新疆雪白睡蓮資源調查與生物學特性研究

楊 軍，何 江，楊 媛，趙 軍，楊可欣

（1.烏魯木齊綠之園園林開發有限公司，新疆 烏魯木齊 835000；2.新疆維吾爾自治區藥物研究所新疆維吾爾藥重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830004）

雪白睡蓮（Nymphaea candida Presl）系毛茛目睡蓮科睡蓮屬多年生水生草本植物[1]。是我國珍稀瀕危物種，也是國家重點保護植物。睡蓮在全球分布約35 種，我國產5 種[2]。其中最珍稀的種質資源是雪白睡蓮。據中國藥典記載，僅有雪白睡蓮可入藥[3]，在藥用方面，雪白睡蓮的干燥花蕾已被收入《中華人民共和國衛生部藥品標準維吾爾藥分冊》1998 年版，具有降熱止咳，益心護腦，安神止痛，祛乃孜來（維語，相當于現代醫學所說的病毒）的作用，用于感冒發熱，頭痛咳嗽，心悸不安，咽喉解毒。也有文獻[4]提到其花煎汁可用于治療心悸；可食用[5]；作為觀賞植物，其花色純，花期長，耐寒抗旱、耐堿抗鹽，可種植區域很廣[6]；雜交育種方面，其耐寒抗旱特性具有天然的雜交優勢。

1 調查方法

根據長期對雪白睡蓮進行野外考察記錄和民間走訪，于2019 年4 月—2021 年7 月年采用以伊犁河、額爾齊斯河與塔里木河為樣線，在博斯騰湖蓮海世界、伊犁河谷濕地與科克蘇濕地雪白睡蓮生長區域內選取大于10.0 m×10.0 m 樣地9 個，通過查閱文獻、觀測法與對比分析的方法對新疆雪白睡蓮居群9 個樣地進行了調查研究，記錄了樣地的土壤類型、海拔、pH 值、年均溫度、年均降雨量、年均蒸發量、水深、伴生植物、生境特點、生長情況與形態結構等生物學特性存在一定差異。

2 調查結果與分析

2.1 伊犁河谷濕地雪白睡蓮居群生境與生物學特性

2.1.1 伊犁河谷濕地雪白睡蓮居群生境

伊犁谷地是位于天山中段的陷落谷地，發源于天山中部托木爾主峰群北坡冰川的河流，形成了特克斯河，穿過喀德明山脈與右岸鞏乃斯河匯合，北流匯合喀什河后始稱伊犁河，自東南向西北沿伊犁河谷注入中亞的巴爾喀什湖，其中喀什河在伊寧市東南部匯入伊犁河，這里海拔高度約710 m，河谷兩岸的第四紀疏松沖積物形成了寬闊的階地和河漫灘、超河漫灘，河谷兩側為黃土覆蓋的中生代低山丘陵，此區域光照充足、氣候溫暖較濕潤，年平均氣溫8.0～9.0 ℃，1 月平均氣溫－7.5 ℃，7 月平均氣溫23 ℃，極端最低氣溫－30.0 ℃，極端最高氣溫可達36.0 ℃，年平均降水量350.0～400.0 mm，年平均蒸發量1300.0～1750.0 mm，無霜期約160 天。土壤為草甸森林土，機械組成為細沙壤質或中沙壤質，一般都具有沙卵石下墊層。通常碳酸鈣淋溶現象不明顯，pH 值7.4～8.0。密布大片沼澤濕地，生物物種極其豐富[7]。此棲息地生長的雪白睡蓮根系在水下深約0.3 m，零星散點狀分布，花期4—9 月，果期5—10 月。伴生植物有水蔥、浮葉眼子菜、水生酸模、香蒲、黑三棱、水車前、蘆葦等。設置樣地為A、B（表1、表2）。

表1 新疆雪白睡蓮樣地概況與生境特征Table1 Sample plots survey and habitat characteristics of Nymphaea candida Presl in Xinjiang

