1、湘西南龙底保护区油料种子植物组成与资源价值分析 1湘西南龙底保护区油料种子植物组成与资源价值分析 摘要：为给植物资源利用提供依据，分析了龙底自然保护区油料种子植物组成与资源特点，结果是：（1）有油料种子植物107科281属477种，占该区植物区系的56.91%、32.71%和21.94%，占全国油料植物的75.89%、45.89和40.63%；有油脂植物382种，精油植物131种。有樟科（7属27种）、芸香科（6:21）、唇形科（11:17）等11个科为优势科。生长型以木本植物为主，占73.38%。（2）以种子种皮为含油脂器官的植物占71.47%；含油脂量20.0%的植物有211种，40.0%
2、的植物70种，50.0%的植物43种；油脂脂肪酸含量70.0%的有7科12种，亚油酸70%的有12科21种。（3）以各类植物器官为含精油器官的植物所占比例较接近；含精油量1.0%的植物57种，2.0%的29种，3.0%的19种，4.0%的13种，5.0%的7种。结论：保护区油料植物资源，特别是富油植物资源丰富，是油料植物富集之地，很具开发利用潜力。同时，提出了油料植物可持续经营利用建议。关键词：种子植物 油脂 精油 组成 资源评价 龙底保护区 油料植物，按油的挥发性可分为油脂植物和精油植物。油脂植物是指植物所含油油性稳定，不易挥发的一类植物1，而精油（又称芳香油或挥发油）植物则是指植物所含油挥
3、发性较强的一类植物2。油脂是人类重要的生活资料和化工原料，而精油又是香料工业和食品工业的原料和配料。近年来，在能源紧缺和环境污染日渐加剧的情况下，油脂植物经过脂交换转化变为生物柴油，并发现有些芳香油和烃类可直接作为燃料油使用3。因此，油料植物又成为新能源关注的重点。对一个地区油料植物组成与特征的研究，不但对其开发利用有着积极的作用，同时对地区经济的发展也具有重要的意义。龙底沟谷森林生态系统自然保护区（下称保护区）位于湖南的西南边陲，湘、桂、黔三省（区）交界山地的湖南一侧。其山地是珠江水系融水支流浔水与长江水系沅水支流渠水的分水岭。暖热湿润的气候可沿珠江水系的融水北上达到此地，冬季的冷湿气流又可
4、沿长江水系的沅水南下影响该地。境内山高坡陡，河谷深切，地形多变，丰富的景观多样性和山地南北两侧气候的差异，为生物多样性的形成创造了优越的条件，使这里保存着极为丰富的植物资源。为保护生物多样性，通道侗族自治县人民政府在2002年建立自然保护区前和2008年申报万佛山国家自然遗产和地质公园前两次组织调查了这里的生物多样性4-5。根据这两次调查资料，试图从分析土著野生油料种子植物（下称油料植物）种类组成，含油量在植物器官中的分布特点入手，研究其资源利用价值。1 油料植物形成的主要生态条件保护区位于通道县境内，是湖南也是湘桂黔交接山地森林植被保存很好的地区，地理位置约于N 255230262245，E
5、 10939451100015。东邻湘桂边境八十里大南山，南连广西九万大山北部山地，西接云贵高原东缘延伸地带，北界雪峰山南部的青定山。调查涉及珠江流域浔水支流北部甘溪、坪阳2乡和长江流域沅江渠水支流的木脚、临口乡山地原生森林植被保护较好的地段（含中低山丹霞地貌）。区内以海拔1607.7m的牛皮界径936m的八斗坡至1230.0m的传素山东西走向的山脊为分水岭，分水岭有海拔1000m以上山峰82座，相对高差1404.7m。区内地层主要为震旦系、寒武系和白垩系地层。岩石以板岩、页岩、红色砂砾岩为主，局部区域有石灰岩分布。地带性土壤为红壤（亚类）、黄红壤（亚类）、黄壤和山地黄棕壤。气候属亚热带湿润季
