沈 亮，吳 杰，李西文

（中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700）

北細(xì)辛全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性分析及品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究＊

沈 亮，吳 杰，李西文＊＊

（中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700）

目的：通過(guò)開(kāi)展北細(xì)辛全球范圍內(nèi)產(chǎn)地生態(tài)適宜性分析及品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究，為北細(xì)辛合理規(guī)劃生產(chǎn)布局提供科學(xué)依據(jù)。方法：采用中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所自主研發(fā)的“藥用植物全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)”（GMPGIS ），以北細(xì)辛道地產(chǎn)區(qū)、主產(chǎn)區(qū)和野生分布區(qū)的396個(gè)采樣點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境因子值為依據(jù)，經(jīng)GMPGIS分析得出北細(xì)辛全球范圍內(nèi)的生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)和潛在種植區(qū)。結(jié)果：北細(xì)辛在世界范圍內(nèi)的生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)為美國(guó)、加拿大、俄羅斯、中國(guó)、日本、朝鮮等國(guó)家；北細(xì)辛在中國(guó)的主要適宜產(chǎn)區(qū)為黑龍江、吉林、遼寧、陜西、甘肅、湖北、云南等省區(qū)。本文同時(shí)從品質(zhì)生態(tài)學(xué)角度歸納闡述了氣候及土壤等因素對(duì)北細(xì)辛品質(zhì)的影響。結(jié)論：本文研究結(jié)果與近年來(lái)北細(xì)辛主產(chǎn)區(qū)及引種區(qū)發(fā)展相吻合，可為北細(xì)辛保護(hù)撫育、引種栽培及高品質(zhì)藥材的規(guī)范化種植提供科學(xué)依據(jù)。

北細(xì)辛 生態(tài)適宜性 GMPGIS 生態(tài)因子

北細(xì)辛Asarum heterotropoides Fr. Schmidt var. mandshuricum（Maxim.）Kitag.為馬兜鈴科植物的干燥根和根莖，與漢城細(xì)辛并稱(chēng)為“遼細(xì)辛”[1，2]。北細(xì)辛性溫，味辛，具解表散寒、通竅止痛、溫肺化飲等功效，主要用于治療外感風(fēng)寒、鼻塞多涕、頭痛、關(guān)節(jié)痛、口舌生瘡、口腔炎、慢性支氣管炎等疾病[3]。藥理研究表明，北細(xì)辛醇溶性浸出物具有抗炎、強(qiáng)心等作用，細(xì)辛脂素具有抗病毒、抗結(jié)核桿菌等作用[4，5]。此外，北細(xì)辛獨(dú)特的藥理功效及味辛特性又可用于化妝品、衛(wèi)生球、防蚊衛(wèi)生油等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，廣泛的應(yīng)用價(jià)值使北細(xì)辛藥材需求量進(jìn)一步加大。目前，中國(guó)已批準(zhǔn)的藥物中含有細(xì)辛藥材的有176種[6]。隨著北細(xì)辛野生資源過(guò)度采挖，加之其生長(zhǎng)緩慢、結(jié)實(shí)率低等原因，依靠自然繁殖已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。邵財(cái)?shù)日{(diào)查得出市場(chǎng)上流通的北細(xì)辛野生藥材已經(jīng)不足1%[7]。自20世紀(jì)70年代起，中國(guó)北細(xì)辛栽培取得成功后，種植面積逐漸擴(kuò)大，但盲目擴(kuò)張、栽培技術(shù)參差不齊，使得北細(xì)辛產(chǎn)量不高、質(zhì)量不穩(wěn)，難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的臨床用藥需求[8]，開(kāi)展北細(xì)辛生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分析對(duì)其科學(xué)區(qū)劃及種植具有重要意義。另有研究表明，生態(tài)因子對(duì)藥材產(chǎn)量及質(zhì)量影響較大，不同環(huán)境下的同一藥材由于生態(tài)氣候條件不同，其藥材品質(zhì)有顯著差異。謝彩香等[9]研究表明溫度是影響人參皂苷類(lèi)成分累積的關(guān)鍵生態(tài)因子；土壤中有效鐵、有效硼、速效氮與人參皂苷的含量呈正相關(guān)。因此，概括并分析氣候及土壤等生態(tài)因子對(duì)北細(xì)辛藥材品質(zhì)的影響，對(duì)其科學(xué)規(guī)范化生產(chǎn)具有重要意義。本研究依據(jù)中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所自主研發(fā)的“藥用植物全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)”（Geographic Information System for Global Medicinal Plant，GMPGIS），在全球范圍內(nèi)開(kāi)展北細(xì)辛產(chǎn)地生態(tài)適宜性分析，同時(shí)概括了產(chǎn)地、溫度、光照及土壤等氣候因子對(duì)北細(xì)辛品質(zhì)的影響，研究結(jié)果不僅為北細(xì)辛合理規(guī)劃布局提供依據(jù)，而且可為其栽培種植提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 全球范圍內(nèi)北細(xì)辛樣點(diǎn)選擇

