五倍子生產(chǎn)“三要素”的生態(tài)適宜性區(qū)劃研究＊

田徐芳，胡 娟，桑子陽，王志鳴，劉義飛＊＊

（1. 湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 武漢 430065；2. 湖北五峰土家族自治縣林業(yè)科學(xué)研究所 五峰 443400）

五倍子Galla Chinensis，別名百蟲倉、木附子，為五倍子蚜寄生于漆樹科鹽膚木屬植物鹽膚木Rhus chinensisMill、青麩楊R. potaniniiMaxim 或紅麩楊R.punjabensisvar.sinica（Diels）Rehd. et Wils 葉上形成的蟲癭。其性寒，味酸、澀，歸肺、大腸、腎經(jīng)，具斂肺降火，澀腸止瀉，收濕斂瘡，斂汗止血之效，為我國傳統(tǒng)中藥材[1]。除作藥用外，其主要成分五倍子單寧在石油、冶金、化工等行業(yè)中都具有廣泛的用途[2-3]。商品五倍子據(jù)外形不同，可分為角倍、肚倍、倍花三類，其主要成分含量也有差異，角倍、肚倍單寧含量均在60%-75%之間，倍花僅含35%左右的單寧[4-5]?！吨袊幍洹芬?guī)定正品五倍子單寧含量不得低于50%，僅收載角倍、肚倍兩類作為中藥材五倍子[6]。角倍主要分布于湖北、湖南、四川、貴州、廣西壯族自治區(qū)、云南等地，約占全國五倍子總量的75%；肚倍主要分布于四川、陜西、湖北等地，約占全國五倍子總量的20%；倍花分布零散，約占總產(chǎn)量的5%[7-10]。

因五倍子眾多的藥用和工業(yè)價(jià)值，長(zhǎng)期以來野生五倍子都面臨著資源短缺的局面，人工五倍子生產(chǎn)正方興未艾。早在上個(gè)世紀(jì)八十年代，中國便開始了五倍子人工繁育研究，唐覺提出五倍子生產(chǎn)“三要素”，即五倍子蚜-冬寄主-夏寄主[11]。五倍子蚜春季羽化遷飛至部分鹽膚木屬植物上，吸食汁液，刺激植物產(chǎn)生增生組織包裹蚜蟲而形成雛癭，由春至秋，蚜蟲于癭內(nèi)歷三代孤雌繁殖，蟲口數(shù)不斷增長(zhǎng)，蟲癭也隨之增大，隨后自然開裂，癭內(nèi)蚜蟲羽化為秋遷蚜遷飛至其冬寄主苔蘚上過冬，次年春季又開始新一輪的循環(huán)[12]。五倍子蚜對(duì)于寄主的選擇具有一定的專一性，如形成角倍的角倍蚜Schlechtendalia chinensisBell，其夏寄主主要為鹽膚木R.chinensis，冬寄主主要為側(cè)枝匍燈蘚Plagiomnium maximoviczii(Lindb.) T.Kop.；形成肚倍的肚倍蚜Kaburagia rhusicolaTakagi 及其各個(gè)亞種的夏寄主主要為紅麩楊R.punjabensis、青麩楊R.potaninii，冬寄主主要為密葉尖喙蘚Oxyrrhynchium savatieri、美灰蘚Hypnum leptothallum(Müll.Hal.)等[13]。

GMPGIS 系統(tǒng)是全球首個(gè)研究藥用植物產(chǎn)地適宜性的系統(tǒng)[14]。該系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），通過全球氣候數(shù)據(jù)庫（WorldClim-global Climate Data）、全球生物氣候?qū)W建模數(shù)據(jù)庫（CliMond-global Climatologies for Bioclimatic Modelling）、全 球 土 壤 數(shù) 據(jù) 庫（HWSD-harmonized World Soil Database）等獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息[15-16]，將GIS的空間聚類分析引入中藥材的量化分析中，能科學(xué)、快速地獲取與中藥材生境生態(tài)環(huán)境最為相似的區(qū)域。截至目前為止，已有包括人參[17]、北細(xì)辛[18]、檀香[19]、地烏[20]、肉豆蔻[21]等中藥材利用該系統(tǒng)完成了生產(chǎn)區(qū)劃，促進(jìn)了藥材科學(xué)的栽培種植區(qū)域選擇。

