贵州省太子参适生地等级划分的研究*

武孔云，谢彩香，黄林芳，耿 瑞，陈士林

(1.贵阳学院，贵州贵阳 550005；2.贵阳中医学院，贵州贵阳 550025； 3.中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所，北京 100094)

·资源区划·

贵州省太子参适生地等级划分的研究*

武孔云1※，谢彩香3，黄林芳3，耿 瑞2，陈士林3

(1.贵阳学院，贵州贵阳 550005；2.贵阳中医学院，贵州贵阳 550025； 3.中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所，北京 100094)

目的根据野生太子参实生地的生态因子，在贵州省寻找适于太子参生长区域，为太子参在贵州省的生产布局提供科学依据。方法查找野生太子参标本，寻找太子参实生地，应用ArcGIS从气候栅格数据库(年均温、3月平均温、7月平均温、1月平均温、湿度、年降水量、日照)、土壤数据库和100hm2的地形栅格数据库中采集野生太子参实生地生态因子数据420组；以此为依据，利用中药材产地适宜性分析系统(TCMGISⅡ)分析贵州省被栅格化的生态因子值，并从中寻找与实生地生态因子相似的区域，作为太子参在贵州省的适生区域。结果(1)太子参实生地生态因子范围：年均温7.3～21.4℃；3月平均温-6～12℃；湿度58.8%～82.1%；日照991～2 646h/年；年降水量556～1 410mm；7月平均温8.9～27.1℃；1月平均温-11～7.6℃；土壤为暗棕壤、紫色土、棕壤、酸性粗骨土、黄棕壤、粗骨土、暗棕壤、黄红壤、黄棕壤、暗黄棕壤、褐土。(2)在贵州省找到的相似度为80%～100%的适宜太子参种植区域。结论威宁、赫章两县作为最适种植区；六盘水市钟山区、水城县、纳雍县、织金县、毕节市、普定县、大方县、贵阳市、平坝县、清镇市、修文县、黔西县、安顺市、正安县、金沙县、绥阳县、六盘水盘县、六枝县作为适宜种植区。

贵州省 太子参 产地适宜性 中药材产地适宜性分析系统 生产布局

0 引言

太子参(孩儿参)，为石竹科多年生草本植物孩儿参[Pseudostellariaheterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.]的干燥块根。为常用中药，具有益气健脾、生津润肺之功效[1]。现代药理学研究发现太子参具有改善慢性心衰、改善记忆、降糖、抗氧化活性等多种功效[2-5]。野生太子参主要分布于吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、河南、陕西、安徽、江苏、浙江、福建、湖北、四川、西藏等地[6]。1957年后开始栽培学的科学研究[7]。20世纪70年代前以野生为主，随着应用量的增大，20世纪70年代后以栽培为主[8]，贵州省于20世纪90年代初开始，由药农从福建柘荣县引种于施秉县牛大场镇种植，获得成功[9]，使贵州成为继江苏、福建、安徽、山东等主产区之后的又一主产区，对贵州药业做出了卓越贡献。但是，太子参存在严重的连作障碍，可使产量下降30%～50%[10]，轮作是目前解决连作障碍较为有效的方法，但是需要更多的土地，如何才能在贵州省找到更多适于栽培太子参的土地，目前未见报道，为此开展了该项研究。

1 研究材料与平台

1.1 研究材料

植物引种驯化的主要依据是气候相似论，即引种地的气候与原产地的气候越相似，引种成功的可能性就越大。药用植物的引种不同于一般植物的引种，因为药用植物引种后不仅要求在引种地能健康成长、有一定的产量、能在引种地不断的繁殖后代，还要满足中医的用药要求，即品质要求。影响药用植物品质的因素总起来讲有3个方面：第一是气候；第二是药用植物自生的遗传物质基础；第三是人类社会活动对药用植物的影响。对于第一点，通过该文可得以圆满解决。对于第二点，在引种驯化前一定要对药用植物的种质资源进行深入研究，搞清楚该药用植物有哪些生态型(或化学型)。由于气候的改变、土壤性质的变化、生物因素的影响以及长期的天然杂交等，使植物不断改进自身来适应环境，引起了植物生理代谢的变化，形成了新的植物生态型。因此，不同生态型的同一种植物，即使现在处于同一年龄、同一生长时期，且生长在同一立地条件下，其不同生态型个体的次生代谢物含量仍有较大差异，而且是复杂多样的。故在适宜性研究的过程中一定要以优良种质资源为依据，并以其作为研究材料。对于第三点，只要在生产活动中，依据科学原理，不断规模人类的行为，即可避免对药用植物品质的影响。

