全 文 ：青藏高原掌叶大黄和丽江大黄及其土壤的
主要元素含量*
谢宗强
(中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室,北京 100093)

摘要
 采集掌叶大黄( Rheum palmatum )和丽江大黄( Rheum likiangense)根茎、叶及根部土壤,应用 ICP 测定
主要元素含量特征, 研究了 2 种大黄及其土壤的元素含量特征.结果表明, 2 种大黄土壤 P 含量远低于大黄根茎
和叶, Fe含量则为土壤> 根茎> 叶, 其中根茎与叶相差不大,但它们与土壤相差 50~ 110 倍; N a、Mn、Cu 含量在
2 种大黄中都表现为土壤> 叶> 根茎, Ca含量在掌叶大黄中为土壤< 叶< 根茎,在丽江大黄则为土壤> 叶> 根
茎; 尽管 K、Mg、Ca、Mn、Zn 在 2 种大黄土壤中含量差异明显, 但 K、Mg 在它们的叶之间、根茎之间却表现出相
当的一致性, Ca、Mn、Zn 在它们的根茎间差异不大.
关键词
青藏高原
掌叶大黄
丽江大黄
元素含量
Element concentrations in Rheum palmatum and R. likiangense plants and soil in Tibet plateau. XIE Zongqiang
( L aboratory of Quantitative Vegetation Ecology , Institute of Botany , Chinese A cademy of Sciences, Beij ing
100093) .
Chin . J . A pp l . Ecol . , 2000, 11( 6) : 903~ 906.
The char acterist ics of element concentrations in R heum palmatum and R . likiangense plants and soil w ere studied us

ing ICP method. The results show ed that the P concentr ations in soil was significantly lower than that in leaves and
rhizomes; Fe concentration w as 50~ 100 times higher in soil than in rhizomes, and leaves, and w ithout significant dif

ference between rhizomes and leaves; Na, Mn and Cu concentrations appeared so il> leaves> rhizomes; and Ca concen

tration show ed soil < leaves < rhizomes fo r R . palmatum , and soil> leaves> rhizomes for R . likiangense. Although
K , Mg, Ca, Mn and Zn concentrations were obviously different between soils of the 2 species, K and Mg concentr a

tions were consistent in t heir leav es or rhizomes, and the differ ence of Ca, Mn and Zn concentrations betw een their r hi

zomes was insignificant.
Key words
T ibet Plateau, Rheum palmatum , Rheum likiangense, Element content.


* 国家重点基础研究发展规划项目( G2000046805) .


1998- 05- 04收稿, 1999- 12- 29接受.
1
引

言
大黄为常用中药,中国药典( 1995版)收载大黄为
掌叶大黄 ( Rheum palmatum L. )、唐古 特大黄
( Rheum tanguticum Max im. ex Balf. ) 和药用大黄
( Rheum of f icinale Baill. ) 的根茎及根, 称为正品大
黄[ 2] .有关大黄的研究文献逾千篇, 涉及的内容包括
临床应用、药理作用与生物活性、化学成分、品种鉴定
与品质评价、原植物资源调查、引种栽培等方
面[ 6, 8, 11] ,但主要集中在医学和药学领域, 这与其药用
历史源远流长密切相关. 一般认为, 优质大黄产于青
海、甘肃、四川等地[ 3] , 以西宁大黄驰名中外的青海就
是我国大黄的主产区.但近几十年来,由于过渡采挖和
垦荒,大黄野生资源损失惨重,特别是某些正品大黄在
许多地区已处于野外灭绝状态[ 10] . 因此, 对正品大黄
的引种栽培已成为利用大黄资源的重要环节.但栽培
大黄与野生大黄相比,普遍存在品质下降的问题, 这可
能与栽培地与原产地的环境差异有关.
陆生植物在其生长过程中, 一方面从大气圈中吸
收所需气体,另一方面也必须从土壤中吸收矿物元素.
由于外界土壤溶液中所含有元素成分的差异以及植物
本身对元素吸收选择力的不同, 植物与其土壤的元素
含量之间存在着一定的联系[ 4] . 笔者以分布于青藏高
原玉树地区的的掌叶大黄(正品大黄)和丽江大黄(非
正品大黄)为对象, 对其根茎、叶和土壤的主要元素含
量进行了取样测定, 并联系 2种大黄的生境特征, 比较
它们的元素含量差异, 试图为正品大黄的引种栽培提
供科学依据.
2
研究地区自然概况与研究方法
2
1
自然概况
研究地区位于川、青、藏接壤的横断山脉北端. 本区地质构
造复杂, 三叠系、侏罗系的海相地层分布较广, 母岩多为石灰
岩、大理岩和砂岩. 火成岩以燕山晚期和早期的花岗岩为主. 从
整个地形看 ,西北部高而平缓, 海拔 4500~ 5200m, 通天河、扎
曲(澜沧江上游)、怒江、雅龙江自西北向东南方向倾泻而去, 下
切作用不断加强,形成山峰陡立、峡谷幽深的破碎地貌. 在这样
应 用 生 态 学 报
2000 年 12 月
第 11 卷
第 6 期
































