摘 要:新疆分布的甘草属植物共5种:乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G. glabra)、粗毛甘草(G.aspera)、胀果甘草(G.inflata)、膜荚甘草(G.korshinskyi)。出现于新疆88%的县、市及各大河流沿岸、泉水溢出带及冲积平原。在区系上与中亚关系密切。空气干燥度、年平均温度及土壤盐碱含量对不同种甘草的分布都有影响。甘草虽然在南、北、东疆都有分布,但以北疆为主。甘草分布地区的大气干燥度从1.37-237.3,而以3~6最佳;年均温度为0.4~14℃,而以4~8℃为最适宜。乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)常与苦豆子(Sophora alopecuroides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、芦苇(Phragmites communis)、大叶白麻(Poacynum hendersonii)等组成群落。光果甘草(G.glabra)可与灰杨(Populus pruinosa)、柽柳(Tamarix chinensis)、假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)等组成群落。胀果甘草常与不同比例的胡杨(Populus diversifolia)、铃铛刺(Halimodendron halodendron)、柽柳、芦苇、大叶白麻,骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、花花柴(Karelinia caspica)等组成群落。粗毛甘草(G.aspera)多为田间、果园及路旁荒地杂草。为了保持甘草资源的持续利用并充分发挥其效益,应建立合理的采挖制度,建立甘草生产基地,并开展甘草的综合利用研究。
关键词:新疆;甘草属;生态分布
1 甘草在新疆及毗邻地区的分布
豆科甘草属共23种,我国产9种(郑斯绪等,1955;林寿全等,1977;张鹏云等,1960),主要分布于西北、华北和东北各省区,江苏、河南、安徽、云南等省也有少量分布,但以新疆、内蒙古、宁夏、甘肃等省区为主要产区。在新疆境内分布有5种,即乌拉尔甘草、光果甘草、胀果甘草、粗毛甘草及膜荚甘草。
胀果甘草分布于塔里木盆地及东疆(林寿全等,1977;张鹏云等,1960),由东疆进入甘肃西北部的疏勒河和额济纳河流域,蒙古人民共和国西南部也有分布。乌拉尔甘草分布于地中海沿岸、哈萨克斯坦、中国北疆,然后经青海、甘肃、宁夏、内蒙古,直至东北三省和西伯利亚。粗毛甘草由伊朗,沿里海至哈萨克斯坦,经伊犁河沿岸进入北疆,止于东疆,由于环境条件的极度干旱再没有向东、向南扩散。光果甘草分布于地中海、东欧、北非、中亚(George et al.,1932;Grigorjev et al.,1948;Круганова,1955;中国科学院植物研究所, 1972)和哈萨克斯坦,以及我国北疆和南疆,通过东疆向东到达疏勒河中下游。膜荚甘草从伏尔加河北岸(Круганова,1955),经咸海岸的阿拉尔斯克、吉尔吉斯,分布到新疆南部,沿叶尔羌河下游的巴楚至塔里木河、孔雀河沿岸。
新疆分布的5种甘草,在我国华东、华南、西南地区,以及东南亚各国均不分布。从区系地理上看,它们属于地中海-亚洲中部成分(Грубовэ,1963)。