根據(jù)中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館（http∶//www.cvh.org. cn/），全球生物多樣性信息平臺(tái)（http∶//www.gbif. org/），英國(guó)邱園植物名錄（http∶//apps.kew.org/），《中國(guó)植物志》[10]及已有文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行北細(xì)辛選點(diǎn)[11-14]，選點(diǎn)主要依據(jù)藥材道地產(chǎn)區(qū)、主產(chǎn)區(qū)及野生分布區(qū)進(jìn)行[15，16]。本研究在全球范圍內(nèi)分別對(duì)中國(guó)、俄羅斯、日本、韓國(guó)等地區(qū)的北細(xì)辛進(jìn)行了選點(diǎn)（表1），中國(guó)選點(diǎn)數(shù)量為346個(gè)，主要分布在黑龍江省寧安縣及阿城區(qū)等地,吉林省撫松縣、和龍縣及長(zhǎng)白縣,遼寧省新賓縣、桓仁縣、鳳城市、本溪縣、撫順縣、鞍山市、寬甸縣等地,內(nèi)蒙古赤峰市紅山區(qū)等4?。▍^(qū)）3縣（市）28個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）；俄羅斯選點(diǎn)數(shù)量為10個(gè)，主要分布在符拉迪沃斯托克、庫(kù)頁(yè)島等地區(qū)；日本選點(diǎn)數(shù)量為25個(gè)，主要分布在北海道浜頓別町章、仙臺(tái)縣、青森縣、秋田縣、宮城縣等地區(qū)。韓國(guó)選點(diǎn)數(shù)量為15個(gè)，主要分布在首爾、京畿道、江原道等地區(qū)。

1.1.2 GMPGIS數(shù)據(jù)來(lái)源

GMPGIS是由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所自主研發(fā)的用于藥用植物產(chǎn)地適宜性分析的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)氣候數(shù)據(jù)來(lái)源于開(kāi)放存取的World Clim全球氣候數(shù)據(jù)庫(kù)（WorldClim-Global Climate Data）[17]和CliMond全球生物氣候?qū)W建模數(shù)據(jù)庫(kù)（CliMond∶Global Climatologies for Bioclimatic Modelling）[18]；土壤數(shù)據(jù)來(lái)源于全球土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（Harmonized World Soil Database，HWSD）。GMPGIS采用改進(jìn)歐式距離算法進(jìn)行聚類(lèi)分析，然后對(duì)藥材適宜產(chǎn)區(qū)及潛在產(chǎn)區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