CH INESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2000, 11( 6)
903~ 906
的地质和地貌基础上, 发育的主要土壤类型有栗钙土、山地草
原化草甸土、草甸土、潮土、灰褐土和高山草甸土 .土壤偏碱性,
有机质含量介于 4% ~ 20% .
本区气候与西南季风的形成和青藏高原的隆起有密切关
系,具有暖季温湿、冷季干寒的气候特征. 最暖月均温 11. 9 ~
13. 2
, 最冷月均温- 6. 6~ - 8. 5
,年均气温 1. 0
,
0
的
积温为 1500
,但没有绝对无霜期.年降水量 480~ 520mm, 其
中生长季节降水量占全年的 85%以上. 基于上述气候与地质地
貌条件,本区形成许多小气候区, 使植被分布互相镶嵌, 变化明
显.山地的阴坡和阳坡天然植被类型截然不同,如山生柳 ( Sal

ix or itr epha) 灌丛仅分布于阴坡、半阴坡[ 7] , 而川西锦鸡儿
( Caragana er inacea)灌丛则见于阳坡.
2
2
研究方法
选择掌叶大黄和丽江大黄的典型样地, 调查其生长与分布
特点, 在此基础上选择样株, 采集叶和根茎样品, 就地晒干、分
装后带回; 同时采集其根部 0~ 20cm 土层的土壤样品, 装入土
壤采集袋风干后带回. 土壤和植物样品先进行常规的预处理,
再用 ICP测定其元素含量.
3
结果与分析
3
1
掌叶大黄和丽江大黄的群落学特征
对掌叶大黄的群落学调查选择了山坡和河谷滩地
2个典型地段. 从图 1 可以看出, 在不同的生境类型
下,掌叶大黄在群落中均不占优势,而是依附于其它优
势种. 2 种生境下,群落中优势种的组成完全不同. 在
山坡地段, 群落总盖度达 100%, 由雪层杜鹃( Rhodo

dendr on nivale ssp. boreale )、小叶金露梅 ( Potent illa
par vif ol ia)、鲜卑花( Sibir aea laevigate)等优势灌木种
类形成灌木层片,它们长势良好, 起着建群种的作用;
密生苔草( Carex crebra )、太白韭( A l lium p rat tii )等
优势草本植物构成草本层片, 对群落的盖度贡献较大.
掌叶大黄在群落中虽然不占优势, 盖度仅 12. 5%, 但
其长势旺盛, 株高在 1m 以上, 根茎粗壮,是主要的采
集对象. 在河谷滩地, 群落总盖度 90% ,以老芒草( E

lymus sibir icus )、银叶萎陵菜( Potent illa leuconota)为
优势, 形成低草地,掌叶大黄的盖度达 20%, 在群落中
占较重要地位, 但其生长状况一般,株高 0. 5m 左右.
丽江大黄常见于石灰岩山地的阳坡和半阳坡. 其
群落总盖度 50%, 匍匐旬子( Cotoneaster adp ressus )为
重要的灌木优势种, 丽江大黄和青甘韭( A llium pr z e

