全 文 :福建省南方红豆杉资源保护与可持续利用探讨
傅瑞树 ,朱建华
(福建省三明市林业局 ,福建 三明 365000)
摘要:论述了福建省南方红豆杉天然资源的储量 、分布状况 、生物学 、生态学习性及资源开发利用现状与存在问题 , 重点对
南方红豆杉野生资源的保护 、人工规模化繁殖栽培及其进一步可持续开发利用提出了有关对策和措施。
关键词:南方红豆杉;资源保护;可持续利用
中图分类号:S791.490.6 文献标识码:A 文章编号:1002-7351(2003)01-0053-04
Approaching the Resource Protection and Sustainable Utilization of Taxus chinensis
in Fujian Province
FU Rui-shu, ZHU Jian-hua
(Forestry Bureau of Sanming City , Fujian Province , Sanming 365000 , China)
Abstract:This paper deals with the stocking , distribution status , biological and ecological habits , as well as resource development and
utilization status and existing problems of Taxus chinensis in Fujian Province , the relative countermeasures and measures for the
protection , artificial large-scale propagation and culture as w ell as fur ther sustainable development and utilization of the wild T.chi-
nensis resource are raised specially.
Key words:Taxus chinensis;resource protection;sustainable utilization
1 南方红豆杉资源分布及生物学和生态学特征
红豆杉(Taxus spp.)通常为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)植物的总称。是一类古老的植物
类群 ,全世界有 11 种 ,分布于北半球的温带至热带地区[ 1] 。在我国有 4 种 1 变种[ 2] ,即东北红豆杉
(T.cuspidata sieb.et Zucc)、西藏红豆杉(T.wel lichina Zucc)、云南红豆杉(T .yunnanensis Chang et L.
K.Fu)、中国红豆杉(T .chinensis(Pilger)Rehd)和一个变种南方红豆杉(T .chinensis var.mairei(Lemee et
Lev1.)Chang et L.K.Fu)。南方红豆杉又称美丽红豆杉 ,为红豆杉属植物在中国分布最广泛的一种 ,其资
源储量居其它各种之冠。它主要分布于长江流域 、南岭山脉山区及河南 、陕西(秦岭)、甘肃 、台湾等省的山
地或溪谷 。是亚热带常绿阔叶林 、常绿与落叶阔叶林混交的特征种 ,分布海拔 800 ~ 1600m ,常与其它阔叶
树 、竹类以及针叶树混生。由于南方红豆杉具有特殊的材用和药用价值 , 80年代以来其资源遭到毁灭性
的掠夺 ,处于濒危状态 ,1992年国家林业局将其列为一级珍贵保护树种[ 3] 。
福建省是南方红豆杉的重要自然分布区域之一。根据 1982年全省森林植被类型调查和 1999年国家
级野生植物资源调查 ,我省各地均有南方红豆杉天然分布。据统计[ 4] ,现存总株数约 8.2 万株 ,主要集中
在南平 、三明 、龙岩 3地市 ,其余零星分布在沿海地区。全省约 7500株南方红豆杉胸径大于 20cm ,约 500
株胸径大于 100cm ,有 6株胸径接近或大于 200cm(分别生长在将乐 、宁化 、大田 、永春 、浦城和周宁)。全
省有 3株南方红豆杉树高超过 30m ,其中将乐龙栖山国家级自然保护区 1株南方红豆杉树龄达 1 570a ,胸
