罗汉果全球产地生态适宜性分析

为罗汉果的科学引种和合理规划生产布局提供参考,采用药用植物全球产地生态适宜性信息系统(GMPGIS),对罗汉果生态因子及适宜产地进行分析;并采用最大信息熵模型MaxEnt与GMPGIS分析方法进行比较,利用余弦相似性与Kappa方法进行验证分析。结果表明:罗汉果的主产地在中国,巴西和刚果(民主共和国)为潜在分布最大的2个国家,印尼、哥伦比亚、秘鲁、美国、玻利维亚、泰国和缅甸在罗汉果引种栽培方面具有较大发展潜力。我国罗汉果主要生长在以广西为主体的周边各沿海省,并有逐渐向北方生长的趋势,其温度与原产地桂林相比缓步上升。主产地为广西,广东、江西、湖南为潜在分布较为广泛的区域,福建、云南、四川、贵州、浙江、重庆、海南、湖北和台湾也有少量分布。在最大相似度区域划分的210个地区中,其平均余弦相似性均在99.9%以上。

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。

天麻全国产地适宜性区划及其种植技术

目的:通过天麻全国产地适宜性区划研究,为天麻种植地科学选址、合理种植提供依据。方法:应用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS),以183个天麻采样点主要气候因子数值范围和主要土壤类型为依据,预测天麻最大生态相似度的分布及其种植面积,同时结合天麻的生物学特征,阐述优质天麻药材生产过程中麻种及共生菌筛选、优良品种选育、田间管理、采收期及加工方式等关键问题。结果:除云南、四川、贵州、陕西等种植区域外,湖北、吉林、辽宁、湖南、山东等地也具有较大的适宜栽培区域。结论:研究结果可为天麻的产业布局、种植基地建设、人工栽培技术优化等提供参考。

半夏全球生态适宜性分析与品质生态学研究

目的:通过分析全球范围内半夏生态适宜产区,对半夏合理生产布局开展科学规划。方法:采用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS),以半夏道地产区、野生分布区的标本采样点气候因子值和土壤类型为依据,通过生态相似性原理,分析得出半夏全球内最大生态相似度区域。结果:半夏为广布种,在全球范围内适宜生长的面积占全球陆地面积的13.84%,适宜生长地区主要包含北美洲中部、亚洲东部及欧洲中南部。生态适宜区的国家主要包括美国、中国、加拿大、巴西等;中国适宜半夏生长的省份包括云南、四川、广西、陕西、湖南、湖北、河北、贵州等。研究结果基本包含了目前半夏栽培产区及道地产地。结论:研究结果可为半夏全球范围种质资源保护、引种栽培及高品质半夏药材生产提供参考。

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。

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。

道地药材品质生态学研究进展

品质生态学是近年来道地药材研究的新兴学科。化学品质、性状品质、遗传品质与生态品质是药材道地性的重要评价指标。本文总结和归纳了近年来基于品质生态策略的道地药材研究。从道地药材集成创新研究技术体系的化学与性状品质特征,条形码及本草基因组学技术的道地药材遗传品质特征,GIS技术为核心的道地药材生态适宜及生态品质特征的三个纬度阐述。并提出以本草基因组学为代表的"组学"技术、基因组辅助分子育种及新品种选育是未来的研究方向,数字技术及人工智能技术是实现道地药材跨越式发展的重点。为道地药材研究提供新视角。该研究策略对诠释道地药材优良品质生物学成因,评价道地性,道地药材种质创新及资源可持续利用具有深远科学意义。

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。

青牛胆的产地生态适宜性分析

目的明确青牛胆的产地生态适宜性,为合理选择种植区提供依据。方法以青牛胆道地产区及主要分布区的410个分布数据为基点,选取海拔、气候、土壤等9个指标作为主要生态因子,应用《药用植物全球产地生态适宜性信息系统》提取青牛胆全球分布的生态因子值,分析在中国及全球的青牛胆产地生态适宜性。结果青牛胆主要分布在海拔1400 m以下,受年均日照和年均相对湿度的影响较大。在中国,青牛胆的主要适宜区为云南、四川、广西等省区;在全球,青牛胆的生态适宜区域分布于中国、美国、法国等66个国家和地区,其中,越南、缅甸等17个"一带一路"沿线国家亦有分布。结论对青牛胆的生态适宜分析可为青牛胆合理选择种植区提供依据。