2 新疆甘草分布的生态条件及其群落
甘草属植物在新疆广布于63个县、市,即全疆88%的县、市有其分布。其生态条件的总体特点是:年均相对湿度37%~73%;干燥度为1.37~72.4(托克逊高达237.3),年均降水量为4~490mm;年均温度为0.4~14℃;≥10℃年积温为1 900~5 500℃;年日照时数2 700~3 360h,日照百分率为60%~70%。5种甘草都喜含钙土壤,并有一定的抗盐性。
(1)乌拉尔甘草(又称甜甘草、甘草) 分布于阿勒泰、塔城、博尔塔拉、博乐、伊犁、克拉玛依、石河子、昌吉、乌鲁木齐乌拉泊、哈密、吐鲁番、巴音郭楞、阿克苏、克孜勒苏、喀什、和田等47个县、市,但以北疆为主。
该种对环境的适应幅度最大,分布亦最广,新疆境内的温带草原地区和暖温带荒漠地区都有分布,出现于各地山区河谷杨树林及荒漠杜加依林和杜加依灌丛、低地河漫滩草甸及灌溉绿洲。其分布区的干燥度多在14.7以下,但以3~6为最适宜;年均温度0.4~14℃,以4~8℃最适宜;年光照时数2 680~3 360h。
阿尔泰地区河谷杨树林,从布尔津至富蕴的额尔齐斯河谷,由银白杨(Populus alba)、银灰杨(P.canescens)、黑杨(P.nigra)及疣皮桦(Betula pendula)组成,上层树冠郁闭度60%,地下水位高1~2m,土壤p H7.5—8。甘草为草本层优势种,覆盖度在50%左右,生长良好。伴生植物有偃麦草(Elytrigia repens)、苦艾蒿(Artemisia vulgaris)、芦苇,偶尔出现密刺野蔷薇(Rosa spinosissima)。随着远离河岸,上层乔木郁闭度渐小,密刺野蔷薇增多,甘草的荚果腺毛刺增多。
在阿勒泰山前洪冲积扇倾斜平原,额尔齐斯河与克兰河河漫滩和阶地上分布的盐化草甸,以甘草、梯牧草(Phleum pratense)、芦苇、苦马豆(Swainsonia salsula)、赖草(Aneurolepidium dasystachys)等为优势种,并有海乳草(Glaux maritima)、花花柴、水麦冬(Triglochin palustre)伴生。随着土壤盐化的加强,地下水位矿化度的增高,碱蓬(Suaeda glauca)和小叶碱蓬(S.microphylla)增多,甘草减少,覆盖度仅5%,频度20%。
准噶尔盆地南缘天山北麓洪冲积扇倾斜平原,玛纳斯河河漫滩和低阶地上有偃麦草、芦苇、苦豆子、甘草为优势种的真草甸,甘草盖度达25%~40%,频度在50%以上。并有赖草、黄花苜蓿(Medicago falcata)、白香草木樨(Melilotus alba)伴生。随着土壤盐分的递增,盐化草甸成分有耳叶补血草(Limonium otolepis)、花花柴出现,当土壤含盐量大于10%以上时,甘草生长不良,这时土壤出现盐壳,植物以荒漠多汁盐柴类灌木为主,如盐节木(Halocnemum strobilaceum)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、盐爪爪(Kalidium foliatum)等,甘草数量大为减少,其覆盖度可低至2%,频度5%。
南疆暖温带灌木及半灌木荒漠地区的哈密黄田农场附近,以及阿克苏阿拉尔塔里木河南岸,环境极为干旱,土壤为重盐土,甘草植株低矮,高不过50cm,叶色浓绿,叶片波状皱褶增多,在春末夏初病虫害严重,荚果虫蛀率高达60%以上,荚果“S”形折叠回数增多,腺毛刺也多。塔里木河及孔雀河沿岸的低洼地,地下水位过高,或常被洪水浸没,排水不良,这种地方甘草生长更差,其根及根颈常腐朽变黑。