本文基于GMPGIS 系統(tǒng)分別對(duì)角倍、肚倍形成的“三要素”，即五倍子蚜、冬寄主苔蘚、夏寄主鹽膚木屬植物進(jìn)行了全國范圍內(nèi)的生態(tài)適宜性研究。結(jié)果表明，角倍和肚倍的適生區(qū)域存在一定的地理差異和重疊性，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)歷代本草中對(duì)五倍子道地產(chǎn)區(qū)的記述及前人對(duì)各產(chǎn)地五倍子的質(zhì)量研究，提出了角倍、肚倍發(fā)展的核心產(chǎn)區(qū)與潛在產(chǎn)區(qū)，為兩種五倍子的科學(xué)引種栽培、合理生產(chǎn)區(qū)劃提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)信息

通過參考中國數(shù)字植物標(biāo)本館(http://www.cvh.org.cn/)、全球生物多樣性信息平臺(tái)(http://www.gbif.org/)以及查閱文獻(xiàn)和野外自采等，共收集角倍相關(guān)樣點(diǎn)信息241個(gè)，其中角倍蚜27個(gè)樣點(diǎn)[22-27]，側(cè)枝匍燈蘚90個(gè)樣點(diǎn)[28-32]，鹽膚木124 個(gè)樣點(diǎn)[33]；肚倍相關(guān)樣點(diǎn)信息 328個(gè)，包括肚倍蚜及其各個(gè)亞種共計(jì)52個(gè)樣點(diǎn)[34-37]，密葉尖喙蘚、美灰蘚共計(jì)141個(gè)樣點(diǎn)[38-42]，紅麩楊、青麩楊共計(jì)135個(gè)樣點(diǎn)（表1）。

表1 選樣點(diǎn)分布地區(qū)及數(shù)量

1.2 GMPGIS分析流程及生態(tài)因子數(shù)據(jù)來源

GMPGIS 是以 ArcGIS 10.2 為平臺(tái)，插入 GMPGIS Python腳本而形成的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于改進(jìn)的歐式距離算法，通過模擬運(yùn)算對(duì)藥材樣點(diǎn)信息進(jìn)行聚類分析，預(yù)測(cè)藥材的最大生態(tài)相似度區(qū)域。主要通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、相似性聚類分析和柵格重分類3 個(gè)步驟來完成：采用線性標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)生物生境經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除不同量綱的影響，將數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化至0-100；以空間柵格為聚類對(duì)象，生態(tài)因子數(shù)值為聚類條件，運(yùn)用改進(jìn)的歐式距離算法對(duì)柵格進(jìn)行空間最小距離聚類分析；根據(jù)距離計(jì)算結(jié)果對(duì)柵格進(jìn)行重分類，得出相應(yīng)范圍內(nèi)最大生態(tài)相似度的物種分布區(qū)域[20]。

本文選取的氣候環(huán)境數(shù)據(jù)主要來源于全球氣候數(shù)據(jù)庫（Worldclim）、全球生物模型數(shù)據(jù)庫（CliMond）、全球土壤數(shù)據(jù)庫（HWSD），以及GMPGIS 自帶的數(shù)據(jù)庫。從中選擇影響五倍子生長(zhǎng)特性的21 種生態(tài)因子及一個(gè)土壤類型進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 角倍“三要素”生態(tài)適宜性分析

2.1.1 角倍蚜生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

角倍蚜屬半翅目癭棉蚜科倍蚜族，為異寄主全周期型昆蟲，一年內(nèi)需在夏寄主鹽膚木與冬寄主側(cè)枝匍燈蘚上轉(zhuǎn)主寄生方可存活[22]。通過GMPGIS 系統(tǒng)對(duì)角倍蚜27 個(gè)分布點(diǎn)的21 個(gè)氣候生態(tài)因子和一個(gè)土壤因子進(jìn)行提取分析，得到相關(guān)環(huán)境生態(tài)因子范圍。角倍蚜生境的年均溫度為11.6-19.0℃，最熱季節(jié)平均溫度為18.1-27.2℃，最冷季節(jié)平均溫度為1.6-9.5℃，年平均降水量為909-1672 mm，年平均日照為118.1-167.1 W/M2，年平均相對(duì)濕度為60.3%-73.4%（表2）。