World Clim全球氣候數(shù)據(jù)庫(kù)是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Robert J. Hijmans、Susan Cameron和Juan Parra建立的全球氣候柵格數(shù)據(jù)網(wǎng)站，該數(shù)據(jù)庫(kù)在植被分布預(yù)測(cè)及氣候變化響應(yīng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本研究在其網(wǎng)站下載的氣候柵格數(shù)據(jù)分辨率為30′′。本文選取數(shù)據(jù)庫(kù)中的年均溫BIO 1、最熱季均溫 BIO 10、最冷季均溫BIO 11和年均降水BIO 12數(shù)據(jù)用于北細(xì)辛生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分析。

CliMond數(shù)據(jù)庫(kù)主要來(lái)自WorldClim 數(shù)據(jù)庫(kù)和Climate Research Unit （CRU） CL1.0 and CL2.0數(shù)據(jù)庫(kù)，主要用于物種分布模型、物種瀕危模型及全球氣候變化等生態(tài)領(lǐng)域問(wèn)題研究。本研究在其數(shù)據(jù)庫(kù)中下載的氣候柵格數(shù)據(jù)分辨率為10′，本文選取其中的年均輻射BIO 20，月均9時(shí)相對(duì)濕度和月均15時(shí)相對(duì)濕度得出年均相對(duì)濕度用于北細(xì)辛生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分析。

土壤數(shù)據(jù)來(lái)自全球土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（Harmonized World Soil Database，HWSD） （http∶//www.iiasa. ac.at/）。HWSD是由聯(lián)合國(guó)教科文組織和國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所共同組建。HWSD數(shù)據(jù)包括土壤名稱(chēng)（參照FAO90土壤分類(lèi)系統(tǒng) ）、質(zhì)地、有效含水量、容量、有機(jī)質(zhì)、酸堿度、電導(dǎo)率等指標(biāo)。其中土壤類(lèi)型包括暗色土（andosols）、紅砂土（arenosols）、黑鈣土（chernozems）、鈣積土（calcisols）、始成土（cambisols）、沖積土（fluvisols）、黏綈土（nitisols）、白漿土（planosols）、粗骨土（regosols）、變性土（vertisols）等28種土壤類(lèi)型。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化是為了消除不同屬性或樣方間的不齊性，使不同量綱間的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相互比較的方法。本系統(tǒng)采用線性標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，將數(shù)據(jù)值歸一化到0-100之間進(jìn)行分析，其計(jì)算公式如（1）所示。

表1 北細(xì)辛全球范圍內(nèi)選樣地點(diǎn)及數(shù)量

1.2.2 相似性聚類(lèi)分析

聚類(lèi)分析（Cluster Analysis）簡(jiǎn)稱(chēng)聚類(lèi)（clustering）是把數(shù)據(jù)對(duì)象劃分成不同類(lèi)或者簇的過(guò)程，同一個(gè)簇中的對(duì)象有很大的相似性，而不同簇間的對(duì)象有很大的相異性。GMPGIS分析系統(tǒng)中采用的聚類(lèi)分析是以每個(gè)空間柵格作為一個(gè)聚類(lèi)對(duì)象，n個(gè)生態(tài)因子數(shù)值作為該柵格的聚類(lèi)條件，每個(gè)柵格都可以看成n維空間中一個(gè)點(diǎn)。因此，根據(jù)柵格間距離大小將不同柵格進(jìn)行空間最小距離聚類(lèi)，第i個(gè)柵格對(duì)象與第j個(gè)柵格間距離如公式（2）所示。

1.2.3 柵格重分類(lèi)

根據(jù)距離計(jì)算結(jié)果[mindij，maxdij]，對(duì)柵格進(jìn)行重分類(lèi)，得出具有最大生態(tài)相似度的北細(xì)辛生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)。

1.2.4 適宜產(chǎn)區(qū)空間分析

適宜產(chǎn)區(qū)空間分析是將分類(lèi)的柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成面的矢量數(shù)據(jù)，再將生成的矢量數(shù)據(jù)和行政區(qū)劃到縣的數(shù)據(jù)進(jìn)行相交運(yùn)算，利用行政區(qū)劃數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)算后的適宜產(chǎn)區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間查詢(xún)，得到各行政區(qū)劃中的藥用植物最大生態(tài)相似度區(qū)域。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用ArcGIS10.2軟件對(duì)北細(xì)辛藥材各生態(tài)因子值進(jìn)行分析，采用SPSS20.0進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 北細(xì)辛生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分析

