目的:对高原珍稀濒危药材羌活的产地适宜性进行评价和为人工种植适宜区筛选提供科学依据。方法:在较为全面野外调查和数据收集的基础上,结合TCMGIS I系统,对羌活的产地进行适宜性分析和生产区划。结果:四川、西藏、青海和甘肃临近区域118个县市是羌活集中连片的最适宜产区,总面积142 073 km2,四川占总面积比例达47%;较适宜产区包括四川、西藏、青海、甘肃、陕西、新疆等10个省区266个县市,面积377 000 km2,其中四川占较适宜产区面积32%。结论:最适宜区农地缺乏、生态脆弱的区域适合发展羌活种质保存、资源保护和野生抚育,规模化的人工规范栽培应妥善规划宜从川西高原高山峡谷地带以及临近的青海、甘肃等区域中筛选生境环境条件合适的种植范围。
Objective: To assess the suitability of origin habitats of Notopterygium incisum, and provide theoretical basis of screening suitable areas for its large scale cultivation. Method: Detailed field survey of N. incisum, spatial databases, and GIS technology were used for the habitats suitability assessment. Result: More than 142 073 km2 in 118 counties of Sichuan, Tibetan, Qinghai and Gansu are the most suitable habitats for N. incisum in which more than 47% of the area is located in sichuan, and more than of 377 000 km2 in 266 counties are relative suitable for N. incisum in Sichuan, Tibetan, Qinghai, Gansu, Yunnan, Xinjiang, etc and 32% of the area is located in sichuan. Conclusion: Almost all the most suitable habitats are appropriate for germplasm conservation, wild population protection and regeneration due to the shortage of arable land, fragmentation of these alpine and subalpine ecosystems and sensitiveness of the environment changes. Therefore, large scale cultivation of N. incisum could be developed in those relative suitable areas abundant in arable lands and labors, especially in moutainous regions with high elevation in the west of Sichuan province, and Qinghai Tibet plateau in the northwest of Sichuan, Southeast of Qinghai and Gansu province..
全 文 :高寒山区濒危药用植物羌活产地适宜性及
生产区划分析
孙 辉1,蒋舜媛2,陈士林3,周 毅2,谢彩香3,马小军3,陈铁柱2
(1.四川大学 环境科学与工程系,四川 成都 610065;
2.四川省中医药科学院,四川 成都 610041;
3.中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 目的:对高原珍稀濒危药材羌活的产地适宜性进行评价和为人工种植适宜区筛选提供科学依据。方法:在较为
全面野外调查和数据收集的基础上,结合TCMGISI系统,对羌活的产地进行适宜性分析和生产区划。结果:四川、西藏、青海
和甘肃临近区域118个县市是羌活集中连片的最适宜产区,总面积142073km2,四川占总面积比例达47%;较适宜产区包括
四川、西藏、青海、甘肃、陕西、新疆等10个省区266个县市,面积377000km2,其中四川占较适宜产区面积32%。结论:最适
宜区农地缺乏、生态脆弱的区域适合发展羌活种质保存、资源保护和野生抚育,规模化的人工规范栽培应妥善规划宜从川西
高原高山峡谷地带以及临近的青海、甘肃等区域中筛选生境环境条件合适的种植范围。
[关键词] TCMGISI;羌活;产地适宜性;中药材生产区划
