全国中药资源普查的信息化工作

黄璐琦+张小波

[摘要]为促进中药资源保护、开发和合理利用，国家中医药管理局正在组织实施第四次全国中药资源普查。信息化是第四次普查工作的核心内容、也是超越前3次普查的主要创新点之一，信息化的广泛应用不但提高了普查工作效率，同时也拓展了中药资源研究新的发展方向。为充分发挥信息化工作在普查中引领创新的先导作用，普查办公室组织相关研究人员，对试点工作期间信息化相关工作进行梳理、撰写了系列文章，形成了全国中药资源的信息化工作专刊。从普查工作总体进展、核心指标收集汇总、数据库软件系统研发、大数据支撑国家规划实施和单品种研究5个方面，展示了普查中信息化工作的阶段性成果。试点期间设计应用现代技术方法获取和汇总普查数据，基于数据信息服务中药资源相关组织管理和科学研究等的示范应用，为中医药事业健康持续发展注入了新的驱动力。

[关键词]中药资源普查； 信息化

[Abstract]In order to promote the protection， development and rational utilization on traditional Chinese medicine resources （TCM resoueces）， the State Administration of Traditional Chinese Medicine is organizing and implementing the fourth national survey on TCM resources Informatization is the core for this survey and is also one of the main innovative points which transcend the previous three surveys The extensive application on informatization technology has not only improved the work efficiency of the survey， but also expanded the new development directions of TCM resources research In order to give full play to the leading role of informatization on leading the innovation in the survey， the survey office organized relevant researchers to sort out the relevant information during the pilot work and wrote a series of articles to form a special issue of informationization work on TCM resources It demonstrated the staged achievements of informatization in the survey from 5 aspects which are including the overall progress of the survey， the collection and compilation of the core indicators， the development of the database software systems， the national planning and implementation supported by big data and the study of single species During the pilot phase， the survey data was collected and gathered by using the modern technology， the demonstration applications was developed based on the data information which is serving the relevant organizational administration and scientific research on TCM resources， which injected a new impetus to the healthy and sustainable development of traditional Chinese medicine

[Key words]national Chinese medicine resource census； informatization

“十三五”時期是全面建成小康社会的决胜阶段，是信息通信技术变革实现新突破的发轫阶段，信息化代表新的生产力和新的发展方向，已经成为引领创新和驱动转型的先导力量[1]。中医药信息化是实现中医药振兴发展的重要引擎和技术支撑，也是体现中医药发展水平的重要标志[2]。为全面提升中药资源信息化水平，以信息化驱动中药资源相关工作的开展。在全国中药资源普查技术设计中，充分利用信息化相关技术方法的优势，设计并应用于中药资源普查工作的各个环节。本文就现阶段全国中药资源普查信息化有关情况进行梳理介绍。

1全国中药资源普查工作总体情况

从2011年开始，国家中医药管理局陆续在全国31个省（区、市）组织开展了中药资源普查工作。截止到2017年10月，已在全国31个省（区、市）1 300多个县级行政区划单元开展了中药资源普查工作，在各单位的共同努力下普查工作取得了阶段性成果，并形成了大量与中药资源相关的数据信息。通过“全国中药资源普查信息管理系统”初步统计汇总[3]：中药资源调查数据信息200余万条，照片500余万张，腊叶标本等实物20余万份；各地参与中药资源普查的相关工作者23万余人，累计发现新物种40余种。初步形成了包括1个中心平台、28个省级中药原料质量监测技术服务中心、66个县级监测站的中药资源动态监测信息和技术服务体系；重点开展190种中药材价格、流通量和种植面积等6大类的信息服务，中药材质量、田间管理等10大类的技术服务。在20个省（区、市）布局建设了28个中药材种子种苗繁育基地，对近160种中药材的种子种苗进行繁育生产；并在海南及四川建立了2个中药材种质资源库，保存中药资源普查工作中收集的种质资源实物12万多份。endprint

2普查核心数据收集

21在中药资源种类统计中的应用

根据第三次全国中药资源普查结果，我国可药用资源有12 807种[4]。在本次全国中药资源普查中，为相对准确地掌握各区域的中药资源种类，基于大量普查数据和实物信息，借助计算机、数据库软件、图像识别等现代技术方法，辅助进行中药资源种类统计汇总，提高中药资源种类统计汇总工作的效率和准确性。主要按照“三有一对应”的原则统计中药资源种类[5]，即按照数据库系统中有中药资源名称和照片、标本馆中有标本实物，中药资源名称与照片和实物一一对应。