麦冬全球产地生态适宜性的分析

目的 明确麦冬全球产地的生态适宜性,为合理选择种植区提供科学依据。方法 以麦冬道地产区及主要分布区的570个分布数据为基点,选取海拔、气候、土壤等9个指标作为主要生态因子,应用《药用植物全球产地生态适宜性信息系统》提取麦冬全球分布的生态因子值,分析在全球和中国的麦冬产地生态适宜性。结果 麦冬主要分布在海拔2000 m以下,受年均日照和年均相对湿度的影响较大。在全球范围内,麦冬的生态适宜区域总面积约9.310×10~6 km~2,分布于中国、日本、澳大利亚、新西兰、美国、韩国、巴西等73个国家和地区,在中国,麦冬的生态适宜区域总面积约为3.218×10~6 km~2,主要适宜区为云南、四川、广西、浙江等省区。结论 对麦冬的生态适宜分析结果可为麦冬合理选择种植区提供依据。

珠芽蓼全球产地生态适宜性的分析

珠芽蓼的野生资源日渐稀少。为明确其全球产地生态适宜性,以珠芽蓼道地产区及主要分布区的139个分布数据为基点,选取海拔气候、土壤9个指标作为主要生态因子,应用《药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统》(GMPGIS),提取珠芽蓼全球分布的生态因子值,分析在全球和中国珠芽蓼的产地生态适宜性。珠芽蓼主要分布在海拔1000~4700 m的高山草原湿润地区。在全球范围内,珠芽蓼的生态适宜区域总面积约为5.0107×10^(7)km^(2),分布于俄罗斯、加拿大、美国、中国等94个国家和地区;在中国范围内,珠芽蓼的生态适宜区域总面积约为2.8392×10^(6)km^(2),主要适宜区为西藏、四川、内蒙古、新疆、甘肃等省区。珠芽蓼的生态适宜分析结果可为其合理选择种植区提供科学依据。

中国药材生产布局的数值分析

中国药材合理区划与布局是中药产业高质量发展的源头和重要组成部分。本研究以“三向地带性”理论为基础,运用“药用植物全球产地生态适宜性信息系统”,对中药资源开展基于生态特征的分布区划,并使用泰森多边形分析中药资源分布与市场及企业分布的空间匹配度。结果表明,中国药材划分为四大区:北方药材区(Ⅰ)、南方药材区(Ⅱ)、青藏药材区(Ⅲ)和西北药材区(Ⅳ),面积大小排名为:Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ。但四大药材区资源分布、生产市场及药材流通呈现空间匹配度不均匀,亟待优化。厘定了四大药材区19个代表水热条件的生态因子值。该研究首次提出中国药材四大区划分的标准,并提出生产布局建议,旨在为优质中药材科学规范化生产和布局提供依据。

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。

白芷无公害规范化种植技术

目的:为了解决白芷生产过程中盲目引种、生产无序等导致的药材品质不达标、农残超标等问题,对白芷无公害规范化种植技术进行探讨。方法:利用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)Ⅱ对白芷栽培选地进行科学预测,得出潜在的白芷和川白芷各自生态适宜区。同时,根据白芷种质资源现状、产区考察、文献研究,建立一套无公害白芷规范化种植技术体系。结果:白芷引种栽培以黑龙江、河北、内蒙古、山西、河南一带为宜;川白芷引种栽培以湖南、江西、四川、浙江、贵州一带为宜。建立了一套从选地整地、播种、间苗定苗、施肥、田间管理、病虫害防治、采收储存、良种繁育的完整无公害白芷规范化种植体系。结论:白芷无公害规范化种植技术体系的建立为白芷无公害精细栽培奠定基础,也为现阶段中药材种植产业精细、集约、高产、高品质的种植发展方向提供参考。