[收稿日期] 20080625
[基金项目] 国家“十五”攻关创新药物与中药现代化专项(2001B
A701A60);科技部国家科技基础条件平台项目(2005DKA21004);国
家环保总局项目(YSZ42813);国家发改委中药材生产扶持项目
(200710);四川省科技攻关项目(07SG003006)
[通信作者] 蒋舜媛,Tel:(028)6681664,Email:jsy007@vip.sina.com
羌活来源于我国特有属植物羌活Notopterygium
incisumTingexH.T.Chang和宽叶羌活 N.forbesi
Boiss.的干燥根茎及根[12],药材长期依赖野生采
挖。根据2个种主要生长海拔的不同,民间常称为
“高山羌活”和“低山羌活”。分布于高海拔区域的
羌活N.incisum为传统川羌的主要来源,也是一级
药材和唯一外贸出口规格“蚕羌”的主要来源[3],尤
其为市场所青睐,也是药农采挖的重点。随着市场
需求增加和恶性炒作刺激,近20年来资源破坏更趋
严重,药材产量和质量也急剧下降。而羌活为适应
青藏高原特殊生境所形成的生长缓慢、繁殖困难、更
新周期漫长等特点进一步加剧资源危机,1987年已
被国务院《中国野生药材资源保护管理条例》列为
三级保护植物[4],又以易危(VU)物种收进2005年
《中国濒危物种红色名录》[5]。
目前青藏高原省区开展羌活人工种植存在积极
性和盲目性并存的矛盾,为切实保护药农利益,本研
究在近10年来对羌活道地产区最适宜生长环境因
子调查基础上,结合中药材产地适宜性分析地理信
息系统(TCMGISI),对羌活资源分布、生境适宜性
进行分析,为我国高寒区濒危药用植物羌活的种植
基地选择及生产区划提供科学依据和实践指导。
1 调查区域概况
自2001年以来,野外调查的区域涉及四川、青
海、甘肃和西藏等羌活药材(含羌活和宽叶羌活)分
布区。对羌活共调查了24个县69个分布点,其中
四川20个县的61个分布点、青海2个县的6个分
布点、甘肃2个县的2个分布点(图1)。野外调查
主要收集和记录了羌活植物群落状况、资源状况、地
理坐标、土壤、坡向等,以及当地社会经济、采挖和收
购以及相关的一些重要数据资料。应用中药材产地
适宜性分析地理信息系统(TCMGISI)对上述数据
进行处理,对羌活产地进行适宜性分析和评价。
2 结果与分析
2.1 羌活的适宜生境因子提取及权重 羌活多分
布于高山和亚高山的阴山和阴坡,适宜于寒冷湿润
的气候条件和高有机质含量的土壤环境条件,具有
喜冷凉、耐寒、多为阴生和林下。根据羌活的生态学
特性,依据道地产区的环境特征确定羌活的适宜生
态环境因子为年降水量400~1000mm,年日照时
数1900~2700h,海拔3000~4500m,相对湿度
50%~70%,7月均温 5~18℃,1月均温 -12~
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图1 羌活野外调查点分布图[审图号GS(2007)533号]
-3℃,土壤主要为黑毡土、草甸土、棕壤、暗棕壤、
草毡土。其中,相对湿度、7月均温、1月均温权重系
数设为02,其余为01。
2.2 羌活的最适宜产地范围 以羌活产地生境相
似度90%~100%确定羌活的最适宜产地。结果显
示,最适宜生长区域总面积约为142000km2,主要
分布在四川、西藏和青海,包括川青藏高山峡谷区和
祁连山地等集中成片区域,其中四川最适宜生境面
积占47%、西藏占33%、青海占11%。在地理上,
最适宜区集中于青藏高原东部和东南缘的西藏东
部、四川西部、青海东南部以及与甘肃接界区域,甘
肃南部局部区域,以及云南与西藏接界区域。地形
地貌主要是高山峡谷区和高原夷平面,植被主要是
高山草甸、高山灌丛草甸、亚高山暗针叶林以及次
生林。
2.3 羌活的较适宜产地范围 羌活的较适宜产地
以与羌活产地环境特征80% ~90%相似度的标准
划定。结果是范围大大扩展,涉及全国10个省区。
除前述集中连片川青藏高山峡谷区的祁连山山地等
最适宜产地的几个省区外,还有陕西、山西、河北、新
疆等省区的部分县市,而且涉及的县市还比较多。
例如山西较适宜分布区包括27个县市,占较适宜区
面积026%,新疆较适宜分布区包括14个县市,占
较适宜区面积的027%。
2.4 我国羌活适宜产地分析 羌活的适宜产地包
括最适宜产地和较适宜产地(图2),这些区域与现
存羌活的原生生境气候和土壤等环境条件相似度极
高。羌活的适宜产区是从目前羌活的残存分布区
(四川、西藏和青海接壤的大片区域)向东北、西北
和西南高海拔或者高纬度区域扩展。最有意义的
是,适宜产地分析结果还新增了新疆、山西和河北等
较适宜产区,这些地区也有建立规模化生产的气候
和土壤条件。
图2 羌活适宜产区(最适宜产区和较适宜产区)
分布图[审图号GS(2007)533号]
同时,适宜产地分析结果涵盖了所有的已经报
道了(含历史上记载)区域的产地,特别是羌活药材
所谓的“川羌”和“西羌”的所有分布区。但是,这其
中又涵盖了大面积的西藏区域,向西直至定日、聂拉
