略论中药资源科学面临的现实与挑战

严铸云

中药资源是中医药产业健康发展的物质基础，也是国家的战略资源。随着世界经济和人类医疗保健事业的发展，中药资源在维持人类健康、生存与发展中将起着越来越大的作用。正如火如荼开展的全国第四次中药资源普查，将全面摸清家底，建立中药资源变化情况动态监测机制、中药资源中心，为从国家层面实时掌握资源变化情况奠定基础[1]。在这种形势下，中药资源科学也面临着严峻的挑战，有必要对其发展趋势、主要任务及挑战进行相关的论述，这对推动我国中药资源科学的实践与发展并进入新阶段都具有重要的理论意义及实际意义。

1 中药资源科学发展历史回顾

人类在漫长的生活实践和生产实践中，发现并累积了利用植物、动物和矿物等自然资源防病治病的知识，并逐渐形成本草学体系。中药资源学（Resource of Chinese Medicinal Materials）是研究中药资源种类组成、形成分布、蕴藏量和品质的时空变化规律，以及合理利用和科学管理的学科。它对规划和发展中药产业，保障临床用药及中药相关产品的原料，有效保护和利用中药资源，开发中药新品种、新产品，更好地为人类医疗保健事业服务，具有十分重要的意义[2]。

上世纪50年代开始，我国针对不同的时代需求开展了三次中药资源普查，以第三次全国中药资源普查的规模最大。普查结果统计表明，我国有中药资源12 807种，其中药用植物 383 科、2 309 属，11 146 种，占全部种类的 87%；药用动物 141 目、145 科、861 属，1 581 种和种下单位；药用矿物 12 类，80 种（原矿物）[4]。同时第一次普查结果出版了《中药志》，第二次出版了《全国中草药汇编》、《中药大辞典》和各省、地市州的中草药手册，第三次出版了《中国中药资源》、《中国中药资源志要》、《中国中药区划》、《中国常用中药材》、《中国药材资源地图集》和《中国民间单验方》系列中国中药资源丛书。此外，在“八五”、“九五”、“十五”期间开展的有关科研项目中也包括一些中药资源调查的内容，如常用中药材品种整理与质量研究工作，并出版了系列的研究专题著作。这些中药资源的实践工作和现代科技与资源科学的迅速的发展，为中药资源学科提供了重要的实践、理论和技术基础。同时，随着中药原料供求矛盾日益突出，环境保护、资源开发等社会发展需求增加，促使了中药资源学的产生和发展。

1987年，根据高等医药教育事业发展的需要，国家教育委员会批准试办中药(天然药物)资源专业，中药资源学是该专业的一门主干课。目前我国有23所高等院校开办了“中药资源与开发”本科，一批高校和研究院所培养了“中药资源”相关专业方向的硕士点、博士研究生。1993年中国医药科技出版社出版发行首部《中药资源学》[4]，随后出现了包括本科和研究生教育的多部中药资源学教材。围绕中药资源学学科建设和发展，段金廒[5]等探讨了中药资源学科的核心问题、学科体系及人才培养概况等。

2 中药资源科学的发展趋向

中药资源的应用和研究已有数千年的历史，但中药资源科学的发展正处于发展和完善中，在理论和实践上都有待充实和提高。随着人类活动范围由地表向地球各圈层(包括气圈、水圈、生物圈及岩石圈)扩展，中药资源在社会经济发展中的地位不断提升，中药资源学由研究中药资源自身向研究地球各圈层的相互关系发展。生物圈是地球各圈层中最活跃、最富生命力的圈层，和人类赖以生存的环境。当今世界进行的“全球变化”研究，就是以生物圈及地球各圈层间相互密切关联为出发点。从中药资源研究的发展历程看，过去多侧重于对中药资源本身(种类、分布、蕴藏量、应用现状)进行研究，同时也涉及到生态和人文因素的影响。随着中药资源科学向系统化、综合化、工程化发展，其研究内容已向中药资源的功能、形成发展规律及其对人类与环境影响的方向发展并不断深化。研究尺度上同时向宏观尺度与微观尺度即分子水平发展。综上，中药资源科学研究的总趋向是：中药资源在地球各圈层的物质组成、性质与能量循环及其对人类生存和环境的影响，同时更应关注与环境科学，尤其土壤学、资源经济学和分子生物学等的融合与交叉。这一总趋向表明未来中药资源学研究必须从中药资源与地球各圈层的关系这一宏观角度出发，以中药资源的内涵、功能及其与其他圈层的物质、能量交换为重要的研究内容，不断朝“全球变化”方向推进。