伊犁、石河子、塔城等灌溉绿洲的农田、屋边,以及果园荒地,也常有甘草零星分布。
甘草的海拔高度分布范围多在420~1 200m;青河、塔城、特克斯等山地谷坡地可分布到海拔1 300~1 500m;新源南山与阿图什的哈拉奇在海拔1 650~1 859m处仍有零星分布。
(2)光果甘草(又称洋甘草、欧甘草、欧亚甘草) 分布于伊犁、塔城、博尔塔拉、石河子、昌吉、巴音郭楞、阿克苏、喀什等20个县、市,以伊犁、石河子、昌吉等地为主。东疆仅见于吐鲁番桃儿沟、吐峪沟等水草丰茂的山谷中的落叶阔叶林缘。在博乐的农田及林带附近也有零星分布,但阿尔泰地区未见分布。
光果甘草分布的生态幅比前种狭小,抗逆境能力亦差,对水分条件要求高,且不耐盐。多分布于北疆泉水溢出带和人工补给水的绿洲,南疆的杜加依林与河漫滩盐化草甸上亦有少量分布,它是旱中生植物。分布区的干燥度一般不超过20,多在5以下;年均降水量不低于40mm,一般在180mm以上;年均温度以6~12℃为宜,它对极端最高温和最低温度较敏感,年积温不得少于2 100℃;对光照要求亦比较严格,在2 730~3 000h之间。
天山北麓准噶尔盆地南缘泉水溢出带和灌溉绿洲、城市近郊、果园荒地和人工林下,常有光果甘草、白花草木樨,黄花草木樨(Melilotus officinalis)、白花车轴草(Trifolium repens)、顶羽菊(Acroptilon repens)为优势种的群落,还有真草甸杂草类苦马豆、红花车轴草(Trifolium pratense),苦豆子、旋覆花(Inula britannica)、天山千里光(Senecio tianschanicus)、田野苦苣莱(Sonchus arvensis)等中生植物伴生。有时出现假苇拂子茅、甘草等。在人工栽培的白腊(Fraxinus americana)、复叶槭(Acer negundo)、杨树等为主的行道林或防风林下,以光果甘草、假苇拂子茅为优势种的草木层,层盖度有时高达于70%以上,并有芦苇、大蓟(Cirsiumsp.)、苍耳(Xanthium strumarium)、苦艾嵩、黄花蒿(Artemisia annua)等伴生。
玛纳斯、石河子、伊犁等地河漫滩及低地草甸,有光果甘草、芦苇、大叶白麻、花花柴为优势种的群落,光果甘草覆盖度可达40%~50%。随盐生植物耳叶补血草、盐地凤毛菊(Saussurea salsa)的出现,光果甘草逐渐减少,覆盖度降为20%~30%。随着土壤盐渍化的进一步加重,出现荒漠多汁木本盐柴类,光果甘草趋于消失,因而在盐生草甸少见。
在南疆库尔勒铁门关和吐鲁番桃儿沟的山地草原及山坡阔叶林缘有成片的光果甘草生长,株高达1m左右,叶色浓绿,荚果光直而宽。覆盖度60%~70%,频度80%以上。
在塔里木河一级台地及河漫滩上的杜加依林中,由灰杨、沙棘(Hippophae rhamnoides)、尖果沙枣(Elaeagnus oxycarpa)组成乔木层,盖度40%~55%;由光果甘草、芦苇、大叶白麻组成草本层,光果甘草覆盖度为25%~40%;层外藤本戟叶鹅绒藤(Cynanchum sibiricum)生长甚茂。远离河岸,铃铛刺渐增,随着灰杨的减少,光果甘草植株也逐渐变低矮,高不超过50~60cm,荚果腺毛刺增多,且呈镰状弯曲。生长在土壤肥沃、水源充足的郁闭林下的光果甘草,往往植株高大,达180~222cm,但茎干细弱,叶色淡绿,花果脱落严重,脱落率达50%~70%,主要以无性系繁殖。