22在中药资源分布中的应用设计

详细具体的位置信息，可为区域间资源禀赋差异和相似性、生物特性和空间分布规律等方面的研究，提供数据支撑。在空间信息技术的支持下，基于位置信息，可对海量普查数据进行空间化汇总管理、融合应用，有助于从空间水平上深入挖掘中药资源的科学规律、揭示其科学内涵。全国中药资源普查中主要设计应用GPS、轨迹仪、数码相机、手机、PDA等现代技术方法获取位置信息（经度、纬度、海拔，行政区划名称等）[6]。根据试点工作经验，普查队借助现代技术方法可有效得收集中药资源位置信息。基于位置信息，借助GIS和RS等相关软件和数据库系统，可汇总中药资源普查工作任务分布情况，进行药用资源物种多样性研究、中药资源区划研究、分布格局和规律研究、中药材面积估算和监测、与其他行业的基础数据进行共享应用等。如张小波等[78]在大量位置信息与青蒿素和青蒿酸含量数据的基础上，综合应用经典统计和空间统计方法，对中国各地黄花蒿中青蒿素和青蒿酸含量空间分布特征进行研究、分析其空间分布规律。

23在中药资源数量统计中的应用设计

通过样地调查获取野生资源的蕴藏量，是此次全国中药资源普查区别以往工作的主要内容之一。根据《全国中药资源普查技术规范》，全国范围需要普查队员在工作中，对349种中药材的蕴藏量进行估算[9]。此项工作的顺利实施，需要借助行政区划、植被、地形、土地利用等大量的调查数据或基础数据。为辅助普查队员准确选择野外调查重点区域、位置和面积，提高重点调查中药材蕴藏量估算能力，以1∶100万植被类型数据为主，辅助以高程、坡向、土地利用、TM遥感影像数据，设计了基于空间信息技术的重点调查区域分层抽样设计方法[10]。基于分层抽样方法，普查队通过一次抽样调查同时获取多种野生药用植物资源的分布面积和个体数量等数据信息。

3普查相关数据库软件系统建设

31中药资源调查相关软件系统

各县级普查队调查获取的数据信息，是此次全国中药资源普查的核心成果形式，为有效汇总中药资源普查数据信息，采用Oracle数据库，C/S和B/S架构，J2EE和数据连接池技术、空间信息技术、GeoServer、OpenLayers等技术方法，设计研发了包括：中药资源普查工作管理、数据填报汇总、数据质量核查和展示等方面的全国中药资源普查信息管理系统。其中：①为辅助进行各级中药资源普查机构、人员和实施方案的汇总管理，研发了中药资源普查工作管理系统[11]，提高中药资源普查工作的信息化和规范化水平，保持其延续性。②为汇总普查队的调查数据，研发了中药资源普查数据填报系统（PC端）[12]，包括本地数据配置、数据填报、数据校验、数据上报、PDA数据导入导出、APP数据导入、轨迹仪数据导入等7个方面的数据收集汇总功能。可服务普查队进行一般调查、重点调查、市场调查、传统知识调查，腊叶标本、药材样品、种质资源等实物信息7个方面312项指标的填报。③为辅助开展一般调查，融合GPS定位、语言识别等技术方法，开发了基于手机端的一般调查数据采集系统[13]，实现了中药资源种类、位置、图片、时间和标本5方面15个核心指标的快速采集。④为辅助开展重点调查，开发了基于PDA的重点调查数据采集系统[14]，实现了物种、位置、数量、重量等蕴藏量估算所需核心指标的快速采集。⑤为从国家、省级和县级3个层面辅助进行数据核查，开发了中药资源普查数据核查系统[15]。采取人工手动核查和软件自动核查2种方式对普查实施方案、重点调查信息、一般调查信息和标本信息等9方面20类175个指标进行数据有无和优劣的核查。⑥为实现中药资源普查数据的共享应用，正在研发全国中药资源普查成果展示系统[16]。拟通过表格、统计图、地图3种形式，从中药资源、时间、空间3个维度，在国家、省、县3个层级，对中药资源种类、分布等内容进行查询统计和展示。

全国中药资源普查信息管理系统，为全国中药资源普查搭建了信息化工作平台，提高了中药资源普查的效率，保障了数据的完整性、一致性、准确性和可用性，有利于中药资源普查数据的长久保存、成果转化和共享服务。

32中药资源监测相关软件系统

中药资源是中药产业发展的物质基础，中药原料价格波动变化，直接影响临床所用中药饮片、中成药的价格，原料价格上涨将导致中成药价格不稳定，甚至出现成本与最高零售限价倒挂等问题。中药原料资源不足或者禁用，能導致部分药品被迫停产。《中华人民共和国中医药法》明确了“对药用野生动植物资源实行动态监测和定期普查”[17]，随着全国中药资源普查工作的深入推进，中药资源动态监测逐渐成为区域中药资源保护和利用工作的重要内容之一。为实现行业内中药资源的产量、质量和价格等方面的信息共享，服务中药材生产，开发了中药资源动态监测系统[18]。通过市场、产地、药企、医院和药店等收集与中药材、饮片和中成药相关7大类98个指标的数据信息，提升中药材产业发展的信息化程度。