径达 223cm ,树高达 36.5m ,为我省“南方红豆杉王” 。
南方红豆杉为典型的阴性树种 ,生长极为缓慢 ,野生树种要 50 ~ 250a才能成材 ,常处于林冠下乔木第
二 、三层 ,基本无纯林存在 ,也极少团块分布 ,多为混生 、散生 、零星分布 ,常生长在北向阴坡 ,沟谷溪旁 ,山
坡中下部水湿条件好的山地 ,总体而言 ,对生长环境要求较严。南方红豆杉是雌雄异株 、异花授粉植物 ,在
自然条件下雄株多 、雌株少。在天然群落中雌雄比例约为 1∶9左右 ,只有在雌雄株混生的地方才能采集到
收稿日期:2002-08-05
作者简介:傅瑞树(1957-), 男 ,福建莆田人 , 三明市林业局高级工程师 ,硕士 , 从事森林生态 、生理生化研究工作。
第 30 卷 第 1 期
2 0 0 3 年 3 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.30 No.1
Mar., 2 0 0 3
DOI :10.13428/j.cnki.f jlk.2003.01.014
种子[ 5] 。大多数雌树每年都生产一些种子 ,但丰年的频率不多 ,一般 6 ~ 7a才有一个丰年 ,这可能是由于
物种间隔离(散生于林中)或花期不遇(雌雄异株 、异花授粉),致使传粉授精受阻 ,种子产生数量较少。南
方红豆杉还由于其种子假种皮味甘甜可食 ,鸟类 、鼠类 、其它动物也取食危害 ,致使每年结实不多的种子残
存的数量更少[ 6 , 7] 。南方红豆杉种子休眠属典型的综合型休眠[ 8] ,种皮结构由外至内为蜡质层 、木栓层 、
石细胞层。其坚硬致密的结构形成透水 、透气屏障 ,从而使种胚在后熟过程中 ,长期处于低氧分压及水分
亏缺状态 ,不利种内抑制物的降解 。抑制物的存在 ,抑制着种胚的分化与生长 ,降低酶的活性 ,使胚后熟过
程延缓 ,导致种子长时间休眠[ 9] ,一般在自然条件下要经过 2个冬季和 1 个夏季才能发芽。即使正常萌
发 ,形成的幼苗抗逆性差 ,成活率低 ,保存率则更低 。显然南方红豆杉植物在天然生境下依靠种子繁殖扩
大种群 、拓展生存空间的演替是极其缓慢的。由于南方红豆杉自身固有的生物学和生态学特性决定了其
资源的分散性 、有限性及发展的难度性 ,这也正是其珍稀濒危的客观内因[ 12] 。野生南方红豆杉资源的自
然缓慢增长已远不能满足日益增长的社会需求。
2 南方红豆杉资源的利用价值
2.1 珍贵的紫杉醇原料林树种
紫杉醇(Taxol)是 20世纪 70年代由美国科学家 Wani从短叶红豆杉(Taxus brevi fol ia)树皮中提取
出来的一种具有独特抗癌作用的天然产物 ,因其具有良好的抗癌活性和独特的抑制微管解聚 、稳定微管的
作用机理 ,而成为最受瞩目的抗癌新药(Paclitaxel)。1992年首获美国 FAD(美国食品医药管理局)正式批
准用于临床 ,1993年以来 ,紫杉醇已相继在美国 、加拿大 、瑞典 、英国 、澳大利亚 、澳地利等国家上市 ,每瓶
30mg 批发价高达 146.1 ~ 184美元 。美国国立癌症研究所(NCI)预测 ,今后 10 ~ 15a 内紫杉醇将成为主
要的抗癌药物之一[ 10] 。红豆杉属植物中除含紫杉醇外 ,还分离出 10-去乙酰浆果赤霉素Ⅱ 、10-去乙酰
紫杉醇 、紫杉碱 、紫杉素 、紫杉宁等 90多种化学成份。其中有的本身具有抗癌活性或其它药用价值 ,有的
可作为合成或半合成紫杉醇或紫杉醇类似的原料 。由于紫杉醇的开发成功且价格昂贵 ,几个世纪前人类
祖先用来制作弓箭 、扁担等劳动工具的红豆杉属植物则身价倍增 ,有些种类的小枝叶价格就高达 3.1美元
·kg-1 ,树皮价格更高。据测定 , 该属植物中紫杉醇含量极低 , 一般为 0.0001%~ 0.069%, 平均为
0.015%,提取收率 0.01%。要获得 1kg紫杉醇 ,需要 4000棵红豆杉树剥皮的 104kg 树皮。一个剂量的
紫杉醇 ,就需要 6棵高达 10m 、树龄 100a 以上的红豆杉树皮原料[ 11] 。随着临床应用和新药上市 ,对红豆
杉树皮原料的需求与日俱增。据有关方面估计 ,目前全球紫杉醇的总销售额已经达到 15亿美元。在美国
