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鈣果的世界地理分布種群分類及潛在價值
 

鈣果的世界地理分布種群分類及潛在價值

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    摘  要  钙果(樱桃属)归蔷薇科樱桃属,是我国特有的一种极矮生灌木果树。钙果正式命名仅60多年,作为果树研究对象有近20年的历史。从国外情况看,也未见到国外有关钙果的研究报道,钙果己成爲人類開發利用的第501種野生植物資源。本文根據資源區域調查,第一次將鈣果種質資源在中國劃分爲四大區域,即東北地區、西北地區、華北地區、華東地區,其中以華北區鈣果資源最爲豐富。論述了地形地貌與種群分布的關系,以及變異的多樣性、複雜性、優系的不可重複性;在生物群體主要變異類型論述中,第一次根據植物學特征,以北緯40度分界,將鈣果分爲兩大類群;根據鈣果不同花色、果形、果色、葉形、風味、成熟期、樹相進行了分類研究;對今後科研和開發具有深遠影響;第一次提出了栽種鈣果可解決幹旱地區的世界性難題,並形成多項産業鏈。深入研究,將對我國乃至世界幹旱地區農業的可持續發展做出重要的貢獻;探討鈣果的生物學特性和綜合開發價值,也將會爲人類進步做出較大貢獻。
    关键词    世界   钙果   区域划分  种群分类  潜在价值

    中国是世界12个“生物巨大多样性国家”之一;其中,已知植物资源约30余万种,有种子植物3万余种,名列世界第三位。目前,美国加利福尼亚州有70%以上树木、花草来自中国,意大利曾引种中國植物1000種左右,德國現栽培園林植物有50%來源于中國,荷蘭有40%花木從中國引入。中國有著極爲豐富的果樹種質資源[1],也是世界最大的果樹起源中心之一。
    据报道,中国还拥有5个植物特有科,247个特有属和7300个以上的特有种。据刘梦军统计有1282个种、161个亚种、变种和变型,分属两个植物门,6个纲,38个目,81个科,228个属。在38个目和81
个科中,以蔷薇目、科野生果树最多,分别达到495个种和434个种[2]。极为丰富的宝贵资源,为今后深入研究和可持续发展提供了物质保障。钙果(Cerasus humilis(Bge.)sok.)是蔷薇科樱桃属我国特有的珍貴野生果樹,過去沒有對它進行過研究,“鈣果”一詞在曆史文獻中出現僅300年左右,正式命名僅60多年,以藥源植物(異名)栽培利用,據文獻記載約爲3000年左右。鈣果是在20世紀80年代後期,全國果樹資源調查研究中逐漸顯現出來的一種野生果樹資源。目前,開展鈣果研究的單位並不多,研究的深度和廣度還很不夠。鈣果作爲果樹研究對象僅有近20年的曆史。從國外情況看,許多國外果樹學者只知道“humilis”(鈣果),但從未見過“humilis”長的什麽樣,也從未見過國外有關鈣果的研究報道[3]。我們可以這樣講,鈣果的研究和栽培同蘋果、梨、桃等其它果樹相比較僅僅是開始。隨著時間的推移,對鈣果資源的研究和利用也在逐漸深入,鈣果己成爲人類開發利用的第501種野生植物資源,被譽爲“理想的第三代水果”。經多年的系統資源調查、收集和研究,現將鈣果分布、分類及開發價值概述如下。
    一.钙果种质资源地理分布
    (一)分布区域
    钙果在世界范围内主要分布于中国北方十三个省、直辖市和自治区,有的地区分布比较集中,有的地区分布则比较零散。
    1、东北地区
    东北地区有着广泛的分布。从黑龙江小兴安岭以南一直到河北承德一带、以及内蒙古东部的赤峰、兴安盟都能找到钙果的踪影,主要生长在草原、森林和沙地边缘及一些丘陵区。
    历史上东北是钙果分布较多的地区,而且较早地受到了人们的注意。辽宁和吉林的部分地区曾是小李仁(郁李仁)的重要产地,清代还有康熙皇帝喜食钙果的记载;钙果的学名(Prunus  humilis.