为保障基本药物的供应保障，国家卫生和计化生育委员会开展包括中成药在内的国家基本药物保障监测工作。为保障中药生产过程中原料供应，国家食品药品监督管理总局在新药注册过程中，拟开展中药资源评估[19]。为充分利用中药资源相关数据信息，围绕《国家基本药物目录》（2012年版）中的203种中成药，通过整合中药资源普查数据库、中药资源动态监测数据库、中成药国家基本药物数据库，正在研发中成药国家基本药物保障监测分析系统[20]，辅助开展中成药企业在产率、主要厂家产量、主要原料产量供应、中成药原料成本占比等7个指标的分析和监测，为政府科学决策提供支撑。endprint

4信息化在区域发展工作中的应用

41在全国范围相关工作中的应用

411在资源配置中的应用根据《中药材保护和发展规划（2015—2020）》[21]关于开展第四次全国中药资源普查的工作任务；在今后一段时间内，还将陆续实施中药资源普查工作。由于区域间的资源禀赋差异，如何充分利用中药资源普查及相关数据信息，有针对性地提出区域中药资源相关工作或发展规划意见和建议，对合理制定中药资源政策、实现区域资源环境的协调发展具有重要意义。张小波等[22]对全国各试点县中药资源种类丰富度进行分析，结果显示：长江以北、西北和西藏的大部分地区，中药资源种类丰富度较低；长江以南的大部分地区中药资源种类丰富度较高。对全国各县域面积的大小进行分析，结果显示：各地县域面积也存在较大的差异。由于县域之间国土面积和中药资源种类的丰富度存在较大差异，各地中药资源普查和监测相关工作中在人员队伍、经费保障等方面所需的投入存也应有区别，西部、南部省份相对应该给予更多的支持。

412在中药材产业扶贫工作中的应用全面建成小康社会，消除贫困、改善民生，提高贫困地区社会经济发展水平，是现阶段各级政府和科技工作者的前沿课题。为服务《中药材产业扶贫行动计划（2017—2020年）》[23]的实施，因地制宜地指导和规划中药材生产实践，促进中药材产业扶贫相关工作向最佳生产区域集中。黄璐琦等[24]基于贫困地区的相关数据资料，对具有优先开展中药材产业扶贫条件的区域进行分析研究。结果显示：国家级贫困县和集中连片贫困地区涉及县中至少有10%以上的贫困县，已经有很好的中药材产业基础，是中药材产业扶贫的重点优先区域；有53%的贫困县，具有一定的发展中药材产业扶贫条件，需要加强相关工作拓展中药材产业扶贫的基础和能力；有37%的贫困县发展中药材产业扶贫的基础条件较弱。

413在生物多样性保护工作中的应用植物特有种是分布范围局限于特定地理区域的植物物种，因其分布范围的局限性，易受到环境变化与栖息地丧失等方面的威胁，在生物多样性保护中占有重要地位。由于植物特有种分布区的局限性，也赋予其区域独有的特性。药用植物特有种引种驯化和人工栽培的区域特征更加突出，是各区域发展区域生物经济的特色潜在资源。做好药用植物特有种的保护、开发和合理利用，对中医药和民族药可持续发展具有重要的现实意义。李海涛等[25]在各大植物数据库、物种名录和文献记录的基础上，系统总结了有记载的中国特有种（维管植物）。结果表明，中国药用植物特有种为3 150种，分属于153科的785属。在空间分布上，特有种最丰富的是西南地区，其次是华中地区和西北地区，这些区域是综合开发和利用的重点区域，也是药用植物特有种保护的重点区域。

42在省域范围相关工作中的应用

在全国中药资源普查结束后，将汇总大量中药资源种类和分布等方面的数据信息，区域之间中药资源丰富度是客观反映中药资源禀赋的有效指标。为明确吉林省中药资源种类空间分布特征，张小波等[26]基于吉林省各县中药资源种类，分析区域间中药资源丰富程度的空间差异特性。结果显示：中药资源种类丰富度较高的地区，分布在东部和东南部，区域内植被类型以阔叶林为主。建议与中药资源监测、生物多样性监测相关的重点区域划分和监测站点应该布局在该区域内，在开展与野生中药资源相关工作中应对阔叶林区重点关注。

中药资源种类和数量的空间差异分布，是中药产业发展过程在时间和空间上的表现形式，研究区域间中药资源分布特性，有助于揭示中药资源空间分布规律。中药资源普查以县为单位组织实施和汇总，由于我国各地县域面积大小存在较大差异，以县为统计单元进行区域间中药资源丰富度评估，会导致区域间丰富度统计结果的偏差。为明确重庆市中药资源空间分布特征，张小波等[27]基于现有调查数据信息，对比分析不同格网尺度条件下中药资源丰富度差异性，结果显示：选取30 km的格网，统计重庆市中药资源丰富度，可以较好反映区域间中药资源丰富度的客观实际情况，降低由于统计单元大小不同，引起的中药资源丰富度差异。建议在各省和区域范围内进行中药资源丰富度评估相关工作中充分考虑尺度效应。

