长白山自然保护区的野生有毒植物资源与有毒成分研究

Study on wild poisonous plant resources and toxic components in Changbai Mountain Nature Reserve

摘要

为了有效地保护和利用长白山自然保护区野生有毒植物资源，本研究对该保护区野生有毒植物资源的种类、生境、濒危程度、有毒部位和有毒成分进行研究。结果表明，长白山自然保护区的野生有毒植物种类有52科132属193种3亚种11变种，共207分类群；生境以山坡草地最多，山地和林缘次之。其中濒危植物有40种，中国物种红色名录种有7种，保护级别为国家和省级的各有9种和26种，为长白山自然保护区的有18种，世界自然保护联盟（IUCN）评估等级的有7种。长白山自然保护区野生有毒植物中，全株有毒的有116种，占总数的56.04%，其他为部分有毒。有毒成分较为复杂，主要有生物碱类、非蛋白氨基酸、萜类化合物、甙类化合物等，大部分还未开发利用。

Abstract

In order to protect and utilize the wild poisonous plant resources in Changbai Mountain Nature Reserve more effectively， the species， habitat， degree of endangerment， toxic parts and toxic components were studied in this study. The results showed that there were 52 families， 132 genera， 193 species， 3 subspecies and 11 varieties of wild poisonous plants in Changbai Mountain Nature Reserve， total 207 taxa. The habitat was mostly hillside grassland， followed by mountain and forest margin. There were 40 species of endangered plants， 7 species in the Red List of Chinese Species， 9 species in the national and 26 in the provincial protection levels， 18 species in the Changbai Mountain Nature Reserve and 7 in the International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources （IUCN） assessment levels. Among the wild poisonous plants in Changbai Mountain Nature Reserve， 116 species of the whole plant are poisonous， accounting for 56.04% of the total. The toxic components are complex， mainly alkaloids， non⁃protein amino acids， terpenoids， glycosides and so on， most of which have not been developed and utilized.

关键词

长白山自然保护区 / 有毒植物 / 有毒成分 / 濒危植物

Key words

Changbai Mountain Nature Reserve / poisonous plant / toxic component / endangered plant

0 引 言

有毒植物是有中毒实例或者实验证实有可能通过接触、食入或其他途径进入机体，造成了人或其他动物死亡或机体机能暂时性或长期性伤害的植物的总称^［1］。有毒植物是一类用途非常广泛的植物类群，可作临床医学研究、药用、食用、观赏植物等，也可以加工成各种农业药剂（杀虫剂、杀菌剂）、日化工业产品等。

在我国，利用有毒植物是最古老的实用科学之一，早在《山海经》中就记载了无条可以毒鼠、莽草使鱼中毒等^［2］。近年来，我国许多地方都对当地的有毒植物资源进行了研究调查，在控制有毒植物危害方面取得了很好的成果^［3］。随着人们对野生植物资源食用和药用价值认识的不断深入，对野生植物的采摘、食用以及其他方面的利用也逐渐广泛，如将红车轴草用于烧火，将东北雷公藤、天南星投入粪池里毒杀蛆虫^［4］，但多数人很难准确地分辨相类似的有毒植物，从而导致食物中毒的现象时有发生。为了减少和避免有毒植物对人和动物造成危害，更好地了解和认识有毒植物，确保人和动物健康发展，控制有毒植物的生长繁殖，我们对长白山自然保护区有毒植物进行实地调査研究，为长白山自然保护区植物资源的有效开发和利用提供依据^［5］。有毒植物的研究越来越受到世界各国的重视，很多西方的发达国家也已经有近百年的有毒植物研究历史。通过多学科相结合可建立一个建立包含形态学、分子和植物化学等信息的数据库，能够识别有毒物种或进行法医毒理学分析，该数据库由于其低成本和相对常见的可用性其使用日益频繁^［6］。