6、风气候。年平均气温分水岭南、北分别为17.1和 15.3，1月气温为7.2和5.0，极端低温-3.1和-7.3，年均降水量为1300mm和1500mm7。2 油料植物种类组成与含油量在植物器官的分布特征2.1油料植物种类组成、科大小级与生长型分析（1）油料植物种类组成。根据2002年和2008年两次生物多样性调查资料及作者平时深入保护区的调查材料与压制收藏的标本。裸子植物按郑万钧系统（1997），被子植物按哈钦松系统（1934）编制土著野生种子植物名录。从野生种子植物名录中提取野生油料种子植物（本文均为土著野生种）。根据中国油脂植物和芳香油植物及其化学成分2、6，并参考有关资料8-12，确定油
7、料植物种类、油脂与精油含量及其分布的植物器官部位。为分析其种类组成，将有关数据列入表1中。表1 油料植物类群及科的大小级组成表类型类群组成含属的大小级含种的大小级科属种12-45-91012-45-910-1920油料植物107281477533812433491474其中油脂植物992323825137743049974精油植物41102131269512015240注；（1）类群组成一栏的%为保护区油料植物、油脂植物、精油植物分别占中国油料植物、油脂植物和精油植物的比例；（2）属、种大小级一栏的%为不同大小级科数占总科数的%。(3)有的油脂植物同时又是精油植物。表1中看出：该区土著野生油料
8、植物种类有477种（含变种、亚种与变型），隶属于107科281属。油料植物科、属、种分别占该区土著野生种子植物188科859属2174种5（含变种、亚种与变型）的56.91%、32.71%和21.94%，占中国野生油料植物141科613属1174种3的75.89%、45.84%和40.63%，保护区油料植物种类丰富。油料植物，有的单为油脂或精油植物，有的在不同器官中分别含有油脂和精油。保护区油料植物中，油脂植物99科232属382种，占全国油脂植物138科603属988种3的71.74%、38.47%和38.66%，精油植物41科102属131种，占全国76科249属438种3的53.95%、
9、40.96%和29.91%。保护区油料植物、油脂植物和精油植物在全国均占有较重要的地位。（2）油料植物科的大小级分析，表1中看出油料植物科中，1属科比例最大，随着含属数级增加，科数显著减小。在油脂植物种中，以含2-4种的科所占比例最大，1种科次之，余者随含种数级增加，科数逐渐减小。油脂植物有类似的变化规律。比较大的油料植物科有樟科（7:27，表示7属27种，下同）、茶科（4:16）、大戟科（7:16）、蔷薇科（13:24）、喋形花科（10:11）、榆科（5:11）、卫青科（2:14）、芸香科（6:21）、山茱萸科（5:10）、菊科（16:21）、唇形科（11:17）等11个科。9.34%的科占
10、有20.28%的属和39.01%的种，有相对集中分布的特点。这些科为油料植物中的优势科。（3）油料植物生长型。根据中国植被对生长型的划分原则13，保护区477种油料植物中，木本植物350种，占73.38%，草本植物127种，占26.62%。木本植物中，乔木占62.29%，木质藤本占7.43%，灌木占30.28%；草本植物中，半灌木多年生草本占45.67%，一年生草本占48.03%，草质藤本占6.30%。其中，油脂植物中木本植物313种，占81.94%，草本植物69种，占18.06%。油脂木本植物中，乔木占62.62%，灌木占29.07%，木质藤本占8.31%；草木植物中，半灌木多年草本占50.