表2 9 個樣地雪白睡蓮生長情況Table 2 Growth of Nymphaea candida Presl at nine sample plot

2.1.2 伊犁河谷濕地雪白睡蓮生物學特性

葉二型，葉片小，基部彎缺，全緣，新生沉水葉內卷箭形葉，浮水葉正面綠色、背面綠色或淺紅褐色；完全兩性花，花小，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，貼水面上，外輪花瓣與花萼披針形，花托四角形，花冠高腳杯狀；果實扁球狀，果徑約1.5 cm，果梗無彎曲(表3)。

表3 雪白睡蓮形態結構的差異Table3 Differences in the morphological structure of Nymphaea candida Presl

2.2 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮居群生境與生物學特性

2.2.1 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮居群生境

源出阿爾泰山西南坡，山間兩支源頭喀依爾特河和庫依爾特河江合后成為額爾齊斯河，自東南向西北奔流出中國，一路上將北岸多條支流呈梳狀匯入后流入齋桑湖，再向北經鄂畢河注入北冰洋[9]。科克蘇濕地自然保護區位于阿勒泰市西南部，支流克蘭河自北向南進入科克蘇濕地后主河道逐漸消失，河水漫流，形成大面積沼澤，海拔476—496 m，作為額爾齊斯河國際生物廊道的重要區段，為水生野生動物和河谷植物提供了良好的棲息和繁衍環[10]。此區域河谷氣候比較干燥，夏季干熱，冬季寒冷，年均氣溫4.2℃,1 月平均氣溫-18.8℃，7 月平均氣溫23.7℃,極端最高氣溫39.1℃，極端最低氣溫-46.7 ℃，年均降水100.0 mm，年均蒸發2000.0 mm，無霜期150 天。自然土壤類型主要有草甸土、暗草甸土、林冠草甸土、淡棕鈣土、草甸棕鈣土、草甸沼澤土、淤泥沼澤土、半固定風沙土，偏堿性[11]，pH 值7.9～8.3。

雪白睡蓮居群主要分布于科克蘇濕地的北屯河段，根系生長在水深約0.5 米，呈帶狀或片狀分布，面積不大，花期5—9 月，果期5—10 月。伴生植物有澤瀉、花藺、新疆菱角、香蒲、香蒲、黑三棱、蘆葦、荇菜、穿葉眼子菜、貍藻、菹草、歐亞萍蓬草等。樣地設置為C、D、E（表1、表2）。

2.2.2 額爾齊斯河科克蘇濕地雪白睡蓮生物學特性

葉二型，葉片較大，基部彎缺，全緣，新生沉水葉箭形，浮水葉正面綠色，背面紅褐色；完全兩性花，花較大，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，花托四角形，花冠碗狀；果實扁球狀，果徑約2.5 cm，果梗彎曲狀（表3）。

2.3 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮居群生境與生物學特性

2.3.1 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮居群生境

塔里木河全長2437 km，其中干流長1321 km。歷史上九大水系均有水匯入塔里木河干流。20 世紀50 年代后，由于自然及人為等多重因素，塔里木河僅縮減為阿克蘇河、和田河、葉爾羌河，開都－孔雀河這四條河。通過揚水站抽博斯騰湖水經庫塔干渠向塔河下游灌區輸水，形成了塔河“四源一干”的格局[12]。此區域屬于湖漫灘濕地，地處中緯度地區，遠離海洋，夏季炎熱，冬季寒冷，春季氣候多變，光照充足，干旱少雨，秋季降溫迅速的大陸性荒漠氣候和南北疆過渡氣候特點。博斯騰湖年均氣溫8.2℃～11.5℃，1 月平均氣溫-7.8℃～-12.3℃，7 月平均氣溫22.9℃～26.0℃，極端最高氣溫37.1℃～40.0℃，極端最低氣溫-25.3℃～-31.6℃，年降水量僅47.7～68.1 mm，年蒸發量1880.0～2785.8 mm。海拔高度約1046 m，土壤類型有棕漠土、草甸土、沼澤土、灌耕潮土、硫酸鹽土、風沙土等[13],PH酸堿度8.2～9.3。據文獻記載以前塔里木河流域的多條支流都有雪白睡蓮分布，現在雪白睡蓮棲息地主要分布于博斯騰湖小湖區域的蓮花湖與蓮海世界，面積約666.7 hm2。根系普遍生長在水深約2 m，花期4—10 月，果期5—10月。伴生植物主要有蘆葦、寬葉香蒲、水麥冬、千屈菜、花穗水莎草、苔草、貍藻、皺葉眼子菜、輪生黑藻、荇菜、穗花狐尾藻、蒩草、槐葉萍、金魚藻等。在雪白睡蓮居群的棲息地設置四個樣地F、G、H、I(表1、表2)。

