全 文 ：2011 年 11 月 第 13 卷 第 11 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Nov. 2011 Vol. 13 No. 11
［通讯作者］ * 黄林芳，Email:lfhuang@ implad. ac. cn
基于 TCMGIS的溪黄草生态适宜性研究
王珍1，2，索凤梅1，黄林芳1*
(1. 中国医学科学院 药用植物研究所，北京 100193;
2. 北京中医药大学 中药学院，北京 100102)
［摘要］ 目的:对溪黄草产地适宜性进行分析，以期指导溪黄草区划和生产。方法:以溪黄草的主产地广东饶
平为基点县，运用《中药材产地适宜性分析地理信息系统》(TCMGIS)分析了溪黄草的全国适宜产地。结果:广东、
广西、福建、海南等 4个省区的 164个县、市为溪黄草最适宜产区，为发展溪黄草生产，确定溪黄草区划，保证溪黄
草品质提供科学指导。结论:广东、广西、福建、海南等 4个省区的 164个县适宜大面积推广种植溪黄草。
［关键词］ 溪黄草;生态适应性;生态因子;TCMGIS
溪黄草为唇形科香茶菜属植物线纹香茶菜
Rabdosia lophanthoides (Buch. -Ham. ex D. Don )
H. Hara、狭 基 线 纹 香 茶 菜 R. lophanthoides var.
gerandianas(Bentham)H. Hara、细花线纹香茶菜
R. lophanthoides var graciliftorus(Bentham)H. Hara 和
溪黄草 R. serra(Maxim)Hara 的干燥全草［1-2］。狭基
线纹香茶菜和溪黄草为市场主要流通药材［3］。溪黄
草味甘、苦，性凉，归肝、胆经，具有清热利湿、
退黄祛湿、凉血散瘀之功效，用于急性黄疸性肝炎、
急性胆囊炎、湿热泻痢、跌打瘀肿等症的治疗。溪
黄草是民间习用草药，是“消炎利胆片”、“复方胆
通片”的原料药材之一，主要化学成分有萜类(熊
果酸、2α-羟基熊果酸)、黄酮类(芦丁、槲皮素)、
酚类、氨基酸和有机酸等［4］。其萜类成分具有抗菌、
抗肿瘤、护肝等作用，黄酮类物质可抗癌、抗氧化、
抗衰老。溪黄草多糖能清除羟自由基，抑菌［5］。
溪黄草在南方各省广泛使用，为保障其资源的
可持续利用，有必要对溪黄草进行规模化引种栽
培［6］，而产地适宜性研究是引种栽培的前提和基
础。本项目组在国家主管部门的支持下，以 GIS 为
基本平台，成功开发了 《中药材产地适宜性分析地
理信息系统》(TCMGIS)［7］，并开展了锁阳、石柱
参、柴胡、青蒿、附子等药材的适宜产地分析［8-12］。
本研究运用 TCMGIS 系统分析了溪黄草的主流商品
之一狭基线纹香茶菜的生态产地适宜性，为发展溪
黄草生产、确定溪黄草区划、避免盲目引种，保证
溪黄草品质提供科学指导。
1 TCMGIS原理与分析流程
1. 1 TCMGIS的主要原理
系统后台数据库平台为 SQLServer2000，GIS 组
件为 ArcEngine9. 0。共用数据库包括:气象数据
库——基于全国气象站点 30 年地面气象数据计算所
得的按栅格数据(1km2)及衍生数据;土壤数据
库——1∶ 4 000 000 第3 次全国土壤普查至亚类的土
壤数据库;空间数据库———全国 1∶ 1 000 000 地图的
矢量数据库。数据通过 Arc GIS的空间数据引擎 Arc
SDE存放于数据库中，其他属性数据通过 ADO. NET
进行存取。适宜产地的基本分析原理为气候、土壤
的相似，即根据引种地与原产地(道地产地)气候、
土壤的相似程度，划分为不同级别的适宜产地。相
似性分析采用基于单元网格的相似性聚类分析，即
将空间划分为有限数目、可以进行聚类分析的正方
形网格(1 km2) ，每个网格相当于一个数据对象，
所用空间数据、气候土壤数据等存放在相应网格的
属性表中，聚类以网格为单位进行。
1. 2 TCMGIS主要分析流程
以药材的道地(主产地)作为分析基点，在此
基础上确定影响药材分布的关键性生态地理因子。
栅格数据聚类前必须对数据进行标准化处理。标准
化后的数据进行距离计算。分别计算日照、气温、
降水量、海拔等气候及土壤因子对目标值的距离
(相似系数，SI，Similarity index) ，根据距离分别将
各个指标进行重分类。也可以将气候、土壤因子等
各个因子进行综合计算后得出一个综合相似系数
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DOI:10.13313/j.issn.1673-4890.2011.11.001
2011 年 11 月 第 13 卷 第 11 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Nov. 2011 Vol. 13 No. 11
SI，这需要根据每种药材对生态因子的要求确定权
重。根据相似系数的大小将适宜区划分为最适宜区
(SI≥95 %) ，适宜区(SI≥90 %)。
2 溪黄草生态学特性及分析方法
溪黄草集中分布在广东饶平地区，地处东经
116°35 ～ 117°11、北纬 23°28 ～ 24°14，属海洋亚
热带季风气候，分布区的年平均气温 21. 4 ℃，无霜
期达 349 d。
根据溪黄草的生态学特征，本文确定广东饶平
为溪黄草的主产区及分析的基点，分析得出溪黄草
生长环境要求的生态因子数据如下:
