娑羅子原植物產(chǎn)地生態(tài)適宜性研究△

石召華，謝彩香，關(guān)小羽，陳立軍，葉利春，劉享平

(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北 武漢 430065；2.武漢愛(ài)民制藥有限公司，湖北 鄂州 436070；3.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；4.湖北省天然組分藥物工程技術(shù)研究中心，湖北 鄂州 436070)

娑羅子原植物產(chǎn)地生態(tài)適宜性研究△

石召華1，2*，謝彩香3，關(guān)小羽2，4，陳立軍2，4，葉利春2，4，劉享平2

(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué)，湖北 武漢 430065；2.武漢愛(ài)民制藥有限公司，湖北 鄂州 436070；3.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；4.湖北省天然組分藥物工程技術(shù)研究中心，湖北 鄂州 436070)

目的：通過(guò)分析娑羅子在中國(guó)的適宜生長(zhǎng)區(qū)域，為確定娑羅子種植產(chǎn)區(qū)以及合理規(guī)劃生產(chǎn)布局提供科學(xué)依據(jù)。方法：綜合實(shí)地采樣、標(biāo)本查閱和文獻(xiàn)研究結(jié)果，應(yīng)用ArcGIS和氣候數(shù)據(jù)庫(kù)提取各采樣點(diǎn)生態(tài)因子，得出娑羅子三種基原物種適宜的生態(tài)因子范圍，并以此為依據(jù)應(yīng)用中藥材產(chǎn)地適宜性分析平臺(tái)(TCMGIS-Ⅱ)對(duì)娑羅子三種基原物種的生態(tài)適宜區(qū)進(jìn)行分析。結(jié)果：系統(tǒng)分析表明：七葉樹生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域主要分布于山東、陜西、河北等15個(gè)省(市)544個(gè)縣(市)，總適宜面積為407 692.4 km2，其中以山東適宜面積和占縣(市)比例最大，其次為陜西、河北；天師栗生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域主要分布于貴州、四川、湖北等12個(gè)省(市)450個(gè)縣(市)，總適宜面積為251 765 km2，其中貴州適宜面積最大，其次為湖北、四川；浙江七葉樹生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域主要分布于浙江、湖南、安徽等9個(gè)省(市)247個(gè)縣(市)，總適宜面積為67 569.5km2，其中以浙江適宜面積最大，其次為湖南、安徽。結(jié)論：本系統(tǒng)分析結(jié)果在涵蓋娑羅子三種基原物種原有產(chǎn)區(qū)分布的基礎(chǔ)上，適宜區(qū)有了較大擴(kuò)展，分析出了很多新的適宜區(qū)域，對(duì)娑羅子資源的可持續(xù)利用、引種栽培及科學(xué)區(qū)劃具有重要的參考價(jià)值。

TCMGIS-Ⅱ；產(chǎn)地適宜性；生態(tài)因子；娑羅子

娑羅子為七葉樹科植物七葉樹AesculuschinensisBge.、浙江七葉樹AesculuschinensisBge. var.chekiangensis(Hu et Fang)Fang或天師栗AesculuswilsoniiRehd.的干燥成熟種子，具有疏肝、理氣、和胃、止痛、殺蟲的功效，常用于胸腹脹悶、胃脘疼痛等的治療，近年來(lái)臨床主要用于抗炎、抗?jié)B、消腫脹、改善血液循環(huán)、增加靜脈張力、治療腰椎間盤突出、燒傷等方面效果顯著[1-4]。隨著人們對(duì)娑羅子藥用價(jià)值的認(rèn)識(shí)加深，對(duì)其資源需求也日益增加，野生資源遭到極大的破壞。中藥材品質(zhì)是遺傳因子、生態(tài)環(huán)境、栽培技術(shù)及其加工條件等共同作用的結(jié)果，盲目引種和栽培不僅造成資源、人力和物力的浪費(fèi)，削弱了藥材的道地性，導(dǎo)致藥材質(zhì)量下降，影響治療效果，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性，因此進(jìn)行娑羅子產(chǎn)地生態(tài)適宜性研究對(duì)科學(xué)引種、可持續(xù)利用等方面具有重要的意義[5]。