木和吉隆等地,这对今后扩展羌活野生资源的调查
范围具有较大的指导意义。
数值分析表明,适宜分布区(最适宜区和较适
宜区)共包括10个省区的266个县市约51万 km2
的面积(表1)。在最适宜产地区域中,四川、西藏和
青海的现存种群和野生资源分布区多地处偏远,交
通不便,农地稀少,生态脆弱,经济较为落后。这些
地带是我国主要的生态脆弱带、生态退化和潜在退
化区域,多为天然草地、天保工程、水源地、湿地以及
自然保护区,一般不允许新垦土地,开垦的土地也极
易退化,另外也缺乏农耕劳动力也相对缺乏,如果大
规模人工栽培,这将是极大的制约因素。
3 讨论
3.1 羌活的分布区历史变迁 羌活是我国特有的
药用植物,四川、青海、西藏、甘肃、陕西等省都曾有
分布记载,商品药材主要出产在四川、青海、甘肃,藏
东南和云南西北部也有少量出产。由于历史上药材
名与独活长期混淆,同时伪品和地方习用品多,历史
上各类医药典籍记载的羌活产地和分布范围难以详
考,自从分类学上将物种界立后,才得以通过早年资
源调查和标本记录明确其历史分布。根据经分类学
者修订确定的历年标本记录,羌活 N.incisum分布
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表1 羌活适宜区的分省统计
省区
最适宜区的分布状况
市县数目
面积
/km2
占市县面积比例
/%
占最适区总面积比例
/%
较适宜区的分布状况
市县数目
面积
/km2
占市县总面积比例
/%
占适宜区总面积比例
/%
四川 38 671172 2722 4724 61 1207534 4107 32030
西藏 40 481369 1380 3388 64 1409523 2983 37387
青海 25 153571 863 1081 35 712045 1742 18887
甘肃 13 107645 1613 758 32 306231 2238 8123
云南 2 6977 408 049 9 1078230 2342 2860
新疆 - - - - 14 10291 062 0273
山西 - - - - 27 9690 224 0257
陕西 - - - - 17 6101 184 0162
河北 - - - - 6 703 059 0019
河南 - - - - 1 53 018 0001
总计 118 1420734 1657 100 266 3770000 2333 100
区包括四川阿坝州(若尔盖、松潘、马尔康、红原、壤
塘、小金、茂汶、金川、理县等)和甘孜州(邓科、炉
霍、丹巴、色达、康定、道孚、泸定等),川东的城口、
南川(现属重庆市),四川凉山州的冕宁、木里,陕西
太白山;青海的久治、治多、玉树、民和、门源、湟中、
互助、兴海、泽库、祁连、共和、青海湖周围等;甘肃的
夏河、岷县等;西藏丁青[2]。这些区域大部分也是
目前最主要的商品产地,据近年的野外调查,甘孜和
阿坝州各县有原生种群残存,个别偏远地方的野生
资源尚有一定储量。来自西藏的标本记录不多,市
售羌活药材中,源于西藏的也不多,其一可能是并没
有实际的分布,也可能由于交通不便和人烟稀少,采
挖和运输困难,导致药材产量并不大。但是这一区
域,特别是藏东地区与四川、青海的主产区紧密相连
成一个整体,气候、土壤以及其他环境因子也具有连
续性,由此暗示西藏很可能是羌活的主要分布区之
一,本研究更为这一羌活重要潜在资源分布区提供
了佐证。
有一些区域如四川盆地东部的城口、南川,四川
凉山州的冕宁、木里,陕西太白山等,这些区域目前
未见有野生资源的报道,或者野外调查未发现羌活
野生种群分布。结合各个主要产区羌活药材产量近
几十年的变化[5],显示出很多分布区域羌活种群已
经灭绝消失,或者种群退化严重导致资源量极大减
少。从 TCMGISI分析结果来看,四川城口、冕宁、
木里,重庆南川,陕西太白均未在最适宜区域,其中,
仅有四川冕宁、木里和陕西太白在较适宜区域。这
些证据可能表明人口和环境等多重压力下,羌活野
生种群首先在很多较适宜区域和其他外围区域消
亡,然后逐渐在连续分布区外围种群退化和消失,这
从另外一个角度证实了羌活外围栖息地消失、核心
连续栖息地正在不断缩小和破碎化的事实。
3.2 羌活的栽培适宜区域 目前,在药用植物生境
生态因子(如海拔、气候、土壤、坡向、群落类型以及
地形地貌等)调查的基础上,结合有关空间数据库
和GIS技术进行空间多指标信息集成、统计和分析,
以对药用植物资源进行普查、管理以及生态适宜性
分析已是一种必要的技术方法,分布区中心是药材
的道地产区,理论上也是发展药材生产的最适宜区
域。但是,羌活的核心分布区多为生态脆弱、环境敏
感区域,耕作水平相对落后、农田也较缺乏,人工种
植将会出现病虫草害等问题,社会和经济因素的限
制使此类问题的解决相对困难。因此,在这些区域
应当结合天然林保护及退耕还林还草等生态建设工
程,优先发展羌活种质资源保存、野生资源的就地抚
育、保护以及自然更新。而规模化人工栽培应妥善