表2 生態(tài)因子及土壤類型

利用GMPGIS 分析27 個(gè)角倍蚜分布點(diǎn)的生態(tài)因子值，得出角倍蚜全國最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖,并計(jì)算生態(tài)適宜區(qū)域的面積。在全國范圍內(nèi)，角倍蚜主要分布于貴州、四川、重慶等省，適生區(qū)面積達(dá)2.25405×105km2，占全國總適生區(qū)的66.9%。最適宜分布的省份是貴州，占全國總適生區(qū)的41%；其次是四川，占全國總適生區(qū)的16.3%；排名第3 為重慶，占全國總適生區(qū)的9.7%（圖1A、表3）。

2.1.2 側(cè)枝匍燈蘚生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

側(cè)枝匍燈蘚為提燈蘚科植物，喜陰冷濕潤(rùn)環(huán)境，多生于林下潮濕土壤，為角倍蚜的優(yōu)良冬寄主[30]。基于側(cè)枝匍燈蘚的90 個(gè)自然分布點(diǎn)，利用GMPGIS 提取21 個(gè)氣候生態(tài)因子和一個(gè)土壤因子。其主要生態(tài)因子范圍如下：側(cè)枝匍燈蘚生境的年均溫度為2.2-23.4℃，最熱季節(jié)平均溫度為9.4-29.5℃，最冷季節(jié)平均溫度為-11.1-18.5℃，年平均降水量為432-4245 mm，年平均日照為121.9-164.9 W/m2，年平均相對(duì)濕度為51.1%-76.9%。主要土壤類型為低活性淋溶土、高活性強(qiáng)酸土、強(qiáng)淋溶土和黑鈣土（表2）。

基于側(cè)枝匍燈蘚生態(tài)因子范圍，得出其在全國范圍內(nèi)的最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖并計(jì)算適生區(qū)域面積。側(cè)枝匍燈蘚最大生態(tài)相似度區(qū)域在全國范圍內(nèi)覆蓋較廣，主要分布于廣西壯族自治區(qū)、云南、四川、湖南、湖北、貴州等省，其適宜分布的面積達(dá)到了1.571640×106km2，占全國適生區(qū)的50.6%。最適宜分布的省份是云南，占全國適宜分布總面積的13.6%；其次是廣西壯族自治區(qū)（8.5%）和四川（8.1%）（圖1B、表3）。

2.1.3 鹽膚木生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

鹽膚木為漆樹科鹽膚木屬木本植物，多為落葉小喬木或灌木，具有較強(qiáng)的抗旱、耐寒、耐鹽能力，對(duì)土壤要求不高，適應(yīng)性極強(qiáng)，在我國分布廣泛，除新疆維吾爾自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、東北等地外，其余各省幾乎均有分布[33]。提取124個(gè)鹽膚木分布點(diǎn)的21個(gè)氣候生態(tài)因子和一個(gè)土壤因子，獲得相關(guān)環(huán)境生態(tài)因子范圍。鹽膚木生境的年均溫度為4.6-23.3℃，最熱季節(jié)平均溫度為11.6-28.7℃，最冷季節(jié)平均溫度為-9.3-17.8℃，年平均降水量為541-2289 mm，年平均日照為122.15-155.79 W/M2，年平均相對(duì)濕度為54.35%-76.26%。土壤類型主要為低活性淋溶土、強(qiáng)淋溶土、黑鈣土、紅砂土等（表2）。

利用已得的124 個(gè)鹽膚木分布點(diǎn)的生態(tài)因子值，得出鹽膚木的全國最大適生區(qū)及面積。在全國范圍內(nèi)，除新疆維吾爾自治區(qū)、青海、寧夏回族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、黑龍江、吉林外，鹽膚木在各省均有其適生區(qū)域，主要適生于廣西壯族自治區(qū)、云南、湖北、湖南、四川、河南等省，適生區(qū)面積達(dá)1.479793×106km2，占全國總適生區(qū)的48%。最適宜分布的省份是云南（占全國總適生區(qū)的12%）、廣西壯族自治區(qū)（9%）和湖北（7%）（圖1C、表3）。

