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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

    山東省華中鈣果有限公司

    摘  要  鈣果(櫻桃屬)歸薔薇科櫻桃屬,是我國特有的一種極矮生灌木果樹。鈣果正式命名僅60多年,作為果樹研究對象有近20年的歷史。從國外情況看,也未見到國外有關鈣果的研究報道,鈣果己成為人類開發利用的第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為四大區域,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為豐富。論述了地形地貌與種群分布的關系,以及變異的多樣性、復雜性、優系的不可重復性;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,將鈣果分為兩大類群;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;對今后科研和開發具有深遠影響;第一次提出了栽種鈣果可解決干旱地區的世界性難題,并形成多項產業鏈。深入研究,將對我國乃至世界干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,也將會為人類進步做出較大貢獻。
    關鍵詞    世界   鈣果   區域劃分  種群分類  潛在價值

    中國是世界12個“生物巨大多樣性國家”之一;其中,已知植物資源約30余萬種,有種子植物3萬余種,名列世界第三位。目前,美國加利福尼亞州有70%以上樹木、花草來自中國,意大利曾引種中國植物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。中國有著極為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。
    據報道,中國還擁有5個植物特有科,247個特有屬和7300個以上的特有種。據劉夢軍統計有1282個種、161個亞種、變種和變型,分屬兩個植物門,6個綱,38個目,81個科,228個屬。在38個目和81
個科中,以薔薇目、科野生果樹最多,分別達到495個種和434個種[2]。極為豐富的寶貴資源,為今后深入研究和可持續發展提供了物質保障。鈣果(Cerasus humilis(Bge.)sok.)是薔薇科櫻桃屬我國特有的珍貴野生果樹,過去沒有對它進行過研究,“鈣果”一詞在歷史文獻中出現僅300年左右,正式命名僅60多年,以藥源植物(異名)栽培利用,據文獻記載約為3000年左右。鈣果是在20世紀80年代后期,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并不多,研究的深度和廣度還很不夠。鈣果作為果樹研究對象僅有近20年的歷史。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”長的什么樣,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,鈣果己成為人類開發利用的第501種野生植物資源,被譽為“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.鈣果種質資源地理分布
    (一)分布區域
    鈣果在世界范圍內主要分布于中國北方十三個省、直轄市和自治區,有的地區分布比較集中,有的地區分布則比較零散。
    1、東北地區
    東北地區有著廣泛的分布。從黑龍江小興安嶺以南一直到河北承德一帶、以及內蒙古東部的赤峰、興安盟都能找到鈣果的蹤影,主要生長在草原、森林和沙地邊緣及一些丘陵區。
    歷史上東北是鈣果分布較多的地區,而且較早地受到了人們的注意。遼寧和吉林的部分地區曾是小李仁(郁李仁)的重要產地,清代還有康熙皇帝喜食鈣果的記載;鈣果的學名(Prunus  humilis.
