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Analysis on adaptive area of Scutellaria baicalensis in China and it′s numerical division

黄芩在中国适生地分析及其数值区划研究



全 文 :·254· 中草蔼ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第2期2007年2月
药材与资源
黄芩在中国适生地分析及其数值区划研究
陈士林h3,魏淑秋2一,兰进”,陈向东1,李先恩1,刘峻明2,魏建和1,王晓光1
(1.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;2.中国农业大学资源与环境学院,北京100094;
3.深圳中药药学与分子药理学重点实验室,广东深圳518057;4.北京世农绿方高新技术发展中心,北京100094)
摘要:目的研究黄芩在中国适生地区域,为黄芩生产提供科学依据。方法应用“生物适生地分析系统”,对黄
芩生长发育过程进行各种生物气候分布滑移过程的相似计算、测序与分析。结果 在我国种植黄芩的不同适宜程
度区域共有736个点,其中最适宜区为268个点。结论采用生物适生地分析系统,结合黄芩道地产区承德的资
源,可以较好地对黄芩的适宜区进行数值分级区划。
关键词:黄芩;生物适生地分析系统;适生地;数值区划
中图分类号:R282.23 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2007)02—0254—04
AnalysisonadaptiveareaofScutellariab ic lensisi Chinaandit
7
Snumericaldivision
CHENShi—linl”,WEIShu—qiu引,LANJinl,CHENXiang—don91,LIXian—anl,
LIUJun—ruin92,WEIJian—hel,WANGXiao—guan91
(1.InstituteofMedicinalPl ntDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalCo lege,
Beijing100094,China;2.CollegeofResourcesandEnvironments,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing
100094,China;3.ShenzhenKeyLaboratoryofPharmaceuticsandMolecularPh macology
forChineseMateriaMedica,Shenzhen518057,China;4.BeijingShinongLtifangCenter
ofAdvanceandNewTechnologyDevelopment,Beijing100094,China)
Abstract:ObjectiveToanalyzestheadaptiveareaandregionalizationofScutellariab ic lensisi
China。inordertoprovideascientificbasisfortheproductionofS.baicalensis.MethodsWiththeAna—
lyticalSystemofAdaptiveRegionforLivingBeing’SGrowth(RALG),thesimilarc lculation,measure
sequencing,andanalysisofvarietybio—climatedistributingslideprocessofthegrowthandevelopmentof
S.baicalensiswerecarriedout.ResuitsItshowedthattherew re736sitesofdifferentadaptiveareasnd
regionalizationsofS. baicalensisamongallthecountiesinChina,amongwhich268areaswerethemost
adaptivear as.ConclusionTheRALGcombinedwiththedataofthecultivationofS.baicalensisin
ChengdecanbeusedforthenumericaldivisionoftheadaptiveareaandregionalizationofS.baicalensis.
Keywords:Scutellariabaic lensisGeorgi;RALG;adaptiveare ;num ricaldivision
黄芩Scutellariab icalensisGeorgi为唇形科黄
芩属植物,多年生草本植物,株高25~60cm,主根
粗壮,圆锥形,茎直立或斜生,多分枝,叶披针形,以
干燥根入药,是我国常用大宗药材品种。黄芩性寒、
