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道地药材茅苍术的资源遥感监测
孙宇章１，郭兰萍１，朱文泉２，黄璐琦１，顾晓鹤２，韩立剑２，潘耀忠２
（１．中国中医科学院 中药研究所，北京 １００７００；２．北京师范大学，北京 １００８７５）
［摘要］ 利用遥感技术对野生中药苍术的资源量进行了调查。介绍了研究区江苏茅山的概况和茅山苍术的
基本情况，阐述了利用遥感技术研究野生茅苍术的思路，根据不同地物在反射光谱特征上的差异，对江苏茅山地区
的ＴＭ影像进行了解译，获得了苍术生长密度相关的地物类别，并结合野外调查数据，对茅山大茅峰、二茅峰和小茅
峰苍术的生长环境进行了分区，在此基础上估算了茅山苍术资源量。
［关键词］ 道地药材；资源遥感；苍术
［中图分类号］Ｓ５６７ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）０４０３５３０４
［收稿日期］ ２００７１０１２
［基金项目］ 科技基础性工作和社会公益研究专题
（２００３ＤＩＢ３Ｊ１１０）；国家重点基础研究发展计划（２００６ＣＢ５０４７００）
［通讯作者］ 黄璐琦，Ｔｅｌ：（０１０）６４０１４４１１２９５５
道地药材茅苍术 Ａｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓｌａｎｃｅａ（Ｔｈｕｎｂ．）
ＤＣ是一味用途广泛的传统中药材［１］。茅山为苍
术的道地产区。由于过度采挖导致濒危，现为种群
中的稀缺种［２］。因此，了解茅山地区苍术的分布情
况，对于苍术的资源调查和品种保护具有重要意义。
遥感是２０世纪６０年代发展起来的一门综合性
应用学科［３］。它具有信息量大、成图快、效率高、宏
观、多时相的技术优势。目前，在国内它已被广泛应
用于区域性的国土资源和生态环境现状调查研究
中［４，５］。利用遥感对中药资源进行调查研究，能减
少人为误差，能提高数据的客观性、科学性、准确性。
因此，用遥感技术分析南京茅山地区苍术的分布情
况，该方法及时、直观、经济、获得的信息量大，对研
究对象不破坏、还便于计算机处理，有着传统研究方
法不可比拟的优势。
１ 实验区概况及茅山苍术
茅苍术系菊科苍术属多年生草本植物，性喜凉
爽较干燥气候，怕高温高湿，耐寒，幼苗能耐 －ｌ５℃
左右的低温。苍术适应性很强，对土壤要求不严，瘠
薄和肥沃的土壤均能栽培，但以土质疏松、肥沃，排
水良好的砂质壤土或半阴半阳的荒坡地为好。
茅山地区位于江苏南京附近，南北长９０ｋｍ，东
西宽１０ｋｍ，区域面积约９００ｋｍ２［６］。茅山地区属北
亚热带季风气候，全年平均气温１５２℃；年平均降
雨量为１０１８ｍｍ；常年风向以东南风为主；平均年
降雪时间８～９ｄ。茅山属典型的低山丘陵区，土质
大多属黄棕土壤。本次研究主要集中在茅山的３大
主峰：大茅峰，二茅峰和小茅峰。
苍术的道地产区茅山无霜期２０１ｄ，年降水量为
１２６１ｍｍ，年日照数 １７１３ｈ，７～８月最高温可达
３６４℃，２～１１月平均气温分别为４０，９２，１５１，
１９６，２４０，２６５，２６３，２２７，１７３，９９℃。
２ 野生茅苍术资源遥感监测的思路
通过遥感图像抽取茅山植被分布面积，通过野
外监测苍术周围的环境，对植被群落进行了分级，然
后建立每一级植被群落与苍术量的关系见图１。从
而计算苍术量。
图１ 野生茅苍术资源遥感监测的思路
３ 数据源与苍术资源遥感检测分析方法
３．１ 数据源的选择
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本实验所采用的遥感数据为２００６年４月２日
的Ｌａｎｄｓａｔ５的 ＴＭ图象。研究区域左上角经纬度
为１１９°１７＇１９７３″Ｅ，３１°４９＇４７１１″Ｎ，右下角经纬度为
１１９°２０＇２６５６″Ｅ，３１°４５＇４９９５″Ｎ。
３．２ 数据处理
３．２．１ 遥感影像预处理 遥感数据选用 ｅｒｄａｓ８５
图像处理软件进行了图像预处理，包括数据输入、影
像纠正、大气纠正、几何纠正、图像输出等几个过程。
预处理后，得到茅山山脉的遥感图，输出结果如图２。
３．２．２ 遥感信息最佳波段组合选择 选择最易识
别的最佳波段组合，提高解译效果。通过多种方案
实验比较，为了突出植被，降低其他因素对植被的影
响，选择７，４，３等３个波段按红，绿，蓝进行标准的
假彩色合成图象。反映出的地物影象突出，层次分
明，色调丰富能更多的反映出植被的信息。
３．３ 遥感信息的提取
３．３．１ 遥感解译标志的建立 对获取的遥感数据
图２ 茅山山脉遥感图（标准假彩色合成）
的判读主要是采用交互式解译方法并配合实地调查
来完成的。利用图像的波谱特征和空间特征（形
状、大小、阴影、纹理、图型、位置和布局）与多种非