Bge)也是俄羅斯學者Bunge 于 1835年在東北考察時發現后命名的。但由于清代末期東北移民逐漸增多,大量土地開墾,原有植被遭到嚴重的破壞,鈣果資源隨之大量縮減。
    東北地區氣候寒冷,無霜期短。長期的自然選擇導致該區的鈣果種群類型比較單一,且品質較差,優良品種較少。主要表現為果個小,多在5克以下;成熟期較晚,8月中旬始有果熟,集中期為8月下
旬至9月上旬。
    2、西北地區
    鈣果在西北地區主要分布在陜西秦嶺和甘肅南部地區。鈣果在西北地區的分布在西晉時就曾被記載。《本草綱目日》在提到郁李仁時有一段話,“陸璣注云:白棣樹也,如李而小,正白,今官園種
之,……又有赤棣樹,……關西天水、隴西多有之”。經考證,棣樹即為鈣果,天水、龍西即在今甘肅南部。[4]
甘陜地區地形復雜,多山地丘陵或沙漠草原,許多地方受人為影響較少,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,自然條件較為惡劣,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、華東地區
    鈣果在華東地區主要分布在濟南歷城區、泰山山脈的萬德、北麓澗嶺山、長城嶺西、臥虎山、沂源山區幾百公里地帶,該地區資源豐富,成熟期在六月中下旬,葉形多長卵圓形,少數寬桃葉形(寬
枊葉),果形紅色、扁圓形,果味、品質較華北地區略差,初步調查認為是南、北兩大類群的中間過渡地帶。
    4、華北地區
    鈣果在華北地區主要分布于山區和陵丘區。山西、內蒙、河北、河南、北京等省、市都有分布,但以山西分布最多,最為集中。山西地處黃土高原,大部分為山區和丘陵區。太行、呂梁、太岳、中
條等幾大山系,為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、河北省北部豐寧縣一帶、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,由于地理特點和人為因素,只有零星分布。
   
    華北地區鈣果資源主要集中分布在以下幾個區域:
    北部分布區
    主要包括山西北部雁門關外和河北燕山山脈的張家口、承德、豐寧一帶以及內蒙古與山西、河北相臨近的一些地區。該區屬海河水系,地形復雜,植被稀疏,氣候干寒,年均溫度低(1℃—8℃),
無霜期較短(120天左右),鈣果資源的分布雖較為零散,但主區域呈塊狀、片狀分布如河北豐寧縣鈣果資源約5300公頃,年產鈣果果品120萬千克。[5]資源主要特點表現為類群單一,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,與東北區表現極為相似。
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、太岳山和太行山南段,以三大山系交匯處為最多。該區氣候比較溫和,無霜期多在180天左右,且地形較為復雜,小氣候特別明顯,植物種類特別豐富。由于多山地丘陵,人為影響有一定限度,保留了許多珍貴的物種資源,如硬肉類型就在絳縣山區被發現。
    本區鈣果資源分布較廣,類型多樣,特別是優質種源較多,且果熟期較長,從7月上中旬一直到9月下旬都有果熟,是目前發現的鈣果資源中最為重要的分布區。其中,太岳山資源最優種群表現為甜
度較高,太行山南段資源以酸甜適口或香酸刺激者為上,而中條山優質資源以香味濃郁為最大特點。
中部分布區: 主要指太行山中部地區,包括山西陽泉、晉中左權、長治壺關、沁源、黎城及河北東南部分地區,屬海河水系,氣候溫和而干旱,屬暖溫帶半干旱氣候區。資源分布面積較大,有較多的優質種源,8
月上中旬成熟。
    (二)分布區域特性
    1、地形地貌與種群分布
    多點調查得知,從鈣果的特征特性看,可分為兩大類群:地形地貌特征就可斷定鈣果的分布狀況;一般在變化較大的垂直高大山脈和背陰坡分布很少或沒有,而緩坡、丘陵區、梯田向陽面分布最多
。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、種群的演變與優系分布
    鈣果變異的相對一致性與多樣性及優系的分布極少性非常明顯,主要表現在:
    (1)、種群變異的相對一致性
    不同區域中,各種群分布相對一致,即不同區域種群分布從大類型講是一致的,例如:河北燕山以北豐寧、內蒙東部一帶這為一大類群,植物外表特征非常一致無差異,(果實紅色、扁圓形,葉為
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、或純黃色等不同顏色果的植株中,其味道、色澤、成熟期非常一致,沒有其它“雜果”(如顏色不同、成熟期不等);從分布狀況看,多分布在種植田埂邊、荒坡,人為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,我們稱之為“半栽培”狀況特征。這一類型是在進化過程中,人為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)、種群變異的多樣性與復雜性