味苦,有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎等功能。主治
高血压、动脉硬化、肺热咳嗽、湿热下痢、胎动不安等
症。历史上以承德燕山山地和丘陵区的黄芩为道地,
被世人称为“热河黄芩”,畅销全国。黄芩中含有黄芩
苷、汉黄芩苷等多种黄酮类成分,其中黄芩苷是主要
有效成分,其量的高低是黄芩质量优劣的主要指标。
近年来,国内外市场对黄芩药材和黄芩苷的需求量
日增,各地黄芩栽培面积迅速增加。由于各种自然因
素和栽培方法的差异,黄芩质量差异很大。为解决上
述问题,在开展了其他药用植物的适宜栽培区域划
分研究的基础上[1~6],本研究力图弄清黄芩在中国
适宜栽培区域及等级划分,为发展优质黄芩、引种黄
收稿日期:2006—04—28
基金项目:北京市科技计划项目(Y0804001040191)
作者简介:陈士林(1961一),博士,研究员,中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所所长,主要研究方向为中药资源的开发与
利用。
*通讯作者兰进Tel:(010)162899723E—mail:lanjin60@hotmail.com
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第2期2007年2月·255·
芩及种植标准化提供科学依据。
1研究方法
1.1 分析系统:采用《生物适生地分析系统》(以下
简称“系统”),该“系统”是以各种气候因子,如温度、
降水、日照、湿度、水热等时间序列作为M维空间,
全国各点作为这M维空间上的一个点,各空间点进
行生物气候相似距计算,按空问距离系数大小来表
示其相似程度。其生物气候相似距系数越小,相似程
度越高,反之,则相似程度越低[1’5]。该“系统”拥有全
国2000多个站点(以县市为单位)和世界2×104多
个站点,30年的相关气候数据,全国有1000多个县
的土壤数据,以及其他相关的庞大数据库。
1.2代表点的选择:黄芩喜阳、喜温,多野生于山地
阳坡、河谷渠旁。性颇耐寒、耐高温,冬季耐一30℃
的低温,夏季在35℃高温下仍可正常生长。黄芩性
耐旱,怕水涝、雨量中等、排水良好。在低洼积水或雨
水过多的地方,生长不良,易造成烂根死亡。
黄芩道地产区为承德燕山山地和丘陵区,历史上
有“热河黄芩”之称[7]。黄芩道地产区代表点选择为河
北省承德。考虑黄芩对温度要求的范围较宽,对水分
要求虽耐旱,但不宜太旱,怕涝,对雨量要求为中等。
因此,对降水因素需要有限制条件。经反复模拟试算,
确定限制条件为7月降水必须大于30mm。
1.3分析方法:采用《生物适生地分析系统》中生物
气候分布滑移相似和过程相似等计算方法,在全国
范围内,研究黄芩的适宜栽培地区和各地适宜程度,
进行黄芩种植的适宜区域划分,并对区域等级划分
进行可视化的表达等[8“1|。评价最小区域单元为
县。在光、热、水、湿、水热5种相似距计算结果中,考
虑光照与温度关系十分密切,趋势基本一致,湿度影
响不大。在自然条件下,影响黄芩生育最重要的因素
还是温度和降水以及它们之间的配合与相互作用。
因此研究中以水热相似距为主导因素进行分析,单
项温度、降水、光照和湿度相似距计算结果作为参考
因素做个别调整用。
2结果与分析
2.1适宜种植的阈值确立:在全国2000多个县市
范围内,对黄芩生长发育过程进行光、热、水、湿、水
热等各种生物气候相似距(以下简称“相似距”)计
算,获得总共3×106个数据结果。
以黄芩道地产区河北省承德代表点,根据黄芩
的水热相似距进行测序与分析,取适宜种植的阈
值<0.5,其结果数据有2×104多个,含站点总计
736个,各地区适宜等级划分的图件15幅。按黄芩
种植适宜程度划分为4个等级。
黄芩水热相似距(以Dtp表示黄芩水热相似
距,t表示温度,P表示降水)阈值<0.5范围内,划
分为:Dtp≤0.3为一级,最适宜地区;0.30.4为二级,适宜地区;0.4适宜地区;Dtp>0.5为四级,不适宜地区。
2.2 区域划分
2.2.1最适宜地区(Dtp≤0.3):分析结果为北京
地区10个区县;河北省50多个市县;辽宁省30多
个市县;甘肃省十几个市县;吉林省5个市县;山东
省20多个市县;宁夏十几个市县。分布有268个点,
见表1。
表1黄芩最适宜区计算结果
Table1 Calculationofmostadaptiveareas
forS.baicalensis
序号 地名 省名 水热距温度距降水距光照距湿度距
1 承德 河北0.000.0000.0000.0000.000
2 宽城 河北0.0520.0610.0970.0910.156
3 汤河口北京0.0790.0720.1010.3560.290
267 蓬莱 山东0.300.5150.0840.2990.587
268 西峰镇甘肃0.300.3500.2500.4170.567
2.2.2适宜地区(0.3≤Dtp<0.4):经相似计算、
测序与分析,其结果为甘肃40多个市县;山东省50
多个市县;吉林省30多个市县;宁夏十几个市县;山
西省十几个市县;陕西十几个市县;河北省20多个
市县;辽宁十几个市县;另外,新疆、内蒙、青海、黑龙