Bge)也是俄罗斯学者Bunge 于 1835年在东北考察时发现后命名的。但由于清代末期东北移民逐渐增多,大量土地开垦,原有植被遭到严重的破坏,钙果资源随之大量缩减。
    东北地区气候寒冷,无霜期短。长期的自然选择导致该区的钙果种群类型比较单一,且品质较差,优良品种较少。主要表现为果个小,多在5克以下;成熟期较晚,8月中旬始有果熟,集中期为8月下
旬至9月上旬。
    2、西北地区
    钙果在西北地区主要分布在陕西秦岭和甘肃南部地区。钙果在西北地区的分布在西晋时就曾被记载。《本草纲目日》在提到郁李仁时有一段话,“陆玑注云:白棣树也,如李而小,正白,今官园种
之,……又有赤棣樹,……關西天水、隴西多有之”。經考證,棣樹即爲鈣果,天水、龍西即在今甘肅南部。[4]
甘陝地區地形複雜,多山地丘陵或沙漠草原,許多地方受人爲影響較少,該區鈣果資源沒有遭到較大的破壞。同時,由于該區地廣人稀,自然條件較爲惡劣,鈣果資源的具體分布狀況及資源類型特點目
前還缺乏深入的了解,有待進一步調查研究。
    3、华东地区
    钙果在华东地区主要分布在济南历城区、泰山山脉的万德、北麓涧岭山、长城岭西、卧虎山、沂源山区几百公里地带,该地区资源丰富,成熟期在六月中下旬,叶形多长卵圆形,少数宽桃叶形(宽
枊葉),果形紅色、扁圓形,果味、品質較華北地區略差,初步調查認爲是南、北兩大類群的中間過渡地帶。
    4、华北地区
    钙果在华北地区主要分布于山区和陵丘区。山西、内蒙、河北、河南、北京等省、市都有分布,但以山西分布最多,最为集中。山西地处黄土高原,大部分为山区和丘陵区。太行、吕梁、太岳、中
條等幾大山系,爲鈣果的生存提供了良好的條件。其次在內蒙古中南部興安盟一帶、河北省北部豐甯縣一帶、南部太行山一側、河南伏牛山一帶也有較多分布。其他幾省如山東,由于地理特點和人爲因素,只有零星分布。
   
    华北地区钙果资源主要集中分布在以下几个区域:
    北部分布区
    主要包括山西北部雁门关外和河北燕山山脉的张家口、承德、丰宁一带以及内蒙古与山西、河北相临近的一些地区。该区属海河水系,地形复杂,植被稀疏,气候干寒,年均温度低(1℃—8℃),
無霜期較短(120天左右),鈣果資源的分布雖較爲零散,但主區域呈塊狀、片狀分布如河北豐甯縣鈣果資源約5300公頃,年産鈣果果品120萬千克。[5]資源主要特點表現爲類群單一,果色、品質相差不大,果個偏小,成熟期較晚。8月中旬果實始熟,果實發育期105天,與東北區表現極爲相似。
南部分布區:
主要包括晉南、晉東南和河南北部及西部部分地區。分布在中條山、太嶽山和太行山南段,以三大山系交彙處爲最多。該區氣候比較溫和,無霜期多在180天左右,且地形較爲複雜,小氣候特別明顯,植物種類特別豐富。由于多山地丘陵,人爲影響有一定限度,保留了許多珍貴的物種資源,如硬肉類型就在绛縣山區被發現。
    本区钙果资源分布较广,类型多样,特别是优质种源较多,且果熟期较长,从7月上中旬一直到9月下旬都有果熟,是目前发现的钙果资源中最为重要的分布区。其中,太岳山资源最优种群表现为甜
度較高,太行山南段資源以酸甜適口或香酸刺激者爲上,而中條山優質資源以香味濃郁爲最大特點。
中部分布区: 主要指太行山中部地区,包括山西阳泉、晋中左权、长治壶关、沁源、黎城及河北东南部分地区,属海河水系,气候温和而干旱,属暖温带半干旱气候区。资源分布面积较大,有较多的优质种源,8
月上中旬成熟。
    (二)分布区域特性
    1、地形地貌与种群分布
    多点调查得知,从钙果的特征特性看,可分为两大类群:地形地貌特征就可断定钙果的分布状况;一般在变化较大的垂直高大山脉和背阴坡分布很少或没有,而缓坡、丘陵区、梯田向阳面分布最多