遥感信息资料相组合，运用生物地学相关规律，进行
综合分析。解译标志见表１。
表１ 遥感影像目视解译（选择７，４，３等３个波段组合图象）
类型
影像特征
形态 色调 纹理
水域 不规则状，自然弯曲和局部明显弯曲 深蓝色、蓝色 光滑
交通 不规则 浅绿色 光滑
农田 较规则 红色 呈条状、块状
乔木 不规则 黑褐色 毛绒状，影像结构粗燥
灌木 不规则 红褐色 毛绒状，影像结构粗燥
乔木和灌木混杂 不规则 褐色 毛绒状，影像结构粗燥
其他植被 不规则 墨绿色 毛绒状，影像结构粗燥
３．３．２ 遥感影像目视解译 根据表１中所建立的
目视解译标志，对江苏南京地区的遥感影像进行了
人工目视解译。苍术为多年生草本植物，常与短柄
粃 Ｑｕｅｒｃｕｓｇｌａｎｄｕｌｉｆｅｒａｖａｒ．ｂｒｅｖｉｐｅｔｉｏｌａｔａ、盐肤木
Ｒｈｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ等伴生，它的分布主要在植被群落中，
所以对植被起落进行了较为详细的分类，分成了灌
木群落，乔木群落，灌木和乔木混合群落，和其他群
落，共４类。
３．３．３ 典型地物类型选择与目视解译结果核查
根据地物在遥感图像上的影像特征并结合专业知
识，在图像上初步选择水体、植被（林地、粮食产
地）、裸沙地、城镇和公路等典型地物样本。由于苍
术分布在植被群落中，所以只提取了植被相关信息
便可分析苍术。因此，重点调查了植被及其中的苍
术，然后，到实地进行考察，对所选典型地物的类型
及位置进行检查和调整。
３．３．４ 遥感野外验证 对于目视解译中出现的难
以判读的地方需要在野外验证过程中补充判读，以
检验目视判读的质量。为进一步验证遥感分析精
度，于２００６年５月２９日至６月８日对江苏茅山的
大茅峰、二茅峰和小茅峰进行了实地情况调研、野外
考察和群众调查。并把调查结果与遥感图像对比，
修改，更正室内目视解译结果。
３．４ 野外样方及植被群落等级确定
重点对茅山的大茅峰，二茅峰和小茅峰进行了
苍术的野外调查，见图３。
按照具有一定代表性的踏查路线进行详细线路
踏查，发现有苍术的地方，相隔超过３００ｍ的区域设
定样方。由于该调查方式是根据遥感图设定的调查
路线，有一定的代表性。选取调查样方（１００ｍ×
１００ｍ），记录样方所在的经纬度，观察样方的生态
环境和记录样方中苍术的生物量。根据苍术在不同
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图３ 苍术调查区：大茅峰、二茅峰和三茅峰
样方中的生物量的不同，将研究样方分为：Ⅰ级：全
部为灌木群落，含有２０ｇ以上苍术；Ⅱ级：为灌木和
乔木混合群落，含有１０～２０ｇ苍术；Ⅲ级：为乔木群
落，含有小于１０ｇ的苍术；Ⅳ级：为乔木群落，没有
苍术。本次实验中，共选取了２６个样方，发现有Ⅰ
级样方２个，Ⅱ级样方５个，Ⅲ级样方１１个，Ⅳ级样
方８个。
３．５ 苍术信息的提取
以上面的４级对植被区域进行研究，研究图２
中各级的面积，计算苍术量，公式为：ｎ＝Ａｔ×ｎｉ／Ａｓ
（其中ｎ表示每级苍术总生物量，Ａｔ表示每级的总面
积，Ａｓ表示样方的面积，ｎｉ表示样方中每级苍术的生
物量），Ａｔ＝每级相元数 ×相元面积（９００），其中，每
级相元数可以通过遥感图像获得；Ａｓ＝１００ｍ×１００
ｍ＝１×１０４ｍ２，然后将４类的苍术量进行加和，就可
以得到总的苍术量。经过计算，符合Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的
面积及苍术量见表２。
表２ Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的面积及苍术生物量
级别 总面积／ｍ×ｍ 苍术量／ｋｇ
Ⅰ ８５８×９００ 约１５４
Ⅱ ３４３０×９００ ６１８～４０９
Ⅲ ４９４０×９００ 约４４５
Ⅳ １１１１６×９００ ０
合计 ６９４７５×９００ １２１７～１００８
４ 分析与讨论
本次野外茅苍术的遥感资源监测通过实地调查
结合遥感分析，得到茅山大茅峰、二茅峰和小茅峰的
苍术生物量为１２１７～１００８ｋｇ，这和当地从事苍术
观测的药农提供的 １万株左右相差不大。由此说
明，利用遥感对野生中药资源进行检测是可行的。
实验结果显示：Ⅰ 级中的苍术较多，但是遥感
图像上得到的该区域的面积却较少。实际调查结果
显示，Ⅰ 级周围短柄木包很多，苍术一丛一丛地生长
在短柄木包的灌层下，然而这种区域的分布面积却远
远小于灌木和乔木混杂生长的区域；Ⅱ 级是灌木和
乔木混杂生长的区域，该区域在茅山三大峰的分布
面积较大，虽然在单位面积内找到的苍术株树不多，
但是因为该级的面积大，导致该区域获得的苍术的
总生物量较大，有６１８～４０９ｋｇ，此区域除了有部
