基于MaxEnt与ArcGIS的中国角茴香生态适宜性区划研究

利用最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统(ArcGIS),结合相关生态因子,对角茴香的生态适宜性范围进行预测和分析。收集角茴香在中国的205个经纬度信息,结合19项生态因子应用MaxEnt模型和ArcGIS对角茴香的潜在适生分布区进行分析。影响角茴香潜在分布的主要生态因子包括,最冷季节降水量、最冷季节平均温度、最暖季节降水量、昼夜温差与年温差比值等。当前气候条件下,角茴香高度适宜生长的区域主要集中在北京、河北北部、山西、河南、陕西和内蒙古南部等,面积约为77.4×104 km2;未来气候条件下,适生区将向东北部和西部扩张。该研究预测的结果与角茴香实际分布区域相符,为角茴香的可持续利用和角茴香的引种栽培提供重要的理论依据。

“3S”技术在中药资源可持续利用中的应用

介绍了“3S”(RS,GIS,GPS)技术的研究进展,指出“3S”技术将会在中药资源动态监测、中药资源生态研究、中药资源区划及道地药材研究等方面得到广泛应用。

基于GPS和GIS的变量喷药技术研究

精准农业变量喷药技术的核心是实时获取地块中每个小区农作物病虫草害发生情况,诊断作物长势,并按每小区具体情况做出合理决策,准确地在每一个小区上进行喷洒农药,以求最大限度地提高杀虫剂或除草剂的利用效率,减少过量使用化学农药对环境造成的污染,降低农产品中农药残留量。为此,以精准农业技术理论和研究为基础,在GPS和GIS等技术支持下,重点阐述3种变量控制系统的工作原理及优缺点,并对精准农业变量喷药控制现状和存在的问题进行了相关讨论。

基于GMPGIS的檀香全球产地生态适宜性研究

目的:本研究主要对檀香在全球的产地生态适宜性进行分析,以期促进檀香区划研究和生产。方法:以檀香的主产地印度、澳大利亚等131个样点为基点,应用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)分析檀香在全球的产地生态适宜性。结果:巴西、印度、刚果(金)、澳大利亚、中国、印度尼西亚等120个国家和地区境内都有适宜檀香生长的区域,能对发展檀香生产、确定檀香区划、保证檀香品质提供科学指导。结论:GMPGIS分析结果将为进一步的檀香资源调查及其全球产地区划提供科学依据。

广藿香全球产地生态适宜性分析及品质生态学研究

目的:本研究主要运用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS),对广藿香全球生态适宜性进行分析。方法:以广藿香道地产区、主产区和野生分布区的234个分布数据为基点,选取最冷季均温、最热季均温、年均温、年均相对湿度、年均降水量、年均日照、土壤类型等7个生态指标作为主要的影响因子。结果:广藿香全球生态相似度最大的区域主要分布在巴西、刚果(民主共和国)、中国、印尼、美国、玻利维亚、秘鲁、哥伦比亚和缅甸等。结论:本研究表明了GMPGIS系统应用于中药材引种及生产区划的科学性和重要性,并为广藿香药材的引种及合理规划生产布局提供了参考依据。

北细辛全球产地生态适宜性分析及品质生态学研究

目的:通过开展北细辛全球范围内产地生态适宜性分析及品质生态学研究,为北细辛合理规划生产布局提供科学依据。方法:采用中国中医科学院中药研究所自主研发的"药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统"(GMPGIS),以北细辛道地产区、主产区和野生分布区的396个采样点的生态环境因子值为依据,经GMPGIS分析得出北细辛全球范围内的生态适宜产区和潜在种植区。结果:北细辛在世界范围内的生态适宜产区为美国、加拿大、俄罗斯、中国、日本、朝鲜等国家;北细辛在中国的主要适宜产区为黑龙江、吉林、辽宁、陕西、甘肃、湖北、云南等省区。本文同时从品质生态学角度归纳阐述了气候及土壤等因素对北细辛品质的影响。结论:本文研究结果与近年来北细辛主产区及引种区发展相吻合,可为北细辛保护抚育、引种栽培及高品质药材的规范化种植提供科学依据。

基于3S技术调查陕西省宜川县野生中药资源及综合评价

目的:调查陕西省宜川县野生中药资源。方法:利用遥感技术(RS)、全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术,在第四次《全国中药资源普查技术规范》指导下,结合宜川县第三次中药资源普查成果及县域内目前植被分布状态,制定普查方案。通过样线样地调查,对县域内野生药用资源进行普查登记,采集标本、药材和种质资源;通过走访,对传统知识和市场情况进行调查;对普查结果归纳整理,填报国家采集系统数据库。结果:共完成39个样地调查,195个套方,涉及35科、158个物种,其中重点调查品种44个,一般调查品种74个,特色品种3个。结论:通过这次普查,明确了宜川县域野生中药资源分布情况,为中药材资源开发及医疗保障政策制定提供了科学依据。

