长较好
2451.2~2965.2 h，
150~216 d
[4]
辽宁建平、河北唐山、山东青岛、安徽合肥、河南栾川、陕西洛南、甘肃平凉、青海循化、西藏察隅一线以西以北
28˚34′~47˚20′N，73˚20′~120˚25′E
大多800~1800
可达2300
3.3~15.6，
1月均温−19.4~0.2，
7月均温13.6~32.4，绝对气温−36.4~38.9。
43~969
沟壑、土石山；黄绵土为主，其次黑垆土、风沙土、褐土；土壤pH值7~8.5
1616~3124 h，
120~233 d
[5]
北京、内蒙古、陕西、山西、河北、河南、新疆、甘肃、宁夏、山东、安徽、辽宁、青海、西藏
28˚34′~47˚20′N，73˚20′~120˚25′E
大多800~1800
可达2300
500~800，
最低148.2
阳坡、半阳坡；山坡、丘陵、沟壑边缘和土石山区；沙壤、壤土
[6]
内蒙古、陕西、山西、河北、甘肃、新疆、北京、河南、青海、山东、辽宁、天津、湖北、西藏、黑龙江、四川、吉林、上海、云南、湖南
大多1000~2000
最低5，最高3660
1.9℃~16℃
37~952
[7]
Table 1. General distribution characteristics of germplasm resources
表1. 种质资源总体分布特点
注：空白处为文献未做介绍。
省
市
分布广泛的县区
分布较少的县区
参考文献
甘肃
庆阳市
合水县、宁县、正宁县、华池县
环县、镇原县、庆城县、西峰区
[5] [8] [10]
平凉市
崆峒区、灵台县、泾川县、崇信县、华亭县
静宁县、庄浪县
[8] [10]
天水市
清水县、秦川区、麦积区
武山县、张家川回族自治县、秦安县、甘谷县
[5] [8] [10]
陇南市
两当县、徽县、康县、文县
武都区、西和县、礼县、成县、宕昌县
[8] [10]
临夏州
康乐县、东乡县、永靖县、临夏县
[10]
甘南州
舟曲县
[10]
定西市
漳县
[11] [16]
兰州市
西固区
[8]
陕西
延安市
甘泉县、富县、延长县、安塞区、黄陵县、延川县、宝塔区、子长市
洛川县、宜川县、黄龙县
[8] [11] [16]
榆林市
清涧县、定边县、神木市、府谷县
米脂县、靖边县
[5] [8] [11] [16]
渭南市
韩城市、合阳县、澄城县、白水县、蒲县、富平县
[5] [8] [11] [16]
宝鸡市
麟游县、陇县、千阳县、渭滨区
岐山县、凤翔区
[8] [9] [11]
铜川市
宜君县、耀州区
[8] [11] [16]
咸阳市
淳化县、永寿县、旬邑县、长武县、彬州市
礼泉县、乾县
[8] [9] [11]
山西
运城市
绛县、闻喜县、垣曲县、平陆县
永济县
[12]
临汾市
乡宁县、吉县、隰县、蒲县、大宁县、永和县、霍州市、翼城县、汾西县、
襄汾县、安泽县、古县、
[5] [8] [12] [15]
吕梁市
临县、石楼县、方山县、兴县、汾阳市、离石区、中阳县、静乐县
岚县、孝义市、交城县
[8] [12] [15]
太原市
娄烦县
古交市、阳曲县、清徐县
[8] [12]
忻州市
忻府区、定襄县、原平县、代县、宁武县、静乐县、神池县、繁峙县
五寨县、岢岚县、偏关县、保德县、五台县、河曲县
[8] [12] [15]
阳泉市
盂县、平定县
[12]
大同市
天镇县、广灵县、阳高县、浑源县
原平市、灵丘县
[12] [13]
晋中市
灵石县、祁县、榆次区、平遥县
昔阳县、太谷区
[12] [15]
晋城市
阳城县
沁水县
[10] [11]
长治市
黎城县
屯留区、武乡县
[12] [15]
朔州市
朔城区
[12] [15]
青海
海东市
循化县
[8] [17]
宁夏
石嘴山市
惠农区、平罗县
[8] [18]
固原市
彭阳县
原州区
[8] [19]
银川市
贺兰县
[8]
内蒙古
赤峰市
巴林左旗
[20]
河南
三门峡市
陕县
[4] [8]
河北
张家口市
赤城县、宣化县、蔚县、涿鹿县
[21]
Table 2. Main distribution of wild resources
表2. 野生资源主要分布情况