分短柄木包外，还有其他如贯众 Ｃｙｒｔｏｍｉｕｍｆｏｒｔｕｎｅｉ、小
构Ｂｒｏｕｓｏｎｅｔｉａｋａｚｉｎｏｋｉ等灌木与苍术伴生。Ⅲ级主
要是乔木层，该区域内苍术数较少。
综上所述，本次调查不仅对苍术的生物量进行
了记录和计算，而且对苍术的生长环境进行了分析，
取得了较为可靠的数据，这些数据为下一步开展野
外中药资源调查提供科学依据。
［参考文献］
［１］ 万永红．茅山特产———茅苍术［Ｊ］．植物杂志，２００１，（６）：１０．
［２］ 郭兰萍，黄璐琦，阎 洪，等．基于地理信息系统的苍术道地药
材气候生态特征研究［Ｊ］．中国中药杂志，２００５，３０（８）：５６５．
［３］ 孙家柄．遥感原理方法和应用［Ｍ］．北京：测绘出版社，１９９７：
３．
［４］ 江利明，杨武年，房世波．遥感技术在新一轮国土资源大调查
中的进展与应用［Ｊ］．物探化探计算技术，２００２，（２）：５．
［５］ 王 桥，王文杰，郑丙辉，等．中国西部地区生态环境现状遥感
调查［Ｊ］．遥感学报，２００３，（６）：４５．
［６］ 何春生．洞天福地话茅山［Ｊ］．中国宗教，２００２，（１）：６２．
ＲｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｎＡｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓｌａｎｃｅａ
ＳＵＮＹｕｚｈａｎｇ１，ＧＵＯＬａｎｐｉｎｇ１，ＺＨＵＷｅｎｑｕａｎ２，ＨＵＡＮＧＬｕｑｉ１，ＧＵＸｉａｏｈｅ２，ＨＡＮＬｉｊｉａｎ２，ＰＡＮＹａｏｚｈｏｎｇ２
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＢｅｉＪｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７５，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ ＲｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆＡｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓｌａｎｃｅａ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＪｉａｎｇｓｈｕＭａｏｓｈａｎａｎｄＡ．ｌａｎｃｅａｉｎＭａｏｓｈａｎｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ；Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｏｎｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｏｆ
ｔｈｅｗｉｌｄｄｒｕｇｓｗｅｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅＴＭｉｍａｇｅｓｗｅｒｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｓｒｅｆｌｅｘｓｐｅｃｔｒｕｍ，ａｎｄ
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Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ ４
Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００８
ｇｒｏｗｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎＤａｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎ，ＥｒｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎａｎｄＸｉａｏｍａｏｍｏｕｎｔａｉｎｗｅｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｄｉｆｅｒｅｎｔｓｕｂａｒｅａｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ．Ｆｉｎａｌｙ，ｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｏｆＡ．ｌａｎｃｅａｉｎＪｉａｎｇｓｈｕＭａｏｓｈａｎｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄ
