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药用植物大理藜芦全国适生区的预测分析研究



全 文 :在植株形态上表现为:墩形大,整个植株松散;枝条长,缠绕现象
严重,营养枝呈红色,拖秧现象严重;花蕾相对瘦小,有效成分含
量低,故本实验中即便全光照条件下木犀草苷含量仍达不到《中
国药典》(2010 版)“木犀草苷含量不低于 0. 05%”的要求。
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收稿日期:2014-01-02; 修订日期:2014-05-28
基金项目:国家自然科学基金青年科基金(No. 31300281) ;
云南省教育厅科学研究基金项目(No. 2011Y400) ;
云南省科技计划项目省应用基础研究(No. 2013FZ087)
作者简介:尹子丽(1982-) ,女(白族) ,云南大理人,云南中医学院实验师,
硕士学位,主要从事中药资源开发与利用研究工作.
* 通讯作者简介:谢 晖(1976-) ,女(汉族) ,甘肃兰州人,复旦大学讲师,
博士学位,主要从事药用植物资源开发与利用研究工作.
药用植物大理藜芦全国适生区的预测分析研究
尹子丽1,张 洁1,谢 晖2*
(1.云南中医学院民族医药学院,云南 昆明 650500;2.复旦大学,上海 200120)
摘要:目的 对大理藜芦的适生区进行预测分析,为其资源持续利用和 GAP 规范化种植提供依据。方法 基于 CLIMEX
生态软件,进行数据汇编处理,以地理、气候等因素为指标来预测适生区。结果 大理藜芦除现有分布区外,贵州为最有
可能的新适生区,而甘肃、青海、宁夏为其次可能的新适生区。结论 在选择 GAP基地时,除了现有分布区外,还应考虑适
生区,选择山坡草地,黑壤湿土等阴湿环境进行种植。
关键词:大理藜芦; CLIMEX; 适生区; GAP
DOI标识:doi:10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2014. 11. 082
中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2014)11-2762-02
藜芦主要为为百合科藜芦属 Veratrum植物毛叶藜芦 V. gran-
diflorum Loes. f.、大理藜芦 V. taliense Loes. f. 狭叶藜芦 V. steno-
phyllum Diels.蒙自藜芦 V. mengtzeanum Loes. f. 的干燥根或根茎
入药[1 ~ 7],分布较广,收载于 1996 年版《云南省中药材标准》[8]。
中医用黎芦根及根茎入药的历史可上溯到《神农本草经》,通常
认为黎芦有涌吐风痰、杀虫疗疮的功效,治疗中风痰雍、喉痹不
通、癫痛等。其根在临床上主治跌打损伤、骨折、截瘫、癫痫 、风
湿疼痛、创伤出血。藜芦是国家保密配方制剂“云南白药”的主
要组成药物之一,也是国家中药保护品种“一粒止痛丸”的主
药[9]。
藜芦有毒,在临床上多为外用,一定程度上限制了其的药用
开发广度,但即使如此,因其药用价值较大,仍被众多药企追捧,
市场需求量急剧攀升,再加之长期胡乱野生采挖,药材蕴藏量急
速下滑,野生资源日益萎缩,难以满足市场需求。大理藜芦为藜
芦入药的主流原药材,且临床安全性相对其他藜芦较好,口服亦
有入药,而被推崇。本文旨在通过对大理藜芦适生区的预测分析
研究,为开发藜芦资源的持续性利用提供依据和借鉴,亦为日后
建立大理藜芦乃至藜芦 GAP 基地,实现规范化种植提供理论依
据及实践基础。
1 CLIMEX软件介绍
CLIMEX 软件是澳大利亚生物学家运用 FORTRAN77 编写
并且在 VAX/VMS和 DOS下运行的动态模拟模型。它通过物种
在已知地理分布区域的气候参数来预测物种的潜在地理分布。
CLIMEX模型有两个基本假设:(1)物种在 1 年内经历两个时期,
即适合种群增长时期和不适合以至于危及生存的时期;(2)气候
是影响物种分布的主要因素。并利用一系列参数描述物种对气
候的不同反应。至今,CLIMEX已经用于多种有害生物的适生区
研究,CLIMEX在预测适生区方面,能发挥极其重要的作用[10]。
CLIMEX是通过分析物种在已发生地区的气候条件来预测
其潜在地理分布和相对丰盛度的动态仿真模型。最初澳大利亚
利用 CLIMEX预测引进的外来植物和动物(主要是农业害虫)适
生区域,以便对引进的物种进行防治[11,12]。
现在 CLIMEX已经扩展到全世界从昆虫到杂草、环节动物等
物种的适生区预测[13 ~ 15],但在预测药用植物适生区,为选择
GAP种植基地提供依据尚无报道。
2 研究方法
2. 1 分布地区 大理藜芦据《中国植物志》[7]、《新编中药志》[16]
等记载主要分布于云南西北部至东南部、四川西南部。研究表
明,大理藜芦主要分布在云南,四川亦有分布,因而形成了相对集
中分布的区域,即西南地区。
2. 2 数据采集 本课题研究组对数据进行了多渠道采集,并汇总
处理,最终汇编的数据点共 224 个。数据以中国气象局和国家气
象信息中心联合创建的中国气象数据共享网提供的气候数据为基
准,并辅以 CLIMEX 2. 0软件自带的全国 86 个点的气候数据为基
础,同时结合部分省市气象局气候数据汇编而成。如采集的地点
有重复,则以中国气象数据共享网的数据为准。数据集内容包括
累年月气温、降水、湿度、日照等多个要素的数据。综合各省市近