规划,在最适宜及较适宜区域选择具有较大面积满
足羌活生长环境条件的农用土地,并具备良好的耕
作和灌溉条件,如最适宜区域的川西高原和高山峡
谷地带以及临近的青海、甘肃等地区,较适宜区域的
四川盆地西缘与横断山区接壤的较高海拔地带,青
海和甘肃的祁连山地,及云南西北部局部地区,通过
适当的引种驯化和良种选育,通过农业产业化模式
逐步发展羌活的规模化人工栽培应当是可行的。
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[参考文献]
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[M].福州:福建科学技术出版社,1997,2:193.
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学调查[J].世界科技研究与发展,2004,26(6):42.
[5] 汪 松,解 焱.中国物种红色名录.第1卷[M].北京:高等
教育出版社,2004:8507.
Studiesonhabitatssuitabilityofendangeredmedicinalplant
Notopterygiumincisum
SUNHui1,JIANGShunyuan2,CHENShilin3,ZHOUYi2,XIECaixiang3,MAXiaojun3,CHENTiezhu2
(1.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,China;
2.SichuanAcademyofTraditionalChineseMedicineSciences,Chengdu610041,China;
3.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences,ChinesePekingUnionMedicalColege,
Beijing100094,China)
[Abstract] Objective:ToassessthesuitabilityoforiginhabitatsofNotopterygiumincisum,andprovidetheoreticalbasisof
screeningsuitableareasforitslargescalecultivation.Method:DetailedfieldsurveyofN.incisum,spatialdatabases,andGIStech
nologywereusedforthehabitatssuitabilityassessment.Result:Morethan142073km2in118countiesofSichuan,Tibetan,Qinghai
andGansuarethemostsuitablehabitatsforN.incisuminwhichmorethan47% oftheareaislocatedinsichuan,andmorethanof
377000km2in266countiesarerelativesuitableforN.incisuminSichuan,Tibetan,Qinghai,Gansu,Yunnan,Xinjiang,etcand
32% oftheareaislocatedinsichuan.Conclusion:Almostalthemostsuitablehabitatsareappropriateforgermplasmconservation,
wildpopulationprotectionandregenerationduetotheshortageofarableland,fragmentationofthesealpineandsubalpineecosystems
andsensitivenessoftheenvironmentchanges.Therefore,largescalecultivationofN.incisumcouldbedevelopedinthoserelativesuit
ableareasabundantinarablelandsandlabors,especialyinmoutainousregionswithhighelevationinthewestofSichuanprovince,
andQinghaiTibetplateauinthenorthwestofSichuan,SoutheastofQinghaiandGansuprovince..
[Keywords] TCMGISI;Notopterygiumincisum;habitatssuitability;cultivationregionalizationoftraditionalChinesemedicine
materials
[责任编辑 吕冬梅]
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