2.3.2 塔里木河流域博斯騰湖濕地雪白睡蓮生物學特性

葉二型，葉片大，基部彎缺，全緣，新生沉水葉箭形，沉水葉兩面淺紅褐色，浮水葉正面綠色，背面綠色或淺紅褐色；完全兩性花，花大，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，花萼與外輪花瓣卵形，萼片有折彎，其內側的中間有一縱向肋狀突起，花托四角形，花冠淺碗狀；果實扁球狀，果徑約3.5 cm，果梗呈螺旋狀（表3）。

2.4 新疆雪白睡蓮居群分布區生境特征

從圖1、圖2、圖3 與表1 可知，新疆雪白睡蓮居群分布在新疆的三個地區，分別是伊犁地區伊犁河谷的沼澤濕地，阿爾泰地區額爾齊斯河科克蘇濕地內的沼澤濕地、河流濕地與湖泊濕地，巴州地區博斯騰湖的湖泊濕地。土壤類型以草甸沼澤土、草甸土、沼澤土為主、少量半固定風沙土，海拔高度488～1068 m 之間，pH值7.6～9.1 之間，年均溫度4.2～11.5℃，極端最高氣溫40.0℃,極端最低氣溫-46.7℃，年均降水量47.7～400mm,年均蒸發量1300.0～2785.8 mm。伊犁河谷屬溫帶大陸性氣候，額爾齊斯河科克蘇濕地屬荒漠及半干旱荒漠大陸性氣候，博斯騰湖屬荒漠氣候，根據以上資料研究分析，樣地土壤偏堿性，蒸降雨比最高達58 倍，無霜期短，極端溫差最高達85.8℃，由此得知，新疆雪白睡蓮居群生長區域的立地條件差。樣地A、B 雪白睡蓮伴生植物有浮葉眼子菜、香蒲、黑三棱、蘆葦、水蔥；樣地C、D、E 伴生植物有貍藻、蘆葦、新疆菱角、荇菜、穿葉眼子菜、花藺、黑三棱；樣地F、G、H、I 內雪白睡蓮伴生植物有蘆葦、輪生黑藻、蒩草、穗花狐尾藻、貍藻、金魚藻、皺葉眼子菜、荇菜。分析得知伴生植物群落以挺水植物和沉水植物為主。

圖1 伊犁河谷Figure1 The Ili River Valley

圖2 額爾齊斯河流域Figure 2 Ertix River basin

圖3 塔河“四源一干”Figure 3 Ta River “four sources and one dry”

2.5 新疆雪白睡蓮居群的生長情況與生存現狀

通過表2 可知，樣地A、B 葉片尺寸、花徑與果徑的均值分別是10.1×7.3 cm、4.6 cm、1.4 cm；樣地C、D、E葉片尺寸、花徑與果徑的均值分別是15.4×11.7 cm、6.5 cm、2.6 cm；樣地F、G、H、I 葉徑、花徑與果徑的均值分別是20.2×16.8 cm、7.9 cm、3.5 cm；通過對葉徑、花徑與果徑的大小對比分析后，得知樣地A、B 最小，樣地C、D、E 居中，樣地F、G、H、I 最大。在9 個樣地共1225 m2的勘查面積中，共有野生雪白睡蓮46 株，樣地F、G、H、I 內雪白睡蓮根系生長在水深2.2 m 以下，樣地F 內穗花狐尾藻大量侵入，影響雪白睡蓮的正常生長，樣地C、D、E 中雪白睡蓮根系生長水深0.4-0.7 m 之間，僅有7 株，不連續散點狀分布，樣地A、B 雪白睡蓮根系生長水深0.3 米以內，僅存3 株，樣地A、E 內雪白睡蓮無花無果，只有少量葉片，資源存量稀少。根據IUCN (國際自然及自然資源保護聯盟)中Mace-Lande 物種瀕危等級劃分標準[14]，伊犁河谷野生雪白睡蓮處于瀕危狀態，雖然未達到極危等級, 但從部分居群僅有1-2 株植株的存量情況分析，有利于原植物繁殖散布的條件越來越少。