气温:1 月平均气温 9. 9 ～ 13. 6 ℃;7 月平均气
温 24. 7 ～ 28. 3 ℃;
降雨量:1 734 ～ 1 787 mm;海拔: － 45 ～
575 m;年日照时数:1 809 ～ 1 979 h;
土壤:赤红壤、黄壤和水稻土。
聚类分析前对数据进行标准化处理。采用绝对
偏差均值标准化方法:
Sf =
1
n(| x1f －mf | + | x2f －mf | +… + | xnf －mf | )
其中:mf =
1
n (x1f + x2f +… + xnf)
标准化值:Zif =
xif － mf
Sf
栅格聚类分析方法采用加权绝对值距离法，其
公式为，dif = ［∑
n
k = 1
xik + x jk
2］
1
2其中，Sf是绝对偏差
均值;mf代表 n 个数值的均值;Zif是第 i 个因子的
标准值;dij为明科夫斯基距离。日照、气温、降雨
量、土壤类型、海拔 5 个因子的权重分设为 0. 20。
3 溪黄草产地适宜性分析结果
3. 1 溪黄草适宜产区的分布范围
根据上述目标值及分析方法［13］，采用 TCMGIS
分析后得出的溪黄草适宜生态分布图，见图 1，颜
色较深部分为相似度 95 % ～100 %的溪黄草最适宜
地区，颜色较浅的部分为相似度 90 % ～ 95 %溪黄
草适宜分布区。
图 1 溪黄草在全国的适宜分布区分析结果
根据系统分析结果，溪黄草在全国的最适宜产
区包含广东、广西、福建、海南等 4 个省区的 164
个县市，全国适宜种植溪黄草地区(相似系数:SI≥
90 % )面积总和为 225 630. 8 km2。各省区包含的
适宜产地县市数及适宜面积情况见表 1。
表 1 溪黄草生态相似度 90 % ～ 100 %主要区域
省(区)
相似系数 95 % ～100 % 相似系数 90 % ～95 %
县(市)数 面积 /km2 占适宜县(市)面积比例 /% 县(市)数 面积 /km2 占适宜县(市)面积比例 /%
1 广东 78 80 212. 79 45. 58 57 14 085. 72 8. 34
2 广西 37 35 210. 85 14. 66 69 35 048. 67 15. 54
3 福建 35 11 335. 06 10. 96 41 17 624. 69 10. 78
4 海南 14 3 195. 3 2. 06 18 15 596. 58 9. 74
5 云南 15 5 260. 85 1. 75
6 台湾 1 8 060. 07 0. 25
从图 1 和表 1 可以看出，通过 TCMGIS 系统分
析出的溪黄草的适宜产区主要是以广东为中心，向
南最远能够延伸到海南，向东扩展到台湾部分地区，
向北到福建东部。向西延伸到广西中部往南地区。
以上分析结果说明，从生态地理条件的角度来看，
溪黄草的栽培基地可以广东为中心向广西和福建方
向扩展。而且在全国接近 23 万 km2 的适宜区范围内
有选择地建设溪黄草道地药材基地能够满足其对气
候土壤的基本要求。
3. 2 相似系数大于 95 %以上的县市
图 2 所示，与广东饶平地区相比，溪黄草相似
度为 95 % ～ 100 %区域有广东、广西、福建、海南
等省(区) ，其中面积较大的区域包括广东省和广西
壮族 自 治 区，面 积 分 别 为 80 212. 79 km2 和
35 210. 85 km2。广东包括丰顺、翁源、信宜等县
(市) ，广西包括博白、灵山、梧州等县(市) ，分别
占该省区面积的 45 %和 15 %。
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图 2 溪黄草适宜县市相似系数(95 % ～ 100 %)分布图
4 结论与讨论
4. 1 验证了 TCMGIS系统的科学性
本研究以溪黄草为分析对象，通过采用
TCMGIS系统，应用栅格数据(1 km2)的气候数据
库，包括年平均气温、相对湿度、年降水量、年日
照时数、极端最低温度、极端最高温度，1 ∶ 4 000
000 万的土壤数据库。分析得出了溪黄草在全国的
适宜分布区和次适宜分布区所包含的省区和县市，
计算出了适宜分布区的面积，并给出了适宜区的分
布图，TCMGIS系统提供了一种量化的评判药材产
地适宜性的技术和方法，为中药材引种栽培提供了
理论依据。
4. 2 分析得到溪黄草生态适宜性数据
通过采用 TCMGIS 系统对溪黄草的产地适宜性
进行分析，得出溪黄草在全国的最适宜分布区包含
广东、广西、福建、海南等 4 个省区的 164 个县市
为溪黄草适宜产区，适宜产区面积总和为 22. 58 万
km2。基于饶平为基点县，获得的最适生态数值如
下:1 月平均气温 9. 9 ～ 13. 6 ℃;7 月平均气温
24. 7 ～ 28. 3 ℃;降雨量范围 1 734 ～ 1 787 mm;海
拔高度范围 － 45 ～ 575 m;年日照时数达到 1 809 ～
1 979 h;土壤类型包括赤红壤、黄壤和水稻土。溪
黄草的最适宜区面积和适宜区面积大致相等。然而
溪黄草产地适宜性数据只是基于生态环境相似性分
析得出的，而溪黄草的栽培方法在很大程度上影响
溪黄草的生产区选择，影响道地药材产地适宜性的
因素有很多，还需要综合考虑，找出影响药材分布
的主导因素。
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(收稿日期 2011-04-18)
Ecological Suitablility Research of Herba Rabdosia serrae by TCMGIS