围绕“人类生存发展和改善自然环境”的总目标，中药资源学未来研究的方向有3 个：①物质的平衡与循环机制与调控，包括中药资源与土壤圈的养分元素循环，与水圈的水平衡与循环，与岩石圈的金属及微量元素循环，与大气圈的大量及痕量气体交换；其前沿是中药资源与地球各圈层间物质、能量流动控制与平衡调节。②中药资源的组成、性质与结构，包括中药资源种类、分布、蕴藏量和品质等的组成、性质与结构；其研究前沿是中药资源的药用品质及其与其他品质间的关系。③中药资源的经济学特征、特性和作用，包括目前和未来中药资源在国民经济和区域经济中的影响能力；其研究前沿是中药资源经济行为的计算方式和方法。相关内容可细分为以下几方面。

2.1 中药资源与环境效应作用

中药资源对土壤圈物质循环、生物转化、水循环等环境效应的影响，重点是地球物质循环与植物个体、群体的生理生态功能间的相互联系及分子机制问题，将是本领域的前沿课题之一。

2.2 中药资源与人类生存条件、自然环境

中药资源的动态变化及其生产和环境承载力评价，中药资源与自然环境间的相关研究，包括营养元素的空间调控，重金属元素在土壤圈中的空间分布、迁移、转化及其生存效应，污染物质变化对生存环境的影响及其调控，中药资源在生态系统中的功能及优化模式。

2.3 中药资源及“全球变化”

自然与人为条件下中药资源系统内不同资源类型的历史，现代中药资源形成、发展和利用过程及资源基本特性变化的预测及资源品质的变化规律；中药资源组成、分布、变化对温室效应的影响等。

2.4 中药资源物质的组成与性质

中药资源的物种类型、组成，植物微生态结构与其生理生态特性，根际主要微生物的生理生态特性和植物与环境的信息交流，药用植物对土壤中有害物质的化学行为影响等。

2.5 中药资源化学

中药资源性化学成分的性质、分布、积累与消长规律，以及实现资源的合理生产与科学利用的综合性技术[6]。

2.6 中药资源的经济核算

中药资源在国民经济中的计算方式和方法，中药资源在资源产品（成药、饮片、提取物、兽药、化妆品……）价格核算中的计算方式和方法，确定国家和区域层次经济可持续发展的边界。

3 中药资源学面临的重要任务

中药资源监测体系不健全，资源家底不清，无序和过度利用严重，已经成为制约中医药事业发展的瓶颈[1]。目前中国中成药、保健品、中药提取物、中药饮片等每年消耗药材达70万吨，中药资源的透支严重[7]。因此，保持与有效利用中药资源，是一个长期的战略任务。我国中药资源在利用中存在的问题是：①濒危珍稀品种增加，我国动、植物药材蕴藏量每年以30%的速度递减，一些急需的重要药材缺口达 80 %以上[8]。以利用野生动植物为主的300~400味常用中药中，有100多种出现资源量急剧下降[9]。现代医药业、美容及保健等行业对天然药物的需求剧增，而中药资源产量的有限性，进一步加剧了中药资源供需之间的矛盾[10]。②中药资源利用率低，不合理的采收时间、采收和加工方式，降低了资源的再生能力，导致药材和饮片质量不稳定，破坏与浪费了资源。此外，植物提取物的企业并不会直接生产药品，其经营的浓缩原料基本销售到国外，引起了重要资源的浪费和流失[11]。③环境污染形势严峻，我国经济迅猛发展的同时，水源、大气和土壤等污染严重[12]，随环境污染的加剧也减弱了中药资源的再生能力，同时药材中的重金属和农药残留污染形势严峻。④生存环境被侵占，我国人口与土地资源利用的矛盾尤为突出，每年沙化面积达133.3万hm2，草原退化面积占草原地区的1/4[13]；退耕地造林720万hm2，宜林荒山造林793.3万hm2。据国土资源部统计，“十五”期间全国建设用地共219万hm2。因此，从我国国情出发，合理利用资源，努力解决中药资源与粮食生产、中药资源与林业效益、中药资源与城市化建设和其他基础建设的矛盾是目前中药资源科学的研究重点。保护中药资源，协调好各种效益及改善生态与环境三者是密不可分。因此，我国中药资源学面临的重大任务就是“加强中药资源的保护、将资源纳入国民经济预算体系、协调各部门间效益及合理开发利用”。