年数据,分别为北京 1 个,天津 1 个,河北 6 个,山西 5 个,内蒙古
25个,辽宁 8个,吉林 5 个,黑龙江 16 个,上海 2 个,江苏 4 个,浙
江5个,安徽6个,福建4个,江西6个,山东8个,河南7个,湖北4
个,湖南 6个,广东 8个,广西 10 个,海南 3 个,四川 12 个,重庆 3
个,贵州 4个,云南 11个,西藏 1个,陕西 5 个,甘肃 13 个,青海 13
个,宁夏 2个,新疆 19个,香港 1个。将新增数据通过 met manager
导入软件系统,并对系统进行编程改编,详见“2. 3. 2”。
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时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 11 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 11
2. 3 全国适生区的预测分析
2. 3. 1 地理因素 在自然界,地理因素不是直接作用于植物,而
是起着间接的作用。它对植物的影响主要是由于海拔、经纬度的
不同,而使得气候、土壤等条件发生改变,最终通过这些变化间接
地影响植物的生长和发育。在预测植物适生区时,海拔因素是地
理因素中的关键环节。这是由于海拔的变化与温度的变化直接
相关联,海拔每升高 100 m,温度下降 0. 6 ~ 0. 8℃。温度的变化
则影响着植物的生长和发育。而如果运用 GIS 软件去主观划定
经纬度的范围,则缩小了植物适生区应有的范围,可能排除一些
适合植物生长的地区。所以,在预测大理藜芦适生区时,我们在
地理因素中只选择了关键的海拔因素。
在对已有大理藜芦分布地区地区进行野外实地测量海拔数
据的基础上,结合中国科学院昆明植物所标本馆(KUM)的大理
藜芦标本的海拔记录,并参考了《中国植物志》[12],研究分析表
明大理藜芦适生区的海拔范围为 1 300 ~ 3 100 米。通过排除法,
在 223 个地区中适合丫蕊花生长的地区为 31 个,分别为 云南 9
个(大理、丽江、昆明、楚雄、腾冲、临沧、思茅、蒙自、昭通)、贵州 2
个(毕节、兴仁)、四川 4 个(会理、西昌、马尔康、松藩)、甘肃 7 个
(合作、酒泉、民勤、平凉、乌鞘岭、玉门、兰州)、青海 3 个(西宁、
冷湖、格尔木)、内蒙古 4 个(巴彦毛道、达尔罕联合旗、化德、鄂
托克旗)、宁夏 1 个(盐池)、新疆 1 个(和田)。
2. 3. 2 气候因素 大理藜芦的原产地为云南大理,根据气候相似
理论,以云南大理的气候数据为基准,与其他 30 个地区进行气候
相似指数比较。CLIMEX2. 0 软件的数据包括累年月气温、降水、
湿度等,但考虑到光照对植物生长的重要影响,笔者课题组对软
件系统进行了编程处理,加入了光照因素,并根据加权数据处理
的方法,对各气候因素进行相似指数分析,如图 1,表 1。气候相
似指数≥50,说明该地区的气候与原产地相似,非常适合物种生
长。气候相似指数在 30 ~ 50 之间,认为该地区比较适合物种的
生长,可以找到该物种或可以作为物种栽种的选择地区。研究表
明,云南、四川、贵州的 12 个地区相似指数≥50(详见表 2),非常
适合丫蕊花的生长。其中云南的楚雄、丽江、昆明的相似指数高
达 74、73、69,显示了气候的高度相似性,再次证明了大理藜芦主
产在云南。而四川、贵州的部分地区也是非常适合大理藜芦的生
长,其中贵州为新的适生区。而甘肃(平凉、兰州)、青海(西宁)、
宁夏(盐池)的气候相似指数在 30 ~ 50 之间(详见表 1),为比较
适合丫蕊花生长的地区。研究的结论与大理藜芦现有分布地区
基本一致,除现有分布地区、贵州为最大潜在分布地区,即最有可
能的适生区。而甘肃、青海、宁夏为其次可能的适生区。研究也
再次证实了大理藜芦的地理分布呈相对集中化,主产于以云南为
核心的西南地区。
图 1 大理藜芦适生区地图(圆点的相似指数≥50 )
表 1 气候相似指数表
EI指数 地点 总计个数
≥50 云南(楚雄、昆明、丽江、昭通、蒙自、临沧、腾冲) 12
四川(会理、西昌、马尔康)、贵州(毕节、兴仁)
30 ~ 50 之间 云南(思茅)、四川(松潘)、甘肃(平凉、兰州) 6
青海(西宁)、宁夏(盐池)
<30 青海(冷湖、格尔木)、新疆(和田) 13
内蒙古(巴彦毛道、达尔罕联合旗、化德、鄂托克旗)
甘肃(合作、酒泉、民勤、乌鞘岭、玉门)
2. 3. 3 其他因素 自然界中,土壤、植物群落等因素也是影响植
物生长的重要因素。大理藜芦主要生长于山坡草地、灌丛或疏林
下湿润肥沃处[7],常为黑壤湿土,伴有灌木生长。研究表明大理
藜芦喜阴湿环境,因此在选择适生区进行 GAP基地建设的时候,
应主要选择山坡草地,种植于黑壤湿土等阴湿环境。
3 小结和讨论
综上所述,大理藜芦主要产地为西南,即四川、云南、贵州,贵
州为最有可能的新适生区,而甘肃、青海、宁夏为其次可能的新适
生区。在选择 GAP基地时,除了考虑选择现有的分布地区外,还
应着重分析研究适合生长的地区,即适生区,加大规范化种植范
围,拓展栽培区域,以满足藜芦原药材日益紧迫的需求。GAP 基
地建设时,应选择适生区的山坡草地,黑壤湿土等阴湿环境进行
种植。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2014 VOL. 25 NO. 11 时珍国医国药 2014 年第 25 卷第 11 期