WANG Zhen1，2，SUO Feng-mei1，HUANG Lin-fang1
(1. Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Science，Peking Union Medical College，
Beijing 100193，China;2. Beijing University of Chinese Medicine，School of Chinese Materia Medica，Beijing 100102，China)
［Abstract］ Objective:To analyze the suitable producing area of Rabdosia lophanthoides var graciliftorus for
regionalization of its production． Methods:Raoping county of Guangzhou province was regarded as the analytical
basal place，basing on the database of ecological factors and spatial analysis methods in Georgraphic Information
System for Traditional Chinese Medicine (TCMGIS)． Results:The result showed that the optimal district of Rabdosia
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生素E 2. 66 ～ 6. 77 IU，维生素 B1 0. 11 ～ 0. 39 mg，
维生素 B2 0. 26 ～ 0. 56 mg
［16］。
6. 6 蛋白质、氨基酸类
大枣蛋白质含量较为丰富，高于苹果 1 倍，高于
梨 10倍。干果蛋白质含量为 2. 8 % ～ 3. 3 %。含有
18种氨基酸，其中包括缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、
亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸等人体不能合
成，及精氨酸、组氨酸等幼儿不能合成的氨基酸［16］。
6. 7 矿质元素
大枣含有钙、铁、磷、钾、镁、锰、铝及硒在内
的 36 种微量元素，其中氮 0. 36 % ～ 0. 60 %，磷
0. 09 % ～0. 27 %，钾 0. 61 % ～1. 05 %，钙 0. 03 % ～
0. 06 %，镁 0. 03 % ～ 0. 05 %，铁 11. 5 ～ 65. 5 mg·
L －1、锰 4. 34 ～ 7. 82 mg·L －1，铜 2. 45 ～ 5. 88 mg·
L －1，锌 2. 12 ～ 15. 98 mg·L －1［16］。
7 小结
大枣含有的化学成分种类繁多，既有具有药理活
性的生物碱类、黄酮类、皂苷类、三萜类、甾醇类等
次生物质，也有对人体具有重要营养价值的糖类、蛋
白质与氨基酸类等初生物质，是著名的药食两用品
种，具有重要的治疗保健作用。我国拥有世界大枣种
质资源的 98 %、总产量的近 100 %，资源非常丰富，
但综合开发利用深度不够，没有形成国际品牌产品。
应进一步加大研究力度，充分利用多学科手段和现代
生物技术，开发研制符合国际消费需求的保健产品。
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(收稿日期 2011-06-22
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
)
(上接第 17 页)
lophanthoides var graciliftorus have been determined to be located in 164 counties from Guangdong，Guangxi，Fujian，
Hainan provinces． The aim of investigation was to get the appropriate producing areas of in China． And this would
provide a scientific reference for the introduction and cultivation of Rabdosia lophanthoides var graciliftorus．
Conclusion:The suitable producing area of Rabdosia lophanthoides var graciliftorus for large scale cultivation mainly
located in Guangdong，Guangxi，Fujian and Hainan provinces．
［Key words］ Herba Rabdosia serrae;Ecological suitability;Ecological factors;TCMGIS
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