中國姜科植物的多樣性和保育 |
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| 來源：未知 作者：admin 發布時間：2013-07-28 05:20 |
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姜科（Zingiberaceae）植物全球約1500 種，分為2 個亞科4 族52 屬，主要分布于舊世界 熱帶地區，尤其是熱帶亞州，少數分布于新世界熱帶地區和亞州亞熱帶地區。中國約有210 種，隸屬21 屬，主要分布于西南部，其次是東南部。 姜科植物中包括有許多著名的藥材，如砂仁（Amomum villosum）、草果（A. tsao-ko）、益 智（Alpinia oxyphylla）、高良姜（A. galanga）、草豆蔻（A．katsumada）、姜黃（Curcuma longa）、 郁金（C．aromatica）、莪術（C．phaeocaulis）、姜（Zingiber officinale）等等，為驅風、健胃、 化瘀、止痛類藥；不少種類還可作纖維植物、染料、香料、蔬菜；更有不少種類可作為美麗 的觀賞植物。姜科植物不愧是一個植物資源寶庫。 姜科植物中不少種類是熱帶地區原生植被里常見的，甚至是優勢的林下草本植物，如草 豆寇；有些則是特殊生境中的優勢植物，如分布在石灰巖地區的毛姜花（Hedychium villosum）； 它們在維持森林生態系統穩定性中有著重要作用。但由于原生植被的日益縮小和被破壞，許 多姜科植物的生存已受到威脅，有些種類已處于瀕危狀態，被列入國家紅皮書的種類就有茴 香砂仁（Etlingera yunnanensis）、擬豆寇（Paramomun petaloideum）、長果姜（Siliquamonum tonkinense）等 5 種，個別種類很可能已在原生地消失，如細莪術（Curcuma exigua）。因此， 本文試圖從姜科植物多樣性的角度，結合筆者多年從事姜科植物遷地保育的經驗，提出一些 姜科植物多樣性的保育措施。 中國苗木網,999miaomu.com 1 生態特性多樣性 姜科植物的分布，無論是緯度或是海拔高度的跨度都很大，在其分布區內具豐富的生態 環境多樣性，因此造就了姜科植物生態特牲的多樣性。整體而言，姜科植物為喜暖喜濕之植 物，適宜生長于溫暖濕潤的氣候中。溫度和水分是制約其分布的主導因子。但不少姜科種類 能生長于多種不同的生態環境中，如象牙參屬（Roscoea）所有種類均生長于海拔1800～4 000m 的高山上，直唇姜（Pommereschea lackneri）、毛姜花、光葉假益智（Alpinia guangdongensis） 等分布在石灰巖上，黃花大苞姜（Caulokaempferia coenobialis）生長在潮濕的石壁上，喙花姜 （Rhynchanthus beesianus）附生于樹干上或石頭上，水山姜（Alpinnia aquatica）則生于河邊 濕地上甚至淺水里，姜黃屬（Curcuma）多數種類喜生于荒地草坡上向陽處；有些種類既可生 長于陰暗潮濕處，也可生長在陽光燦爛處，如高良姜。 2 形態多樣性 生態環境的多樣性，必然導致形態特征發生一系列變化，呈現出豐富的多樣性，其中部 分特征對研究姜科植物的演化和分類有著重要的意義。 2．1 花序 在姜科植物中，原始的花序著生類型應是頂生類型，如閉鞘姜亞科、姜花族、舞花族和 山姜族的多數種類。而進化的類型應是側生類型，如姜族和姜黃屬的部分種類。有2 條理由 可資佐證，一是姜科植物中地上假莖木質化程度較高的類群均具頂生花序，如閉鞘姜屬 （Costus）、山姜屬；二是姜黃屬中2 倍體種類均是頂生類型花序，如細莪術。姜科植物的花 序著生類型除上述2 種外，還有一種介于兩者之間的類型，即從假莖中部穿鞘而出的類型， 如偏穗姜屬（Plagiostachys）植物都具此類型花序。