11、00%，一（二）年生草本占39.06%，草质藤本占10.94%。上述生长型组成可以看出：保护区油料植物出现于各类生长型；油脂植物以木本植物，特别是以乔木植物种类占优势；精油植物草本植物所占比例比油脂植物略高，接近于木本植物。说明油料植物在生长型中分布的广泛性，同时木本植物，特别是乔木植物成为其主要组成，草本植物在精油植物中占有较重要地位。2.2油脂与精油含量在植物器官中的分布特征油脂是油和脂的总称。油脂（本文简称油）是多种脂肪酸的混合甘油酯，其主要化学成分是甘油三脂，其次有少量的游离脂肪酸及各种非油脂物质。油脂主要存在于种仁中，有的植物果皮、果肉和种皮中也有分布。几乎所有种子植物的种子均含有油
12、脂，但具有利用价值的并不多14。精油主要由含碳原子数小的脂肪酸及衍生物、烯类、烃类、酮类、醇类、醛类等分子的有机物组成2。精油存在于植物的花、叶、枝叶、果皮、根茎、鳞茎、根、块根、种子、木质部，以及核仁、果壳、树皮、树脂中，有许多植物全株都含有精油。为分析需要，这里将含油脂植物器官分为果实果皮、种子种皮和种仁3类，将含精油植物器官分为全株、果实种子（包括果实、果皮、果核、种子），根、地下茎（包括根、块根、根茎、鳞茎）、花叶枝叶（包括花、叶、枝叶）、其它（包括木质部、树皮、果壳、树脂、核心）5类，再将油脂含油脂量（简称含油量）分为5.0%、5.0%9.9%、10.119.98%、20.029.9
13、%、30.039.9%、40.049.9%、50.0%7个等级，精油含油量分为1.0%、1.01.9%、2.02.9%、3.03.9%、4.04.9%、5.0% 6个等级。分别统计不同含油量等级在植物器官中的分布（多个器官含油者只择其最大含油量器官含油量）。其结果见表2。表2 油脂与精油含量在植物器官中的分布含量(%)油 脂含量(%)精 油合计占%果实果皮(种数)种子种皮(种数)种仁(种数)合计占%全株(种数)果实种子(种数)根地下茎(种数)叶枝叶(种数)其它(种数)5.01140153.931.01910132397456.495.0-9.9114135514.401.0-1.9917472
14、821.3710.0-19.91682310126.442.0-2.901216107.6320.0-29.9174816617.283.0-3.91021264.5830.0-39.9134576517.024.0-4.90310264.5840.0-49.94258379.695.01300375.3450.0418214311.26-合计6627343382100-3018252929131100占%17.2871.4711.26100-22.9013.7419.0822.1422.14100-表2中看出：（1）油脂植物：在含油脂植物器官中，种子种皮类占油脂植物总数的71.47%，所占比
15、例最大，果实果皮类次之，种仁类最小，但50.0%最高含油量等级的43种植物中，以种仁为含油器官的植物为21种，占50%含油量等级的48.84%，占优势。保护区内以种子为含油脂器官的植物种类在油脂植物种数上占重要地位，以种仁为含油脂器官的植物种类在高含油量等级占优势。在7个含油等级中，以含油量于10.0%19.9%、20.0%29.9%和30.039.9%3个等级的油脂植物在数量上占优势。含油量40.0%49.9%和50.0%两个等级次之，占总种数的20.94%。5.0%和5.0%9.9%两个等级最次之，占19.33%。说明，保护区油脂植物含油器官的含油量变化幅度很大，且具有集中分布于中等含油量
16、等级，也有较大比例高含油量等级的特点。这为油脂植物开发对象的选择提供了丰富的材料。（2）精油植物：在含精油植物器官中，全株类占精油植物总数比例最高，达30%，果实种子类最低，占13.74%，花、叶、枝叶类（22.14%）和其它类（22.14%）与全株类较接近，不同含精油器官植物种类变化较小。在6个含精油量等级中，以含精油量1.0%的植物占精油植物总种数的比例最大，达56.4%。随着含精油量的等级增加，占精油植物总种数的比例逐渐变小。说明精油植物种类比较集中于低含油量等级中，但也不乏其中等含油量和高等含油量等级植物，含精油量2.0%2.9%至5.0%级植物29种，占精油植物总数的22.14%。3
17、 油料植物资源评价3.1 油料植物种类组成评价保护区野生油料植物107科281属477种，占保护区植物区系科、属、种的56.91%、32.71%、21.94%，占全国野生油料植物的75.89%、45.84%和40.63%，对该区植物区系组成作用较大，同时又在全国野生油料植物中占重要的地位，是油料植物分布的重要地区。从油料植物科的大小级分析，既具广泛分布于植物类群，又具相对集中分布于一些科属的特点；从油料植物生长型分析，油料植物广泛分布于乔木、灌木、木质藤本和半灌木多年生草本、一（二）年生草本和草质藤本植物各种生长型植物中。在各生长型植物中又以木本植物，特别是乔木占优势。油料植物科的这种大小级组
18、成和其在各类植物生长型中的广泛分布，给开发利用种类的选择提供了很大的选择余地。同时其相对集中分布于分类群和以木本植物占优势的特点，又给优先开发种类的确定和可持续性经营（可再生性）提供了条件。 3.2油脂植物资源评价油脂植物除食用外，广泛用于制皂、油漆、润滑油。近年兴起的生物能源中，生物柴油是一重要的新能源品种。油脂也是生物柴油的重要原料。油脂植物的开发，除考虑其可再生性、适应性和产量以外，还有二个重要的指标，就是含油量及其脂肪酯组成。（1）油脂植物含油量评价。含油量达到一定的要求，才具有开发利用的价值。我们以现有栽培的开发利用的油脂植物含油量为参照系来评价野生油脂植物。现有栽培的主要油脂植物含
19、油量为：油茶Brassica chinensis var. oleifera种子41.0%、树棉Gossgpium arboreum种仁38.2%、大豆Glycine max种子21.5%、落花生Arachis hypogaea种仁51.5%、核桃juglans regia种仁68.4%、向日葵Helianthus onnus种子52.3%、油棕Elaeis guineensis果肉80.2%、玉蜀黍Zea mays玉米19.0%、稻Oryza sativa米糠18.8%6等。这些栽培的油脂植物中，除米糠为大米生产后的副产品以外，余者均为主产品。其主产品含油器官的含油量变化在19.0%-80.