(3)胀果甘草 见于和田、喀什、阿克苏、巴音郭楞、哈密、吐鲁番等20个县、市。南疆塔里木盆地及东疆吐哈盆地为分布区,北疆不分布。
该种喜光、喜温、抗逆境能力甚强,尤其是抗旱、耐盐碱、耐沙埋。出现于南疆和东疆温带荒漠中的杜加依灌丛、杜加依林、低地及河漫滩盐化草甸、多汁灌木盐柴类荒漠中。其分布区年均相对湿度小,一般为35%~57%;干燥度在9以上,吐鲁番高达72.4,最高为托克逊,高达200以上;分布区的年降雨量3.6~65.8mm,年蒸发量却高达1 972~3 820mm,且末、若羌、吐鲁番等地年蒸发量为年降水量的134~190倍;分布区年均温度7.8~14℃,但最适温度为10~11.5℃,在低于7.8℃的北疆不分布,伊犁、霍城年均温度虽然在9.2℃左右,但这些地区湿度较大,缺少胀果甘草所需要的干燥度,且年积温不足(它需要的年积温在3 300~5 450℃之间),故无分布;胀果甘草正常发育的光量要求较高,年均日照时数不得少于2 600h。
干旱暖温地区的和田河、喀什玉龙河、塔里木河与孔雀河的河漫滩及河岸一级阶地,常有胀果甘草、芦苇为优势种,大叶白麻、拂子茅(Calamagrostis epigejos)为亚优势种的草甸,总覆盖度50%~70%,胀果甘草的覆盖度为40%~50%,偶尔有少量的光果甘草出现。一级阶地以胡杨建群种的杜加依稀疏落叶阔叶林,或其幼林下,地下水位高1~3m,胀果甘草发育良好,覆盖度30%~45%,常有芦苇、假苇拂子茅、大叶白麻、罗布麻(Apocynum venetum)、骆驼刺、苦豆子等伴生,也偶有少量的光果甘草出现。随着远离河岸,胡杨减少,多枝柽柳(Tamarix ramosissima)增多,草本层的变化向两个方向发展:一是进一步干旱荒漠化,地下水位下降到2.5~5m以下,胀果甘草、骆驼刺增加,并有多种旱生、沙生植物出现,如沙生旋覆花(Inula salsoloides)、散枝鸦葱(Scorzonera divaricata)、猪毛菜(Salsola collina)等,胀果甘草覆盖度35%~45%,频度为55%~60%;在河水消失的老河道枯朽的胡杨林及沙丘中、下部,胀果甘草仍能生长,并开花结实,但种群个体数锐减;当地水位降至8.5m以上的沙丘上部,胀果甘草消失。二是向盐碱化的杜加依灌丛发展,地下水位下降不显著,但水质的矿化度加剧,刚毛柽柳(Tamarix hispida)、多花柽柳(T.hohenackeri)等成分为主的杜加依灌丛逐渐代替了胡杨,花花柴、蒙山莴苣(Lactuca tatarica)增加,胀果甘草成为草本层优势种,覆盖度40%~50%,频度为70%;随着土壤盐碱化增强,土壤含盐量超过15%,地下水矿化度为20~35g/L时,地表结成盐壳、盐生及多汁灌木盐柴类黑果枸杞、铃铛刺、盐穗木(Halostachys caspica)大量出现时,胀果甘草仍能生长,其覆盖度可达25%,茎叶暗绿色,植株低矮(30~40cm),花果严重脱落,结实率低,荚果短小,果内种子仅2~3粒发育。以上两种趋势在巴楚的克孜勒、沙雅的达吾斯空、阿拉尔塔里木河两岸、哈密的大泉湾、鄯善的库木塔格均可见到。
由上述可知,胀果甘草抗盐性与耐旱性都甚强。但在地下泉水溢出或地下水位高于0.5m时,它生长发育不良,或者不见分布。我们曾在相对湿度65%、地下水位2m的石河子农学院试验站进行人工播种,经5年多的观察,生长良好,但营养期的春、夏季茎叶腺毛刺发达,分泌极盛,受蚜虫、蓝步甲、叶蝉危害严重。由此可见,空气湿度较高的生境不利于胀果甘草的生长。