表3 全國最大生態(tài)相似度區(qū)域面積

圖1 角倍三要素全國最大生態(tài)相似度區(qū)域面積

2.2 肚倍“三要素”生態(tài)適宜性分析

2.2.1 肚倍蚜及其亞種生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

形成肚倍的蚜蟲主要為四種：肚倍蚜、肚倍蚜棗鐵亞種、肚倍蚜蛋鐵亞種、肚倍蚜蛋肚亞種，屬半翅目癭棉蚜科倍蚜族，為異寄主全周期型昆蟲，統(tǒng)稱為肚倍蚜[13]。對(duì)肚倍蚜及其亞種共52 個(gè)分布點(diǎn)的生態(tài)因子和土壤因子進(jìn)行提取。其主要生態(tài)因子范圍如下：年均溫度為6.8-17.4℃，最熱季節(jié)平均溫度為16.4-26.7℃，最冷季節(jié)平均溫度為-3.2-7℃，年平均降水量為520-1168 mm，年平均日照為120.3-150.2 W/M2，年平均相對(duì)濕度為58.8%-73.1%（表2）。

分析52個(gè)肚倍蚜分布點(diǎn)的生態(tài)因子值，得出肚倍蚜的全國最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖和生態(tài)適宜區(qū)域的面積。分析結(jié)果顯示，肚倍蚜主要分布在陜西、河南、四川、湖北四省，適生區(qū)面積達(dá)205344×105km2，占全國總適生區(qū)的95.5%，其中陜西占49.4%，河南占24.4%，四川占11.5%，湖北占10%（圖2A、表3）。

圖2 肚倍三要素全國最大生態(tài)相似度區(qū)域面積

2.2.2 密葉尖喙蘚、美灰蘚生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

密葉尖喙蘚為柳燈蘚科植物，為肚倍蚜棗鐵亞種、肚倍蚜蛋鐵亞種、肚倍蚜蛋肚亞種的優(yōu)良冬寄主；美灰蘚為灰蘚科植物，為肚倍蚜優(yōu)良冬寄主[13]?；贕MPGIS 系統(tǒng)獲得141 個(gè)肚倍蚜冬寄主分布點(diǎn)的生態(tài)因子范圍。其生境的年均溫度為0-23.4℃，最熱季節(jié)平均溫度為12.2-29.6℃，最冷季節(jié)平均溫度為-21.4-15.6℃，年平均降水量為204-1910 mm，年平均日照為120.3-167.6 W/m2，年平均相對(duì)濕度為48.8%-75.4%。主要土壤類型為低活性淋溶土、高活性強(qiáng)酸土、紅砂土和黑鈣土（表2）。

GMPGIS 分析結(jié)果顯示，肚倍蚜冬寄主最大生態(tài)相似度區(qū)域在全國范圍內(nèi)覆蓋較廣，主要分布于內(nèi)蒙古自治區(qū)、四川、云南、陜西、湖北、湖南等省，其適宜分布的面積達(dá)到了1.559850×106km2，占全國適生區(qū)總面積的37%。最適宜分布的是內(nèi)蒙古自治區(qū)，占全國適宜分布總面積的8.8%；其次是四川（6.5%）和云南（6.1%）（圖2B、表3）。

2.2.3 紅麩楊、青麩楊生態(tài)因子及最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

紅麩楊、青麩楊為漆樹科鹽膚木屬木本植物，多為落葉喬木或小喬木，紅麩楊為肚倍蚜棗鐵亞種、蛋鐵亞種夏寄主，青麩楊為肚倍蚜、肚倍蚜蛋肚亞種夏寄主[13,33]。通過對(duì)135 個(gè)分布點(diǎn)的生態(tài)及土壤因子進(jìn)行分析，得出其變化范圍。肚倍蚜夏寄主生境的年均溫度為2.1-22℃，最熱季節(jié)平均溫度為8.7-28.7℃，最冷季節(jié)平均溫度為-10.3-14.1℃，年平均降水量為219-2048 mm，年平均日照為 118.9-160.3 W/M2，年平均相對(duì)濕度為46%-74.5%。土壤類型主要為低活性淋溶土、黑鈣土、高活性強(qiáng)酸土和粗骨土等（表2）。

