野生植物资源开发与利用

绪论 一、野生植物资源开发与利用的意义 野生植物资源是指在一定时间、空间、人文背景和经济技术条件下，对人类具有直接或间接作用的野生植物的总和。其中，时间性是指植物在不同生长发育时期，其利用途径和价值的差异，“三月茵陈四月蒿，五月砍了当柴烧”，说的是茵陈蒿只是在早春采收才能药用，晚了就失去了药用价值，这一民间谚语充分表达了植物资源利用的时间性。空间性是指植物在其分布区域内，由于环境条件的变化导致利用价值的差异，如许多传统名贵的药用植物具有明显的地域性，另外，植物的某些有用的次生代谢产物也会随环境条件的变化发生量的波动。人文背景是指不同民族不同地域的人们，在长期的实践生产、生活中所积累的利用植物种类及经验与方法的多样性和差异。一般野生植物资源的可利用程度是随着人类经济条件和技术水平的变化而改变的。 野生植物资源开发与利用是指以可再生的木质和非木质森林植物资源为原料，经化学或生物技术加工，生产国民经济发展和人民生活所需的各种产品。以此为基础建立和发展的野生植物资源开发利用产业是整个林业产业不可缺少的组成部分，也是森林植物资源高效而可持续利用的重要方面。 野生植物资源是大自然赋予人类的一种十分珍贵的资源，为人们提供了衣、食、住、行的物质资源，因此开发利用野生植物资源具有重大的生态、社会和经济意义。 从生态功能来看，自然界是一个互相联系、互相依存、不断变化的庞大生态系统。人类作为自然界中的一员，只有依靠生态系统的良好运转才能维持自身的生存和发展。野生植物一旦遭受损害或种群灭绝，必然引起维系生态系统的生物链的缺失或断裂，如不及时修复，生态系统就会失去平衡，威胁人类的生存和发展。 从文化功能来看，种类繁多、千姿百态的野生植物世界是天然的科学文化宝库。野生植物不仅使自然界变得绚丽多彩、生机勃勃，给人以无限愉快和美的享受，同时是美术、文学、诗歌、音乐、舞蹈等艺术创作的源泉，极大地丰富了人类的精神生活，而且现在方兴未艾的生态旅游文化、公园文化等，也是以野生植物和森林景观为载体的。因此，许多野生植物以其久远的自然历史、独有的特性和功能成为植物学、生态学、人类学、史学、医学、仿生学等的重要研究本体，对相关学科的研究开发，具有不可替代的作用。 从物质资源功能来看，野生植物资源是人类食物的重要来源。自人类诞生以来，野生植物就一直是人类社会发展的重要物质资源。在远古时期，人类以野生动植物为食，过着茹毛饮血的生活。野生植物在人类生存发展历史上起着极其重要的作用。在现代社会，虽然科技高度发达，转基因、克隆等技术问世，维持生命的物质空前丰富，但野生植物仍然是人类生存必不可少的重要营养来源。因为野生植物物种多样性强，基因资源十分丰富，所以它是进一步培育、扩大种质资源，保障国民经济发展的重要物质基础。如今可食用的野生植物多达千余种，不仅大米、小麦、玉米、果品、蔬菜和油料作物等来自对野生植物的引种驯化、繁育和栽培，而且，其近缘野生属种的良种基因也是培育高产、抗逆、抗病虫害新品种的重要种质资源。随着人们生活水平的不断提高，食物结构也在发生变化，追求山珍野味已成为一种时尚，野菜、野果也已不再只是充饥之物，而作为高营养、无污染和保健性美味食品，如大量开发的山葡萄（Vitis amurensis）、越桔（Vaccinium vitis-idaea）、沙棘（Hippaphae rhamnoides）、刺梨（Rosa roxburghii）、无花果（Ficus carica）、余甘子（Phyllanthus ernblica）等野果类植物和蕨菜（Pteridium aquilinum）、薇菜（Vicia gigantea）、桔梗（Platycodon grandiflorus）、魔芋（Amorphophalltts rivieri）、蒲公英（Taraxacum spp.）等野菜类植物。 野生植物资源是治疗人类多种疾病的药物来源。