43在县域范围相关工作中的应用

各级自然保护区建设是推进生态文明、建设美丽中国的重要载体，是保护生物多样性、筑牢生态安全屏障、确保各类自然生态系统安全稳定、改善生态环境质量的有效举措。各类保护区的设置、所保护物种的确定，需要有大量科学数据作为支撑，现有保护区中专门针对药用资源进行保护的较少。基于中药资源普查相关工作获取的数据信息，可為药用动植物相关保护区的建设提供参考依据。池秀莲等[28]基于澜沧县中药资源普查相关数据，分析了澜沧县受威胁药用植物维管束植物的多样性及其分布特征。结果发现：澜沧县境内共有受威胁药用维管束植物51种，隶属于29科41属；其中极危物种5种、濒危物种14种、易危物种32种；但仅有6种在糯扎渡自然保护区澜沧片区内，而多数濒危物种丰富的区域尚未得到有效保护；建议进一步完善现有保护体系，更好地保护和利用区域内药用植物资源。

5信息化在单品种研究中的应用

51在中药资源监测中的应用

由于部分中药材在人工种植过程中存在连作障碍，使得栽培过中药材的土地在短期内不能重复栽培同种药材。为能有效监测统计中药材种植，实现用地的可持续利用，需要借助大量的地面调查和卫星遥感数据信息进行汇总统计。为统计吉林省抚松县人参种植面积，史婷婷等[29]以资源三号（ZY3）卫星数据为数据源，探讨基于规则集的面向对象方法的人参种植区提取方法。结果表明，基于规则集的面向对象分类方法能够有效地提取出研究区内的人参种植地块，并基于2016，2017年不同时相的遥感图，对比分析区域间人参种植地的变化情况。

52在中药区划中的应用

与中药相关的各类区划工作，大多需要建立在充分的调查、大量详实的本底数据基础上，有丰富数据支撑的区划结果才能客观地反映出区域间中药资源的差异和规律性，一般分布区划、生长区划、品质区划和生产区划调查工作量、所需数量依次增加[30]。全国中药资源普查工作，为广大区划工作者提供大量的基础数据，在此基础上可以开展一系列的区划研究工作。如吴晓俊等[31]基于党参的位置和生态环境数据，进行了我国党参的分布区划研究；王哲等[32]基于穿龙薯蓣的位置和生态环境数据，进行了吉林省穿龙薯蓣的分布区划研究；罗瑶等[33]基于云南重楼的位置和生态环境数据，进行了四川省云南重楼的分布区划研究；董永波等[34]基于川西獐牙菜的位置和生态环境数据，进行了四川省川西獐牙菜的分布区划研究；巫明焱等[35]基于川牛膝的位置和生态环境数据，进行了川牛膝在中国的潜在分布区划研究。李英等[36]基于北柴胡有效成分含量和地形数据，进行了河北省北柴胡生态适宜性区划研究。肖井雷等[37]综合考虑五味子中五味子酯甲等4种成分含量高低，开展了东北地区五味子品质区划研究。赵文龙等[38]基于板蓝根药材（R，S）告依春含量与生态因子的关系模型，开展了全国范围的板蓝根品质区划研究。endprint

53在中药资源调查中的应用

随着现代技术方法的发展和普遍应用，各单位在技术方面的差异很容易缩小。相关科研工作所需的数据和实物材料往往是影响研究的主要因素。为了解各类资源本底、掌握规律，需要有大量的本底数据、调查数据或实物为基础。全国中药资源普查工作中获取的数据和实物信息，可为中药资源保护、开发和合理利用相关工作的深入开展提供实物和数据服务。如，林丽等[39]基于对黑河流域黑果枸杞的调查数据，基本掌握了黑果枸杞的种类、分布范围及蕴藏量等情况，为合理开发使用黑果枸杞提供了科学依据。谢仲德等[40]基于对三峡库区的资源调查，对野生荷叶铁线蕨的资源和生态环境特征进行了研究，为野生资源保护提供参考。肖佳伟等[41]基于对江西省武功山的资源调查，发现7个江西省植物新记录种。谢丹等[42]基于对湖北省的中药资源调查，发现湖北药用植物新纪录属1个，新记录种7个。张植玮等[43]基于对昆明山海棠的资源调查，明确了重庆市仙女山昆明山海棠种子雨的散布和在土壤种子的空间分布特征。

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[责任编辑吕冬梅]endprint