    在長期進化演變過程中通過自然雜交,種群變異的多樣性、復雜性、非常多見,一般表現野生性狀突出。在一片獨立地埂的野生鈣果地段中,表現出葉形不同、果實顏色由淺到深、成熟期不一致、
味道各異、苦澀味濃等過度變化明顯,復雜多樣化;從分布狀況看,多分布在野外山坡、荒灘人為活動少的地區。這種表現占絕大多數。這種復雜性、野生性、不可利用性,是自然雜交多變、劣變的結果。
    (3)、種群變異的多樣化與優系的極少性
    在大量的調查中可以看出,變異的多樣性、復雜性是絕大多量,而變異的相對一致性是少數的,變異的優良單株(系)更是極少數,這個“少”,代表的有兩層意思:一是類型少;二是數量少。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、豐產穩定的優良單株;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。
    物種的變異可以是雙向的,對于鈣果普通類型還是占大多數,能把眾多優點集于一身的“品種”很少,種子繁育是導致這種結果的直接原因。多年的實生繁育,留下了大量具有原始特征的類型,同
時,也出現了優良變異的極少性。
    (4)、不同地域優質種源的不可重復性
    調查中發現,每一個大的分布區域往往有別于其它區域的共同特征,或者說,不同的區域形成了不同的大類群。這樣,由于每個區域優種都為少數的特性,使我們意識到不同地域優質種源的不重復
性。保護性開發利用珍貴資源顯得十分重要。
    進化論告訴我們,生物的進化總是朝著不同的方向進行的。即使相同的原始種置于不同的自然環境下,經過多年不同的環境選擇會形成不同的進化結果。如果原始種為多個、且存在于不同的地域,
這種差異性會更為明顯。俗話說“十里不同形、百里不同種”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.鈣果種群分類
    1、鈣果的主要變異類群
    經多年全國范圍內調查,首次將鈣果可以分為兩大類群;初步確認在近北緯40度以北地區(包括北京以北、承德、燕山地區、內蒙、山東等地)為同一種群,主要植物學特征是:枝條細軟,葉片為
長披針形、果實扁圓形或微桃形、果皮顏色單一為亮紅或紫紅色,(無黃色),稱之謂塞北系列;以南地區為另一類群,主要植物學特征是:枝條粗壯,葉片為闊卵圓或長倒卵圓形、果實橢圓、果皮、果肉顏色、風味多樣,稱之謂南方系列。
    2、鈣果的系統分類
    多點調查,依據鈣果的特征特性進行系統分類。根據花色、果實、色澤、形狀、果實成熟期、果肉與果核分離難易程度、葉片大小、樹相等不同性狀分類。
    (1)、以花色區分
白花鈣果:花蕾期頂白色,開花后花瓣白色,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,開花后粉色,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,花瓣邊緣為紫色,中心淺白色,實生群體中很少,約占1%左右
    (2)、以果實區分(包括果形、果色、果肉、果核、風味、大小、成熟期等)
    根據調查收集果實形狀分為以下9個類型:橢圓形、扁圓形、心臟形、桃形、錐形、秤錘形、子彈形、卵圓形、圓柱形,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。
    果肉從硬度上分為軟肉與硬肉兩種,軟肉型可分為軟綿溶質型、多汁型和硬溶質型;溶質型是加工果汁飲料的優良品種。硬肉型可分為硬脆無汁型(硬度可達15磅/平方厘米)和硬脆有汁型。硬肉型
的發現,為今后發展鮮食、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,硬肉型多為紅果類,軟肉型多為黃果類;紅果肉肯定為紅色果,黃果肉則可能為黃果也可能為紅果。可食率92%—95%,出汁率65%—82%。
    以果實成熟期區分,鈣果有早熟種,7月10日左右。中熟種,7月下旬至8月下旬,晚熱種,9月上旬至9月下旬。
    由以上內容可以推論:鈣果果色基因可能為兩種,紅色和黃色,而紅色為顯性基因,所以自然界黃果類為少數。
    鈣果的果核有黏、離、半黏離之分,有的果肉與核分離,僅果梗基部相聯,有的則不易分離,有的處于中間狀態。果核的形狀也為多個類型,有圓形、圓尖形、杏仁形,長尖形等,以圓形、圓尖形