中藥材產(chǎn)地適宜性分析平臺(tái)(TCMGIS-Ⅱ)是我國(guó)首次研發(fā)的以氣候因子數(shù)據(jù)庫(kù)、土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)及第3次全國(guó)中藥資源普查數(shù)據(jù)庫(kù)為后臺(tái)支撐，對(duì)中藥材產(chǎn)地適宜性進(jìn)行定量、空間化、多生態(tài)因子、多統(tǒng)計(jì)方法快速分析系統(tǒng)[6]。陳士林等應(yīng)用此系統(tǒng)研究分析了黃檗等喬木藥材和其他藥材的產(chǎn)地適宜性[7-10]，得到了能有效指導(dǎo)藥材產(chǎn)地布局的分析結(jié)果。本研究以我國(guó)娑羅子三種基源植物主產(chǎn)區(qū)采樣點(diǎn)為生態(tài)因子基數(shù)值，應(yīng)用TCMGIS-Ⅱ分析平臺(tái)對(duì)我國(guó)娑羅子產(chǎn)地適宜性進(jìn)行分析，為娑羅子種植基地選擇及區(qū)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)來(lái)源

查閱《中國(guó)植物志》、《中國(guó)高等植物圖鑒》、《浙江植物志》、《湖北植物志》等地方植物志和娑羅子相關(guān)的研究文獻(xiàn)以及實(shí)地采樣確定包括娑羅子三種基源植物主產(chǎn)區(qū)的分布點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 娑羅子三種基源植物采樣點(diǎn)分布圖

1.2 生態(tài)適宜分析方法

基于TCMGIS-Ⅱ平臺(tái)和中國(guó)省縣區(qū)劃圖底圖，以全國(guó)氣候數(shù)據(jù)與土壤數(shù)據(jù)為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，依靠地理信息系統(tǒng)的圖表索引功能和空間分析能力，提取1.1中91個(gè)采樣點(diǎn)的10個(gè)生態(tài)因子數(shù)值，包括≥10 ℃積溫、1月和7月平均氣溫、1月最低氣溫、7月最高氣溫、年降水量、日照、濕度、年均氣溫、土壤類型等。每種基源植物分別以上述采樣點(diǎn)為基點(diǎn)，采用加權(quán)歐氏距離法計(jì)算與基點(diǎn)不同生態(tài)相似度區(qū)域，各因子權(quán)重均等化為0.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 娑羅子適宜生態(tài)因子范圍

依據(jù)娑羅子三種基源植物采樣點(diǎn)的生態(tài)因子值和相關(guān)的文獻(xiàn)記載，綜合各因素確定三種基源植物主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)因子分析數(shù)值范圍如下(見(jiàn)表1)。

表1 娑羅子三種基源植物主產(chǎn)區(qū)生態(tài)因子值

2.2 娑羅子適宜產(chǎn)地分析結(jié)果

根據(jù)TCMGIS-Ⅱ系統(tǒng)對(duì)娑羅子三種基源植物進(jìn)行分析，得到各自的產(chǎn)地適宜區(qū)全國(guó)分布圖。系統(tǒng)分析結(jié)果顯示，七葉樹和天師栗生態(tài)相似度90%～100%適宜區(qū)域面積較大，分布較廣，浙江七葉樹的適宜區(qū)域最小，具體適宜分布區(qū)域面積見(jiàn)下圖。

七葉樹生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域主要分布于山東、陜西、河北等15個(gè)省(市)544個(gè)縣(市)，總適宜面積為407 692.4 km2。其中山東適宜面積和占縣(市)比例最大，包括泰安、樂(lè)陵、萊陽(yáng)、平陰、陽(yáng)谷等108個(gè)縣(市)(適宜面積108 209.1 km2，占縣(市)比例77.4%，下同);其次為陜西(85 064.8 km2，47.2%)、河北(42 529.4 km2，44%)、山西(46 191km2，40.1%)和河南(41 755.6 km2，26.9%);此外，天津、甘肅、北京和四川也有一定面積的適宜區(qū)分布。生態(tài)相似度90%～95%的區(qū)域分布比較廣，共計(jì)288個(gè)縣(市)面積達(dá)131 905.6 km2。以四川適宜面積最大，為23 471.8 km2，比例6.6%;其次為湖北(21 523.2 km2，6.7%)、江蘇(21 455.6 km2，12.4%)和云南(15 846.8 km2，3.9%);安徽、山東、陜西也有較小的適宜區(qū)分布。適宜區(qū)全國(guó)分布圖和面積見(jiàn)圖2。