高额的资源产量、合理的环境保护和生物多样性三者是中药资源持续发展的基石，在获得中药资源高产的同时，必须保护环境与促进生产协调发展；实际上持续中药农业应包括土地利用的连续性，环境质量的保持与提高，经济价值的增加，生产力的稳定增长，土地质量提高，抗风险的缓冲能力增强等方面。在我国人均资源严重不足的情况下，中药资源生产必须走高效持续生态产业的道路。在有限资源条件下，发挥其生产潜力，注重生态系统、物质循环与各类资源的平衡和协调，增加产出，并应用高新技术(如生物工程、信息技术)，实现既保持其稳定增长，又改善和优化生态与环境。

4 中药资源科学的主要任务和应重视的问题

4.1 中药资源基础理论研究

中药资源基础理论研究是未来中药资源学发展的动力，是解决资源供需矛盾和发展中医药事业的关键。中药资源基础理论研究主要包括：中药资源发生、物质循环、生态功能、中药资源分子生态组成及多样性、资源潜力、植物化学、植物营养、植物微生态、根际环境、中药资源性质与植被演替的互动关系与调控、污染机理、中药资源信息与遥感等方面。从国际上看，这些研究虽然发展不甚平衡，但均有明显进展，并朝着“人类与环境”和谐发展的总目标不断推进，同时在新技术、新方法的运用及理论与实践的结合上有新的发展。因此，必须围绕“中药资源在地球各圈层中物质的组成、性能与能量循环和对人类生存与环境的影响”的总目标，大力开展中药资源学基础理论研究，推动中药资源科学的发展。

4.2 资源综合保育与防治药材品质退化的研究

深入开展我国生态脆弱地区(包括北方干旱半干旱区、南方丘陵区、西南山地区、青藏高原区及沙漠干旱区)中药资源的综合保育与开发，做好试验示范工作。系统地研究上述地区的发展战略及中药资源承载力，以充分发挥其生态与经济效益，对国民经济发展起推动作用，尤其对21 世纪我国经济的可持续发展有更重要意义。

中药资源集约化生产和利用研究，对发展与加强持续中医药产业具有深远意义。首先应强调利用上的“节制”与“节约”，既要对现有中药资源进行平衡、协调与充分利用，使其发挥最高生产力与最大的利用效率；其次是深入开展中药资源投入与产出关系的研究，包括中药农业中适投高产和低投高产(即用少量化肥、农药、杀虫剂，使农田产出尽可能多的药材产品)等；第三，注意增强资源再生能力，推广资源培育新技术，尤其注重农业生物技术的应用，改善并优化生态与环境的关系，充分发挥药用植物的生理、生化及生态功能，提高净光合速率与产量，这也是保证中医药产业可持续发展最重要的条件之一。

开展药材品质退化及其防治研究主要包括药材质量退化的类型及其与人类活动的影响，不同药材品质退化类型(性状改变、抗性降低、产量降低、质量降低、疗效降低等) 的形成机制及防治途径。

4.3 中药资源演变规律与调节的研究

开展中药资源的类型（包括种类、组成、分布）、药用植物环境（包括气候、土壤理化性质、根际环境、植物微生态）、药材品质（包括性状、抗性、产量、质量、疗效等）及资源化学演变规律的研究，提出我国主要药材生产区中药资源演变规律及存在问题，并提出在高强度利用条件下中药资源的演变趋势。开展施肥技术与提高肥效的研究，主要包括各种配方施肥、节肥技术和提高肥料有效性等；开展土壤根际微域环境养分元素的生物有效性及其调节的研究；开展土壤中水、肥、气、热各因素与营养元素平衡、协调及其与药用植物生长、产量和品质关系的研究等，为深入认识和开展中药资源保育提供理论基础。

4.4 药用植物生长规律的研究

研究自然与人为条件下不同药用植物生长环境中，历史和现代土壤圈和大气圈物质的空间分布和理化、生物等基本特性及其变化和预测。着重研究土壤化学(包括营养元素、化学性质、根际环境)、物理(包括土壤水分、土壤结构等)、生物及生化环境(包括有机物、微生物等)对药用植物生长、产物积累和药材品质的影响，结合植物生理生态学、分子生物学理论与技术，探索土壤——植物(个体、群体)——大气连续系统的不同尺度响应机制。为中药集约化生产的适宜区选择提供理论基础。