太子参在栽培过程中，不断适应当地自然条件人们选育出了多个栽培品种，如：安徽省选育出了金参1号，福建省选育出了柘参2号，山东省选育出了抗毒1号，还有各地的传统品种[11]。姚勇等[11]通过引种栽培实验证明，太子参不能盲目引种，利用当地的种质进行优选可能更适应本土栽培。鉴于贵州省从福建等地引种太子参产量逐步下降这一事实，选择野生条件下的孩儿参种作为研究材料。

1.2 研究平台

2 研究方法

2.1 太子参标本的查找

查阅中国科学院植物研究所标本馆、江苏植物园标本馆、庐山植物园标本馆、广西植物研究所标本馆、武汉植物园标本馆、昆明植物研究所标本馆、华南植物园标本馆、西北农林科技大学、成都中医药大学、江西教育学院、兰州大学、四川大学,查得太子参标本共计241份。

2.2 野生太子参实生地的确定

在查到的太子参标本中，排除部分存在鉴定疑点的标本后，根据其野外记录标签、中国植物志的记载，排除引种及栽培种，仅留下野生种。结合气候数据库、地形数据库被栅格化为100hm2的特点，要求野生太子参实生地应细化到乡镇。因此，确定的野生太子参实生地共涉及四川、安徽、河南、陕西、江西、湖北、甘肃和重庆等6个省区，14个乡镇。

2.3 野生太子参实生地生态因子的采集

利用ArcGIS分析平台，以全国100hm2的气候栅格数据库(包括温度、湿度、年降水量和日照等数据)、土壤数据库和100hm2的地形栅格数据库为后台数据，依靠地理信息系统强大的图表索引和空间分析功能，从后台数据库中提取野生太子参标本采集点的点生态因子序列值Ei(T(i)，T1(i)，…，Soil(i))。那么野生太子参的生态因子范围值就可以表述为：

(1)

在应用ArcGIS从气候数据库、地形数据库及土壤数据库中采集野生太子参生态因子的过程中，考虑到每一个标本采集点不能代表当地的地形地貌及经纬度，在采集中结合相关野生太子参分布文献以每一个标本采集点为中心，中心密度大向周围放射状进行采集，故在四川省丹巴县边耳乡、四川省高县双河乡、安徽省霍山县马家河核桃园、安徽省高寨县汤汇镇、河南省卢氏县老君山、河南省桐柏县淮源镇、陕西省太白县太白山、陕西眉县太白山平安寺、江西省九江市庐山芦林、湖北省麻城市龟峰山、甘肃省迭部县腊子口林场、重庆市南川市金佛山、河北省迁西县新庄子乡长甸、青岛市崂山区等实生地采集生态因子数据420组。

2.4 中药材产地适宜性分析系统(TCMGISⅡ)的分析

根据确定的野生太子参的生态因子范围值。TCMGISⅡ将每个图层的栅格值采用绝对偏差均值标准化方法将各层栅格数据归化到0～100之间，其公式为：

(2)

图1 贵州省相似度区域分布

表1 贵州省太子参相似度：80%～100%区域的分布情况

3 结果与讨论

3.1 结果

3.1.1 野生太子参实生地生态因子采集的结果

整理420组从野生太子参实生地采集到的生态因子值，得到野生太子参自然生长条件下的生态因子范围值如下：年均温7.3～21.4℃；3月平均温-6～12℃；湿度58.8%～82.1%；日照991～2 646h/年；年降水量556～1 410mm；7月平均温8.9～27.1℃；1月平均温-11～7.6℃；土壤为暗棕壤、紫色土、棕壤、酸性粗骨土、黄棕壤、粗骨土、暗棕壤、黄红壤、黄棕壤、暗黄棕壤、褐土。