20、2%之间。如果以19.0%含油量作为起始量，则保护区有潜在开发利用的植物211种，占油脂植物总种数的55.24%。这211种油脂植物中，含油量变化在20.0%-73.8%之间，超过50.0%含油量的植物有16科43种，占油脂植物总种数的11.26%。这43种植物的含油量为：三尖杉科的三尖杉Cephalotaxus fortunei种仁63.80%，粗榧C. sinensis种仁67.30%；五味子科的南五味子Kadsuta longipedunculata种子50.6%；樟科的天竺桂Cinnamomum japonicum种子58.30%，黄樟C. parthenoxylon种仁55.40%，
21、乌药Lindera oggregata种子53.10%，香叶树L. communis种子56.3%，黑壳楠L. megaphylla种子57.2%，山橿L reflexa种子55.3%，豹皮樟Litsea coreana var. sinensis种子61.9%，山鸡椒L.cubeba种子52.2%，黄丹木姜子L. elongata种子53.0%，清香木姜子L. euosma种仁56.2%，木姜子L. pnngens种仁55.4%，显脉新木姜Neolitsea tkh bb 51.4%；金粟兰科草珊瑚Sarcandra glabra种子53.8%；胡芦科的木鳖Momordica cochinc
22、hinensis种仁51.5%，栝楼Trichosanthes kirilowii种仁51.0%；山茶科的糙果茶Comellia furfuracea种仁52.1%，细叶短柱茶C. microphylla种仁59.2%，粗毛石笔木 Tutcheria hirta种仁64.9%，油茶C. oleifera种仁58.7%；藤黄科的多花山竹子garcinia multiflora种仁65.2%；杜英科的仿栗Sloanea hemsleyana种子51.0%，猴欢喜S. sinensis假种皮73.8%、种子49.8%；大戟科的白木乌柏Sapium japonicnm种仁71.0%，乌柏S. sebi
23、fernm种皮70.3%、种子40.6%，油桐Vernicia flrdii种仁71.5%，木桐油V. montana种仁58.6%；蔷薇科的尖叶桂樱Laurocerasus undulata种仁55.5%，桃Amygdalus persica种仁52.1%；卫矛科的青江藤Celastrus hindsii种子58.4%，南蛇藤C. orbiculatus种子58.3%，西南卫矛Euonymus hamiltonianns种子52.6%，大花卫矛E. grandiflorus种子51.2%，大果卫矛E. myrianthus种子58.3%；胡桃科的湖南山核桃Carya hunanensis种仁
24、54.8%，野核桃Juglans cathayensis种仁68.8%；山茱萸科的灯台树Bothrocaryum controversa果肉55.5%、果实32.5%，光皮树Suida wilsoniana果肉57.0、果实32.6；毛棶S.walteri果肉57.4%、种子35.7%；八角枫科的八角枫Alangium chinense种仁51.8%、种子18.2%；五加科的马蹄参Siploponax stachyanthms种仁57.1%；安息香科的赛山梅Styrax confusu种仁52.8%等。另外，还有占油脂植物总数9.68%（37种）的植物油脂含量在40.0%49.95之间。如铁坚
25、油杉keteleeria davidiana种子含油脂47.9%，金钱松Pseudolarix amabilis种仁43.9%，竹柏Nageia nagi种仁47.3%，厚朴Magnolia officinalis种子45.8%，樟Cinnamomum camplora种子44.2%，檫木Sassafra tzumu种子40.4%，白木通Akebia trifoliate ssp. Australis种子43.2%等。含油脂40.0-73.8%的80种的油脂植物全为木本植物，包括乔木、灌木和木质藤本，其含油脂器官全为种子、种仁和果（含果皮、果肉），是再生性资源，可持续利用。（2）油脂植物油的脂