长白山自然保护区位于吉林省东南部，是整个欧亚东大陆北半球和世界同纬度地区的温带生态系统，野生森林植物保存较完整的地区^［7］。长白山自然保护区野生有毒植物的种类繁多且应用价值高，然而资源量非常有限。长白山自然保护区有毒植物资源的开发利用几乎为空白^［8］，许多有毒植物的利用还处于较原始状态^［9］，且多种野生有毒植物正在遭受严重破坏^［10］。特别是一些观念传统的人，认为有毒植物“百害而无一利”^［10］，对野生有毒植物肆意挖掘和砍伐，导致种群退化、种群数量急剧减少^［11］。因此调查本地区的有毒植物资源及其分布是实现有效保护和适度利用有毒植物资源的首要研究^［12］，从而为这些有毒植物的医学入药、杀虫（菌）剂、园林观赏、香料、经济、工业、饲养、食用等提供科学依据。

1 区域概况与研究方法

1.1 研究区域概况

长白山自然保护区位于吉林省的东南部，地跨延边朝鲜族自治州的安图县和浑江地区的抚松县、长白县。东南与朝鲜毗邻，位于127°42′55″E~128°16′48″E，41°41′49″N~42°51′18″N。长白山自然保护区属温带大陆性山地气候，地形复杂，森林覆盖率达83%。山地海拔大多为500~1 000 m，仅部分超过1 000 m，2 000 m以上皆在长白山自然保护区附近，是欧亚大陆东岸的最高山，长白山系在我国境内最高峰白云峰的海拔为2 691 m^［13］。由于地形、气候特殊，十分适合不同种类的野生有毒植物生长发育^［7］。

1.2 研究方法

1.2.1 长白山自然保护区野生有毒植物资源

自2010年至2019年，本团队对长白山自然保护区各地区进行了50余次的实地调查，现场采集植物标本，对长白山自然保护区野生有毒植物资源进行分门别类、生境及其分布等调查，研究其资源分布和生活型、濒危植物种等长白山自然保护区有毒资源的特点。所采集的植物标本存放在延边大学农学院植物标本库中。此外，为了研究有毒部位和有毒成分，经查阅《中国有毒植物》《中国长白山药用植物彩色图志》《长白山保护开发区生物资源》《长白山植物药志》《吉林省植物志》《长白山野菜》等相关书籍与文献^{［2~4，7~12，14~22］}，本文对这些植物资源进行分类及研究。

1.2.2 长白山自然保护区野生濒危有毒植物资源

濒危植物的保护等级按中国物种红色名录^［23］、国家第一批和第二批（讨论稿）、吉林省和长白山自然保护区的重点保护植物目录^{［16，23~25］}进行分级，依据世界自然保护联盟的受威胁评估等级（International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources， IUCN）对长白山自然保护区野生有毒植物的濒危信息进行研究。

1.2.3 有毒部位及有毒成分

对长白山自然保护区野生有毒植物的有毒部位和有毒成分主要参考国内外文献，分析其主要的有毒部位（全株或全草、根或块根、茎叶、花、果实、种子、极少数刺毛或汁液等）和主要的有毒成分^{［2~4，7~12，16~22］}。

2 结果与分析

2.1 长白山自然保护区野生有毒植物资源

2.1.1 资源种类分析

对长白山自然保护区野生有毒植物资源进行研究，结果显示其种类有52科132属193种3亚种11变种，共207个分类群。其中石松类和广义真蕨类植物为4科6属10种1变种，共11个分类群；裸子植物3科3属3种1变种，共4个分类群；被子植物45科123属180种3亚种9变种，共192个分类群（见表1、表2）。长白山自然保护区野生有毒植物中，被子植物种类最多（192种），裸子植物最少（4种）。