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｇｅｏｈｅｒｂ；ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ａｔｒａｃｔｙｌｏｄｅｓｌａｎｃｅａ
［责任编辑 张宁宁］
氮素水平对喜树幼苗喜树碱含量的影响
孙世芹１，２，阎秀峰１
（１．东北林业大学 生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 １５４０００；
２．哈尔滨医科大学 大庆校区 药学系，黑龙江 大庆 １６３３１９）
［摘要］ 目的：探讨氮素营养水平对喜树幼苗喜树碱含量的影响。方法：在温室中对砂培喜树幼苗进行５种
氮素水平处理，用ＨＰＬＣ测定了喜树幼苗各器官中喜树碱含量，观察了幼叶中喜树碱含量的动态变化过程。结果：
不同氮素水平下喜树幼苗幼叶中喜树碱含量均明显高于其他器官的（Ｐ＜００１）。喜树幼苗幼叶中的喜树碱含量在
不同氮素水平下随时间进程均呈明显的单峰曲线，处理的第５０天达到高峰；幼叶的喜树碱含量随氮素水平的增加
而明显减小，氮素水平为４ｍｍｏｌ·Ｌ－１时幼叶的喜树碱含量最高（６７２‰），是１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１的１１倍。结论：适宜
的供氮水平对于喜树幼苗幼叶中的喜树碱含量极为重要，适当的低氮胁迫能够显著地增加喜树幼苗幼叶的喜树碱
含量。
［关键词］ 氮素水平；喜树幼苗；喜树碱含量
［中图分类号］Ｒ２８４１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）０４０３５６０４
［收稿日期］ ２００６０３２０
［基金项目］ 国家自然科学基金项目（３００７００８６）；黑龙江省杰
出青年基金项目（ＪＣ０２１１）
［通讯作者］ 阎秀峰，Ｔｅｌ：（０４５１）８２１９００５２，Ｅｍａｉｌ：ｘｆｙａｎ＠
ｍａｉｌ．ｈｌ．ｃｎ
氮素营养是影响植物生物碱合成和积累的重要
环境因子之一［１］。有研究表明，氮素能增加植物的生
物碱产量［２，３］，而缺氮则严重抑制植物体内生物碱的
合成［４］；但也有一些工作表明增施氮肥与植物生物碱
的合成和积累无明显相关性［５］，低氮反而刺激植物合
成更多的生物碱［６，７］。目前为止，氮素对生物碱含量
影响的研究结果并不一致。喜树Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉ
ｎａｔａＤｅｃｎｅ是珙桐科喜树属多年生亚热带落叶阔叶
树，为我国特有树种，因其次生代谢产物喜树碱
（ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ，ＣＰＴ）具有良好的抗肿瘤和抗反转录病
毒活性而备受关注［８］，而有关氮素营养水平对喜树幼
苗中喜树碱合成和积累的影响尚不清楚。为此，通过
温室砂培实验，研究不同氮素水平下喜树幼苗各器官
中喜树碱含量的差异和幼叶中喜树碱含量的动态变
化，旨在探讨氮素营养条件对喜树幼苗喜树碱含量的
影响，为进一步阐明药用植物有效成分与环境的关系
提供基础资料，对于以获取高含量喜树碱为目的的喜
树培育等生产实践亦有一定的参考价值。
１ 材料与方法
１．１ 喜树幼苗培养与处理 喜树幼苗在阳光温室
内培养，温室为自然采光，昼夜温度自然过渡（１８～
３０℃），湿度为６０％～７０％。砂培容器为长４５ｃｍ、
宽３５ｃｍ、高１５ｃｍ的塑料方盘，底部均匀打孔（直
径５ｍｍ）数个，内盛经过筛、冲洗、１‰ ＫＭｎＯ４消毒
的河沙作为幼苗生长基质。５月末选取生长一致的
当年生喜树幼苗，先以完全营养液培养１０ｄ后进行
不同氮素水平处理。完全营养液按照Ｕｔｒｉａｉｎｅｎ［９］的
方法配制。处理用营养液以完全营养液为基础，通
过改变ＮＨ４ＮＯ３的量调配出５种营养水平，即２，４，
８，１６，３２ｍｍｏｌ·Ｌ－１，其中１６ｍｍｏｌ·Ｌ－１为完全营养
液（ｍｇ·Ｌ－１，ＮＨ４ＮＯ３６４０，ＫＨ２ＰＯ４１３６，ＫＣｌ７４５，
ＣａＣｌ２·６Ｈ２Ｏ２１９，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ１５４，ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ
５，ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ０６，Ｈ３ＢＯ３１，ＺｎＣｌ２００４，ＣａＣｌ２
２Ｈ２Ｏ００５，Ｎａ２ＭｏＯ４·２Ｈ２Ｏ００７）。营养液用蒸馏
水配制，ｐＨ调至６０左右。待幼苗长出６对真叶，
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