但個別種類在同一時期兼具頂生和側生花 序，或春季具側生花序而在秋季具頂生花序，前者如紅柄姜（Zingiber roseum），后者如廣西 莪術（Curcuma kwangsiensis）。 從花序的結構類型來看，姜科植物的多數種類具穗狀花序；但也有具總狀花序的，如長 果姜屬；亦有具圓錐花序的，如山姜屬；還有個別種類具頭狀花序，如山奈屬（Kaempferia） 的一些種類。 苗木網,www.cqhuayin.com 2．2 花 姜科植物的花兩性，兩側對稱，具苞片；花被片6 枚，2 輪，外輪為花萼，通常合生， 內輪為花冠，基部合生成管，上部具3 裂片，通常位于后方的一枚裂片較大；發育雄蕊1 枚， 花藥2 室，具藥隔附屬體或無，退化雄蕊2 或4 枚，外輪的2 枚稱側生退化雄蕊，呈花瓣狀、 齒狀或不存在，內輪的2 枚聯合成一唇瓣，常十分顯著和美麗；子房下位，3 室，中軸胎座， 或1 室，側膜胎座；胚珠多數，倒生或彎生；子房頂部有2 枚形狀各式的蜜腺或無蜜腺而代 之以陷入子房的隔膜腺。花的形態特征是區分姜科植物類群的最重要特征。特別是退化雄蕊 的數目、形狀、大小、有無；藥隔附屬體的有無；子房的室數和胎座形式；蜜腺的形狀、有 無；胚珠的著生方式等（Burtt ＆ Smith，1972；Schumann，1904；Smith，1981；吳德鄰， 1981）。如側生退化雄蕊大而花瓣狀的類群有姜花族和舞花姜族，側生退化雄蕊小或缺的類群有姜族和山姜族、閉鞘姜亞科；花藥基部有距的類群有象牙參屬、姜黃屬等，花藥基部無距 的類群有姜花族、山姜族、姜族、閉鞘姜亞科，1 室、側膜胎座的類群有舞花姜族。 側生退化雄蕊從花瓣狀到鉆狀到缺如，雄蕊以1 枚到半枚而呈花瓣狀，唇瓣從不顯著到 顯著的演變式樣似乎反映了姜科植物的系統發育式樣。 形態各異、色澤鮮艷的唇瓣和分泌蜜汁及芳香氣味的腺體足以使姜科植物在陰蔽處能吸 引到授粉者。 999中國苗木網,www.cqhuayin.com 2．3 葉 姜科植物的葉可分為2 列排列和螺旋狀排列兩大類，此特征非常穩定，與植物體有無芳 香味一道構成區分亞科的最重要特征（Burtt＆Smith，1972；Schumann，1904；Smith，1981； 吳德鄰，1981）。即姜亞科類群的葉均為二列排列，植物體有芳香味，而閉鞘姜亞科類群的葉 均為螺旋狀排列，植物體無芳香味。有些學者還據此和雄蕊半個且呈花瓣狀的特征而把閉鞘 姜亞科獨立為科（Cronquist，1981）。 2．4 植株 姜科植物中有纖小柔弱，高僅20cm 左右的黃花大苞姜、土田七（Stahlianthus involucratus）， 也有高達3m 以上的閉鞘姜屬，大豆蔻屬（Hornstedtia），山姜屬的一些種類。姜科植物多數種 類具發達且肉質性的根莖，但也有根莖不發達而代之以根粗壯、肉質發達的類群，如大苞姜屬、 象牙參屬、距藥姜屬、直唇姜屬的種類。有些種類除了肉質性的根莖外，還有肉質性的塊根， 如姜黃屬和山柰屬的大多數種類及姜屬的部分種類。這些根莖和塊根為人類提供了食用和藥用 來源。姜科植物多數種類的植株呈叢生狀態，但也有少數種類呈散生，如茴香砂仁屬（Etlingera） 和砂仁屬的大多數種類等。根莖與假莖（地上莖）相交是平衡或是垂直，植株是叢生或是散生 也是姜科植物分類的一種依據（Smith，1981），如姜花屬和椽花姜屬的根莖與假莖為平衡相交、 山姜屬種類多數呈叢生而砂仁屬則多數呈散生等等。 999中國苗木網,www.cqhuayin.com 2．5 果 姜科植物的果實均為蒴果，多數為室背開裂或不規則開裂，少數為肉質不開裂而呈漿果 狀。形狀有球形、圓柱形、棒形、卵形或橢圓形等。大小從不足一cm（如小花山姜Alpinia brevia、 短柄直唇姜Pommereschea Spectabilis 等）到長達13cm（如長果姜Siliquamomum tonkinense） 不等，但多數種類為2～5cm。 