长白山自然保护区有毒植物的科名研究结果显示，毛茛科（Ranunculaceae）、百合科（Liliaceae）、菊科（Asteraceae）、蓼科（Polygonaceae）和罂粟科（Papaveraceae）所属植物较多，其他还有马兜铃科（Aristolochiaceae）、虎耳草科（Saxifragaceae）、石蒜科（Amaryllidaceae）等47个科。毛茛科有毛茛（Ranunculus japonicus）、长白乌头（Aconitum tschangbaischanense）、白头翁（Pulsatilla chinensis）等32种，百合科有铃兰（Convallaria majalis）、萱草（Hemerocallis fulva）等16种，菊科有羽叶千里光（Senecio argunensis）、苍耳（Xanthium sibiricum）等12种，蓼科有毛脉蓼（Fallopia multiflora var. ciliinervis）、蔓首乌（Fallopia convolvulus）等10种，罂粟科有野罂粟（Papaver nudicaule）、延胡索（Corydalis yanhusuo）等9种（表2）。

2.1.2 生活型分析

野生植物的人工驯化或大量栽培，离不开植物的生活型研究，草本植物在生长过程中，生长密度相对木本植物大，开发利用率高；木本植物生长周期长，个体生物量大，二者之间互补。长白山自然保护区野生有毒植物的生活型分析结果显示，多年生草本植物最多，有柳兰（Chamerion angustifolium）、驴蹄草（Caltha palustris）、石蒜（Lycoris radiata）等130种（占62.80%），苍耳（Xanthium sibiricum）、蔓首乌（Fallopia convolvulus）等一年生草本植物26种（占12.56%），细叶杜香（Ledum palustre）、兴安杜鹃（Rhododendron dauricum）等灌木有15种（占7.25%），山槐（Albizia kalkora）、山杏（Armeniaca sibirica）等乔木12种（占5.80%），益母草（Leonurus japonicus）、天仙子（Hyoscyamus niger）等二年生草本4种（占1.93%）（表2）。

2.1.3 长白山自然保护区野生濒危有毒植物资源

通过中国物种红色名录、国家（第一批、第二批讨论稿），吉林省和长白山自然保护区重点保护植物目录和世界自然保护联盟的评估等级（IUCN）分析其濒危信息，研究结果表明长白山自然保护区野生有毒植物中，濒危植物共有40种。其中中国物种红色名录种有蛇足石杉（H. javanica）、红松（P. koraiensis）等7种；国家重点保护植物中，第一批目录种有红松（P. koraiensis）、红豆杉（T. wallichiana）2种，第二批修改稿目录种有蛇足石杉（H. javanica）、牛皮杜鹃（Rh. aureum）等7种；吉林省重点保护植物有抚松乌头（A. fusungense）、东北细辛（A. heterotropoides）、胡桃楸（J. mandshurica）等26种；长白山自然保护区重点保护植物有长白乌头（A. tschangbaischanense）、长白山罂粟（P. radicatum var. pseudoradicatum）、倒根蓼（P. ochotense）等18种；蛇足石杉（H. javanica）、红松（P. koraiensis）等IUCN评估等级种有7种。吉林省重点保护植物比长白山自然保护区重点保护植物多北马兜铃（A. contorta）、胡桃楸（J. mandshurica）等17种，吉林省重点保护植物比长白山自然保护区重点保护植物删减了蕨（P. aquilinum var. latiusculum）、长白乌头（A. tschangbaischanense）等9种。因此，开发利用此类物种时，应多加保护其野生植物资源（表3）。