利用GMPGIS得到其在全國的最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖并計(jì)算適生區(qū)面積。肚倍蚜夏寄主紅麩楊、青麩楊在全國范圍內(nèi)分布比較廣泛，其適宜分布區(qū)域主要在廣西壯族自治區(qū)、四川、云南、陜西、貴州、湖北等省，適生區(qū)面積達(dá)1.295335×106km2，占全國總適生區(qū)的43%。最適宜分布的省份是四川，占全國總適生區(qū)的 9%；其次是云南（7.3%）和陜西（7.2%）（圖2C、表3）。

2.3 五倍子生態(tài)適宜性分析

2.3.1 角倍最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

角倍形成的三要素為“角倍蚜-側(cè)枝匍燈蘚-鹽膚木”?；诘玫降慕潜堆痢?cè)枝匍燈蘚、鹽膚木在全國范圍內(nèi)的最大生態(tài)相似度區(qū)域，取三者交集，得出角倍形成“三要素”都適宜生長(zhǎng)的區(qū)域，即為理論上角倍的適生區(qū)域，在此基礎(chǔ)上計(jì)算角倍適生區(qū)域的面積。在全國范圍內(nèi)，角倍主要分布于貴州、四川、重慶、云南、湖北、湖南等省，適生區(qū)面積達(dá)2.78829×105km2，占全國總適生區(qū)的90.3%。最適宜分布的省份是貴州，占全國總適生區(qū)的38.5%，這與貴州省中藥資源區(qū)域分布區(qū)劃所得結(jié)論相似[43]，五倍子可在其境內(nèi)多個(gè)縣市適生，本研究得出貴州省角倍適生區(qū)面積排名前三的縣市分別為黎平縣、榕江縣、從江縣；其次是四川，如萬源市、通江縣、宣漢縣等縣市，均有較大的角倍適生面積，地處四川省東部，占全國總適生區(qū)的14.9%；第三是重慶，其東南部的酉陽縣、彭水縣以及重慶市的東大門奉節(jié)縣均含角倍適生區(qū)，占全國總適生區(qū)的10.5%。除此之外，云南省東部的宣威市與富源縣、湖北省西南部的利川市、恩施市、咸豐縣與五峰縣、湖南省西北部的龍山縣、桑植縣與永順縣、廣西壯族自治區(qū)北部融水縣與廣東省北部連州市等地均含適于角倍生長(zhǎng)的氣候環(huán)境。而這些基于GMPGIS所預(yù)測(cè)的角倍適生區(qū)與當(dāng)前角倍的主要產(chǎn)區(qū)十分吻合，據(jù)報(bào)道，目前我國生產(chǎn)五倍子最多的地區(qū)為貴州，其次即為湖南西部的大湘西地區(qū)[44]，如永定、慈利、麻陽、沅陵等地區(qū)，與預(yù)測(cè)的湖南省西北部適生角倍的結(jié)果是一致的。（圖3A、圖4、表3）。

圖3 五倍子全國最大生態(tài)相似度區(qū)域面積

圖4 角倍最大生態(tài)相似度區(qū)域主要省市縣面積

2.3.2 肚倍最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

肚倍形成的三類要素中，涵蓋了四種肚倍蚜、兩種夏寄主、兩種冬寄主。通過分別對(duì)肚倍的三類要素進(jìn)行分析得到的生態(tài)適宜性區(qū)域，取其交集，形成理論上肚倍的生態(tài)適宜區(qū)域，在此基礎(chǔ)上計(jì)算肚倍適生區(qū)域的面積。全國范圍內(nèi)，肚倍主要分布于陜西、河南、四川、湖北等省，適生區(qū)面積達(dá)1.94585×105Km2，占全國總適生區(qū)的95.4%。最適生省份是陜西，其現(xiàn)有五倍子資源主要分布于旬陽、寧強(qiáng)、城固等縣市，皆位于陜西省南部，另外據(jù)本研究預(yù)測(cè)其境內(nèi)東南部的山陽縣、鎮(zhèn)安縣、寧陜縣與旬陽縣、西南部的西鄉(xiāng)縣與洋縣、關(guān)中西部的寶雞市等地均有肚倍適生區(qū)，各地總適生區(qū)面積占全國總適生區(qū)的51.4%；其次是河南，占全國總適生區(qū)的21.6%，其境內(nèi)肚倍適生區(qū)主要分布于臨近陜西省的河南西部縣市，如盧氏縣、南召縣、靈寶市等區(qū)域；第三是四川，其境內(nèi)肚倍適生區(qū)主要分布于川陜交界的米倉山南麓，如旺蒼縣、通江縣、南江縣等，占全國總適生區(qū)的11.9%。除上述主要省份肚倍最大生態(tài)相似區(qū)外，肚倍在湖北西北部的房縣、竹山縣與勛西縣、甘肅東南部的天水市、兩當(dāng)縣與靈臺(tái)縣、重慶東北部的巫溪縣與城口縣均有適生區(qū)域。（圖3B、圖5、表3）。