2.1.1 北細(xì)辛全球最大生態(tài)相似度區(qū)域分析

利用研究得到的396個(gè)北細(xì)辛采樣點(diǎn)的生態(tài)因子數(shù)值，根據(jù)GMPGIS得出北細(xì)辛主要生長(zhǎng)區(qū)域生態(tài)因子值范圍（表2）和北細(xì)辛最大生態(tài)相似度區(qū)域全球分布圖（圖1）。由圖可知，適宜北細(xì)辛種植的最大生態(tài)相似度區(qū)域主要分布在亞洲的中國(guó)、日本、韓國(guó)、朝鮮，歐洲的俄羅斯、白俄羅斯、法國(guó)、意大利，大洋洲的新西蘭、澳大利亞，北美洲的美國(guó)、加拿大等國(guó)家。由北細(xì)辛全球最大生態(tài)相似度區(qū)域面積比例圖（圖2）得知，北細(xì)辛在美國(guó)、加拿大、俄羅斯和中國(guó)的最大生態(tài)相似度區(qū)域面積最大，其面積總和達(dá)到了北細(xì)辛全球最大生態(tài)相似度區(qū)域面積的65.84%。

2.1.2 北細(xì)辛中國(guó)生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分析

基于北細(xì)辛在中國(guó)的樣點(diǎn)信息，根據(jù)GMPGIS分析得到北細(xì)辛在中國(guó)的最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖（圖3）。北細(xì)辛在中國(guó)的最大生態(tài)相似度區(qū)域包括黑龍江、吉林、遼寧、陜西、甘肅、湖北、云南等地。其中，適宜產(chǎn)區(qū)面積前3位的省區(qū)分布為黑龍江、吉林和遼寧（圖4）。黑龍江省適宜產(chǎn)區(qū)包括寧安、阿城、賓縣、延壽、尚志、巴彥、海倫等縣（市），吉林省適宜產(chǎn)區(qū)包括敦化、安圖、撫松、和龍、長(zhǎng)白、靖宇、長(zhǎng)嶺、臨江等縣（市），遼寧省適宜產(chǎn)區(qū)包括本溪、寬甸、新?lián)帷ⅧP城、開(kāi)原、新賓及桓仁等縣（市 ）。黑龍江、吉林和遼寧3省適宜產(chǎn)區(qū)面積達(dá)到北細(xì)辛在中國(guó)最大生態(tài)相似度區(qū)域面積的44.35%。

2.2 北細(xì)辛品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究

藥材品質(zhì)是藥用植物在特定環(huán)境條件和栽培技術(shù)下的綜合表現(xiàn)，不同生態(tài)環(huán)境下的藥用植物具有不同的品質(zhì)特征，其生態(tài)品質(zhì)除受內(nèi)部遺傳因素決定外，外部產(chǎn)地環(huán)境因子、氣象因子和土壤等環(huán)境因子對(duì)藥材品質(zhì)影響較大[19]。開(kāi)展北細(xì)辛品質(zhì)生態(tài)學(xué)研究，為實(shí)施中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范及建立北細(xì)辛優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)基地提供理論依據(jù)。

表2 北細(xì)辛全球范圍內(nèi)主要生長(zhǎng)區(qū)域生態(tài)因子值

2.2.1 產(chǎn)地及采收期與北細(xì)辛藥材品質(zhì)