walskianum)是草本优势种. 密生苔草、小叶锦鸡儿
( Caragana pygmaea)的盖度在群落中也占重要地位.
由于岩石裸露, 土层极薄,土壤中有机质、有机 C、全 N
及 P 的含量比掌叶大黄土壤中的含量均低. 在高原强
光照射下,白天的地表温度很高, 夜间又急剧降温, 导
致土层昼夜温差大, 因而群落中的植物大都具有抗寒
耐旱的能力,在植物形态上表现出根系发达、叶片小而
且厚并具毛、叶片变态为管状或具枝刺等不同的症状.
由于立地条件更差, 丽江大黄个体和根茎大小均不及
掌叶大黄.但丽江大黄显然比掌叶大黄更能忍耐极端
生境.
图 1
不同大黄群落主要种类的盖度
Fig. 1 Coverage of main species in diff erent Rheum communit ies in T ibet
Plateau.
a)河滩地掌叶大黄群落 Rh . p almatum comm. in f lood land, b)坡地掌叶
大黄群落 Rh . p almatum comm. on hillside fields, c) 石灰岩山地丽江大
黄群落 Rh . l ikiangense comm. in limeston e habit . 1
老芒草 E lymus
sibi ricus , 2
银叶萎陵菜 Potent il la le uconota, 3
洽草 K oeleria cristata ,
4
毛穗香薷 Elshol tz ia er iostachys, 5
高原毛茛 R annuculus tangut icus ,
6
掌叶大黄 Rheum p almatum , 7
青甘韭 A ll ium prz ew alskianum , 8

匍匐恂子 Cotoneaster adp ressus, 9
密生苔草 Car ex crebr a, 10
小锦鸡
儿 Caragana pygmaea , 11
白苞筋骨草 Aj uga lup ulina , 12
北方雪层
杜鹃 Rhod odendr on nivale spp. boreale , 13
太白韭 A ll ium prat ti i , 14

小叶金露梅 Poten ti lla parv if ol ia , 15
鲜卑花 S ibiraea laev igate , 16
丽
江大黄 Rheum l ij iangense.
3
2
掌叶大黄和丽江大黄土壤的元素含量特点
从表 1可以看出,掌叶大黄和丽江大黄土壤 C/ N
值在 11~ 12之间, 这对它们的生长还是有利的.因为
土壤有机质的 C/ N 值对土壤有效 N 的供应影响很
大,当 C/ N< 15时,在其矿化作用一开始,它所提供的
有效 N 量就会超过微生物同化量, 使植物很快从有机
质矿化过程中获得有效 N 的供应, 有利于有机质的矿
化和作物的吸收利用. 丽江大黄土壤 Ca 含量远远超
过全球土壤Ca含量中值, Fe、Al含量则分别低于 全球
土壤 Fe、Al含量中值,土壤呈微碱性,使土壤有效养分
的转化和吸收受到抑制,特别是对 P 的固定与转化有
很大影响, 也影响到土壤 N 的氨基化过程.掌叶大黄
土壤 Ca 含量则大大低于全球土壤 Ca 含量中值, Fe、
Al含量虽然也低于 全球土壤 Fe、Al含量中值, 但却
是丽江大黄的 1. 69和 1. 43倍,土壤呈酸性. 掌叶大黄
土壤中的 N、P、K 含量分别是丽江大黄土壤中的
2
27、1. 55和 1. 75倍,表明前者土壤肥力较后者高.
其中前者 K 含量高于全球土壤 K含量中值, 后者则低
于此值; N 含量在二者中均高于全球土壤N 含量的中
值, P 含量则低于其对应的中值. 海拔较高和温度较
低,造成土壤矿化度不高、养分分解缓慢是重要原因.
大黄适应这种生境, 并且能顺利完成其生活史,其适应
机制值得进一步深入研究. S、Zn、Cu含量接近于其对
904 应
用
生
态
学
报


