圖5 肚倍最大生態(tài)相似區(qū)域主要省市縣面積

2.4 五倍子歷代本草考證與現(xiàn)代質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.4.1 五倍子本草考證

中藥材五倍子最早收載于唐代中藥學(xué)家陳藏器所著《本草拾遺》一書中，首次提出其具有澀腸止瀉之效[45]。《開寶本草》、《本草綱目》、《本草原始》等多本著作提出五倍子別名“文蛤”、“百蟲倉”“百藥煎”，并解釋其含義[46-48]。宋代藥物學(xué)家蘇頌所著《圖經(jīng)本草》最早提出了五倍子道地產(chǎn)區(qū)“以蜀中者為勝”[49]，即今四川盆地及附近地區(qū)，主要包括四川中東部、重慶大部分、陜西南部以及鄂西地區(qū)；清代著名醫(yī)家張璐著作《本經(jīng)逢原》亦云：“產(chǎn)川蜀，如菱角者佳”[50]；清嘉慶年間《本草述鉤元》載：“各處有此種，以蜀產(chǎn)結(jié)于鹽膚木上者乃良”[51]；皆表明川蜀出產(chǎn)五倍子品質(zhì)優(yōu)良[52]。清光緒年間《安康鄉(xiāng)土志》（1939 年版）：“倍子產(chǎn)于安康北山一帶”，表明位于川、陜、鄂、渝四省交界的安康盛產(chǎn)五倍子[53]。《中國道地藥材》（1989 年）將五倍子歸于貴藥，記載：“現(xiàn)時(shí)主產(chǎn)廣西壯族自治區(qū)、貴州、四川等地，以貴州五倍子居全國之冠”；《中華本草》記載：“主產(chǎn)于四川、貴州、云南、陜西、廣西壯族自治區(qū)等地”[54]；《道地藥材圖典》述：“藥材產(chǎn)于貴州、四川、云南、陜西、廣西壯族自治區(qū)，以貴州、四川產(chǎn)量大”[55]。綜上所述，從古至今五倍子的主產(chǎn)區(qū)都集中于四川、貴州、陜西、湖北、廣西壯族自治區(qū)等地，道地產(chǎn)區(qū)主要為四川、貴州等地[52-53]。

2.4.2 五倍子質(zhì)量評(píng)價(jià)

五倍子主要成分為鞣質(zhì)，即單寧酸，可水解單寧經(jīng)水解后產(chǎn)生沒食子酸[56]，單寧、沒食子酸的含量高低決定了中藥材五倍子的品質(zhì)優(yōu)劣，測(cè)定單寧酸、沒食子酸含量可有效評(píng)判五倍子質(zhì)量。呂翔等采用皮粉法和高效液相色譜法分別測(cè)定了我國共十四個(gè)主產(chǎn)區(qū)的角倍單寧酸和沒食子酸含量，其中單寧酸含量最高產(chǎn)地為重慶市酉陽縣，高達(dá)68.30%，其次為四川省峨眉山、萬源市、貴州省綏陽縣、湖北省五峰縣等地，沒食子酸含量最高產(chǎn)地為萬源，高達(dá)77.61%，其次為酉陽、峨眉、五峰、綏陽等地，可見分布于角倍核心產(chǎn)區(qū)四川盆地的萬源、峨眉、酉陽所產(chǎn)倍子品質(zhì)最為優(yōu)良[57]；夏定久等研究者測(cè)定了陜西、湖北的肚倍單寧含量均高于70%，品質(zhì)上乘[58]；龔力民等從多方面如水分、總灰分、沒食子酸含量測(cè)定了不同產(chǎn)地五倍子的質(zhì)量，其結(jié)果表明安徽、內(nèi)蒙古自治區(qū)、陜西、湖北、四川等地的五倍子符合各項(xiàng)藥典標(biāo)準(zhǔn)，其中湖北、陜西等省沒食子酸含量最高，品質(zhì)最佳[59]。