26、肪酸组成评价。油脂植物脂肪酸组成决定油脂的用途。油酸和亚油酸是食用植物油中的品质指标，同时也是脂交换加工成单脂类生物柴油的优质原料。油酸和亚油酸含量越高，食用油的品质越高，也越为优质生物柴油原料。在382种油脂植物中，油酸含量达70%以上的油脂植物有茶科的细叶短柱茶（种仁81.6%）、西南红山茶Camellia pitardii（种仁77.2%）、油茶（种子75.92%）、藤黄科的多花山竹子（种仁80.8%）、蔷薇科的小叶石楠Photinia paruifolia（种子77.4%）、山桃（种仁71.5%），无患子科的无患子Sapindus mukorossi（种仁71.2%），钟萼木科的钟萼木
27、Bretschneidera sinensis（种仁75.7%），山茱萸科的狭（尖）叶四照花Dendrobenthamia angnstata（种子74.1%）、香港四照花D. hongkongensis（种子73.8%），马鞭草科的大青Clerodendron cyrtophyllum（种子73.0%）等7科12种。亚油酸含量在70.0%以上的有五味子科的南五味子（种子72.4%）、堇菜科的石竹Dianthus caryophyllus（种子75.9%）、蒺藜科的蒺藜Tribulus terrestis（种子81.2%）、千屈菜科的紫薇Lagerstroemia indica（种子81.4%
28、）、大花紫薇L. speciosa（种子71.1%）、胡芦科的括楼（种仁71.6%）、锦葵科的地桃红Vrena lobata（果71.0%）、蔷薇科的野山楂Crataegus cuneata（种子74.9%）、豆科的苦参Sophora flavescens（种子77.2%）、合欢Albizia julibrissin（种子81.2%）、山合欢A. kalkora（种子74.2%）、菊科的黄花蒿Artemisia annua（瘦果74.5%）、小叶鬼针草Bidens parviflora（瘦果74.1%）、婆婆针B. bipinnata（瘦果83.8%）、稀莶Siegesbeckia orien
29、talis（瘦果81.4%）、苍耳Xanthium sibiricum（瘦果76.2%）、刺儿菜Cephalanoplos segetum（瘦果80.3%）、桔梗科的党参Codonopsis pilosula（种子71.2%）、桔梗Platycodon grandiflorus（种子72.0%）、马鞭草科的黄荆Vitex negundo（种子80.4%）、沙草科的浆果苔草Carex baccans（果71.8%）等12科21种。众多的高油酸、亚油酸含量的油脂植物为油脂植物的开发利用提供了优质的种质和基因材料。3.3精油植物资源分析精油在香料工业、食品工业、日用品工业中有着广泛的用途。保护区精油
30、植物无论在全国精油植物总数中，还是在重点分布科中，都占有很大的比例。保护区野生精油植物131种，占全国精油植物的40.63%；精油植物重点科樟科精油在植物全国57种3，保护区有24种，占43.86%；唇形科全国87种3，保护区有20种，占22.99%；芸香科全国29种3，保护区有11种，占37.93%。保护区精油植物种类资源丰富。在精油植物中，含精油等于和超过1.0%的植物有57种，其中大于2.0%的29种，大于3.0%的19种，大于4.0%的有13种，大于5.0%的有7种。如柏科柏木Cupressus funebris根干含精油5.0%、刺柏Juniptrus formosana树干5.0%
31、、圆柏Sabina chinensis根梗叶3.0%。樟科香樟树干3.5%，猴樟C. bobinieri根2.9%，香桂Cinnamomum subarenium叶树皮2-4.0%，黄樟C. parthenorylon根2-4.0%、叶1.75-3.5%、干0.8-1.2%，山鸡椒（山苍子）果2-6%，毛叶木姜子Litsea mollifolia果3.0-5.0%，木姜子果4-6.0%，清香木姜子L.euosma 鲜果汁2.2-3.0%，木姜子L. pungens果实4.0%、干果2-6%，三白草的三白草Saururus chinensis全草5.7%，金楼梅科枫香Liquidambar formosana树脂12.0%，杨梅科杨梅Myrica Tubra核仁4.0%，云