11卷
表 1
掌叶大黄和丽江大黄土壤中的元素含量
Table 1 Element content in soil for Rheum palmatum and Rheum likiangense( mg
kg- 1)
Na K Mg Ca Mn Fe Cu Zn Al P S 全 N
Total
N
pH C/ N 有机质( % )
Organic
matter
掌叶大黄 7450 21080 7570 6070 650 30970 21. 35 86. 2 49900 455 641. 1 8200 6. 2 11. 07 15. 65
Rheum p almatum
丽江大黄 3520 12180 6560 136400 1470 18830 22. 53 119. 7 34800 294 699. 4 3610 7. 1 11. 25 7. 01
Rheum likia ngense
全球土壤[ 9] 5000 14000 5000 15000 1000 40000 30 90 71000 800 700 2000
M ean and range 150~ 80~ 400~ 700~ 20~ 2000~ 2~ 1~ 10000~ 35~ 30~ 200~
of w orld soils 25000 37000 9000 500000 10000 550000 250 900 300000 5300 1600 5000
应的中值, Na、Mg、Mn含量与大陆土壤中相应元素含
量中值相差在 1. 5倍的范围内.
3
3
掌叶大黄和丽江大黄叶的元素含量特点
由表 2 可以看出, 掌叶大黄叶的元素含量在
10000mg
kg- 1以上的有 K; 1000~ 10000mg
kg- 1的
有Mg、P; 1000mg
kg- 1以下的有 Ca、Mn、Na、Fe、Zn、
Cu.其含量顺序为 K> Mg> P> Ca> Mn> Na> Fe>
Zn> Cu.丽江大黄叶的元素含量在 10000mg
kg - 1以
上的有 Ca、K; 1000~ 10000mg
kg- 1的有 Mg、Na、P;
1000mg
kg - 1以下的有 Fe、Mn、Zn、Cu.其含量顺序为
Ca> K> M g> Na> P> Fe> Mn> Zn> Cu. 除 Cu、Zn、
P缺乏对比资料外, 其它元素含量基本上在所报导的
陆生高等植物中元素含量的范围内. 其中, M g、K、Cu
含量在 2种大黄叶中基本相同, M n、P、Zn、Fe含量相
差1~ 3倍, 而丽江大黄叶中 Ca、Na 含量分别是掌叶
大黄的 38. 07和 5. 75倍.
表 2
掌叶大黄和丽江大黄叶的元素含量
Table 2 Element content in leaves for Rheum palmatum and Rheum likiangense( mg
kg- 1)
Na K Mg Ca Mn Fe Cu Zn P
掌叶大黄 Rheum palmatum 240 19100 7000 7800 321 200 8. 9 40. 8 3610
丽江大黄 Rheum likiangense 1380 18400 7000 29700 84 326 7. 3 18. 4 1320
陆生植物[ 5]T errest rial plants 100~ 500000 2000~ 100000 500~ 20000 1000~ 100000 200~ 500 200~ 500
3
4
掌叶大黄和丽江大黄根茎 的元素含量
由表 3可见,掌叶大黄与丽江大黄中根茎元素含
量由大到小的顺序均为Ca> K> Mg> P > Fe> Na>
M n > Zn> Cu.其中, Na 含量在 2种大黄根茎中相差
50% ,是差异最大的,其它元素在 2 种间比较相近.与
大黄属植物根茎元素含量范围[ 11]比较, Na 略低于其
下限, M g显著高于其上限. 因此, 本项研究补充和完
善了大属各种生药所含元素状况.
表 3
掌叶大黄和丽江大黄根茎的元素含量
Table 3 Element content in rhizomes for Rheum palmatum and Rheum likiangense(mg
kg- 1)
Na K Mg Ca Mn Fe Cu Zn P
掌叶大黄 Rheum palmatum 108. 1 9240 3530 13000 48. 1 269. 3 4. 4 21. 4 1720
丽江大黄 Rheum likiangense 158 8670 3870 12700 43. 8 360 5. 1 21. 1 1260
大黄属[ 1] Rheum 162~ 3830 1320~ 661000 915~ 2980 1200~ 161000 5. 6~ 170 81~ 2280 2. 5~ 15. 8 6. 9~ 72 235~ 3630
3
5
大黄元素含量间的关系
3
5
1两种大黄土壤、叶、根茎元素含量间的关系
植
物的化学成分反映植物在一定生境下从土壤中吸取或
积聚的矿物养分.植物不同器官吸收的元素成分是不
相同的.从表1、2、3可以看出,土壤中 P 含量远低于大
黄根茎和叶. 土壤中 P 含量因土壤母质、成土作用的
方式不同而有差异. 由于土壤中 K 或 Ca含量很高,影
响了其它矿质营养元素的有效性, 尤其对土壤 P 的有
效性影响最大. 在石灰岩土壤中,水溶性磷酸盐与碳酸
钙作用, 生成溶解度很小的磷酸钙盐, 从而降低了 P
的有效性, 使土壤有效 P 含量普遍偏低. 植物器官对 P
的富集作用则与植物的代谢有关. Fe 含量在 2种大黄
中表现出一致的变化趋势,即土壤> 根茎> 叶, 其中,
根茎与叶相差不大, 但它们与土壤相差 50~ 110 倍.
Na、Mn、Cu含量在2 种大黄中都表现为土壤> 叶> 根
茎, Ca含量在掌叶大黄中为土壤< 叶< 根茎, 在丽江
大黄则为土壤> 叶> 根茎.尽管 K、Mg、Ca、Mn、Zn在
2种大黄的土壤中含量差异明显,但 K、Mg 在它们的
叶之间、根茎之间却表现出相当的一致性, Ca、Mn、Zn
在它们的根茎间差异不大,说明 2种大黄对这些元素
的利用能力接近.
3
5
2同种大黄在不同生境下的元素含量
植物的化
学成分不仅在同种不同器官间有差别, 在不同生境下
也有很大变化. 以掌叶大黄为例(表 4) , 可以看出, 虽
然土壤中 Na、K 含量表现为河滩地< 坡地, 但根茎和
叶的 Na、K含量却为河滩地> 坡地. 根茎和叶的 Mg、
P含量在 2种生境下均显示出与土壤 Mg、P 含量一致
的变化趋势,即河滩地< 坡地. 掌叶大黄根茎、叶和土
壤 Ca含量相当一致地表现为河滩
坡地; Mn 在根茎
和土壤中的含量为河滩地> 坡地, 在叶中含量与此相
9056 期