(4)粗毛甘草 分布于伊犁、塔城、博乐、石河子、昌吉、乌鲁木齐,哈密、吐鲁番等15个县、市。南疆和北疆的阿尔泰地区不见分布。(www.xing528.com)
该种对湿度的要求介于光果甘草与胀果甘草之间,对温度要求介于甘草与光果甘草之间。主要分布于干旱温带的天山北麓洪冲积扇缘地的灌溉绿洲,干旱暖温带的东疆吐哈盆地的灌溉绿洲中也有。但灌木、半灌木荒漠、河漫滩盐化草甸、山地草原及阔叶林区均未见分布。其分布区的干燥度一般在8以下;年均温度为4.5~14℃,最适温度为5.8~7.8℃。
粗毛甘草随生境条件的不同,具有两种显著不同的生态型。在水肥充足的农田、果园、防护林带边缘分布的粗毛甘草茎干粗壮,植株高达60~80cm。常与田旋花(Convolvulus arvensis)、苦豆子、苦荬菜(Ixeris denticulata)、灰藜(Chenopodium album)组成群落,并有中生植物苦苣菜(Sonchus oleraceus)、羊角子草(Cynanchum cathayense)、芦苇、苦马豆、蒙山莴苣、廖氏大蒜芥(Sisymbrium loeselii)、阔叶独行菜(Lepidium latifolium)、小蓟(Cephalanoplos segetum)等伴生。在土壤瘠薄缺水干旱的路旁、荒野、建筑物附近,粗毛甘草茎干高不超过30cm,甚至呈匍匐垫状。常与荒漠旱生植物犁苞滨藜(Atriplex dimorphostegia)、中亚滨藜(A.centralasiatica)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)、钠猪毛菜(Salsola nitraria)、道爪草(Dodartia orientalis)、伏地肤(Kochia prostrata)、骆驼刺等组成群落。它不仅植株低矮,叶片小于前者3/5,而且叶表面具白霜;荚果种子间缢缩较甚,花长短于前者1/3,抗病虫害能力差,荚果遭豆蟓侵蛀率达70%以上。
(5)膜荚甘草 分布范围狭窄,对环境适应幅度甚小,抗逆境能力差,也是新疆分布数量最少的一种。经多年野外调查仅见于叶尔羌河下游的巴楚县、塔里木河南岸阿拉尔、孔雀河岸库尔勒达希布隆等地。东疆仅见一份标本(黄绳全720228,八一农学院植物标本室)。该种分布区尚待进一步查明。
膜荚甘草常在农田渠边、防护林带外缘及城郊荒地零散出现,未见大面积分布。
3 开发与利用
新疆所产3种甘草,即乌拉尔甘草、光果甘草,胀果甘草,全被列入《中华人民共和国药典》(中华人民共和国卫生部药典委员会,1977),为自治区大宗出口的野生植物资源之一。但目前存在开发利用过度、资源趋于枯竭的问题,建议采取下列措施。
3.1 建立合理的采挖制度
由于盲目采挖,甘草分布面积急剧缩小,收购量逐年减少,如疏勒县苏尔肖、巴楚县吐木休克、阿拉尔塔里木河两岸,1962年以前曾有数万亩的甘草资源,1982年几乎已无甘草可挖,原因是采挖过度,甘草难以更新。而且,由于采挖甘草使天然植被遭到严重破坏,引起河岸被冲蚀,草地迅速沙化。为使甘草资源不致枯竭,应建立有计划的分区域轮休采挖制度,规定每隔4~5年在春或秋季采挖一次,采挖时注意保留幼株,采挖后割下根茎就坑淹埋,以利复壮,使其有休养生息的机会。
3.2 建立甘草生产基地