。分布與海拔高度無明顯差異,一般海拔300---1800米年的地方均有分布。這種分布狀況的差異性可能與人類活動傳播方式有直接關系。
    2、种群的演变与优系分布
    钙果变异的相对一致性与多样性及优系的分布极少性非常明显,主要表现在:
    (1)、种群变异的相对一致性
    不同区域中,各种群分布相对一致,即不同区域种群分布从大类型讲是一致的,例如:河北燕山以北丰宁、内蒙东部一带这为一大类群,植物外表特征非常一致无差异,(果实红色、扁圆形,叶为
長披針形);而以南區域則不同,葉片呈闊卵形,紅果類約占總量的95%以上,黃果類型較少;從局部一座山一個地方調查可以看出,獨立的一片亮紅色、或深紅色、或純黃色等不同顔色果的植株中,其味道、色澤、成熟期非常一致,沒有其它“雜果”(如顔色不同、成熟期不等);從分布狀況看,多分布在種植田埂邊、荒坡,人爲耕田種地活動多的地方。長期的農田耕種對演變進化有一定影響,說明了變異性狀的穩定一致性,我們稱之爲“半栽培”狀況特征。這一類型是在進化過程中,人爲或鳥獸由一粒種子傳播繁衍的結果,只要經過人工引進馴化、培育是能夠較快選出優系的。
    (2)、种群变异的多样性与复杂性
    在长期进化演变过程中通过自然杂交,种群变异的多样性、复杂性、非常多见,一般表现野生性状突出。在一片独立地埂的野生钙果地段中,表现出叶形不同、果实颜色由浅到深、成熟期不一致、
味道各異、苦澀味濃等過度變化明顯,複雜多樣化;從分布狀況看,多分布在野外山坡、荒灘人爲活動少的地區。這種表現占絕大多數。這種複雜性、野生性、不可利用性,是自然雜交多變、劣變的結果。
    (3)、种群变异的多样化与优系的极少性
    在大量的调查中可以看出,变异的多样性、复杂性是绝大多量,而变异的相对一致性是少数的,变异的优良单株(系)更是极少数,这个“少”,代表的有两层意思:一是类型少;二是数量少。所
謂優系是指栽培性狀穩定一致,鮮食品種具有個大、色調一致、口味濃香、酸甜適口、豐産穩定的優良單株;而加工品種具有果肉色澤一致、果大核小、出汁率高、口感好、鈣果特有香味濃。在野生分布狀況中,具有上述特征的優良單株很少,占到總量的千分之一到萬分之一。
    物种的变异可以是双向的,对于钙果普通类型还是占大多数,能把众多优点集于一身的“品种”很少,种子繁育是导致这种结果的直接原因。多年的实生繁育,留下了大量具有原始特征的类型,同
時,也出現了優良變異的極少性。
    (4)、不同地域优质种源的不可重复性
    调查中发现,每一个大的分布区域往往有别于其它区域的共同特征,或者说,不同的区域形成了不同的大类群。这样,由于每个区域优种都为少数的特性,使我们意识到不同地域优质种源的不重复
性。保護性開發利用珍貴資源顯得十分重要。
    进化论告诉我们,生物的进化总是朝着不同的方向进行的。即使相同的原始种置于不同的自然环境下,经过多年不同的环境选择会形成不同的进化结果。如果原始种为多个、且存在于不同的地域,
這種差異性會更爲明顯。俗話說“十裏不同形、百裏不同種”正是這種差異性的形象寫照。鈣果的種子與花粉傳播距離是有限的,由于地域阻隔,不同的地域很難出現相同的類型。
    二.钙果种群分类
    1、钙果的主要变异类群
    经多年全国范围内调查,首次将钙果可以分为两大类群;初步确认在近北纬40度以北地区(包括北京以北、承德、燕山地区、内蒙、山东等地)为同一种群,主要植物学特征是:枝条细软,叶片为