藥材質(zhì)量?jī)?yōu)劣除了與藥材品種、栽培方法密切相關(guān)外，其有效成分形成和積累與其產(chǎn)地和采收時(shí)間密切相關(guān)，適宜產(chǎn)區(qū)的藥材通常產(chǎn)量高、品質(zhì)好[20]。杜成智等[21]利用水蒸氣蒸餾法提取，采用GC-MS法分析鑒定了黑龍江、吉林和遼寧省不同批次的細(xì)辛藥材中揮發(fā)油化學(xué)成分，結(jié)果表明3個(gè)產(chǎn)地細(xì)辛揮發(fā)油主要成分為甲基丁香酚、黃樟醚、3,5-二甲氧基甲苯等，且細(xì)辛中主要有效成分甲基丁香酚含量高低順序?yàn)楹邶埥具|寧＞吉林，這可能與藥材種植土壤、氣候、采挖年限、季節(jié)等因素有關(guān)。吳艷蓉等[22]對(duì)8個(gè)不同產(chǎn)地的北細(xì)辛種子性狀及馬兜鈴酸A含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明粒大飽滿(mǎn)、活力較好的種子均含有馬兜鈴酸A，其中遼寧清原縣和本溪縣所產(chǎn)北細(xì)辛種子質(zhì)量較好，水分及馬兜鈴酸含量較低。蔡少青等[23]根據(jù)北細(xì)辛揮發(fā)油含量及其成分，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)得到4年生以上北細(xì)辛根及根莖可作為藥材使用，最佳采收期為4月、5月和9月。

圖1 北細(xì)辛最大生態(tài)相似度區(qū)域全球分布圖

圖2 北細(xì)辛全球最大生態(tài)相似度區(qū)域面積比例圖

2.2.2 溫度和光照與北細(xì)辛藥材品質(zhì)

溫度和光照是藥用植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子，其對(duì)藥用植物有效成分的積累、含量高低影響較大。陳文杰等[24]對(duì)北細(xì)辛藥材揮發(fā)油含量分析后得出其最適宜的采收期為9月中旬。王志清等[25]分別對(duì)北細(xì)辛給予100%、50%、28%及12%的自然光照射，第5年時(shí)北細(xì)辛折干率與光照強(qiáng)度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，揮發(fā)油與光照強(qiáng)度呈正相關(guān)性，醇溶性浸出物與光照強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)性，葉片中葉綠素b含量、類(lèi)胡蘿卜素含量均隨遮蔭程度增加而增加。為降低北細(xì)辛藥材中毒性成分馬兜鈴酸的含量，程哲等[26]研究了50%、70%和90%遮蔭對(duì)3年生北細(xì)辛藥材中馬兜鈴酸含量的影響，研究結(jié)果表明：不同遮蔭下，馬兜鈴酸含量差異不顯著；同一遮蔭度下隨著遮蔭時(shí)間延長(zhǎng)，馬兜鈴酸A含量呈降低趨勢(shì)；綜合考慮各方面因素，以50%遮蔭度下種植的北細(xì)辛質(zhì)量最好，馬兜鈴酸A含量最低。

圖3 北細(xì)辛在中國(guó)的最大生態(tài)相似度區(qū)域分布圖

圖4 北細(xì)辛在中國(guó)的最大生態(tài)相似度區(qū)域面積圖

2.2.3 土壤與北細(xì)辛藥材品質(zhì)