甘肃省文冠果野生资源广泛分布在子午岭林区及南部、中部的部分地区，庆阳市、平凉市、天水市、陇南市是资源分布较广泛的地区。总体呈零星分布，少部分为片状或块状分布，与薛睿等 [10] 调查情况基本一致。陕西省文冠果野生资源集中分布在陕北黄土高原沟壑区，延安市、榆林市、渭南市、宝鸡市、咸阳市、铜川市是资源分布较广泛的地区。缪礼科等 [11] 认为陕西省文冠果野生资源分布和产量最多的为延安市、榆林市及渭北高原的部分地区，1960~1970年代延安市为内蒙古、辽宁等地供给文冠果种子，是这些地区大部分人工林的起源。山西省文冠果野生资源分布广泛，11个地市均有分布，临汾市、吕梁市、忻州市、运城市、大同市、晋中市是资源分布较广泛的地区。张凌等 [12] 实地调查发现，山西省野生资源除晋城市外的10个地市均有分布，临汾市、吕梁市、忻州市分布最多；孙向宁等 [13] 发现晋城市阳城县有文冠果野生资源分布，张东旭等 [14] 发现晋城市沁水县有文冠果野生分布；付宝春等 [15] 调查发现，山西省文冠果多处于野生、半野生状态，花色以白色居多，大多数生境为向阳沟边或悬崖峭壁、岩石裂缝处，生活型为小乔木或灌木，代县、方山县、兴县、大宁县、榆次区等地有成片天然分布；广灵县林业局普查发现灌木型文冠果资源大多散生分布在崖头沟岔，乔木型文冠果资源多在农户院落或寺庙 [16]。
青海、宁夏、内蒙古、河南、河北等地区也有文冠果野生资源零星分布。青海省循化撒拉族自治县孟达林区有文冠果野生资源分布，生长在侵蚀沟肩和农田地坎之间，呈散生灌木状，当地对文冠果资源的价值认识不足，资源遭到破坏 [17]。刘福忠等 [18] 对宁夏贺兰山文冠果野生资源进行调查，发现3处野生资源集中分布地，分别为石嘴山市惠农区境内小翻石沟、银川市境内偷牛沟、黄旗沟，但资源存量不大、生长状况不佳；安海军等 [19] 调查发现，固原市彭阳县12个乡镇均有文冠果野生资源分布，冯庄乡虎崾岘村石桥组有近20 hm2的连片分布。徐国力等 [20] 调查发现，内蒙古赤峰市巴林左旗辽祖州祖陵遗址的文冠果资源为天然起源，约起源于辽代以前。河南崤山南麓曾有大面积文冠果林，间作种植刺槐后，文冠果仅剩零星大树 [4]。殷巨龙等 [21] 对河北张家口调查发现，赤城县、宣化县、蔚县、涿鹿县有大量文冠果野生资源分布，多生长于荒山秃岭、沟叉悬崖、道旁地边。
2.3. 古树资源分布情况
根据山东省林草种质资源中心组织实地调查和文献调研，目前已完成甘肃、内蒙古、陕西、山西、河南、山东、河北、辽宁、新疆等地405株文冠果古树调查，对散生古树每木调查其分布、树龄、生长势、权属、生物学性状、重要农艺性状、相关历史文化信息等，部分调查工作仍在进行中，详见表3。文冠果古树大多分布在寺庙、农家院落，部分古树以古树群形式出现。在内蒙古已调查发现古树群19处，其中位于赤峰市巴林左旗辽祖州祖陵遗址的古树群，初步判定为最古老的文冠果古树群。文冠果古树无论是天然分布还是人工栽种，都经过了千百年的考验，具有了高度的生态适应性和极强的抗逆性，为保存文冠果种质资源和开展相关科学研究提供了基础材料 [22]。
省区
株数
县区
文献
甘肃
25
庆阳市6株、白银市6株、兰州市3株、平凉市4株、天水市3株、临夏2株、武威市1株
[14] [23] [24] [25]
内蒙古
179
赤峰市78株、鄂尔多斯市62株、通辽市23株、阿拉善盟6株、呼和浩特市2株、巴彦淖尔市1株、乌兰察布市1株、乌海市6株
[20] [26]
陕西
14
渭南市1株、咸阳市3株、榆林市10株
[26]
山西
76
大同市16株、朔州市5株、忻州市13株、太原市9株、晋中市7株、吕梁市5株、长治市3株、临汾市9株，运城市6株
[15] [26]
河南
16
三门峡市6株、洛阳市1株、平顶山市1株、商丘市3株、郑州市5株
[27]
山东
27
滨州市1株、德州市3株、济宁市3株、聊城市2株、临沂市1株、青岛市1株、泰安市1株、潍坊市7株、烟台市2株、枣庄市1株、淄博市4株、莱芜市1株
河北
15
张家口市7株、唐山市3株、邯郸市1株、承德市3株、石家庄市1株
[21] [26]
辽宁
24
朝阳市17株，阜新市6株、鞍山市1株
[28]
新疆
2
乌苏市1株、和田县1株
[29]
北京
20
海淀区10株、东城区4株，昌平区1株、房山区1株、门头沟区2株、密云区1株、宣城区1株
[30]
西藏
2
拉萨市1株、山南地区1株
黑龙江
1
哈尔滨市1株
吉林
1
白城市1株
天津
3
宁河县1株、蓟州区1株、武清区1株
合计
405