為最多。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。
    從果梗長短區分,長果梗1.5-2厘米,短梗則0.2厘米。多數為1厘米左右。
    從風味上講,鈣果主要表現出酸、甜、澀、苦四個類型。但大多數品種呈多味共存,很少表現單一,一般的鈣果種酸而刺激有澀味。好的鮮實品種,其甜度和香味會隨著成熟的程度而逐漸增加,而
酸度逐漸降低。不同的種,香味也會略有不同,主要表現為杏香和李香味,黃果多表現為杏香,且極濃郁,紅果多表現為李香味,此類為鈣果中的上品。有苦味的品種迄今只發現一種,苦澀俱全的品種極為罕見。
    (3)、以葉子區分
    鈣果的葉子是鑒定鈣果類型最主要的標志,同時,葉子也是鈣果類型多樣性的最重要根據之一。大多數鈣果葉子表現為上半部最寬,葉面粗糙,葉脈下陷,當然也有許多類型在此之外,而且同一植
株不同生長期、不同部位其表現也會有所不同。
    鈣果的葉子主要類型有:長披針形、倒披針形、梭形、長卵形、長倒卵形、長尖倒卵形、短尖倒卵形、長卵圓形、倒卵形、闊卵圓形。葉緣鋸齒雖有粗、細、深、淺、鈍、尖之分,但它們有一個共 
  同特點:鋸齒尖都向上部呈聚攏之勢,越往上越深,越往下越淺至不明顯。
    鈣果葉片在北京、河北燕山以北地區多為長披針形或倒卵狀披針形,以南則為長卵圓形。
    鈣果葉片在質感上有粗糙、毛糙、絨質、薄質、厚重、光滑之分。新生葉大多數表現為橙紅色,個別為黃綠色。
    (4)、以樹相區分
    2008年10月調查在山西、山東發現原生態半喬化鈣果,叢狀生長,高達3米左右。而全國各地多數鈣果為叢生小灌木,無明顯主干、層次。依樹相分為:強壯直立型、直立型、垂枝形、極度垂枝形。
強壯直立型表現為,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,枝條色澤也為鈣果類型多樣性的特征之一,新梢色澤表現為黃綠色、紅色、深紅色、紅褐色四種,老化后枝色表現為黃褐色、紅褐色、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:鈣果為薔薇科櫻桃屬植物,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。
    鈣果是大自然有意無意留給我們的一筆寶貴財富,隨著人們對其認識的加深,必將會引起人們的廣泛注意。但是從鈣果分布的特性講,尤其是鈣果優種的極少性和不可重復性可以看出,在進行鈣果
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,以免由于人為因素,使它滅絕于世。
    三.鈣果開發利用潛在價值與對人類的貢獻
    近年來,對于山區農業和干旱地區農業開發研究的深度和廣度都不夠,干旱和不良環境引發的諸多問題是世界性難題,極為嚴重制約了干旱山區經濟的發展。鈣果具備“四耐”特點,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;栽種鈣果可以解決干旱地區陽坡造林的世界性難題,最適合不良環境山區及干旱地區栽培;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;鈣果作為天然新一代保健果,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、保健品產業,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。世界范圍內都在挖掘、開發野生資源,鈣果的深入研究和開發利用,將會為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、生態必將產生巨大影響。觀念決定思路,思路決定出路,充分利用自然資源,做強做大,形成獨有的特色產業,占領國內外市場,是今后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,形成特色產業;在干旱山區、邊緣地帶,可選擇不同風味和質地的加工品種栽培,以加工為主導建基地,形成外銷型企業;在干旱沙漠地區、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,形成生態環保產業鏈,帶動多項產業開發。我們相信,鈣果的開發利用將對我國乃至世界干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,我們愿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,為人類進步做出較大貢獻。


 
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