许多野生植物含有对人类疾病有药理活性的物质。它们是传统的中药、民族药和民间草药的主要来源，也是现代工业的主要原料。例如，人参（Panax ginseng）、柴胡（Bupleurum chinensis）、甘草（Glycyrrhiza uralen-sis）、草麻黄（Ephedra sinica）等植物是人类治疗疾病和增强机体抵抗力的传统中药材，并且许多种类可以通过植物化学手段提纯有效成分，已开发出新剂型。目前，在寻找抗癌、抗艾滋病新药中，野生植物红豆杉（Taxus spp.）、雷公藤（Tripterygium wilfordii）、美登木（Maytenus hookeri）、喜树（旱莲木）（Cam ptotheca acuminata）等备受青睐。在科学技术高度发达的今天，植物纤维仍是人类所追求的保暖和装饰衣物的主要目标，尽管棉花（Gossypium. spp.）、亚麻（Linum usitatissimum）、苎麻（Boehrmeria nivea）等纤维植物早已驯化栽培，但工业造纸原料多数还是野生植物，如芦苇和各种木本纤维植物等。天然植物香料和色素也已成为食品和化妆品添加剂的重要来源。天然植物香料和色素有无毒、无不良反应的优点，在食品和化妆品工业中正确地开发和使用天然植物香料和色素成分，减少合成香料和色素的用量，对提高食品和化妆品安全具有重大意义。例如，大量开发的吞料植物有薄荷（Mentha ha plocalyx）、花椒（Zanthoxylum bungeanum）、百里香（Thymtts mongolicus）、香茅（Cymbopogon cztratus）、紫罗兰（Viola odorata）等；色素植物有紫草（Lithosperm.um erythrorhizon）、茜草（Rubia cordi folia）、菘蓝（Isatis tinctoria）等。非糖植物甜味剂成分也是用于减肥和糖尿病患者的重要保健食品添加剂，如甜叶菊（Steviarebaudiana）、甘草、马槟榔（Capparis masaikai）等。另外，许多野生植物所含的油脂、树胶、树脂、鞣料等成分也是工业的重要原料。 野生植物资源是新型无污染生物农药开发的热点。化学合成农药的使用曾给农业生产带来了巨大的经济效益和社会效益，但许多化学合成农药有毒性大、易残留、不易降解等缺点，使用的同时也造成了较严重的环境污染，对人类的健康和生态环境构成了重大威胁。植物农药有低毒、低残留、易降解等优点，因此，植物农药逐步替代化学合成农药是未来农药的发展方向之一。植物中含有的有毒物质及昆虫的激素类似物等．对农业病虫害有较好的杀灭、驱避、引诱和防御等作用，如已大量开发利用的苦参碱、除虫菊酯、烟碱、川楝素等杀虫剂，以及从露水草（Cyanotis arachnoidea）中提取的蜕皮激素类物质屁蜕皮激素，从欧洲卫矛中分离出的巢蛾引诱物质卫矛醇，从刺葵属椰枣（Phoenix dactylifera）中提取的雌酮和柳树中的雌三醇等。 野生植物资源是筛选绿化观赏植物、抗污染和净化环境植物、防风固沙植物、绿肥植物、能源植物等的重要野生物种库。许多栽培植物的野生原种和近缘属种还是改良农作物品种性状的重要种质资源，如野大豆（Glycine soja）、野山楂（Crataegu scuneata）、新疆野苹果（Malus sieversii）、秋子梨（Pyrus ussurzenszs）、东方草莓（Fragaria orientalis）等。 野生植物资源的研究是寻找进口或短缺植物原料的替代品、发现自然界中新的化合物及其用途的重要途径，并可通过化学技术改造和合成该化合物。