2.4.3 五倍子核心產(chǎn)區(qū)與潛在產(chǎn)區(qū)

本文基于GMPGIS技術(shù)預(yù)測(cè)兩類五倍子的最大生態(tài)相似度區(qū)域，角倍主要可生長(zhǎng)于四川東部、湖北西南地區(qū)以及長(zhǎng)江以南的貴州、重慶、云南、湖南等省，肚倍主要適生區(qū)則分布于長(zhǎng)江以北的陜西、河南、湖北西北部以及四川東部鄰接陜西處等地。這與古本草考證的五倍子主產(chǎn)區(qū)十分吻合，清及此前多部本草皆認(rèn)為川蜀地區(qū)為五倍子道地產(chǎn)區(qū)，即今四川盆地附近地區(qū)，如四川、重慶、湖北西部，此后亦有本草認(rèn)為除川蜀外，貴州也為五倍子道地產(chǎn)區(qū)。據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如高效液相色譜法測(cè)定五倍子各產(chǎn)區(qū)質(zhì)量結(jié)果，角倍以四川出產(chǎn)為最優(yōu)，另貴州北部的綏陽縣、湖北西南部的五峰縣所產(chǎn)角倍質(zhì)量也十分優(yōu)良；而肚倍則以陜西，湖北西北部所產(chǎn)者為優(yōu)。綜上所述，基于GMPGIS 技術(shù)預(yù)測(cè)最大適生區(qū)、本草考證道地產(chǎn)區(qū)、現(xiàn)代含量測(cè)定技術(shù)考察最佳產(chǎn)地三方面綜合分析，應(yīng)將四川、重慶、貴州、湖北西南部作為角倍核心產(chǎn)區(qū)大力發(fā)展，此外，湖南省西北部毗鄰湖北省西南部，二者氣候環(huán)境非常相似，雖湖南省五倍子質(zhì)量研究的相關(guān)報(bào)道較少，但湘西地區(qū)為我國角倍的第二大產(chǎn)區(qū)，也可將其納入角倍的核心產(chǎn)區(qū)之內(nèi)；而長(zhǎng)江流域以南的其他幾省如云南、湖南、廣西壯族自治區(qū)、廣東可作為角倍的潛在產(chǎn)區(qū)；將陜西、湖北西北部作為肚倍發(fā)展的核心產(chǎn)區(qū)，河南、四川、甘肅、重慶等地區(qū)則可作為肚倍發(fā)展的潛在產(chǎn)區(qū)。各潛在產(chǎn)區(qū)的氣候環(huán)境經(jīng)GMPGIS 預(yù)測(cè)與歷代本草考證皆適于五倍子的生長(zhǎng)，但品質(zhì)稍次，有文獻(xiàn)指出，五倍子品質(zhì)有兩大影響因素，一是五倍子蚜品種有關(guān)，二是與五倍子生長(zhǎng)期月均溫呈顯著負(fù)相關(guān)[57,60]，因此五倍子潛在產(chǎn)區(qū)可引種道地產(chǎn)區(qū)五倍子蚜，選擇溫度稍低地區(qū)生產(chǎn)五倍子，以期達(dá)到五倍子品質(zhì)的提升，進(jìn)而從潛在產(chǎn)區(qū)向核心產(chǎn)區(qū)過渡。