4.5 中药资源生态与环境保护研究

建立系统可持续的中药资源生态系统研究网络。着重研究中药资源生态系统的地位、功能及优化模式。开展污染物在土壤中的迁移、转化及调控途径研究，主要研究重金属复合污染和有机污染物的土壤化学行为；重金属和农药污染物在根际环境中的形态转化和归宿等。

中药资源信息系统与遥感技术的研究，重点建立数字化数据库，开展中药资源信息系统结构及功能的研究；区域中药资源数据库及有关学科分支专业数据库的建立；信息系统及遥感技术在中药资源评价，合理利用及其演变趋势预测等方面的应用。

4.6 中药资源价值量核算

中药资源核算包括实物量、价值量、质量核算三个方面，是可持续发展所必需的，可帮助我们实事求是地制定计划，做出决策，加强自然资源的管理，对经济社会发展具有导向和监测作用。着重研究中药资源的价值量核算体系，如何运用核算所提供的报警信息，使之在宏观调控和微观经济行为中起作用，这是今后研究工作中不可忽视的一个问题。

5 中药资源科学面临的挑战

5.1 提高中药资源生产力

人类回归自然思潮的兴起和人们对合成药副作用的畏惧，使得天然药物的需求急剧增加，同时继续对中药生产提出更高的需求。如何满足人类对天然药物日益增长的需求和保持中医药事业的持续发展，进一步提高中药材生产力是中药资源科学面临的第一挑战。近年来广泛的生物学研究表明土壤生物因素是提高药用植物生产力的关键因素，有效协调利用这些生物因素却是一个需要多学科共同深入研究的问题。

土壤、微生物和植物的相互作用决定了根际微环境和植物内环境。植物从土壤中吸收水分、养分和激素等物质直接受根际环境的影响，进而影响植物的初级生产（光合作用）和次生代谢。微生物对通过根际沉积而释放的有机物质的利用和二级生产也受根际微域环境的影响。药用植物生化互作化合物的增产或增产作用，根际微生物、内生菌与植物共存对药用植物的影响可能是有益的、中性或有害的，主要是取决于土壤的条件和植物的遗传特性，但其生理生化、分子机制仍需深入研究。

5.2 防止中药资源退化与退化中药资源的更新和恢复

生物物种的灭绝本是生物进化过程中优胜劣汰的结果，只是目前变得愈来愈严重。据测算，每24小时就有150~200种生物物种灭绝。中药品种正以前所未有的速度消失，一个物种的消失会导致15～30个物种的危机，近期如不紧急抢救保护，该状态持续下去势必危及整个中医药事业的持续发展[8]。生物物种灭绝的原因主要有：自身生物学特性的影响、不适应环境的结果、人类活动的影响、环境变化的影响、环境的污染、生境的丧失退化与破碎、过度开发利用、盲目引种等。其中，人类活动的影响是中药资源退化的主要原因。

人类活动引起土壤侵蚀、荒漠化、沙漠化、盐化、碱化和沼泽化、土壤酸化、有机质和养分损失、土壤物理性状恶化和土壤化学污染等中药资源环境的退化或丧失，将引起中药资源退化。但对中药资源退化过程目前还缺乏足够的了解，特别是对中药资源退化速率的定量监测，以及如何评价环境退化对当前和将来中药资源生产的影响远没有令人满意的结果。中药资源的减少和濒危使得退化中药资源的更新或恢复问题越来越突出。中药资源科学应重视退化中药资源的更新及恢复技术的研究，为使退化中药资源重新获得生产和使用而努力。

5.3 中药资源与区域性及全球性问题

中药资源系统是陆地生态系统的组成部分，它直接参与了陆地生态系统与土壤圈、大气圈、水圈之间的物质交流。中药资源科学既是一门药学科学，也是一门地球科学。许多日益严重的区域及全球性的生态环境问题都与中药资源利用紧密相关联，例如温室效应、臭氧层耗损、酸沉降物、核放射性物质沉降、土壤中NO3-N等富营养化、水资源保护与开发等生态环境问题，都会直接或间接影响到中药资源系统；而中药资源的不合理利用也势必影响到区域性及全球性问题。

实际上现在更多的有关环境、资源的重大问题都与中药资源有着紧密的关系。中药资源科学作为生命科学重要和相对独立的成员之一，在不断自身发展同时并紧密同地球科学，尤其土壤学和生态学等学科的交叉与融合，必将在21世纪保护人类生态环境与重建、地球自然资源及经济、农业、医疗等可持续发展中，发挥越来越明显的重要作用。

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