江、河南等省区的少数地区的市(旗)县也适宜栽培。
在此范围有245个点,见表2。
表2黄芩适宜区计算结果
Table2 CalculationofadaptiveareasforS.baicalensis
序号 地名 省名 水热距温度距降水距光照距湿度距
l 正宁 甘肃 o.3010.3580.2360.3820.555
2 莱州 山东0.3010.4990.1030.193 0.495
3 珲春 吉林0.3020.4450.1580.6000.621
●●●⋯ ●●●⋯ ●●●●●● ●-●●●● ⋯●●● ⋯⋯ ⋯⋯ ●●●⋯
244 垣曲 山西0.400.5790.2200.7780.458
245 两当 甘肃0.400.5310.2621.1511.049
2.2.3 较适宜地区(0.4≤Dtp<0.5):经相似计
算、测序与分析,其结果为甘肃十几个市县;山东省
2个市县;吉林省20多个市县;另外,安徽、宁夏、山
西、新疆、内蒙、青海、黑龙江、江苏、河南、四川、云南
等省区的少数地区的市(旗)县也较适宜栽培。在此
范围有223个点,见表3。
2.2.4 不适宜地区(Dtp>0.5):不适宜地区的具
体分析结果为福建省、广东省、广西壮族自治区、海
南省等十几个省区及新疆、内蒙、青海、黑龙江、江
万方数据
·256· 中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第2期2007年2月
表3黄芩较适宜区计算结果
Table3 Calculationresultsofrelativelyadaptiveareas
forS.baicalensis
苏、河南、四川、云南等省区的大部分地区的市
(旗)县。
2.3“系统”分析结果与资源普查结果的比较分析
2.3.1 “系统”分析与普查结果的一致性:“生物适
生地分析系统”计算与分析结果与《中国药材资源地
图集》中黄芩野生资源产蕴藏量图及《中国常用中药
材》黄芩分布趋势基本一致_‘12|。与资深中药专家的
经验也是一致的[7“3。。
黄芩野生资源产蕴藏量图和《中国常用中药材》
中黄芩分布是建立在我国中草药第3次资源普查基
础上,依据药材产量或收购量实地调查结果。经普查
在全国黄芩分布点有121个[121,其中有104个点与
“系统”分析结果完全一致,达80%。“系统”分析结
果覆盖了普查结果的绝大部分(表4),说明“系统”
计算与分析结果和普查结果的一致性,验证了“生物
适生地分析系统”分析结果的科学性和正确性。
表4“系统”分析与普查结果比较
Table4 ComparisonbetweenRALG
andgeneralinvestigation
省名髓篆主帅磊篙誓票罘蠢 删,%省名 个数 结果相同县市个数 比例/
吉林 11
辽宁 17
河北 1 9
山西 22
内蒙 20
山东 11
云南 中西部
11
17
19
14
b
中西部
100
100
89
86
70
基本一致
2.3.2“系统”分析结果优于普查的调查结果:“系
统”分析出黄芩在我国种植不同适宜程度的地方总
共有736个点,其中最适宜区为268个点;适宜区为
245个点;较适宜区为223个点。现有普查结果仅
121个点,超出615个点。
现有普查结果是依据药材的产量或收购量的调
查。药材产量或收购量往往受调查的准确性影响,特
别是分布偏远、生长不集中的药材调查结果会出现较
大偏差,还会漏掉一些地方,有一定的局限性。并且,
很少从药材生态条件方面考虑问题,只能是现状实况
的反映,无法准确判断其他各地的适宜性。生物适宜
性的判断主要是依赖于生物自身对环境条件的要求
和环境条件对该种生物的生物学特性的满足程度。
“系统”考虑了黄芩的最佳适产地代表点的生态
环境,根据生物气候原理,利用“生物适生地分析系
统”对全国2000多个县进行计算与分析所得结果,
该项结果有效地反映了黄芩对气候环境的要求和环
境条件的吻合程度。走出了前人工作中的4个误区:
(1)克服了前人工作中未考虑生物生长发育过程中
气候要素的年内分配问题;(2)考虑了各地季节不同
的问题;(3)充分考虑了下垫面对气候的影响,克服
了传统区划的笼统性;(4)克服过去依靠纬度相近原
则进行引种扩种的弊端等。提高了进行生物适生地
分析和适宜区域划分的科学性、有序性和具体指导
性[1’2’4“]。“系统”较为准确地在全国、在比较中找出
不同等级的适宜产地,对一些虽然目前尚未有野生
分布或栽培种植记载的地方,对能满足黄芩生长发
育基本生态条件的地方表达出来,将具有发展黄芩
潜力的地方找出来,“系统”分析结果远远超出普查
结果的适宜地方,提高了预见性。这是对传统区划的
一个突破和发展邛~11I,说明“系统”的先进性。这为
黄芩资源的开发提供重要而科学的依据,对提供黄
芩野生变家种的可能区域和地方,对引种扩种具有
具体指导性。同时“系统”分析结果是定量地表达黄
芩在中国各地的适宜程度,对各地适宜程度进行测
序,这为科学有序地发展黄芩具有重要意义。我国目
前对黄芩市场需求量不断增大,家种面积盲目地迅
速扩大,导致药材质量下降。科学有序地发展,可以
克服盲目引种扩种带来的巨大损失,有效地提高引
种扩种的效率和成功率,“系统”分析结果的有序性,
为黄芩的引种和驯化提供了次序。