谢宗强:青藏高原掌叶大黄和丽江大黄及其土壤的主要元素含量









反. Zn含量在土壤中为河滩地> 坡地,在根茎和叶中
却为河滩地< 坡地; Fe含量则刚好与此相反. Cu含量
在 2种生境的土壤中相当,在根茎和叶中却为河滩地
> 坡地.
表 4
掌叶大黄在不同生境下的元素含量
Table 4 Element content of Rheum palmatum in di fferent habi tats( mg

kg- 1)
元 素
Element
河滩地 Flood land
土壤
Soil
叶
Leaf
根茎
Rhizome
山坡地 Hillside fields
土壤
Soil
叶
Leaf
根茎
Rhizom e
Na 4150 260 79. 9 7450 240 108. 1
K 12910 49900 7130 21080 19100 9240
Mg 5980 4700 1600 7570 7000 3530
Ca 86770 11500 37800 6070 7800 13000
Mn 1090 91. 9 60 650 321 48. 1
Fe 16280 449 856 30970 200 269. 3
Cu 21. 2 11. 5 6. 3 21. 4 8. 9 4. 4
Zn 105 26. 4 16. 3 86. 2 40. 8 21. 4
P 418 2720 869 455 3610 1720
4
结

语
掌叶大黄和丽江大黄在我国的分布格局明显不
同,前者主要分布于从祁连山脉经川西高原到雅鲁藏
布江河谷,基本上处在青藏高原东部和东南部的弧形
边缘带;后者则以横断山脉北端素有百川之源的深切
割地带为中心. 在其主分布区,二者的垂直分布幅基本
一致, 但在其它分布区, 掌叶大黄显示出较宽的生态
幅,较丽江大黄的分布下限延伸 1000m.
掌叶大黄生长在本区海拔 3800~ 4400m 的阴坡、
半阴坡草地、灌丛草地和山地林缘、河滩,在温凉湿润、
土质疏松的生境中多见, 所产大黄在医药市场上统称
为西宁大黄.丽江大黄生长在海拔 3500~ 4400m 的阳
坡、半阳坡的石灰岩山地,植被覆盖率低,裸岩多见,土
层浅薄、干旱缺水.由于 2种大黄生境的差异,导致它
们赖以生长的土壤养分含量和某些元素含量明显不
同,例如, pH 值、有机质含量、全 N含量、Ca、K、Fe、Mn
含量均有较大差别. 但是 2种大黄的根茎对各种元素
的吸收受土壤中元素含量的影响不大, 表现在元素含
量在 2种大黄根茎间基本相近.
掌叶大黄作为著名中药材的原植物, 多年来一直
受到过度采挖, 特别是最适生境中的大黄遭到严重破
坏,一些有识之士惊呼:野生大黄将会灭绝. 为了确保
不同生境下野生掌叶大黄的种质资源, 建议: 1)选择适
宜生境,扩大大黄的栽培数量,以缓减市场对野生掌叶
大黄的需求压力; 2)建立以保护包括大黄在内的名贵
中药材的自然保护区, 并继续对大黄生物生态学特性
的深入研究,为保护和合理开发提供科学依据.
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versity Press an d Xiehe Medical University Press. ( in Chinese)
作者简介
谢宗强,男, 1965 年生,博士, 副研究员,现从事森林
生态学和保护生物学研究, 发表学术论文 35 篇, E
mail:
x iezongq@ public2. east. net. cn
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