花椒和竹叶花椒生态适宜性分析

探究花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)和竹叶花椒(Z.armatum DC.)适宜生长地区,科学选择栽培区域。收集花椒分布样点196个,竹叶花椒分布样点289个,采用《药用植物全球产地生态适宜性信息系统》(Geographic Information System for Global Medicinal Plants,GMPGIS)进行生态适宜性分析。结果显示,中国境内花椒生态适宜区包括云南、四川、湖北、陕西、湖南、贵州等28个省(区),竹叶花椒生态适宜区包括云南省、四川省、广西壮族自治区、湖南省、湖北省、贵州省等21个省(区)。全球范围内花椒生态适宜区包括55个国家和地区,主要在亚洲、欧洲、北美洲,竹叶花椒生态适宜区包括42个国家和地区,主要在亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和大洋洲,均以中国和美国面积最大,占全球适宜区总面积的70%以上。花椒、竹叶花椒分布上有明显差异,花椒的适宜区域较竹叶花椒广泛,且在分布上有一定的重叠区域。

胖大海全球产地适宜性分析

目的:本研究分析了胖大海全球产地适宜性,为其科学区划及种植提供依据。方法:以胖大海原产地、主产地及主要分布区的97个样点为分析基点,选取气温、相对湿度、日照强度、年降水量、土壤等关键生态因子值,采用药用植物全球产地适宜性区划信息系统(GMPGIS)对胖大海在全球的生态适宜区域进行分析。结果:胖大海最大生态相似度区域主要分布在热带地区,适宜区的分析结果覆盖了文献记载的全部胖大海分布区域;同时还发现了胖大海潜在生产适宜区。结论:本研究结果可为合理规划胖大海种植生产布局,开展引种栽培工作提供科学依据。

补骨脂全球适宜性区划研究

中药材的引种是扩大药材生产、满足市场需求的重要途径,但不科学的引种会削弱药材的道地性,导致药材质量下降,影响临床疗效。因此,对药用植物道地产区、野生分布区的气候条件和土壤条件的相似性进行分析十分重要。采用中国中医科学院中药研究所自主研发的"药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统"(GMPGIS),以本草文献记载的道地产区、野生分布区以及当前主产区126个样点的生态环境因子值为计算依据,经过生态相似性比对分析,获得补骨脂全球范围内的最佳生态适宜产区和潜在种植区,主要包括中国、美国、澳大利亚、墨西哥、印度等国家。其中,补骨脂在中国的生态适宜产区主要包括云南、四川、广西、湖南、湖北、重庆等省区。本研究为补骨脂的规模化种植、引种栽培和保护抚育提供了科学依据,合理的选地标准为高品质补骨脂的科学生产奠定了基础。

基于GIS规划模型的药材种植效益问题研究——以甘肃省定西市陇西县为例

为综合规划全县中药材种植的土地资源,尽可能地提高种植效益,从县农业局调研搜集了5个镇(福星镇、碧岩镇、首阳镇、宏伟镇、菜子镇)5种中药材(党参、黄芪、黄芩、柴胡、款冬花)的种植面积限额、种植成本、净收益和年均产量、可耕种药材地和可分配的成本等基础数据,建立了地理信息系统的线性规划模型,求解并得到基本可行的县级总体种植方案,并对规划模型和计算结果进行了科学评估。

应用MAPGIS建立药用植物资源管理系统

介绍了如何利用MAPGIS6.2对空间数据和非空间属性数据进行管理、查询、检索和分析,建立四川省药用植物资源管理系统,并简单讨论了该系统的应用。

肉豆蔻全球产地适宜性分析

目的:本研究主要对中药材肉豆蔻进行全球产地适宜性分析,为其生产布局提供科学依据。方法:采用药用植物全球产地生态适宜性信息系统(GMPGIS),以文献记载道地产区、野生分布区及主产区的121个肉豆蔻采样点气候因子值和土壤类型为依据,通过生态相似性分析获得肉豆蔻在全球范围内的最大生态相似度区域。结果:东南亚地区是肉豆蔻产地生态最适宜、面积最大的栽培地区,所占面积占全球最适栽培区的31.69%,巴西是肉豆蔻最适宜栽培面积最大的国家,占全球最适栽培区面积的24.45%。肉豆蔻在中国的最适栽培区主要分布于海南、台湾、云南、西藏自治区等省区。该预测结果与文献记载的全球栽培产区相吻合,验证了GMPGIS系统的准确性。结论:本研究为合理指导肉豆蔻全球范围内基地选址、引种扩种与生产合理布局提供可靠依据,对高品质肉豆蔻的科学生产提供技术支撑。