为了充分利用和发挥新疆有利的气候条件和土地资源,应进行大面积的人工驯化栽培,形成生产基地。甘草生产基地的建立要因地制宜,可分4种情况:①在被破坏了的甘草分布地,进行整修、补种,对长出的甘草要加强人工抚育和保护;②在适宜甘草生长但尚无甘草分布的河漫滩或一级阶地,经翻耙整地后,进行机械或飞机播种;③在垦区可以进行人工灌溉或地下水位在1~3m内适宜甘草生长的撂荒地上,经整理后,进行人工播种;④在国营农场可采取甘草与夏收作物间作、套作。要根据不同甘草的生态习性和自然环境特点进行合理地栽培。例如:阿勒泰地区适种植甘草;天山北麓洪冲积扇缘地的温带灌溉绿洲及河漫滩宜种植甘草和光果甘草;天山南麓洪冲积扇缘地的暖温带灌溉绿洲和盆地边缘低地适合种植胀果甘草、膜荚甘草;东疆的吐哈盆地宜种胀果甘草。至于粗毛甘草,根含甘草次酸甚微尚未供药用,栽培价值不大。
3.3 大力开展甘草的综合利用
3.3.1 开拓甘草制药工业生产的新途径
目前已从甘草中提取出60多种化学成分,其中有8种化学成分具有生理活性或用于临床。欧洲许多国家制成甘草次酸的酯类、盐类,治疗胃和十二指肠溃疡,成为常用药物之一;甘草茎叶含雌性三醇,并具有较强的生理活性(林寿全等,1977;柴田承二,1974);从根茎内提取天然抗氧化剂,作为食品添加剂,特别加在油脂和含油脂的食品中,抗氧化效果良好,优于目前使用的化学合成抗氧剂。
3.3.2 甘草熬制浸膏后的残渣可加工成纤维胶合板
用甘草膏产生的纤维残渣加工的胶合板作木材的代用品,坚固耐用,如提高脱色工艺将有很大的生产潜力,而且茎干纤维亦可利用。
3.3.3 固沙、固堤、改良土壤
胀果甘草有很强的固沙能力。据调查,在沙丘中下部,根可深达5~8m,沙丘被风蚀后根茎暴露仍能产生不定根,枝条被沙埋仍能产生不定根芽。甘草在河漫滩及渠堤埂上生长茂盛,根横行长达10m多,固着泥沙、防止冲蚀能力甚强。根据我们多年栽培观察,光果甘草、胀果甘草根部有固氮根瘤,可肥田改土。垦荒农场又可利用弃耕地栽培甘草作刈草或放牧的平原草场,发展畜牧业。据文献报道(Ларенб1951),茎叶含高蛋白质和脂肪,而且叶比茎含量高1.5~3倍。
4 讨论与小结
4.1 关于光果甘草、膜荚甘草及其他甘草的分布问题
文献记载(中国植被编辑委员会,1980;中国科学院新疆综合考察队等,1978),阿勒泰地区额尔齐斯河岸的阶地与河漫滩,天然银白杨群系有光果甘草分布。作者曾去布尔津、富海、富蕴、阿勒泰、北屯等四县一垦区调查,并查阅五个单位植物标本室的本属腊叶标本,未见该种在阿勒泰地区分布。文献记载膜荚甘草主要分布于焉耆、托克逊、吐鲁番、哈密、鄯善等地(刘国钧,1963;林寿全等,1977)。经实地调查,膜荚甘草主要分布区不在东疆,而在南疆的叶尔羌河下游巴楚县与库尔勒孔雀河岸。亦曾有报道新疆分布圆果甘草(Glycyrrhiza squamulosa)(刘国钧,1963;中国科学院植物研究所,1972)。经数年多次调查,新疆未见分布。
4.2 新疆产5种甘草的生态适应特点
乌拉尔甘草对温度、湿度、海拔高度适应幅度均很大,膜荚甘草适应幅度最小,粗毛甘草、光果甘草、胀果甘草介于乌拉尔甘草与膜荚甘草之间。胀果甘草最耐盐碱、最抗干旱。5种甘草分布区的年均光照时数都在2 560h以上,年积温在1 970℃以上。新疆5种甘草分布的海拔高度与气候条件的幅度见表1、图1。
表1 新疆5种甘草分布的海拔高度与气候条件
图1 5种甘草与干燥度、年降水量的关系
李学禹
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