2.4“生物适生地分析系统”对初始条件的要求:对
“系统”而言,不同输入会产生不同的输出结果。不同
生物具有不同的初始条件,因此初始条件的正确与
否,直接影响计算结果的正确性,必须认真对待初始
条件的准确性。
“系统”主要初始条件十分简单:针对某一生物
品种,只要选择一个主要的适产地代表点和生育期
的初始和终结时间以及主要限制条件即可。
当然对某品种的生物学特性了解得越多、越深,
越能抓准主要特征。输入越准确,所获“系统”输出结
果越正确。
3小结
3.1 利用《生物适生地分析系统》采用生物气候分
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第38卷第2期2007年2月·257·
布滑移相似和过程相似等计算方法,在全国2000多
个地方范围内,筛选出736个地方不同程度的适合
栽种黄芩,并划分为最适宜、适宜、较适宜、不适宜4
个等级,并定量表达适宜程度和次序,进行了可视化
的表达等。经与传统的实地调查和试种方法比较和
验证等分析,说明“系统”计算的黄芩适生地分析结
果和等级划分基本是正确的。同时表明研究选择的
黄芩初始条件也是基本准确。
3.2“系统”是从生态环境分析,抓住主要矛盾,黄
芩水热相似距大小,有效地反映了黄芩对环境的要
求和环境条件的吻合程度。从“系统”结果与普查结
果的一致性和优越性分析,走出传统区划的4个误
区,结果的有序性等分析,证明了“系统”分析结果的
科学性、先进性、预见性、有序性和具体指导性。“生
物适生地分析系统”能对黄芩进行适生地分析,并得
出科学、可靠的结果,对其他中药材甚至其他生物
(动、植物)同样可以进行适生地分析,具有通用性和
一般性[8~10]。
3.3在采用“生物适生地分析系统”进行适宜的黄
芩引种、驯化及栽培时,还要考虑社会条件、交通条
件、市场条件等因素,特别要考虑其质量即含成分的
量等因素,科学合理地进行黄芩栽培生产。
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栽培方式对当归干物质积累和生长动态影响的研究
蔺海明1,刘学周1,刘效瑞2,王兴政1
(1.甘肃农业大学农学院,甘肃兰州730070;2.定西地区旱农科研推广中心,甘肃定西743000)
摘 要:目的研究栽培方式对当归地上部分和根的生长动态以及当归麻口病、早薹率、产量的影响。方法 以垄
作、沟植、覆白色地膜、覆黑色地膜4种不同的栽培方式与平作比较,分析栽培方式对当归干物质积累和生长动态
的影响。结果黑色地膜覆盖对当归株高、地上部分和根部干物质积累量的影响最大,其次为白色地膜覆盖。垄作
对麻口病的抑制作用最明显,黑色地膜覆盖有提高早薹率的现象。覆黑色地膜的处理产量最高,较对照平作增加
4 650kg/hm2,增产率达33.4%;覆白色地膜的处理产量次之,较对照增加3372.2kg/hm2,增产率达24.3%,沟植
和垄作的增产作用不显著。结论在当归栽培中应大力推广黑色地膜覆盖栽培技术。
关键词:当归;地膜;干物质积累
中图分类号:R282.21 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2007)02—0257一05
收稿日期:200604—08
作者简介:蓠海明,男,博士,博士生导师,研究员,从事的研究方向为旱地农业、生态农业和持续农业,出版的学术专著主要有《旱地农业
生态学》、《旱地农业生态工程理论与实践》、《生态农业的理论与技术》等,翻译出版《北美洲旱地农业》专著1部,在国内外学
术刊物发表学术论文70余篇。Tel:(0931)7631122E—mail:linhm@gsau.edu.CH
万方数据
黄芩在中国适生地分析及其数值区划研究
作者: 陈士林, 魏淑秋, 兰进, 陈向东, 李先恩, 刘峻明, 魏建和, 王晓光, CHEN Shi-
lin, WEI Shu-qiu, LAN Jin, CHEN Xiang-dong, LI Xian-en, LIU Jun-ming, WEI
Jian-he, WANG Xiao-guang
作者单位: 陈士林,CHEN Shi-lin(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;深
圳中药药学与分子药理学重点实验室,广东,深圳,518057), 魏淑秋,WEI Shu-qiu(中国农业
大学资源与环境学院,北京,100094;北京世农绿方高新技术发展中心,北京,100094), 兰进
,陈向东,李先恩,魏建和,王晓光,LAN Jin,CHEN Xiang-dong,LI Xian-en,WEI Jian-he,WANG
Xiao-guang(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), 刘峻明
,LIU Jun-ming(中国农业大学资源与环境学院,北京,100094)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2007,38(2)
被引用次数: 4次

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