天師栗生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域主要分布于貴州、湖北、四川等12個(gè)省(市)450個(gè)縣(市)，總適宜面積為251 765 km2，其中以貴州適宜面積和占縣(市)比例最大，包括開陽(yáng)、赫章、金沙、平壩、平塘等70個(gè)縣(市)(55 980 km2，28.4%)，其次為湖北(47 896.1 km2，16.6%)、四川(39 623.5 km2，22.2%)和陜西(28 457.9km2，12%);此外，云南、江蘇、重慶和安徽也有一定面積的適宜區(qū)分布。生態(tài)相似度90%～95%的區(qū)域分布比較廣，共計(jì)458個(gè)縣(市)面積達(dá)192 283.6 km2。以云南適宜面積最大，為23 471.8 km2，比例36.4%；其次為四川(42 478.6 km2，27.5%)、貴州(21 097.1 km2，10.5%)和陜西(15 313.2 km2，6.6%);湖南、安徽、山東也有適宜區(qū)分布，但是適宜面積和比例都比較小。適宜區(qū)全國(guó)分布圖和面積見(jiàn)圖3。

相比七葉樹和天師栗，浙江七葉樹的適宜面積較小，生態(tài)相似度95%～100%的區(qū)域面積只有67 569.5 km2，包括9個(gè)省(市)247個(gè)縣(市)，依次為浙江(22 395.4 km2，23.2%)、湖南(20 463.4 km2，10.2%)和安徽(9 438.3 km2，5.8%)，貴州、上海和江西為零星分布。浙江七葉樹生態(tài)相似度90%～95% 的區(qū)域分布比較廣，依次為貴州(45 814.1 km2，25.7%)、湖南(23 362.3 km2，11.8%)、浙江(20 179.5 km2，14.3%)，其余省份適宜面積和比例都比較小。適宜區(qū)全國(guó)分布圖和面積見(jiàn)圖4。

圖2 七葉樹生態(tài)相似度90%～100%區(qū)域全國(guó)分布圖和區(qū)域面積

圖3 天師栗生態(tài)相似度90%～100%區(qū)域全國(guó)分布圖和區(qū)域面積

圖4 浙江七葉樹生態(tài)相似度90%～100%區(qū)域全國(guó)分布圖和區(qū)域面積

3 討論

3.1 根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)記載，七葉樹屬植物在我國(guó)分布有10余種，以西南部的亞熱帶地區(qū)為分布中心，北達(dá)黃河流域，東達(dá)江浙，南達(dá)廣東北部。常生于海拔100～1 500 m的濕潤(rùn)闊葉林中[9]。其中七葉樹主要分布在秦嶺山脈，河北南部、陜西南部、河南北部、陜西南部有部分栽培；天師栗主產(chǎn)河南西南部、湖北西部、湖南、江西南部、廣東北部、四川、貴州和云南東北部；浙江七葉樹主產(chǎn)浙江北部和江蘇南部等地，多為栽培。本文系統(tǒng)分析的產(chǎn)地覆蓋了文獻(xiàn)記載和實(shí)地資源調(diào)查區(qū)域，還得出了一部分沒(méi)有記載的適宜產(chǎn)地，如七葉樹適宜區(qū)域西藏、云南等，天師栗適宜區(qū)域云南、陜西等省區(qū)。從生態(tài)地理角度來(lái)看，這些區(qū)域?qū)⒖赡苁前l(fā)展生產(chǎn)的新區(qū)域。通過(guò)比較，使得TCMGIS-Ⅱ系統(tǒng)分析結(jié)果可靠性得到驗(yàn)證，同時(shí)，TCMGIS-Ⅱ系統(tǒng)通過(guò)更加科學(xué)的分析手段，分別預(yù)測(cè)了娑羅子三種基源植物可能的分布區(qū)域，也為下一步資源普查范圍的確定和適宜產(chǎn)區(qū)規(guī)劃提供了較為可靠的參考依據(jù)。

3.2 中藥材盲目引種不僅造成資源、人力、物力的浪費(fèi)，還削弱了藥材的道地性，導(dǎo)致藥材質(zhì)量下降，影響治療效果。確定一個(gè)新的地區(qū)是否適宜于某種藥材生產(chǎn)的發(fā)展，最可靠和有效的方法就是通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)期的實(shí)地引種試驗(yàn)研究，綜合考察引種藥材的生長(zhǎng)狀況、病蟲害發(fā)生情況、產(chǎn)量情況、藥材外觀品質(zhì)和內(nèi)在含量等，要獲得較可靠的結(jié)果還需要幾個(gè)生長(zhǎng)周期，需要花費(fèi)大量的人力和物力。TCMGIS-Ⅱ結(jié)合娑羅子三種基源物種分布的限制因子分析，以氣候和土壤相似為基礎(chǔ)建立適宜地分析模型并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能化，得出了娑羅子適宜產(chǎn)地及適宜縣市的最適宜區(qū)，并以此為基礎(chǔ)結(jié)合其他非環(huán)境因素如種植娑羅子的生產(chǎn)運(yùn)行及管理成本、交通運(yùn)輸及當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力等進(jìn)行全面比較評(píng)價(jià)，確定可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理的最佳種植區(qū)，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。

[1] 國(guó)家藥典委員會(huì).中國(guó)藥典[S].一部.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010：275.