2.6 新疆雪白睡蓮形態結構異同點

通過表3 可知，葉片相同點是葉二型，基部彎缺，全緣，浮水葉正面綠色，樣地A、B 新生沉水葉內卷箭形，其余樣地新生沉水葉箭形，B、F、G、H、I 浮水葉片背面綠色或淺紅褐色，樣地A、B、C、D、E 浮水葉片背面紅褐色；雪白睡蓮花的相同點是完全兩性花，花瓣白色，離生雄蕊黃色，4 萼片，樣地B 花萼與外輪花瓣披針形，花冠高腳杯狀，樣地C、D 花萼與花瓣闊卵形，花冠碗狀，樣地B、F、G、H、I 花萼與外輪花瓣卵形，萼片有折彎，其內側的中間有一縱向肋狀突起，花冠淺碗狀；球果相同點是扁球狀，樣地D 果梗彎曲狀，樣地B、F、G、H、I 果梗螺旋狀。

3 結論與討論

通過對伊犁河流域、額爾齊斯河流域與塔里木河流域及周邊濕地內的雪白睡蓮資源調查與生物學特性研究，得知伊犁河谷雪白睡蓮從花冠高腳杯狀區別于其他兩居群；博斯騰湖雪白睡蓮的萼片有折彎，其內側的中間有一縱向肋狀突起、果梗螺旋狀這三個特點區別于其他兩居群。塔里木河流域的雪白睡蓮葉、花與果等生長量指標明顯高于其他兩區域，伊犁河流域的雪白睡蓮對應生長量指標最小，額爾齊斯河流域的雪白睡蓮對應生長量指標介于二者之間。不同居群的新疆雪白睡蓮在海拔高度與年均溫度的高低、年均降水量與年均蒸發量的多少、葉片尺寸、花徑與果徑的大小、葉色、花被、花冠與果梗的多樣性、伴生植物種類、根系耐水深度與生長量等方面存在較大的差異,據此說明野生雪白睡蓮種質資源的遺傳背景較復雜,生態類型多樣化,可以認為野生雪白睡蓮必然擁有十分豐富的遺傳多樣性。當然,外部形態的變異受環境因子影響比較大,因此,對不同居群雪白睡蓮種質資源遺傳多樣性作更為準確的研究，除了進行交叉遷地保育對比分析外，還應該結合同工酶分析、DNA 分子標記等手段來進行。

發現雪白睡蓮棲息地立地條件差，加之受到干旱少雨、河道斷流與河流改道、過度墾荒、旅游業的沖擊、有害生物侵入等因素的影響，導致雪白睡蓮居群面積在逐年減少。伊犁河谷與科克蘇濕地野生雪白睡蓮資源存量極度稀缺，自然居群數量不足5 株，呈單株散生狀態。居群及個體數量有限，分布點不多，出現頻率小，直接影響了豐富度，對物種的保護與繁衍不利。因此需要國家與地方政府給予政策支持與專項資金的投入，加強宣傳保護，嚴厲打擊盜采亂挖，增強民眾關愛雪白睡蓮的意識；通過科研院校、生態環保、農業、林業、水利等部門通力協作，加大力度開展新疆雪白睡蓮種質資源的全面調查與評估，建立樣地觀測點，做好雪白睡蓮棲息地的修復整理、遷地保育、野生馴化等工作。從根本上改變雪白睡蓮居群瀕危狀況，解決藥用原材料短缺的問題，使該珍稀藥用植物得到合理地開發利用，以助于新疆雪白睡蓮資源的可持續發展。