土壤是藥材生長(zhǎng)發(fā)育中水、肥、氣、熱等的供給者。土壤肥力、pH值、營(yíng)養(yǎng)等因素對(duì)藥用植物生長(zhǎng)發(fā)育有著直接影響。開(kāi)展土壤與藥材品質(zhì)關(guān)系的研究，對(duì)指導(dǎo)藥用植物栽培種植具有重要意義[27]。GMPGIS分析表明，北細(xì)辛適宜生長(zhǎng)在始成土、潛育土、淋溶土、黑土等土壤環(huán)境中，中國(guó)東北地區(qū)的黑土適宜其較好的生長(zhǎng)。張亞玉等[28]研究表明，2年生、3年生及4年生的北細(xì)辛對(duì)氮磷鉀的積累量相似，注重2年生苗的氮、磷、鉀供給，是保證5、6年生北細(xì)辛高產(chǎn)的重要前提，3、4年生北細(xì)辛苗需肥較為平穩(wěn)，可以少施肥料。周長(zhǎng)征等[29-30]對(duì)細(xì)辛道地藥材及其生境土壤中的微量元素含量進(jìn)行了比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所研究的31種元素中，北細(xì)辛藥材與土壤中17種元素呈正相關(guān)，其中7種元素有較顯著相關(guān)性（P＜0.05）。曹晨等[31]利用ICP-AES和ICP-MS對(duì)15份不同產(chǎn)地的細(xì)辛藥材53種無(wú)機(jī)元素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明細(xì)辛藥材具有較高含量的鐵（Fe）、鉻（Cr）、鋰（Li）等元素，并首次在細(xì)辛中發(fā)現(xiàn)了銣（Rb）、鈾（U）、汞（Hg）、銫（Cs）、碘（I）、鍺（Ge）等元素，細(xì)辛藥材的無(wú)機(jī)元素分析可為其品種鑒別、栽培及應(yīng)用提供依據(jù)。

3 討論

GMPGIS根據(jù)物種分布點(diǎn)地理坐標(biāo)和物種分布地區(qū)的環(huán)境變量進(jìn)行分析運(yùn)算，主要用于預(yù)測(cè)物種的適宜分布地區(qū)。為預(yù)測(cè)出最佳的藥材生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)分布區(qū)域，本研究中北細(xì)辛產(chǎn)地生態(tài)最大相似度設(shè)定范圍為99.9%～100%，研究結(jié)果可以較為科學(xué)地預(yù)測(cè)北細(xì)辛在世界上的適宜分布地區(qū)。國(guó)內(nèi)學(xué)者[32，33]在藥用植物產(chǎn)地適宜性方面也做過(guò)相關(guān)研究，其研究結(jié)果對(duì)藥用植物資源保護(hù)、人工種植及資源可持續(xù)利用、藥材產(chǎn)區(qū)規(guī)劃布局均起到較好的指導(dǎo)作用。與同類(lèi)研究相比，GMPGIS可以在全球范圍內(nèi)對(duì)北細(xì)辛的生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。GMPGIS的成功開(kāi)發(fā)為國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)中醫(yī)藥原料的生產(chǎn)布局提供了指導(dǎo)，也為中藥材生產(chǎn)走向世界奠定了基礎(chǔ)。

本研究中北細(xì)辛選點(diǎn)主要依據(jù)道地產(chǎn)區(qū)、主產(chǎn)區(qū)和野生分布區(qū)3個(gè)取樣原則進(jìn)行[16]，文中396個(gè)樣點(diǎn)的氣候因子數(shù)值均是從各植物數(shù)據(jù)庫(kù)、文獻(xiàn)查閱及樣點(diǎn)調(diào)查等方式收集得到的，從理論上較為全面的涵蓋了其生態(tài)位及潛在適生區(qū)分布區(qū)域.因此，GMPGIS分析得到的北細(xì)辛全球生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)具有較好的代表性。北細(xì)辛在世界范圍內(nèi)主要生長(zhǎng)在土壤濕潤(rùn)、空氣濕度大的中溫帶地區(qū)，野生細(xì)辛主要分布在中國(guó)長(zhǎng)白山等地區(qū)[34]。本研究得出北細(xì)辛在亞洲、北美洲及歐洲均適宜生長(zhǎng)，而且預(yù)測(cè)大洋洲及南美洲的部分產(chǎn)地也適宜進(jìn)行種植。與已知北細(xì)辛實(shí)際分布區(qū)相比，GMPGIS得出的北細(xì)辛適宜分布區(qū)面積較大，這對(duì)北細(xì)辛進(jìn)行大面積推廣種植提供了理論參考。本研究得到的中國(guó)范圍內(nèi)北細(xì)辛的適宜產(chǎn)區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、陜西及云南等地，這些生態(tài)適宜產(chǎn)區(qū)與全國(guó)第三次中藥資源普查得到的北細(xì)辛分布及種植地區(qū)結(jié)果較為相似[35]；景鵬飛等[36]從各大植物數(shù)據(jù)庫(kù)選取了1 359個(gè)細(xì)辛分布點(diǎn)，采用28個(gè)環(huán)境因子的數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)地預(yù)測(cè)，利用Maxent和ArcGIS9.3軟件對(duì)3種細(xì)辛屬藥材在中國(guó)的潛在適生區(qū)進(jìn)行預(yù)測(cè)，其研究結(jié)果與本研究得到的北細(xì)辛適宜產(chǎn)區(qū)也較為相似。

