GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用

成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川 成都 611137

中藥資源是我國(guó)傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)資源，也是中醫(yī)藥事業(yè)和中藥產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其可持續(xù)利用和發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)影響巨大。中藥形成了以野生中藥資源管理、栽培中藥材種植、產(chǎn)地加工、專業(yè)市場(chǎng)和中藥材生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈。目前在中藥資源領(lǐng)域面臨著過(guò)度開(kāi)發(fā)和利用、環(huán)境和原產(chǎn)地破壞等問(wèn)題，亟待對(duì)中藥資源進(jìn)行科學(xué)化、合理化的管理，特別是利用當(dāng)今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段展開(kāi)研究，以增強(qiáng)中藥產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化、規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信信息技術(shù)的變革，信息化成為新的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力和新的發(fā)展方向。地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)技術(shù)作為目前空間信息管理和分析的最強(qiáng)大的工具，依據(jù)其在信息獲取、處理和應(yīng)用的特殊優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于國(guó)土資源、交通運(yùn)輸、氣象、農(nóng)林業(yè)等領(lǐng)域，并在資源和環(huán)境的監(jiān)測(cè)與保護(hù)呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)與潛力[1]。中藥資源的研究和管理與地理環(huán)境和空間位置息息相關(guān)，其分布具有明顯的地域性，GIS技術(shù)已在中藥資源調(diào)查、中藥資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、道地藥材、中藥區(qū)劃、中藥生產(chǎn)和管理等研究工作中取得了十足的進(jìn)展。本文通過(guò)文獻(xiàn)查閱，對(duì)近年來(lái)GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，旨在為中藥資源領(lǐng)域的研究提供新的方法和思路。

1 GIS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

GIS技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，采集、存儲(chǔ)、分析和管理地理空間分布數(shù)據(jù)的新型綜合空間信息通用技術(shù)[2]，可通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)對(duì)空間分布數(shù)據(jù)依照地理坐標(biāo)和空間信息進(jìn)行分析處理，同時(shí)把使空間地理信息多維化，提升安全性和時(shí)效性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。GIS技術(shù)的發(fā)展一種伴隨計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，也在不斷改變使用方式和水平，其最初構(gòu)建的基礎(chǔ)是地理學(xué)和測(cè)繪學(xué)，已發(fā)展出單機(jī)終端式GIS、網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)平臺(tái)、移動(dòng)GIS技術(shù)服務(wù)平臺(tái)等多種系統(tǒng)平臺(tái)模式，一定程度上增強(qiáng)了地理服務(wù)系統(tǒng)的適應(yīng)性。特別是移動(dòng)GIS技術(shù)，具備移動(dòng)性、分布式、實(shí)時(shí)性處理移動(dòng)地理信息，使得GIS技術(shù)的大眾化應(yīng)用得到快速發(fā)展[3]?？傊珿IS技術(shù)已成為空間信息處理和集成、數(shù)據(jù)可視化和多維化的強(qiáng)大工具，其極大的推動(dòng)了空間信息技術(shù)在各領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

2 GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 GIS技術(shù)在中藥資源調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用 我國(guó)的中藥資源蘊(yùn)藏豐富，種類繁多，具有不同的生態(tài)環(huán)境、生長(zhǎng)習(xí)性和地理特征。中藥材主要以藥用植物為主，其分為栽培中藥材和野生中藥材兩大類，野生中藥資源又可分為野生稀有中藥、野生廣布中藥和特殊生境中藥等[4]。GIS技術(shù)應(yīng)用于中藥資源的調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可對(duì)不同生境因子和空間信息進(jìn)行提取，實(shí)現(xiàn)信息和時(shí)空數(shù)據(jù)的高效管理。

中藥資源調(diào)查集中在資源分布、蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量估算等方面，結(jié)合傳統(tǒng)的中藥資源調(diào)查方法和空間信息技術(shù)可有效改善傳統(tǒng)調(diào)查方式費(fèi)事、周期長(zhǎng)等弊端，提高中藥資源調(diào)查的效率和精度，避免人為因素的干擾。如劉金欣等[5]利用GIS 技術(shù)可集合網(wǎng)格提取、數(shù)字嵌套和疊加技術(shù)使不規(guī)則自然因子匹配至規(guī)則網(wǎng)格，通過(guò)對(duì)不同生境條件將目標(biāo)區(qū)分層和隨機(jī)抽樣，可構(gòu)建特定生境類型黃芩儲(chǔ)量計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)野生資源的蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量的估算。江源等[6]基于GIS與群落調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)北京市野生北柴胡資源蘊(yùn)藏量測(cè)算。孫宇章等[7]通過(guò)采集影響蒼術(shù)生物量的生境因子，利用GIS技術(shù)進(jìn)行茅山地區(qū)蒼術(shù)資源分布分析。

中藥資源的種類、分布、蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量處于動(dòng)態(tài)變化中，GIS技術(shù)常結(jié)合遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，如孫宇章等[8]利用RS和GIS聯(lián)合技術(shù)并結(jié)合實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)獲取邳州市銀杏空間分布及多年動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