中药重楼全球产地生态适宜性分析

在野外调查和数据收集的基础上,结合药用植物全球产地生态适宜性分析系统(geographic information system for global medicinal plants,GMPGIS),对中药重楼全球产地生态适宜性区域进行分析和评价。以重楼药材基原物种云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis和七叶一枝花P.polyphylla var.chinensis道地产区、主产区与野生分布区的采样点为依据,选取最冷季平均气温、最热季平均气温、年平均气温、年均降水量、年均相对湿度、年均日照强度和土壤类型7个生态指标作为主要参考因子,经过生态相似性比对分析得出云南重楼与七叶一枝花在全球范围内的生态适宜性产区和潜在种植区。结果表明云南重楼和七叶一枝花的最大生态相似度区域相似,在全球范围内主要分布在中国、巴西、美国、赞比亚、刚果、缅甸、坦桑尼亚、墨西哥、安哥拉及玻利维亚等19个国家。其中,中国的最大生态适宜性产区主要包括云南、四川、广西、湖南、湖北、广东、贵州、江西、福建和安徽等16个省区。该研究表明GMPGIS可以较好地应用于中药材引种及生产区划,研究结果可为重楼药材的资源保护和可持续利用提供参考依据。

基于GMPGIS的黄芩全球生态适宜产区分析研究

利用GMPGIS系统对黄芩的全球生态适宜性进行分析,以期为黄芩的资源分布及科学引种提供科学依据。在全球范围内共选取349个黄芩Scutellaria baicalensis分布样点,以年平均温度、最冷季均温、最暖季均温、年平均降水量、年平均相对湿度、年平均光照共6个生态因子以及不同土壤作为生态指标,利用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)对黄芩全球适宜生态产区进行分析。结果表明:黄芩适宜生态产区多位于北半球,以美国、中国、俄罗斯为主要分布区域,分别占全球适宜产区总面积的19.25%、18.66%、13.15%。在国内,内蒙古自治区、黑龙江省、云南省黄芩适宜生态产区面积最广,分别占全国总面积的14.28%、8.72%、6.18%。比照黄芩各分布样点生态因子,黄芩耐寒,但不耐高温,对于年均降水量适应范围小于年均空气湿度,适生土壤以始成土、淋溶土、冲积土为主,高温多雨气候或土壤容重过高不利于黄芩生长。运用GMPGIS系统能够获取黄芩最大生态相似度区域信息,可为黄芩的资源分布探查及合理引种提供可靠的数据支撑。

三七全球产地生态适宜性及品质生态学研究

采用《药用植物全球产地生态适宜性信息系统》(Geographic Information System for Global Medicinal Plants,GMPGIS),对中药材三七进行全球产地生态适宜性分析,以道地产区、野生分布区及当前主产区的326个三七采样点的生态因子为依据,通过生态相似性分析获得三七在全球范围内的最大生态相似度区域。结果表明中国三七最适宜产区所占区域超过全球最适栽培区面积的70%;美国、巴西、葡萄牙等国家亦有少量最适栽培区域。三七主产国中国的最适栽培区主要为云南、广西等省区,该研究结果与近年三七主产区及种植新区发展相吻合;本文总结了三七栽培及野生抚育等资源再生模式和发展现状,从品质生态学角度归纳阐述了产地、光、热、水、土壤等因素对三七品质的影响。本研究为指导三七全球范围内生产基地合理布局、引种繁育等提供依据,为高品质三七的科学规范化生产奠定基础。

艾草全球生态适宜区与生态特征研究

目的:研究药用植物艾草在全球范围的生态适宜区与生态特征。方法:根据248个艾草样本点信息和6个环境因子,利用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)结合最大信息熵模型(MaxEnt)软件对艾草进行全球适宜区划,并采用冗余分析法(RDA)分析艾叶的两类主要有效成分总挥发油、总黄酮含量以及艾叶出绒率与其主要环境因子之间的相关性。结果:全球范围内艾草的最适生存区为中国,较适生存区包括韩国、日本、朝鲜、缅甸、老挝、美国等国家;我国境内的湖北、河南、安徽、四川、湖南省为艾草最适生存区,河北、山东、广东、辽宁、浙江、福建等省为较适生存区,适宜扩大其栽培种植面积。RDA分析结果表明,在一定范围内,挥发油含量的积累分别与年均温度、年均降水量、最冷季均温、年均相对湿度呈正相关,总黄酮的含量与年均日照呈正相关,艾叶出绒率与最暖季均温、年均日照相关性大。结论:此研究结果为全球范围艾草的合理栽培规划、利用开发提供参考依据。