3.1.2 贵州省太子参适宜产地分析结果

结果显示，在贵州省未能找到与野生太子参生态因子完全一致的地方。与野生太子参生态因子相似度在90%以上的县市有：威宁彝族回族苗族自治县、赫章县、钟山区、水城县、纳雍县、普安县、习水县、织金县、道真仡佬族苗族自治县、毕节市、桐梓县、盘县特区、赤水市、晴隆县；适宜区面积85.141 3万hm2；适宜区占比面积17.01%。与野生太子参生态因子相似度在80%～90%之间的县市有：普定县、大方县、贵阳市、平坝县、清镇县、修文县、黔西县、安顺市、盘县特区、绥阳县、正安县、金沙县、毕节市、六枝特区、织金县、息烽县、务川仡佬族苗族自治县、龙里县、桐梓县、纳雍县、道真仡佬族苗族自治县、水城县、印江土家族苗族自治县、遵义县、遵义市、开阳县、钟山区、普安县、德江县、仁怀县、凤冈县、习水县、沿河土家族自治县、长顺县、晴隆县、兴仁县、兴义市、湄潭县、瓮安县、思南县、关岭布依族苗族自治县、镇宁布依族苗族自治县、松桃苗族自治县、贵定县、赤水市、福泉县、石阡县、江口县、赫章县、惠水县、威宁彝族回族苗族自治县、紫云苗族布依族自治县、余庆县、安龙县、麻江县、施秉县、黄平县、都匀市、望谟县、平塘县、岑巩县、镇远县、雷山县、贞丰县、从江县；适宜区面积701.669 8万hm2；适宜区占比面积54.05%。与野生太子参生态因子相似度在70%～80%之间的县市：铜仁市、贞丰县、赤水市、松桃苗族自治县、册亨县、天柱县、从江县、望谟县、锦屏县、江口县、遵义市、贵定县、习水县、荔波县、镇宁布依族苗族自治县、安龙县、万山特区、普安县、雷山县、黎平县、兴义市、兴仁县、三都水族自治县、榕江县、台江县、关岭布依族苗族自治县、桐梓县、仁怀县、都匀市、遵义县、晴隆县、麻江县、福泉县、紫云苗族布依族自治县、织金县、钟山区、纳雍县、水城县、盘县特区、赫章县、罗甸县、毕节市、独山县；适宜区面积38.067 7万hm2；适宜区占比面积4.27%。

3.2 讨论

3.2.1 相似度取值的讨论

该研究相似度取值在70%～100%之间。在贵州省施秉县的西北角，牛大场镇率先引种太子参，被大家公认成功，其与野生太子参的相似度相比在80%～90%之间。而陈秀德等[13]的研究表明，牛大场镇为施秉县种植太子参的高度适宜区，占据了整个高度适宜区的52.2%。而相似度在70%以下地区未见引种报道。因此，该文认为在贵州省生态因子与野生太子参生态因子相似度在80%～100%之间的县市，完全适宜引种太子参。

3.2.2 生态因子权重的讨论

生态因子不仅影响药用植物的生长而且影响药用植物的品质[14]，这同样被农作物所证实，如生态需水对辽河平原水稻布局的影响[15]。该文选取了年均温、3月平均温、湿度、日照、年降水量、7月平均温、1月平均温、土壤类型等生态因子来研究药用植物产地适宜性，目前仍然存在一些盲区，比如在这些因子中，谁是主导因子，起主导和决定性作用；谁是次要因子，起次要作用；哪些因子影响产量，哪些因子影响品质，均无相关的研究报告。因此，在该研究中，各因子的权重被均一化，取值均为0.125，这也是该研究存在的一个不足之处。但是相信随着研究的不断深入，药用植物的产地适宜性研究将更加完善。

3.3 贵州省太子参适宜性区域的划分及生产布局

根据该研究结果、太子参适宜性程度的行政区域分布统计结果，并结合贵州省太子参种植地域的差异和太子参生产现状进行布局区划，区划应坚持反映区与区之间的自然条件、社会经济条件、种植水平和农业发展方向上的明显差异，而区内则求大同存小异，保持基本一致，且不打破乡镇行政区界线的原则[16]。因此，在充分考虑便于药农选地这一客观实际，根据表1将贵州省太子参种植区域分为最适种植区和适宜种植区。