例如，田菁（Sesbania cannabina）胶的发现为石油工业配制油井水基压裂液提供了原料；香料植物山苍子（Litsea cubeba）中山苍子油的发现解决了我国对柠檬醛的需要；利血平原料植物萝芙木（Rauvoli verticillata）和云南萝芙木（R.Vunnnanensis）的研究为生产降压灵药找到了国产原料；除虫菊酯杀虫效果的发现，使目前化学合成除虫菊酯类化合物达20余个，是农药的一个大家族；紫杉醇抗癌作用的发现，为化学合成紫杉醇的问世提供了先决条件等。 另外，野生植物资源的开发利用是山区农民脱贫致富、保护天然森林资源、调整林区产业结构的重要组成部分，对提高人类生活质量、促进社会经济发展、保护生态环境和物种多样性均有重要意义。 目前，全世界已知的高等植物近30万种，其中种子植物1.5万余种，但现代人们有意识栽培的植物千余种，绝大多数植物资源仍处于野生或半野生状态。随着人类社会的发展，仅有的栽培植物不足以满足人类食物结构的需要，开发野生植物资源则咸为适应这种需要的合理对策。 我国地域辽阔，横跨热带、亚热带、暖温带和寒带4个气候带，自然条件十分优越，野生植物资源极其丰富。据资料统计，目前已知我国有中草药植物5000余种；芳香类植物有56科340种；果树资源有59科、670多种。目前全国各地陆续开发了一批食用果品类的野生资源，如刺梨、沙棘、无花果、橄榄、猕猴桃、山楂、余甘子、白刺、野香橼、杨梅、胡柚、山核桃等。工业用淀粉植物，是以壳斗科植物为主的，全世界壳斗科植物有600多种，其中我国以橡子为主的壳斗科淀粉类植物占了400种。油料植物也不少，除油茶、油菜、花生、大豆外，还有毛楝、文冠果、山核桃、巴旦杏、接骨木、榛子、油棕、竹柏、腰果、油瓜等。我国近年投放国际市场的香料有40多种，其中天然香料近30种。我国是观赏植物茶花、桂花、梅花、月季、蜡梅的分布和栽培中心，全世界800余种杜鹃中我国有650种，在世界200多种木兰科植物中我国有130多种，占总数的50%以上。丰富的野生植物资源是我国宝贵的财富，通过开发利用将产生巨大的经济效益。例如，我国可用于工业淀粉的橡子，目前每年产量有700t；东北各省及内蒙古野生榛子每年产量达15万t；沙棘鈴布面积约1500万亩，仅陕西省年产量就达到5000t以上。这些事例说明我国丰富的野生植物资源，具有转化成商品优势和经济效益的潜在可能。 二、我国野生植物资源开发与利用的历史、现状与发展趋势 在未开发的植物界中挖掘原材料、能源和在已知用途的野生、栽培植物中寻找新的用途，是当今世界各国许多经济植物学家的重要研究内容之一。例如，美国植物学家制订了筛选药用植物的计划，分期分批地对资源进行筛选研究。纽约植物园成立野生经济植物开发组织，其所属的经济植物研究所的科研人员深入到亚马孙河流域发掘油用和能源树种，如巴西坚果、巴巴苏油椰，此外在巴西还发现野生石油树。近年来，美国等国家特别重视对抗癌和抗艾滋病野生药用植物的筛选，通过对4716属中20525种植物进行化学成分及其药理活性的研究，筛选出了紫杉、长春花、喜树、美登木、雷公藤等许多具有开发潜力的新药或新线索。国际橡胶研究与发展委员会也曾在亚马孙河流域发现比栽培种产胶量高几倍的橡胶单株。加拿大开展了对林中野果的利用。前苏联对林下野生药用植物的利用也取得了一定成效。 我国在野生植物资源的开发利用方面，历史久、起步早，但进展的速度较慢。1950年4月，国务院发出“关于利用和收集我国野生植物原料”的指示后，一年之内，组织3万余人，开展了空前规模的全国性野生植物资源清查，采集了20多万号标本，完成万余次的化验，初步摸清了我国野生植物资源的分布、数量和应用价值；各省区在不同程度上建立了药用植物资源收集区，并对主要资源进行了深入研究并开展药理和疗效实验，在发展我国中医药事业上做出了重大贡献。与此同时，近年来国内外学者应用现代科技进步，开展防癌抗癌植物资源筛选，并应用野生植物治疗疑难疾病取得了显著效果。 在果用资源方面，开展了猕猴桃、刺梨、沙棘、银杏、余甘子、山茱萸、胡柚、香榧、山核桃、杨梅、青梅、桃形李、无核香柚等良种选育、人工栽培、资源建设、食疗效果及工业化生产加工工艺的系列研究，初步形成规