摘要
【目的】 摸清齐齐哈尔灌木植物资源现状及其经济价值,为该区灌木资源开发利用提供依据。【方法】采用文献查阅与样线、样方调查相结合的方法,对该区灌木资源物种组成、分布区及价值类型进行分析。【结果】齐齐哈尔共有灌木植物26科57属185种,其中,被子植物24科55属180种,占比97.30%。生活型以落叶和直立类为主,科属组成均以单种和寡种科属为主。植物区系成分复杂,属的温带成分(82.46%)占绝对优势,尤以北温带区系(49.12%)为主,突显该区温带植物区系特征。该区灌木资源的经济价值以观赏类所占比重最大,其次为药用类、原(油)料类、食用类,大部分价值尚未得到开发。通过筛选,提出适合该区发展的10种食用类经济灌木。【结论】齐齐哈尔灌木资源种类丰富,科属组成分散,区系成分复杂,经济价值潜力多样,可将食用类灌木作为该区特色灌木产业开发利用。
Abstract
[Objective] The study aims to find out the shrub resource situation and its economic potentiality in Qiqihar, and provide basis for the development and utilization of shrub resources in this area. [Methods] The species composition, distribution, and economic potentiality were analyzed by combining literature review, sampling line, and sampling square survey. [Results] There were 185 species of shrubs, which belonged to 57 genera and 26 families in Qiqihar; 180 of which, from 55 genera and 24 families, were angiosperms, accounting for 97.30%. The predominant forms were deciduous and erect shrubs, and monotypic and oligotypic genera were the main genera of families. The floristic composition of the genus was complex, and the temperate floristic composition (82.46%) was absolutely dominant, especially the northern temperate floristic flora (49.12%), which highlighted the temperate floristic characteristics of this area. Ornamental shrubs held the highest economic value among shrub resources, followed by medicinal, raw (oil) material, and edible shrub species. However, much of their potential value remained untapped. Through screening, 10 edible economic shrubs suitable for the development of this area were proposed. [Conclusion] The shrub resources in Qiqihar are abundant in species, distributed across various families and genera, complex in floristic composition, and diverse in economic potentiality. Edible shrub plants can be utilized to develop a regional characteristic shrub industry.
Keywords