長披針形、果實扁圓形或微桃形、果皮顔色單一爲亮紅或紫紅色,(無黃色),稱之謂塞北系列;以南地區爲另一類群,主要植物學特征是:枝條粗壯,葉片爲闊卵圓或長倒卵圓形、果實橢圓、果皮、果肉顔色、風味多樣,稱之謂南方系列。
    2、钙果的系统分类
    多点调查,依据钙果的特征特性进行系统分类。根据花色、果实、色泽、形状、果实成熟期、果肉与果核分离难易程度、叶片大小、树相等不同性状分类。
    (1)、以花色区分
白花鈣果:花蕾期頂白色,開花後花瓣白色,花柱黃色,此類群自然分布占90%以上,但果實、葉形等性狀變異較大。粉紅花鈣果:現蕾期粉紅色較濃或深紅色,開花後粉色,實生群體中5%左右是此類型
。紫花鈣果:現蕾時,花萼紫褐色,露萼時,蕾頂紫色,開花時,花瓣邊緣爲紫色,中心淺白色,實生群體中很少,約占1%左右
    (2)、以果实区分(包括果形、果色、果肉、果核、风味、大小、成熟期等)
    根据调查收集果实形状分为以下9个类型:椭圆形、扁圆形、心脏形、桃形、锥形、秤锤形、子弹形、卵圆形、圆柱形,平均果重4—8克,最小2克。
果色有三大類型:紅色、黃色、紫色。黃色主要有純黃色與黃底紅暈兩種。
    果肉从硬度上分为软肉与硬肉两种,软肉型可分为软绵溶质型、多汁型和硬溶质型;溶质型是加工果汁饮料的优良品种。硬肉型可分为硬脆无汁型(硬度可达15磅/平方厘米)和硬脆有汁型。硬肉型
的發現,爲今後發展鮮食、耐貯運品種提供了資源。果肉色澤有:紅色、黃色、綠色、橙紅色、橙黃色、紫紅色6種,黃果黃肉類和紅果紅肉類著色不受光照影響,硬肉型多爲紅果類,軟肉型多爲黃果類;紅果肉肯定爲紅色果,黃果肉則可能爲黃果也可能爲紅果。可食率92%—95%,出汁率65%—82%。
    以果实成熟期区分,钙果有早熟种,7月10日左右。中熟种,7月下旬至8月下旬,晚热种,9月上旬至9月下旬。
    由以上内容可以推论:钙果果色基因可能为两种,红色和黄色,而红色为显性基因,所以自然界黄果类为少数。
    钙果的果核有黏、离、半黏离之分,有的果肉与核分离,仅果梗基部相联,有的则不易分离,有的处于中间状态。果核的形状也为多个类型,有圆形、圆尖形、杏仁形,长尖形等,以圆形、圆尖形
爲最多。此外,鈣果果核的大小、色澤、紋理光滑度也略有不同,其最大0.72克,最小0.16克,平均果核粒重0.35克。
    从果梗长短区分,长果梗1.5-2厘米,短梗则0.2厘米。多数为1厘米左右。
    从风味上讲,钙果主要表现出酸、甜、涩、苦四个类型。但大多数品种呈多味共存,很少表现单一,一般的钙果种酸而刺激有涩味。好的鲜实品种,其甜度和香味会随着成熟的程度而逐渐增加,而
酸度逐漸降低。不同的種,香味也會略有不同,主要表現爲杏香和李香味,黃果多表現爲杏香,且極濃郁,紅果多表現爲李香味,此類爲鈣果中的上品。有苦味的品種迄今只發現一種,苦澀俱全的品種極爲罕見。
    (3)、以叶子区分
    钙果的叶子是鉴定钙果类型最主要的标志,同时,叶子也是钙果类型多样性的最重要根据之一。大多数钙果叶子表现为上半部最宽,叶面粗糙,叶脉下陷,当然也有许多类型在此之外,而且同一植
株不同生長期、不同部位其表現也會有所不同。
    钙果的叶子主要类型有:长披针形、倒披针形、梭形、长卵形、长倒卵形、长尖倒卵形、短尖倒卵形、长卵圆形、倒卵形、阔卵圆形。叶缘锯齿虽有粗、细、深、浅、钝、尖之分,但它们有一个共 
  同特点:锯齿尖都向上部呈聚拢之势,越往上越深,越往下越浅至不明显。
    钙果叶片在北京、河北燕山以北地区多为长披针形或倒卵状披针形,以南则为长卵圆形。
    钙果叶片在质感上有粗糙、毛糙、绒质、薄质、厚重、光滑之分。新生叶大多数表现为橙红色,个别为黄绿色。