和欧洲“紫杉醇热”的影响下 ,中国 80年代末也开始奋起直追 ,各地纷纷开发利用红豆杉资源 ,一些外国公
司更是把天然资源丰富的中国作为原料基地 ,前几年 ,引发了云南 、四川等地的野生植物资源遭到大规模
过度采伐和严重破坏 ,致使本来就十分有限的资源处于濒临灭绝状态 。
2.2 优质的高级工业与雕刻用材
南方红豆杉生长极其缓慢 ,天然更新乏力 ,其木材坚硬致密 、干缩小 、边材浅黄色 、心材桔红色 、耐腐蚀
性强 ,水湿不腐 ,为优良的建筑 、桥梁 、家具 、器材等用材 ,因木材产量少 ,一般仅作特种工业 、珍贵雕刻用
材 ,当前木材出口日本价格高达 3000美元·m -3。
2.3 优美的城乡园林绿化树种
南方红豆杉为白垩纪残遗的古老植物 ,是亚热带典型地带性植被中的关键种 ,为常绿高大乔木 ,树干
通直 、树姿优美 、枝叶茂盛 、叶色浓绿 ,种子成熟时呈红色 、假种皮鲜艳夺目 ,有美丽红豆杉之称 ,是极好的
庭院绿化树种。南方红豆杉扦插苗萌芽能力强 ,呈灌木状生长 ,枝叶浓密 ,耐荫耐剪 ,可修成各种形状的矮
灌花木或培育成高档盆景 。
2.4 优良的生物农药制剂原料
据报道 ,欧洲红豆杉为欧洲常见的有毒性植物 ,常引起人和家畜中毒 , 50 ~ 100g 叶的煎剂可使人死
亡 ,干叶对兔的 MLD为 0.7g·kg-1 ,其主要成分紫杉碱 B(taxine B)对大鼠静脉注射 LD50 为 4.5mg·
kg-1 。国内文献报道 ,我国仅东北红豆杉一种有毒性 ,马 、骡 、牛 、猪和羊等家畜在冬春喜食其叶片发生中
·54· 福 建 林 业 科 技 第 30 卷
毒 ,果实的假种皮味甜可食 ,含糖量达 23.5%,多食会发生中毒[ 5] 。南方红豆杉的叶含金秋双黄酮
(Seiadopity sin)、皮含鞣酸(Tannin),种子 、根均可入药 ,有祛风除湿 、化痰止痛 、杀虫的功能。从化学成分
等方面考虑 ,东北红豆杉和南方红豆杉的茎 、叶 、果等也应具有相似的毒性 。因此 ,红豆杉植物体有可能用
于制造生物农药 ,有关该方面的研究尚待进行 。
3 南方红豆杉开发利用中存在的问题
3.1 资源供不应求
利用南方红豆杉植物提取抗癌新药紫杉醇 ,市场容量巨大 ,国内外市场十分活跃 ,目前省内明溪县已
有提取粗醇 、中醇 、高醇中间新产品的能力 ,按设计规模该县年产 99.5%高纯度紫杉醇 90kg ,每提取 1kg
的紫杉醇需要 30多 t的红豆杉枝叶 ,生产 90kg 的紫杉醇就需要枝叶 3000 ~ 3500t ,按每 3a 轮采 1 次计
算 ,共需要种植红豆杉 600hm2 ,随着加工规模的扩大 ,全县种植面积要达到 0.33万 hm2 。由于红豆杉属
植物生长速度极为缓慢 ,且生态幅度较窄 ,对生境的要求较高 ,宜林地较少 ,给栽培 、管理和营建原料林基
地带来了困难 ,因而 ,在今后的 10 ~ 15a内紫杉醇原料林供求矛盾仍十分突出 。
3.2 资源破坏严重
重经济利益轻生态效益造成的破坏 ,受眼前利益的驱使 ,一些人盲目地生产红豆杉器具 ,市场上一块
红豆杉菜板售价 80元 ,一个红豆杉杯子售价 180 ~ 220元 ,一尊红豆杉雕刻工艺品售价上千元 ,一套红豆
杉茶几售价几千元至数万元 ,造成红豆杉资源的严重破坏。
3.3 管理不善造成的破坏
缺乏保护意识 ,有的人甚至认为保护资源阻碍了经济的发展 ,因而管理打击力度不够 ,加上南方红豆
杉植物分布范围广且分散 ,管理上难度也比较大 ,未能有效地防止资源流失 。
3.4 科学研究工作滞后
虽然利用南方红豆杉的热潮早已形成 ,但研究工作进展不快:(1)缺乏紫杉醇高含量种植品种。南方
红豆杉作为提取紫杉醇产业的植物资源 ,较其它种有资源储量大 、生长快等优点 ,但其含量低 。在建立可
持续利用资源基地中 ,人工种植品种是关键 ,含量是核心 ,应用高含量种源有事半功倍之效 ,若用低含量种
源则事倍功半。目前 ,南方红豆杉尚缺乏通过有性育种 、无性繁殖途径形成的高紫杉醇优良无性系来营造
紫杉醇原料林基地 ,只能暂以优良区的植株作为插穗繁殖的来源;(2)紫杉醇在植物体内的合成机理及其
作用尚未弄清 ,因此 ,在原料林培育中 ,难以预测人为附加措施(如施肥等)及生境条件变化对其合成机理
与有效成分含量的作用;(3)南方红豆杉小枝叶的紫杉醇含量 、采收期与其药用有效成分含量的关系尚未