3.3.1 最适种植区

从3.1.2可以看出，贵州省威宁、赫章、六盘水钟山区、水城县、纳雍县、普安县、习水县、织金县、道真县、毕节县、桐梓县、盘县、赤水市、晴隆县相似度在90%以上的适宜区面积为85.141 3万hm2，适宜区占总面积比例为17.01%。占比较小不利于药农选地，给太子参的种植带来难度。故建议只将威宁彝族回族苗族自治县、赫章县作为种植太子参的最适种植区。从表1可以看出威宁县生态因子相似度在90%以上的区域47.725 5万hm2，占总面积比为83.2%，其余16.8%的面积全部在相似度80%～90%的范围内，全县均可种植太子参；赫章99.93%的面积可以种植太子参，其中最适宜面积高达78.73%。因此，将威宁、赫章两县作为贵州省太子参最适种植区是合理的。

3.3.2 适宜种植区

从3.1.2可以看出贵州省位于相似度80%～90%之间的县市最多、面积最大，为了便于生产和满足区划原则，根据表1将相似度在80%～90%之间及部分90%以上(但占比面积小的区域)，适宜区面积占总面积达到95%以上的县市纳入该区，它们是：六盘水钟山区、水城县、纳雍县、织金县、毕节市、普定县、大方县、贵阳市、平坝县、清镇市、修文县、黔西县、安顺市、正安县、金沙县、绥阳县、六盘水盘县、六枝县。其中六盘水市钟山区、水城县、纳雍县、织金县和毕节市距最适种植区近，含有部分相似度90%以上的区域，可以作为该区域中优先发展的对象。

以上划分是否合理有待于进一步观察。因为，药用植物的异地引种完全取决于药用植物自身对外界环境适应能力的大小。因此，该文适宜区的划分只能作为贵州省太子参引种的一个参考，在太子参对外界环境适应能力未知的情况下，建议遵循循序渐进的原则，先在相似度大的区域内开展试验性引种，引种成功后在该区域加以推广，然后再向相似度小的区域发展。但是，药用植物的生产分布状况除了受自然条件所制约外，也受交通、劳动力、经济水平、种植技术的影响[17]。因此，在目前仍然不能放弃牛大场镇对太子参的贡献。但是，在一定的条件下，比如结合党的精准扶贫政策有目的地在贫困的威宁、赫章开展试种工作。

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THELANDHIERARCHICALCLASSIFICATIONOFGUIZHOUHETERPPHYLLA*

WuKongyun1※,XieCaixiang3,HuangLinfang3,GengRui2,ChenShilin3

(1.Guiyang University,Guiyang,Guizhou 550005,China；2.Guiyang College of Traditional Chinese Medicine，Guiyang ,Guizhou 550025，China;3.Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College，Beijing 100094，China)

The objective of this study is to find the suitable growth region of Pseudostellaria heterophylla throughout the Guizhou,and provide scientific basis for the introduction,acclimation and production layout.It collected 420 groups of the ecological factor data of Pseudostellaria heterophylla,including yearly average temperature,average temperature in March,average temperature in July,average temperature in January,humidity,yearly precipitation,sunshine etc.And then it analyzed the value of ecological factor using traditional Chinese medicine geographic information system (TCMGIS),and seek the region with similar ecological factor as a habitat suitability region of Pseudostellaria heterophylla.The results showed that (1)the suitable ecological factors were that yearly average temperature was 7.3～21.4℃; average temperature in March was -6～12℃; Humidity was 58.8%～82.1%; Sunshine was 991～2 646 hr/yr; Yearly precipitation was 556～1 410 mm; average temperature in July was 8.9～27.1℃; average temperature in January was -11～7.6℃; The soil was dark brown,purple soil,brown soil,acidic regosols,yellow brown skeletal soil,dark brown,yellow red,yellow and brown soil,yellowish brown,cinnamon.(2) 80% regions were suitable for Pseudostellaria heterophylla growing,which included Weining,Hezhang,Liupanshui,Zhongshan,Shuicheng,Nayong,Zhijin,Bijie,Puding,Dafang,Guiyang,Pingba,Qingzhen,Xiuwen,Qianxi,Anshun,Zheng′an,Jinsha,Suiyang,and Liupanshui etc.

Guizhou province; heterophylla; suitability of origin; Chinese herbal origin suitability analysis system; location of production

10.7621/cjarrp.1005-9121.20171011

2016-06-23

武孔云(1964—)，男，汉族，贵州威宁人，教授、硕士生导师。研究方向：天然药物资源。Email：wuky2575@sina.com

*资助项目：贵州省科学技术基金项目“贵州省太子参适生地等级划分的研究”(黔科合J字LKG[2013]26号)

S576.5

A

1005-9121[2017]10081-07