灌木作为森林生态系统中重要的植被类型之一,生态幅广泛,对于维持生态系统稳定性和发挥生态服务功能具有重要作用[1]。尤其是在干旱半干旱地区,灌木植物因其根系发达,具有抗旱、耐寒、抗风沙、耐贫瘠等生态适应特性,具有改善区域微气候[2-3]、促进土壤养分水分聚集等多种保育效应[4],是干旱区退化生态系统植被恢复的重要物种[5-6]。此外,灌木还能提供包括饲料、薪材、木材、药材、林副产品多种多样的价值,是人类可利用的重要自然资源。
齐齐哈尔地区地处黑龙江省西部半干旱区,是黑龙江省典型的生态脆弱区,也是林业生态工程的重点建设区域,以往的工程建设忽视了区内水资源承载力,存在重乔木轻灌草的问题,导致人工植被的衰退日益严重[7-8]。在气候暖干化的大背景下,大力发展乔灌混交林、灌草复合植被和灌木林是今后林业工程建设的发展趋势[9]。本文在实地调研及资料查询的基础上,对齐齐哈尔地区灌木资源物种组成、分布区类型及价值类型进行系统分析研究,探讨齐齐哈尔地区经济灌木利用开发趋势,总结经济灌木植物的筛选原则,并从中筛选出适宜齐齐哈尔地区具有经济开发潜力的灌木资源种类,以期为该地区经济型防护林树种选择以及灌木资源开发利用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
齐齐哈尔市(122°24′—126°41′E,46°13′—48°56′N)位于黑龙江省西部,地貌形态以平原为主,平均海拔146 m,地处松嫩平原西北部,西、北、东三面分别为大兴安岭和小兴安岭环绕。属温带大陆性季风气候,多风少雨,年均气温0.7~4.2℃,年均无霜期122~151 d,辐射充足,雨热同季,年辐射量为110~120 kcal/cm2,日照时间2 600~2 900 h,年降雨量约456 mm,年蒸发量1 500~2 200 mm,综合考虑需水耦合度,认定为半干旱地区[10]。土壤包括暗棕壤、黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土等,森林覆盖率为7.78%,植被包括以杨树、樟子松等人工林为主的防护林,少量柞、榆、杨、柳天然次生林,灌丛、草甸、芦苇植被等类型。
1.2 研究方法
在查阅资料、文献的基础上,通过2021—2023年对齐齐哈尔市16个县(区)采用走访调研和样线、样方调查相结合的调查方法,收集灌木种类、生境、数量、分布及概况,同时进行拍照建档,结合已有齐齐哈尔地区灌木植物相关文献资料,综合参考《中国植物志》[11]、《黑龙江树木志》[12]、iplant植物智-植物物种信息系统等书籍网站对种类鉴定,查阅相关资料,对灌木资源的产地、生境、物种保护、经济价值等进行核实与增补,初步统计和整理齐齐哈尔灌木植物名录,并对其科、属组成进行分析[13],根据吴征镒等的世界种子植物科及中国种子植物属的分布区类型分类方法[14],在科、属级上对其地理成分进行划分。
2 结果与分析
2.1 灌木植物物种组成与数量特征
通过野外实地调查数据,对照相关文献进行验证,结果(表1)表明,共收集到齐齐哈尔地区灌木植物26科57属185种(含14变种),包括柏科(Cupressaceae)刺柏属(Juniperus)、松科(Pinaceae)松属(Pinus)等裸子植物2科2属5种;被子植物24科55属180种,种数占比97.30%。生活型上,落叶类灌木(24科52属173种)较常绿类灌木(4科7属12种)占绝对优势,种数占比93.51%;直立状灌木(25科53属176种)较匍匐(蔓生)状灌木(6科6属9种)占绝对优势,种数占比95.15%。齐齐哈尔地区具有大陆性季风气候特征,春季雨少多大风、旱风,蒸发量极大,秋季雨水充沛,冬季低温积雪少,植物成活率低冻害严重,加之底土透水性差,盐渍化现象多,导致本区原生植物贫乏,地带性植被类型为温带草原草甸散生林。在上述脆弱生境里,灌木常见为绿色,多为旱生落叶灌木、小灌木,以直立、丛状、多分枝居多,少见匍匐状、蔓状、藤状等,具有株型矮化、根系发达、叶片较小的特征,以此更好地适应本地区的气候土壤条件。
按照分级划分科属(表2、表3),从科水平来看,寡种科数>单种科数>中等科数=较大科数>大科数,寡种科(2~5种)数量最多,共11科38种,占所有科的42.31%,占所有种的25.95%。大科(20种以上)包含蔷薇科(Rosaceae)和杨柳科(Salicaceae)2科71种,占总种数的38.38%,是齐齐哈尔地区灌木植物的优势科,尤以蔷薇科占绝对优势,占总科数的25.95%。从属水平来看,寡种属数>单种属数>中等属数>较大属数>大属数,寡种属(2~5种)占总属数的50.88%,大属(20种以上)仅有柳属(Salix)1属23种,占总种数的12.43%,是齐齐哈尔地区灌木植物的优势属。