2.2 GIS技術(shù)在中藥區(qū)劃中的應(yīng)用 中藥資源分布具有明顯的空間特性，如氣候、土壤、海拔、地形等生態(tài)和地理環(huán)境會(huì)直接影響中藥材的生長(zhǎng)和品質(zhì)，區(qū)劃可實(shí)現(xiàn)空間屬性最直觀的分類和管理。中藥區(qū)劃是研究中藥資源的空間分異規(guī)律，并依據(jù)其空間差異和規(guī)律進(jìn)行區(qū)域劃分，其是中藥資源的稟賦特征。根據(jù)研究對(duì)象、目的和方法的不同，單味藥區(qū)劃類型可分為分布區(qū)劃、生長(zhǎng)區(qū)劃、品質(zhì)區(qū)劃和生產(chǎn)區(qū)劃等[9]。GIS技術(shù)以其強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析和管理在中藥區(qū)劃的應(yīng)用顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。

如孫成忠等[10]根據(jù)物種引種生態(tài)環(huán)境相似性原則，利用地理信息、氣候因子、土壤等數(shù)據(jù)庫(kù)，基于GIS技術(shù)構(gòu)建中藥材適宜性分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中藥材適宜性數(shù)值區(qū)劃。李英等[11]對(duì)河北省北柴胡43個(gè)產(chǎn)地的海拔、坡度、坡向等不同地形因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)北柴胡有效成分柴胡皂苷類含量與地形因子之間的關(guān)系，利用GIS技術(shù)進(jìn)行基于地形因子生態(tài)適宜性區(qū)劃。嚴(yán)輝等[12]通過(guò)分析影響當(dāng)歸適宜性分布主要生態(tài)因子，如海拔、土壤亞類、5月份降水量和最暖月最高溫等4個(gè)生態(tài)因子，利用GIS技術(shù)和最大信息熵模型分析當(dāng)歸適宜性分布和品質(zhì)區(qū)劃。

目前應(yīng)用GIS技術(shù)中藥區(qū)劃研究的有人參、三七、薄荷、肉蓯蓉、獨(dú)一味、羌活、川木通、豬苓、甘草、黃連、川牛膝、附子等近30余種中藥材[10、13]。GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和模型構(gòu)建為中藥區(qū)劃實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)客觀化、分析快速化提供了可行的思路。同時(shí)，以GIS為核心的“3S”技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息及時(shí)更新，進(jìn)一步提高區(qū)劃結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 GIS技術(shù)在中藥資源信息化和管理中的應(yīng)用 中藥資源信息化是指通過(guò)GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，獲取、整合和深度挖掘中藥資源分布信息，并服務(wù)于中藥資源規(guī)劃、管理和可持續(xù)利用的綜合信息化平臺(tái)。如趙玉洋等[14]集合環(huán)境因子數(shù)據(jù)、中藥資源數(shù)據(jù)、國(guó)家基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)等，通過(guò)GIS應(yīng)用平臺(tái)，開(kāi)發(fā)中藥資源信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并以甘草為例模擬數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)中藥資源生態(tài)環(huán)境的信息疊加。張?zhí)竦萚15]基于GIS技術(shù)設(shè)計(jì)中藥資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)填報(bào)系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要設(shè)計(jì)12個(gè)表單，98項(xiàng)采集指標(biāo)，可實(shí)現(xiàn)中藥材的種植、生產(chǎn)、銷售等數(shù)據(jù)的日常填報(bào)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)包括中藥材種植地、集散地、市場(chǎng)、企業(yè)等外業(yè)環(huán)境和信息收集。

GIS技術(shù)對(duì)于地理信息的采集、管理、分析和輸出，可實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的多維化，提高數(shù)據(jù)的安全性、實(shí)用性和規(guī)范性，推動(dòng)中藥資源的信息化建設(shè)和科學(xué)化管理。同時(shí)為中藥材資源政策制定提供數(shù)據(jù)參考具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段我國(guó)中藥資源的保護(hù)和可持續(xù)利用面臨著諸多問(wèn)題，如過(guò)度開(kāi)發(fā)野生中藥資源，野生稀有種中藥瀕臨絕種，無(wú)序種植栽培中藥材，道地藥材隨意引種等。GIS技術(shù)作為空間信息技術(shù)的核心，在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大的潛力。針對(duì)中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用僅局限于藥用植物的調(diào)查、監(jiān)測(cè)和區(qū)劃，可探索融合交叉信息處理技術(shù)研究藥用動(dòng)物生境和種群分布。

目前GIS技術(shù)多與其他信息處理技術(shù)相集合，如3S技術(shù)(GIS、RS與GPS集成系統(tǒng))、GIS與專家信息系統(tǒng)(EIS)、GIS與決策支持系統(tǒng)(DSS)等，不斷擴(kuò)展GIS技術(shù)在中藥資源領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。將以GIS技術(shù)為核心的交叉融合技術(shù)應(yīng)用于中藥資源調(diào)查、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和中藥區(qū)劃，構(gòu)建覆蓋全國(guó)的中藥資源與空間信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息化管理平臺(tái)，可進(jìn)一步加強(qiáng)信息化建設(shè)和管理，為主管部門(mén)提供政策制定依據(jù)，提高企業(yè)的市場(chǎng)承載力，為指導(dǎo)中藥材的栽培和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。