Table 3. Distribution of ancient tree resources surveyed
表3. 已调查完成的古树资源分布情况
2.4. 人工栽培情况
文冠果仅在我国实行产业化栽培，甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东、河北、辽宁等省区均有不同规模的栽培面积。截至2021年末，全国文冠果资源面积为390万亩，其中天然次生林130万亩，人工林260万亩 [31]。我国文冠果人工林栽培主要有两次规模较大的发展，1959年内蒙古赤峰市鸭鸡山机械化林场最早栽植文冠果约200亩；响应“向荒山、沟谷、沙地要油”理念，由内蒙古开始，山西、辽宁、吉林、陕西、河南、河北等地也相继建立了文冠果基地 [3]。进入21世纪以来，我国启动了退耕还林工程、生物质能源林示范基地和木本油料林基地建设工程，文冠果作为北方重要的生态经济树种开始大规模应用，特别是新疆、内蒙古、甘肃、陕西等地，文冠果作为耐寒、耐旱、耐贫瘠的生态树种被大量种植。文冠果产业较突出的甘肃省白银市累计种植45万亩，其中会宁县11.6万亩、靖远县21.2万亩、景泰县9.4万亩、平川区2.8万亩；到“十四五”末，全市种植文冠果达到80万亩 [32]。
2.5. 适宜分布区与优异种质选择
文冠果具有较强的抗旱、抗寒、抗盐碱能力和适应性，黄土高原地区绝大部分区域为最适宜区或较适宜区，北方土石山区、新疆北部地区为生态适宜区，陕西、河南等地适合规模化种植。韩蓓蓓等 [33] 通过生态区划研究发现，文冠果在陕西省的适宜区位于陕北北部、渭北以北的黄土高原丘陵沟壑区，次适宜区位于长城沿线风沙区、渭北黄土台塬、关中平原区，不适宜区位于秦巴山地。谢彩香等 [34] 通过模型预测表明，我国黄土高原地区、北方土石山区、新疆北部地区为文冠果的生态适宜区。朱仁斌 [8] 基于MaxEnt预测，文冠果适生区总面积占国土面积的18.22%，陕西、河南、山东最适合规模化种植，四川、西藏存在适生区。贺晓慧 [35]、张殷波等 [36] 以文冠果当前地理分布数据为基础、采用物种分布模型(SDM)预测表明，影响文冠果适生分布的主导因子为年均降水量、年平均温度等。
开展种质资源系统评价，筛选优异种质，选育产量高、抗性强、品质优的新品种，是种质资源保护的重要目的。张维胜 [37]、马新 [38]、敖妍 [39] 等分别根据新疆、赤峰、北京地区不同种源苗期表现观测结果，筛选出表现优异的种源。郭宇兰等 [40] 通过不同种源果实经济性状对比，筛选出经济性状表现最优的种源。赵雪等 [41] 通过测量干旱胁迫过程中生理指标变化，对种质资源进行抗旱性评价。王艺林等 [42] 通过比较不同种源文冠果直播造林效果，确定应选择本地种源或与造林地气候、立地条件等相似地区的种源。
3. 结论与建议
山东省林草种质资源中心组织开展了文冠果种质资源调查，目前已完成大部分文冠果分布区的调查工作。调查发现，我国文冠果野生资源分布主要呈零星状，少数呈块状、片状，其生境受到耕作、过度放牧、开矿等因素影响和被当作薪柴、建材、家具材等，天然分布区内很大部分资源遭到破坏，自然分布范围逐年缩小，种群数量明显下降，种质资源贻失严重。文冠果古树大多分布在寺庙或农家院落内，经过千百年考验，具有很高的适应性、抗逆性，是历史的见证者，具有较高的历史文化价值，调研发现部分古树保护措施不当甚至加速死亡。因此，进一步系统开展文冠果种质资源调查、收集、保存、鉴定、评价等基础性资源保护工作，对加快种质资源开发利用进程，加速选育出满足生态造林、观赏、油用等不同用途的新品种、良种并推广应用，具有重要意义。
基于文冠果资源分布特点及各地基础条件，建议在甘肃、陕西、山西等文冠果天然集中分布区，加大种质资源原地保护力度，建立种质资源原地保存库。在种质资源工作基础较好的内蒙古、山东等地，加强国家和省级文冠果种质资源异地保存库建设，全面开展种质资源收集、保存，有效保护文冠果遗传多样性，为品种选育提供丰富物质基础。
基金项目
山东省重点研发计划(农业良种工程)项目(2020LZGC0904)；国家林业和草原局生物安全与遗传资源管理项目(KJZXSA202033)；中央财政林业改革发展资金项目(鲁[2021]TG09号)。
NOTES
*通讯作者。
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