表1齐齐哈尔地区灌木植物类型组成
Table1Composition of shrub species in Qiqihar

表2齐齐哈尔地区灌木植物不同科、属所含种数组成
Table2Numbers of families and genera of shrub species in Qiqihar

表3齐齐哈尔地区灌木植物优势科、属
Table3Dominant families and genera of shrub species in Qiqihar

2.2 灌木植物分布区类型
根据种子植物属的分布区类型分类方法,在科级上将齐齐哈尔地区灌木植物26科地理成分划分为4类型3亚型,在属级上将灌木植物57属地理成分划分为11类型4亚型(表4)。齐齐哈尔地区灌木植物26科57属中,世界分布型8科2属,分别占比30.77%、3.51%,包含蔷薇科(Rosaceae)、豆科(Fabaceae)、唇形科(Labiatae)、茄科(Solanaceae)、悬钩子属(Rubus)等主产于温带的大科大属,具有分布范围广、适应性强的特点,难以用来区分物种的区域地理特征。
科属的优势分布区为温带(10科47属),占总科数的38.46%,总属数的82.46%,属的温带成分占绝对优势,其中以北温带分布为主(9科28属),分别占总科、属数的34.68%、49.12%,科主要有杨柳科(Salicaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)、绣球科(Hydrangeaceae)等,属主要有柳属(Salix)、李属(Prunus)、蔷薇属(Rosa)等。其次是热带分布类型(8科6属),占总科数的30.77%,总属数的10.53%。其中以泛热带分布为主(6科3属),分别占总科、属数的23.08%、5.26%,科主要有漆树科(Anacardiaceae)、檀香科(Santalaceae)、无患子科(Sapindaceae)等;属主要有木蓝属(Indigofera)、卫矛属(Euonymus)、南蛇藤属(Celastrus)。中国特有分布为2属,为五加属(Eleutherococcus)和文冠果属(Xanthoceras),占总属数的3.51%。从科、属的分布区类型来看,齐齐哈尔地区灌木植物区系具有明显的温带性质,尤以北温带区系为主,这与当地温带大陆性气候相契合,少数泛热带区系植物可能是引种驯化而来,科、属的分布区类型反映出了齐齐哈尔地区灌木植物区系温带的地带性特征。
2.3 灌木植物物种保护等级
齐齐哈尔地区灌木植物被《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》收录物种共5科6属6种(表5、图1),仅杜鹃花科所含濒危种为2属2种,其余均为1属1种。
6种分别为东北扁核木(Prinsepia sinensis)、北极花(Linnaea borealis)、小果红莓苔子(Vaccinium microcarpum)、地桂(Chamaedaphne calyculata)、杜松(Juniperus rigida)、偃松(Pinus pumila),其中近危5种,易危1种,仅东北扁核木为中国特有种。
表4齐齐哈尔地区灌木植物科、属分布区类型
Table4Distribution of family and genus of the shrub species in Qiqihar

表5齐齐哈尔地区濒危灌木植物名录
Table5Rare and endangered shrub species in Qiqihar

注:“-”为非中国特有物种。
Note: “-” indicates non-endemic to China.

图1杜松和偃松(齐齐哈尔市富拉尔基区)
Fig.1Juniperus rigida and Pinus pumila in Fularji District of Qiqihar
2.4 齐齐哈尔地区灌木植物资源经济价值潜力
2.4.1 齐齐哈尔地区灌木植物资源利用价值类型
灌木植物资源具有很多利用价值和利用方式,根据灌木资源利用划分,将其归纳为生态价值、风景游憩价值和经济植物价值。