3 討論

五倍子為中國特有資源，我國出口的五倍子因產(chǎn)量高、質(zhì)量?jī)?yōu)而享有“中國五倍子、東方倍子”的盛譽(yù)[8,61]。廣泛的醫(yī)藥和工業(yè)用途以及野生資源的不穩(wěn)定性、人工栽培資源的局限性使其在國內(nèi)外市場(chǎng)上長(zhǎng)期處于原材料供不應(yīng)求的狀態(tài)。突破五倍子人工生產(chǎn)技術(shù)瓶頸、人工引種繁育五倍子“三要素”、擴(kuò)大生產(chǎn)種植區(qū)域和規(guī)模是解決其資源短缺的主要途徑。我國五倍子人工生產(chǎn)繁育研究較早[62]，相關(guān)的繁育技術(shù)也已相對(duì)成熟，但人工生產(chǎn)區(qū)域仍較為狹窄，全國可供生產(chǎn)應(yīng)用的五倍子原料仍以野生五倍子為主[5]。在現(xiàn)有生產(chǎn)繁育基礎(chǔ)上逐步完善技術(shù)、大力擴(kuò)增人工生產(chǎn)面積是實(shí)現(xiàn)五倍子增產(chǎn)的重要舉措。五倍子中以角倍、肚倍質(zhì)量為優(yōu)，單寧含量均達(dá)到了60%-70%，故五倍子人工生產(chǎn)中應(yīng)以角倍、肚倍為主。

本文以角倍、肚倍的生產(chǎn)三要素為研究對(duì)象，基于GMPGIS系統(tǒng)分析其在全國范圍內(nèi)最大生態(tài)相似度區(qū)域的分布情況。研究結(jié)果表明角倍三要素同時(shí)分布的最大可能適生區(qū)主要為貴州、四川、重慶、云南、湖北、湖南六省，大多分布于長(zhǎng)江流域以南；肚倍三要素同時(shí)分布的最大適生區(qū)主要為陜西、河南、四川、湖北四省，大多處于長(zhǎng)江流域以北，這與前期資源調(diào)查結(jié)果也比較吻合[7-10]。其中，四川、湖北兩省可同時(shí)分布角倍、肚倍兩種五倍子，其五倍子適生區(qū)域總面積分別占兩省總面積的14.5%、25.3%。據(jù)張亮亮資源調(diào)查顯示，全國范圍內(nèi)，五倍子分布面積最廣的省份為湖北，約有3.33 萬公頃，即333 km2[5]，而據(jù)本研究湖北省內(nèi)適生區(qū)域達(dá)4.6 萬平方千米，現(xiàn)有野生及栽培規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到其適生面積，故可在現(xiàn)有野生倍林與生產(chǎn)基地基礎(chǔ)上加大人工栽種力度。

本研究結(jié)果顯示，兩種五倍子冬夏寄主的分布都比較廣泛，而五倍子蚜蟲的分布范圍相對(duì)狹窄，這也直接導(dǎo)致了五倍子的自然分布區(qū)域較為集中，可見五倍子生產(chǎn)三要素必須環(huán)環(huán)相扣方可形成中國這一珍貴的林特產(chǎn)物[11]。基于GMPGIS 分析，全國范圍內(nèi)五倍子適生區(qū)域主要分布于長(zhǎng)江流域附近的幾個(gè)省份，這與前人報(bào)道的五倍子在四川盆地的盆周山地、貴州北部、湖北西北部、陜西南部和云南東北部產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的90%以上也是符合的[2]，可見五倍子的形成對(duì)地理環(huán)境、氣候條件的要求較為嚴(yán)格[63]。在五倍子資源嚴(yán)重匱乏的市場(chǎng)環(huán)境趨使下，多地都已開展了五倍子的人工繁育工作，但其適生范圍相對(duì)集中且氣候要求較為嚴(yán)苛，給異地引種栽培帶來了挑戰(zhàn)。本文綜合考慮GMPGIS 所預(yù)測(cè)適生區(qū)、本草考證及各產(chǎn)區(qū)沒食子酸含量三方面結(jié)果，提出了全國范圍內(nèi)五倍子生產(chǎn)的核心產(chǎn)區(qū)與潛在產(chǎn)區(qū)，并列舉了潛在產(chǎn)區(qū)提升五倍子品質(zhì)，從而向核心產(chǎn)區(qū)過渡的方法，即合理引種核心產(chǎn)區(qū)五倍子蚜、選擇五倍子生長(zhǎng)期4-8 月月均溫較低地區(qū)進(jìn)行五倍子栽種。各地應(yīng)根據(jù)自身生態(tài)氣候環(huán)境，因地制宜，找準(zhǔn)本地發(fā)展五倍子產(chǎn)業(yè)的定位，合理規(guī)劃產(chǎn)區(qū)與品種，結(jié)合技術(shù)理論指導(dǎo)，進(jìn)行科學(xué)的引種栽培、人工繁育工作。