2．6 花粉 姜科植物的花粉粒多數為球形、橢圓球形，少數為長球形。直徑為36～225um。姜亞科 種類的花粉壁屬于薄壁型，無萌發孔，而閉鞘姜亞科的種類其花粉壁屬厚壁型，具螺旋形或 散孔型萌發孔（梁元薇，1988）。 2．7 染色體 姜科植物的染色體基數X＝8～25（但多為9～18，少為7 或8）。大多數種類為二倍體， 個別為三倍體（如郁金Curcuma aromatica）或四倍體（如廣西莪術C．kwangsiensis）（Chen Zhongyi and Chen Senjen，1987）。 3 生長習性 姜科植物均為多年生草本。多數種類為宿根多年生，即冬季時地上部分枯萎，如姜花屬、姜黃屬、姜屬、凹唇姜屬、山柰屬、象牙參屬等等；部分種類為常綠多年生，如山姜屬、豆 蔻屬、大豆寇屬、茴香砂仁屬以及閉鞘姜亞科的種類。往往是宿根多年生的類群適應性強， 分布較廣，如分布在石灰巖、高緯度、高海拔等特殊生境的類群都有這種生長習性。 中國苗木網,999miaomu.com 4 繁殖特性 姜科植物大多數種類為有性繁殖和無性繁殖并重。無性繁殖中除以根莖繁殖為主外，個 別種類還兼有珠芽繁殖，如毛舞花姜（Globba barthei）。有些姜科植物僅有無性繁殖，如姜黃 屬的多數種類。這些繁殖特性使得姜科植物不但能在陰暗潮濕的森林環境下能繁衍后代，而 且能在多種特殊生境下繁衍后代，呈現出生態特性的多樣性。 5 保育 我國早在20 世紀70 年代早期就在華南植物園建立了姜科植物種質保存園，開始了姜科 植物的保育研究工作。20 多年來，先后從國內外（主要是國內）引種了23 屬129 種、3 變種、 3 變型，現存活18 屬102 種、2 變種、2 變型，且大部分生長良好。這一活植物基因庫的建成， 有力地促進了我國學者對姜科植物的遷地保護、資源開發利用、分類學、細胞學、花粉學、 同工酶、DNA、植物化學等多學科開展深入研究并取得了豐碩成果。圍繞著姜科（現延伸到 姜目）的各方面研究， 999中國苗木網,www.cqhuayin.com 本文作者及導師吳德鄰等人申請到國家基金項目3 個、中國科學院項 目3 個和廣東省科委項目1 個，便是很好的說明。 要對姜科植物多樣性進行保育，就地保護和遷地保護必須同時進行。對那些分布區狹窄 或分布在特殊生境的種類，以就地保護為最佳途徑，如西雙版納植物園和我們華南植物園的 姜園多次對生長在石灰巖上的直唇姜和附生在樹干上或石上的喙花姜進行遷地保護，均未獲 成功，我們也多次對生長在濕潤石壁上的黃花大苞姜進行過多次遷地保護，也未能成功。絕 大多數姜科植物具發達的根莖，有性和無性繁殖能力都很強，只要生態環境不再惡化，合理 開發利用，可以說無瀕危之慮。然而可惜的是環境還在不斷惡化，人們仍然掠奪式地在開采 資源，一些姜科種類已處于或正走向瀕危狀態，如細莪術原分布在四川省米易縣的農田田埂、 溝邊及低丘荒地上，現已難覓蹤跡，該種為國產姜黃屬中唯一的二倍體植物（全世界70 余種 姜黃屬中也僅有4 種為二倍體），對于研究姜黃屬非常重要；又如分布于滇東南的長果姜，由 于森林的毀壞，失去蔭蔽潮濕環境，現亦難見蹤跡；再如長柄山姜在廣東西部原有較大面積 的分布，由于近年人們發現其纖維優質，可用于編織制品供出口，便大量開采，現已基本絕 跡，且亦已波及廣西。諸如此類，說明進行遷地保護是非常必要的。根據筆者多年經驗，要 想取得姜科植物遷地保護的成功，有幾條經驗可供參考：①區系成分上以舊世界熱帶分布和 熱帶亞州分布易成功。②從生態因子上以氣候相似的易成功。③從生態習性上以宿根多年生 的易成功。④遷移時間上以處于休眠時的易成功。⑤遷移后能模擬原生境的易成功。（中國科學院華南植物研究所，廣州 510650） 中國苗木網,www.cqhuayin.com |
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