灌木因其根系发达、生命力顽强的特点,在防风固沙、保持水土、改良土壤等方面发挥重要生态作用。齐齐哈尔位于黑龙江西部半干旱区,龙江、甘南、泰来等县沙地治理多采取花棒(Hedysarum scoparium)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)等耐旱、固沙灌木,有效减少了风沙危害。在克山、拜泉等漫川漫岗水土流失严重地区,灌木柳(Salix saposhnikovii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)等灌木多用于小流域治理及地埂植物带的营建,充分发挥了灌木涵养水源、水土保持的功能。在风景游憩方面,灌木因其植被特征可形成独具特色的风景游憩资源,如齐齐哈尔市碾子山区杜鹃(Rhododendron simsii)花坡,每年5月杜鹃花海会吸引众多游客观赏,但地区大部分灌木资源仍未被开发利用。
灌木资源极其衍生产品可产生一定的经济价值,结合中国经济植物分类和树种实际经济用途,可将齐齐哈尔地区收集到的26科57属185种灌木树种分为薪炭类、食用类、药用类、原(油)料类、饲用类、观赏类、粗加工类(编织或制小农具等)、蜜源类等8类。从表6可以看出,灌木植物资源中观赏类树种种类所占比重最大,其次为药用类、原(油)料类、食用类、粗加工类树种,薪炭类、饲用类、蜜源类则最少。
在齐齐哈尔地区灌木植物资源中56.76%的灌木树种都具观赏价值,共有17科35属105种。代表性植物有锦带花(Weigela florida)、玫瑰(Rosa rugosa)、兴安杜鹃(R. dauricum)等,其适宜的高度和明显的物候、季相变化、芳香性及观赏器官的差异性能增进人们的观赏体验,是园林建设的重要组成部分。药用类灌木树种共有14科29属49种,占总种数的26.48%,包括小叶女贞(Ligustrum quihoui)、卫矛(Euonymus sacrosancta)、刺五加(Eleutherococcus senticosus)等,以根系和嫩叶入药为主,多为中药民间验方,规模化种植药用灌木未见形成。原(油)料类灌木树种共有13科22属30种,占总种数的16.22%,包括文冠果(Xanthoceras sorbifolium)、桑(Morus alba)、鼠李(Rhamnus davurica)等,其树皮可为纺织、造纸原料,提制栲胶以及染料,种仁榨油或提取芳香油等。食用类灌木树种共有12科14属30种,占总种数的16.22%,包括榛(Corylus heterophylla)、枸杞(Lycium chinense)、樱桃(Prunus tomentosa)等,以坚果、浆果供食用加工为主,其衍生产品可制作果酱、果酒、饮料等。粗加工类灌木树种共有9科12属30种,占总种数的16.22%,包括细柱柳(Salix gracilistyla)、东北山梅花(Philadelphus schrenkii)、黄心卫矛(E. macropterus),此类灌木多用于枝条编织、制农具等家用小工具。饲用类灌木树种共有5科8属15种,占总种数的8.11%,包括多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)等,具有高蛋白、低纤维、高矿质元素含量及牲畜适口性好等特点,是较好的饲料来源,但由于饲用灌木多为天然野生,栽培较少,加之加工技术起步晚,所以开发程度较低。蜜源类灌木树种共有3科4属12种,占总种数的6.49%,包括紫穗槐(Amorpha fruticosa)、司氏柳(S. skvortzovii)、窄叶绣线菊(Spiraea dahurica)等,齐齐哈尔地区主要蜜源植物以乔木为主,灌木因种类和分布数量较少,花量小、泌蜜量有限,作为蜜源植物的利用价值较低。薪炭类灌木树种共有3科3属7种,占总种数的3.78%,包括乌柳(Salix cheilophila)、细枝羊柴(Corethrodendron scoparium)、柽柳(T. chinensis),灌木因其植株矮小,是农村较为常用的薪材。
表6齐齐哈尔不同经济价值灌木植物种类统计
Table6Statistics of shrub species with different economic value in Qiqihar

2.4.2 齐齐哈尔地区经济灌木利用开发趋势
通过实地调研走访以及县级林草局提供资料分析,笔者发现齐齐哈尔地区灌木资源分布较少,多为零星分散分布。近年来对灌木资源利用开发较少,主要集中于食用类,常见小浆果和坚果。例如齐齐哈尔东阳镇以村企共建形式,营建69 hm2的树莓[覆盆子(Rubus idaeus)]生产基地,同时建立从种苗供应到加工出口的产业链条,打造了寒地浆果示范园区;甘南镇建立200 hm2蓝靛果[蓝果忍冬(Lonicera caerulea)]标准化种植示范基地,采取“政府+村集体+企业”合作模式,带动蓝靛果产业发展。上述案例充分说明灌木在利用价值上拥有巨大潜力,与乔木植物相比,灌木资源有极强的抗逆性能和多样化的开发利用价值,同时具有投资见效时间短的优势,使其在生态保护、恢复应用及林下经济产业的特殊价值被逐步认识接纳。