    (4)、以树相区分
    2008年10月调查在山西、山东发现原生态半乔化钙果,丛状生长,高达3米左右。而全国各地多数钙果为丛生小灌木,无明显主干、层次。依树相分为:强壮直立型、直立型、垂枝形、极度垂枝形。
強壯直立型表現爲,株叢強壯枝條直立,高達1m以上,當年生基生枝其粗達5mm左右,葉片也較大,華北地區多此類型。垂枝形枝條分生角度小于45°-90°;極度垂枝形枝條較軟,枝梢幾乎著地。北緯40度以此地區枝條柔軟,當年生纖細。
    此外,枝条色泽也为钙果类型多样性的特征之一,新梢色泽表现为黄绿色、红色、深红色、红褐色四种,老化后枝色表现为黄褐色、红褐色、灰褐色等。
總之,多種原因的不同組合形成了鈣果類型的多樣性,究其原因,我們可推知一二:鈣果爲薔薇科櫻桃屬植物,同其它核果類果樹一樣是典型的異花授粉樹種,即有同類型或同品種間授粉結實率低、不
同類型或不同品種間授粉結實率高的特點,這樣,不同種間的基因相互組合,大大豐富了鈣果的類型;其次,鈣果的種子繁育周期極短,實生苗次年即可開花結實,這一特點無疑加快了鈣果多樣性的發展,再者不同的自然環境對鈣果的變異也有影響。
    钙果是大自然有意无意留给我们的一笔宝贵财富,随着人们对其认识的加深,必将会引起人们的广泛注意。但是从钙果分布的特性讲,尤其是钙果优种的极少性和不可重复性可以看出,在进行钙果
開發時,一定要避免盲目、錯誤的破壞性開發,如果發現一個好的品種,要極時進行保護,以免由于人爲因素,使它滅絕于世。
    三.钙果开发利用潜在价值与对人类的贡献
    近年来,对于山区农业和干旱地区农业开发研究的深度和广度都不够,干旱和不良环境引发的诸多问题是世界性难题,极为严重制约了干旱山区经济的发展。钙果具备“四耐”特点,即耐干旱、耐
瘠薄、耐寒冷(-35c)、耐鹽堿(PH值8以下),鈣果的特殊生物學特性,決定了鈣果的潛在開發價值;栽種鈣果可以解決幹旱地區陽坡造林的世界性難題,最適合不良環境山區及幹旱地區栽培;在不良環境(極度寒冷、年均溫10C、生長期不足120天)、小流域、荒山、沙漠治理等方面是最佳樹種;鈣果作爲天然新一代保健果,含多營養成份和高鈣、鐵、(鈣含量60-90毫克/百克鮮果)等受歡迎;其花、種仁、根皮含多種藥用成份決定了它的多項用途;在果酒、果汁、鈣茶等飲品加工業;在醫療、保健品産業,在鮮食、觀賞、環境綠化等方面;在家禽家畜、飼料業等多方面是其它植物所不能比擬的。世界範圍內都在挖掘、開發野生資源,鈣果的深入研究和開發利用,將會爲我國北方山區農業結構調整、脫貧致富找到新出路,對經濟、社會、生態必將産生巨大影響。觀念決定思路,思路決定出路,充分利用自然資源,做強做大,形成獨有的特色産業,占領國內外市場,是今後鈣果研究開發的方向。在城郊、交通便利地區選擇不同口味、不同色澤、不同成熟期的鮮食品種,以鮮食栽培、反季節栽培周年上市銷售等形式開發應用,形成特色産業;在幹旱山區、邊緣地帶,可選擇不同風味和質地的加工品種栽培,以加工爲主導建基地,形成外銷型企業;在幹旱沙漠地區、防風固沙建生態環保林帶、結合果實加工、種仁利用(鈣果種仁中含有50%左右的油脂,深加工可提取化工原料或生物柴油)、枝葉做飼料,形成生態環保産業鏈,帶動多項産業開發。我們相信,鈣果的開發利用將對我國乃至世界幹旱地區農業可持續發展做出重要的貢獻。我們研究的廣度和深度非常不夠,也僅是開始,我們願同廣大科技工作者共同交流、探討鈣果的生物學特性和綜合開發價值,爲人類進步做出較大貢獻。


 
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