形成系统理论;(4)南方红豆杉组织培养工作进展缓慢 ,植物愈伤组织诱导分化成植株的问题尚未解决 ,试
图通过组培进行大规模工厂化育苗来满足工业原料林造林尚有待实质性突破方能实现。
4 南方红豆杉资源保护与可持续利用对策
4.1 就地保护
目前南方红豆杉因具特殊身价 ,其野生资源已十分有限 ,濒临灭绝。一要发挥已建自然保护区的保护
功能 ,将全省各级自然保护区中的南方红豆杉野生种群有效保护起来 。以利其种群稳定扩大 ,为规模化开
发利用奠定物质基础 。这样不仅可有效保护南方红豆杉野生种群的数量和合理的资源总量 ,更重要的是
可保护其遗传多样性和优良遗传基因。二要在南方红豆杉分布相对集中的保护小区内建立定位观测站 ,
重点研究种群动态 、生长环境定量特征 、繁殖适应能力 、与群落其它生物间的关系及其在环境中的作用 ,为
积极保护 、促进野生资源的扩大 、异地引种栽培和人工快速繁殖提供理论依据。三要发动群众参与就地保
护 ,由于南方红豆杉大多以散生为主 ,且多分布在偏远的高海拔山区 ,这就决定了南方红豆杉种群的就地
保护必须有群众参与 。因此 ,要加大资源保护宣传力度 ,增强群众自然保护参与意识 ,采取相应的激励政
策 ,动员当地群众参与现有南方红豆杉野生资源保护和管理显得尤为必要 。
·55·第 1 期 傅瑞树 ,等:福建省南方红豆杉资源保护与可持续利用探讨
4.2 迁地保护
一要收集全省南方红豆杉自然分布区内的各种种源 ,建立种质资源基因库 。二要选择优良种源 、优良
种群和优良单株的南方红豆杉建立采种母树林和初级种子园 ,进行遗传选育优良的高紫杉醇含量的南方
红豆杉栽培品种 。三要建立规模化 、优质化的南方红豆杉采穗圃基地 ,为基地化 、规模化 、产业化种植提供
扦插苗木保证。四要建立南方红豆杉试验林 、测定林和示范林 ,对不同品种 、不同居群的南方红豆杉植株
的紫杉醇含量 、抗逆性能 、生长量进行测定 ,逐步筛选出高紫杉醇含量 、适应性强 、生长迅速的优良品种。
4.3 持续利用
红豆杉属植物是药 、材兼用的树种 ,但两者相比材用是极其次要的 ,在现存资源量远远不能满足国内
外医药市场需求的情况下 ,应首先保证药用 ,尽量减少材用量 。在药用过程中 ,要强调南方红豆杉植物枝
叶的充分 、合理利用 ,采用修剪枝叶和保留树桩的办法 ,在天然林中适度采摘枝叶 ,或结合成熟林 、过熟林
的改造和更新充分利用其枝叶 。抚育间伐时应保护南方红豆杉植物的再生能力 ,如保护幼树 、收获种子 、
保护树桩 、促进萌蘖等 ,均是合理利用其资源的一条重要途径。
4.4 培育资源
既然南方红豆杉植物中提取的紫杉醇具有独特的抗癌作用 ,开发利用就成为必然之势 。南方红豆杉
资源开发不能靠野生资源 ,而应依赖于栽培资源。采用人工繁育方法 ,培育大量苗木 ,营造红豆杉纯林 、混
交林被认为是当前最有效 、最经济的解决原料危机的途径 。要利用南方红豆杉萌发能力强 ,耐修剪 ,可进
行矮林作业且小枝叶可持续利用的特点 ,改变传统造林经营模式 ,以等高或巷状高密度绿篱化种植 ,来获
得单位面积最大的生物产量。根据其幼林耐荫性强的生物学特点 ,应在种植基地上发展混农林业 ,进行林
地复合经营 ,乔灌混交 ,提高土地利用率 ,增加收入 ,同时还可以保持水土 ,发挥更大的生态经济效益。
4.5 政策措施
紫杉醇产业无论在原料林基地建设上 ,还是在产品深度精加工上都有突出的高新技术特点。鉴于南
方红豆杉栽培管理难 ,生长速度慢 ,影响原料林的发展和利用等情况 ,除了必须加强南方红豆杉品种选育 、
无性繁殖 、生长规律 、培育技术和紫杉醇提取工艺的研究外 ,政府要出台有关优惠政策扶持红豆杉基地建
设 ,要完善多元化投入的机制 ,鼓励和吸引国有林场 、民营企业和营林专业户参与红豆杉基地建设;紫杉醇
加工企业对基地要有投入 ,并提供技术服务和保护价承诺 ,保障基地建设持续健康发展;金融信贷部门对
红豆杉基地建设要给予无息 、贴息或低息的较长期贷款支持 ,并给予享受有关生态工程造林的税收减免政
策 ,以加快南方红豆杉药用人工林的培育速度 ,使原料林逐步满足规模化生产的需求 。
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