2.2 主要有毒部位与有毒成分分析

长白山自然保护区调查207种有毒植物，其中有毒部位分为全株、根、茎、叶、花、果实、种子、刺毛等部位，具体有毒成分详见表2。

根据有毒植物化学成分，将长白山自然保护区有毒植物的有毒成分可为6类：①含甙类化合物类：主要包括麦仙翁（A. githago）、穿龙薯蓣（D. nipponica）、半夏（P. ternata）、胡桃楸（J. mandshurica）、苍耳（X. sibiricum）等。②含非蛋白氨基酸类：包括山黧豆（L. quinquenervius）、天南星（A. heterophyllum）、东北天南星（A. amurense）等。③含萜类化合物类：主要有兴安杜鹃（Rh. dauricum）、牛皮杜鹃（Rh. aureum）、东北雷公藤（T. wilfordii）等。④含无机化合物和简单有机化合物类：毒芹（C. virosa）、酸模（R. acetosa）等。⑤含生物碱类：白屈菜（Ch. majus）、蝙蝠葛（M. dauricum）、北乌头（A. kusnezoffii）、箭头唐松草（Th. simplex）等。⑥含酚类衍生物类：漆树（T. vernicifluum）、菖蒲（A. calamus）、红车轴草（T. pratense）等。

3 讨论与结论

长白山自然保护区丰富的有毒植物是珍贵的自然资源，在开发利用野生资源时，应坚持可持续开发利用原则。对于一些珍稀濒危物种，要设立保护区，坚决杜绝和制止野蛮的挖采行为，积极宣传教育，联动有关部门加大对掠夺采挖的打击力度，保护好野生有毒植物的种质资源。

长白山自然保护区有毒植物的利用价值很高，是极具有广阔市场前景的经济作物，主要利用价值有药用、食用、灭鼠和杀虫、观赏和其他方面。①药用方面：长白山自然保护区有毒植物绝大多数为药用植物，药用价值较高。如苦参、天南星等可消肿解毒、镇痛消炎；两色乌头、菖蒲等可治疗风湿性、类风湿性关节炎；天南星、羽叶千里光等可治疗跌打损伤，有活血止血功效；曼陀罗、南蛇藤等可治疗烫伤、烧伤等。除此之外，这些有毒植物在临床医疗（癌症、免疫症等疑难杂症）方面也有很大潜力，如狼毒大戟、白头翁、白薇、红豆杉等均具有不同效果的抗肿瘤作用，是开发抗癌药的重要植物资源。从有毒植物中开发新药，这将是有毒植物研究利用的一个重要领域；②食用方面：长白山自然保护区许多有毒植物也是重要的可食用植物。有些有毒植物在其特定的发育时期采摘特定的部位，进行处理可以作野菜食用。如龙葵、黄花菜、蕨、酸浆等；再者东北杏、蛇莓等的果子都可做水果食用，不仅味道鲜美，营养也非常丰富；③灭鼠、杀虫方面：长白山自然保护区附近居民利用很多有毒植物做植物性农药，如毒芹可趋避老鼠、东北天南星则可毒杀老鼠、水煮的龙葵、酸浆、粗茎鲜毛蕨等溶液可用来防止蝼蛄、玉米螟、蚜虫等。近年来，关于有毒植物作为植物源杀虫、灭菌剂等等的重要资源库，正日益受到国内外学者的关注；④观赏和其他方面：长白山自然保护区一些有毒植物也可做观赏、绿化。如兴安杜鹃、白头翁、水仙等植物形态优美、花色艳丽具有较高的观赏价值，常常作为园林观赏植物而广泛栽植。东北红豆杉、山槐等由于适应能力强，在荒山绿化方面起到了重要作用。萱草、曼陀罗、红车轴草等植物也广泛地种植在庭院、公园及城市路旁，成为城市绿化的重要资源。除此之外，有毒植物也可用于香料，动物饲料、造纸、编制草席等。

长白山自然保护区有毒植物有207种，隶属132属52科，其中全株有毒的植物116种，占总数的56.04%，濒危有毒植物共40种，占长白山自然保护区有毒植物总体的19.32%。有毒成分较为复杂，主要有生物碱类、非蛋白氨基酸、萜类化合物、甙类化合物，大部分还未开发利用，有着广阔的利用前景，需要保护好这些野生有毒植物资源。

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基金资助

吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20200523KJ)

延边大学中青年科技计划项目(201816)