中藥材質(zhì)量和功效受氣候、土壤等環(huán)境因子影響較大，有相當(dāng)一部分中藥材引種到不適宜的地區(qū)后，其化學(xué)成分及含量均發(fā)生了顯著改變，藥用功效也相應(yīng)減弱[16]。因此，為滿(mǎn)足北細(xì)辛市場(chǎng)需求，不能盲目引種種植，需要考慮生態(tài)環(huán)境因子對(duì)其品質(zhì)生態(tài)的影響[37]。根據(jù)本研究結(jié)果，結(jié)合北細(xì)辛生物學(xué)特性，結(jié)合自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、藥材主產(chǎn)地栽培和采收加工技術(shù)，建議北細(xì)辛引種栽培區(qū)域主要以黑龍江、吉林、遼寧、陜西、甘肅等地區(qū)為宜。因此，本研究得到的北細(xì)辛適宜產(chǎn)區(qū)可為北細(xì)辛栽培種植規(guī)劃與開(kāi)發(fā)提供參考。

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A Research for Gobal Ecological Adaptability and Quality Ecology of Asarum Heterotropoides

Shen Liang, Wu Jie, Li Xiwen
(Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China)

The goal of this study was to sift the appropriate producing areas of A. heterotropoides out from the global range using geographic information system for global medicinal plants (GMPGIS), designed by Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences (ICMM). GMPGIS system was in favor of providing scientific basis for rational planning and production layout. In this study, the data of the ecological factors from 396 sample plots of A. heterotropoides was analyzed, including those from both the traditional producing regions as past dynasties medicinal works documented and all the noted production regions in the world. As a result, it was found that the optimum producing areas of A. heterotropoides worldwide mainly distributed in the United States, Canada, Russia, China, Japan, North Korea, etc. Its suitable producing areas in China mainly distributed in Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Shaanxi, Gansu, Hubei and Yunnan provinces, etc. In regard to the principles of quality ecology, effects of climite and soil on the quality of A. heterotropoides were summarized. In conclusion, all the outcomes based on GMPGIS chimed with the current reported main producing and introducing areas of A. heterotropoide, providing scientific evidence for preserving, nurturing, introducing and cultivating A. heterotropoides rigorously with fine quality.

Asarum heterotropoides, ecological suitability, geographic information system for global medicinal plants, ecological factor

10.11842/wst.2016.08.011

R282.2

A

（責(zé)任編輯：馬雅靜，責(zé)任譯審：朱黎婷）

2016-07-29

修回日期：2016-08-12

＊ 科學(xué)技術(shù)部重大新藥創(chuàng)制國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)子課題（2014ZX09304307001-014）：中藥新藥安全性檢測(cè)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究，負(fù)責(zé)人：李西文；科學(xué)技術(shù)部重大新藥創(chuàng)制專(zhuān)項(xiàng)子課題（2014ZX09301308-007）：苗藥芪膠升白膠囊技術(shù)改造及再評(píng)價(jià)研究，負(fù)責(zé)人：李西文。

＊＊ 通訊作者：李西文，副研究員，主要研究方向：中藥栽培與鑒定。