[2] 植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志[M].第46卷.北京：科學(xué)出版社，1981：274-289.

[3] 江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1997：961-1962.

[4] 王緒英，趙永芳.中藥娑羅子的化學(xué)組分及七葉皂苷藥用價(jià)值的研究[J].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001(5)：7-11.

[5] 陳士林，肖培根.中藥資源可持續(xù)利用導(dǎo)論[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2006：103.

[6] 陳士林，魏建和，孫成忠，等.中藥材產(chǎn)地適宜性分析地理信息系統(tǒng)的開發(fā)及蒙古黃芪產(chǎn)地適宜性研究[J].世界科學(xué)技術(shù)—中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2006，8(3)：471.

[7] 索鳳梅，陳士林，張昭.基于TCMGIS-Ⅱ的黃檗生態(tài)適宜性分析[J].中國(guó)中藥雜志，2008(7)：1536-1539.

[8] 索風(fēng)梅，陳士林，余華，等.中國(guó)四大名菊的產(chǎn)地適宜性研究[J].世界科學(xué)技術(shù)—中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2011，13(2)：332-338.

[9] 謝彩香，索風(fēng)梅，周應(yīng)群，等.基于地理信息系統(tǒng)的中藥材生態(tài)適宜性定量化研究[J].中國(guó)中藥雜志，2011，36(3)：379-382.

[10] 陳士林，索鳳梅，韓建萍，等.中國(guó)藥材生態(tài)適宜性分析及生產(chǎn)區(qū)劃[J].中草藥，2007，38(4)：481-487.

StudyontheEcologicalSuitabilityofAesculusProducingArea

SHI Zhao-hua1,2*, XIE Cai-xiang3,GUAN Xiao-yu2,4, CHEN Li-jun2,4,YE Li-chun2,4, LIU Xiang-ping2

(1.HubeiUniversityofChineseMedicine,HubeiWuhan430065;2.WuhanAiminpharmaceuticalCo.Ltd.,HubeiEzhou436070;3.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences&PekingUnionMedicalCollege,Beijing100193,China;4.HubeiEngineeringTechnologyCentreofNaturalComponentMedicine，HubeiEzhou436070)

Objective：Suitable area analysis for Aesculus’ in order to provide the basic data and scientific results for Aesculus’ producing area.Methods: Appropriate production areas of Aesculus’ were analyzed by Traditional Chinese Medicine Geographic Information System (TCMGIS-Ⅱ) based on ecological similarity principle and spacial analysis technology.Results： The suitable region area (ecology similarity 95%～100%) ofAesculuschinensisBge. accounts for 407 692.4 km2，including 15 provinces/municipalities and 544 counties/cities, in which the maximum ratio of suitable area is Shandong province，followed by Shanxi, Hebei province．The suitable region area (ecology similarity 95%～100%) ofAesculuswilsoniiRehd is about 251 765 km2，including 12 provinces/municipalities and 450 counties/cities. The maximum ratio of suitable area is Guizhou province, followed by Hubei, Sichuan province.The suitable region area (ecology similarity of 95%～100%) ofAesculuschinesisBge. var.chekiangensis(Hu et Fang) Fang is 67 569.5 km2，including 9 provinces/municipalities and 247 counties/cities. The maximum ratio of suitable area is Zhejiang province,followed by Hunan, Anhui province.Conclusion：This suitable regions are not only covered the original distribution but also included many new suitable areas，these new areas have the potential to be developed into suitable production region ofAesculusin the future．

TCMGIS-Ⅱ; Suitability of producing area; Climatic factors;Aesculus

2013-03-22)

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湖北省科技廳重點(diǎn)新產(chǎn)品新工藝研制與開發(fā)項(xiàng)目(2012BCA02)

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石召華，Tel:(0711)3818216，E-mail：whimyf@163.com