2.4.3 齐齐哈尔地区经济灌木植物筛选
(1)灌木植物筛选标准。抗逆性强,耗水量低。齐齐哈尔地区属于半干旱地区,年降雨量约400 mm,年蒸发量1 500~2 200 mm,降雨多集中于7—8月,且风蚀严重,因此植物种类筛选必须选择抗逆性强的灌木植物,根据栽植区域的气候和环境条件,因地制宜,选择具备耐高寒、耐干旱、抗风蚀、耐盐碱能力的原生乡土灌木植物。另外,考虑到地区降雨量小且集中,为节约经营过程中可能需要的水资源消耗成本,应选择在水分吸收、运输、低蒸腾损失上更有优势的灌木物种。
(2)繁殖能力强,经济潜力大。经济灌木植物的选择应充分考虑其经济价值潜力,选择时应以直接产出经济价值、投资见效时间短的灌木为主,且百姓认可度较高,如药材香料来源、水果干果生产等经济价值,同时要充分考虑当地产业特点及配套产业链条。此外,发展灌木经济林所需植物数量较大,为降低投入成本,应选择繁殖能力较强、抚育管理简单的灌木植物,尤其是具有成熟的繁殖技术、管理技术的灌木植物可优先选择。
(3)齐齐哈尔地区具有经济价值潜力的灌木植物种类。通过对齐齐哈尔地区灌木植物生态特性、经济价值、抗逆能力、繁殖能力等特性的筛选,总结出10种具有发展经济价值潜力的乡土灌木,并对其经济价值类型进行统计,以期对齐齐哈尔地区及类似半干旱地区发展经济灌木产业提供更多选择(表7)。
表7齐齐哈尔经济灌木植物及经济价值
Table7Shrub species and economical value in Qiqihar

3 讨论
3.1 灌木植物资源物种丰富
齐齐哈尔地区灌木植物资源丰富,共26科57属185种(含14变种),其中被子植物物种数占绝对优势(97.30%),这和其他高寒、干旱生境下物种组成的结论[15]一致。生活型上,落叶类灌木明显多于常绿类灌木,直立类灌木明显多于匍匐类灌木,上述物种优势既是大陆性季风气候影响植物特征的结果,也是植物适应半干旱地区生态环境的结果。科属组成以单种科、寡种科、单种属、寡种属为主,一定程度上体现了区域物种组成上的多样性。种趋向于集中在大科和寡种属内,相较于其他科属优势较为明显,蔷薇科、杨柳科、柳属等大科、大属构成集中,对齐齐哈尔地区灌木植物资源构建起主导作用。
3.2 灌木植物资源区系地理成分复杂
齐齐哈尔地区灌木植物区系地理成分复杂、来源广泛,科的分布区类型8个,属的分布区类型15个,既包含世界分布型的蔷薇科、豆科、悬钩子属等大科大属,又有温带分布型的杨柳、忍冬科、李属等以及热带分布型的漆树科、无患子科、卫矛属等,还包含中国特有分布的五加属和文冠果属。科属的优势分布区均为温带(10科47属),占总科数的38.46%,总属数的82.46%,尤以北温带区系为主,反映了齐齐哈尔地区灌木植物区系温带的地带性特征,也符合齐齐哈尔地区半干旱气候的特点。研究区域内近危灌木植物5种,易危1种,其中东北扁核木为中国特有种。
3.3 灌木植物资源经济价值潜力多样
根据常见灌木资源的多种实用价值[16],齐齐哈尔地区灌木植物利用价值可划分为生态、风景游憩和经济三类,经济价值种类全面,其中以观赏类树种种类所占比重最大,其次为药用类、原(油)料类、食用类、粗加工类树种,薪炭类、饲用类、蜜源类则最少。许多具有发展经济潜力的灌木尚未得到开发,目前已经开发利用的灌木资源以食用类为主,多为浆果和坚果,采用村企共建示范基地模式带动产业发展。通过综合考虑灌木植物的适应性及经济潜力筛选出10种以食用为经济价值类型的乡土灌木植物,作为经济灌木林或者林下经济发展资源,提升灌木资源的生态服务和生产价值。
4 结论
(1)齐齐哈尔地区共有灌木植物26科57属185种,其中被子植物26科55属180种,占比97.30%。生活型以落叶类灌木和直立类灌木为主,科属组成以单种科、寡种科、单种属、寡种属为主。
(2)植物区系结构方面,灌木植物地理成分复杂,科属的地理成分均以温带成分为主,其中属的温带地理成分占总属数的82.46%,尤以北温带区系为主,显示齐齐哈尔地区温带植物区系特征。
(3)灌木资源的经济价值以观赏类树种种类所占比重最大,其次为药用类、原(油)料类、食用类、粗加工类树种,大部分价值尚未得到开发。通过筛选提出适合齐齐哈尔地区发展的经济灌木10种,均为食用类经济灌木。上述灌木植物品种加以合理利用开发,可丰富该地区经济型防护林树种种类,为灌木资源开发利用提供更多可能。