略論中藥資源科學面臨的現實與挑戰

嚴鑄云

中藥資源是中醫藥產業健康發展的物質基礎，也是國家的戰略資源。隨著世界經濟和人類醫療保健事業的發展，中藥資源在維持人類健康、生存與發展中將起著越來越大的作用。正如火如荼開展的全國第四次中藥資源普查，將全面摸清家底，建立中藥資源變化情況動態監測機制、中藥資源中心，為從國家層面實時掌握資源變化情況奠定基礎[1]。在這種形勢下，中藥資源科學也面臨著嚴峻的挑戰，有必要對其發展趨勢、主要任務及挑戰進行相關的論述，這對推動我國中藥資源科學的實踐與發展并進入新階段都具有重要的理論意義及實際意義。

1 中藥資源科學發展歷史回顧

人類在漫長的生活實踐和生產實踐中，發現并累積了利用植物、動物和礦物等自然資源防病治病的知識，并逐漸形成本草學體系。中藥資源學（Resource of Chinese Medicinal Materials）是研究中藥資源種類組成、形成分布、蘊藏量和品質的時空變化規律，以及合理利用和科學管理的學科。它對規劃和發展中藥產業，保障臨床用藥及中藥相關產品的原料，有效保護和利用中藥資源，開發中藥新品種、新產品，更好地為人類醫療保健事業服務，具有十分重要的意義[2]。

上世紀50年代開始，我國針對不同的時代需求開展了三次中藥資源普查，以第三次全國中藥資源普查的規模最大。普查結果統計表明，我國有中藥資源12 807種，其中藥用植物 383 科、2 309 屬，11 146 種，占全部種類的 87%；藥用動物 141 目、145 科、861 屬，1 581 種和種下單位；藥用礦物 12 類，80 種（原礦物）[4]。同時第一次普查結果出版了《中藥志》，第二次出版了《全國中草藥匯編》、《中藥大辭典》和各省、地市州的中草藥手冊，第三次出版了《中國中藥資源》、《中國中藥資源志要》、《中國中藥區劃》、《中國常用中藥材》、《中國藥材資源地圖集》和《中國民間單驗方》系列中國中藥資源叢書。此外，在“八五”、“九五”、“十五”期間開展的有關科研項目中也包括一些中藥資源調查的內容，如常用中藥材品種整理與質量研究工作，并出版了系列的研究專題著作。這些中藥資源的實踐工作和現代科技與資源科學的迅速的發展，為中藥資源學科提供了重要的實踐、理論和技術基礎。同時，隨著中藥原料供求矛盾日益突出，環境保護、資源開發等社會發展需求增加，促使了中藥資源學的產生和發展。

1987年，根據高等醫藥教育事業發展的需要，國家教育委員會批準試辦中藥(天然藥物)資源專業，中藥資源學是該專業的一門主干課。目前我國有23所高等院校開辦了“中藥資源與開發”本科，一批高校和研究院所培養了“中藥資源”相關專業方向的碩士點、博士研究生。1993年中國醫藥科技出版社出版發行首部《中藥資源學》[4]，隨后出現了包括本科和研究生教育的多部中藥資源學教材。圍繞中藥資源學學科建設和發展，段金廒[5]等探討了中藥資源學科的核心問題、學科體系及人才培養概況等。

2 中藥資源科學的發展趨向

中藥資源的應用和研究已有數千年的歷史，但中藥資源科學的發展正處于發展和完善中，在理論和實踐上都有待充實和提高。隨著人類活動范圍由地表向地球各圈層(包括氣圈、水圈、生物圈及巖石圈)擴展，中藥資源在社會經濟發展中的地位不斷提升，中藥資源學由研究中藥資源自身向研究地球各圈層的相互關系發展。生物圈是地球各圈層中最活躍、最富生命力的圈層，和人類賴以生存的環境。當今世界進行的“全球變化”研究，就是以生物圈及地球各圈層間相互密切關聯為出發點。從中藥資源研究的發展歷程看，過去多側重于對中藥資源本身(種類、分布、蘊藏量、應用現狀)進行研究，同時也涉及到生態和人文因素的影響。隨著中藥資源科學向系統化、綜合化、工程化發展，其研究內容已向中藥資源的功能、形成發展規律及其對人類與環境影響的方向發展并不斷深化。研究尺度上同時向宏觀尺度與微觀尺度即分子水平發展。綜上，中藥資源科學研究的總趨向是：中藥資源在地球各圈層的物質組成、性質與能量循環及其對人類生存和環境的影響，同時更應關注與環境科學，尤其土壤學、資源經濟學和分子生物學等的融合與交叉。這一總趨向表明未來中藥資源學研究必須從中藥資源與地球各圈層的關系這一宏觀角度出發，以中藥資源的內涵、功能及其與其他圈層的物質、能量交換為重要的研究內容，不斷朝“全球變化”方向推進。

圍繞“人類生存發展和改善自然環境”的總目標，中藥資源學未來研究的方向有3 個：①物質的平衡與循環機制與調控，包括中藥資源與土壤圈的養分元素循環，與水圈的水平衡與循環，與巖石圈的金屬及微量元素循環，與大氣圈的大量及痕量氣體交換；其前沿是中藥資源與地球各圈層間物質、能量流動控制與平衡調節。②中藥資源的組成、性質與結構，包括中藥資源種類、分布、蘊藏量和品質等的組成、性質與結構；其研究前沿是中藥資源的藥用品質及其與其他品質間的關系。③中藥資源的經濟學特征、特性和作用，包括目前和未來中藥資源在國民經濟和區域經濟中的影響能力；其研究前沿是中藥資源經濟行為的計算方式和方法。相關內容可細分為以下幾方面。

2.1 中藥資源與環境效應作用

中藥資源對土壤圈物質循環、生物轉化、水循環等環境效應的影響，重點是地球物質循環與植物個體、群體的生理生態功能間的相互聯系及分子機制問題，將是本領域的前沿課題之一。

2.2 中藥資源與人類生存條件、自然環境

中藥資源的動態變化及其生產和環境承載力評價，中藥資源與自然環境間的相關研究，包括營養元素的空間調控，重金屬元素在土壤圈中的空間分布、遷移、轉化及其生存效應，污染物質變化對生存環境的影響及其調控，中藥資源在生態系統中的功能及優化模式。

2.3 中藥資源及“全球變化”

自然與人為條件下中藥資源系統內不同資源類型的歷史，現代中藥資源形成、發展和利用過程及資源基本特性變化的預測及資源品質的變化規律；中藥資源組成、分布、變化對溫室效應的影響等。

2.4 中藥資源物質的組成與性質

中藥資源的物種類型、組成，植物微生態結構與其生理生態特性，根際主要微生物的生理生態特性和植物與環境的信息交流，藥用植物對土壤中有害物質的化學行為影響等。

2.5 中藥資源化學

中藥資源性化學成分的性質、分布、積累與消長規律，以及實現資源的合理生產與科學利用的綜合性技術[6]。

2.6 中藥資源的經濟核算

中藥資源在國民經濟中的計算方式和方法，中藥資源在資源產品（成藥、飲片、提取物、獸藥、化妝品……）價格核算中的計算方式和方法，確定國家和區域層次經濟可持續發展的邊界。

3 中藥資源學面臨的重要任務

中藥資源監測體系不健全，資源家底不清，無序和過度利用嚴重，已經成為制約中醫藥事業發展的瓶頸[1]。目前中國中成藥、保健品、中藥提取物、中藥飲片等每年消耗藥材達70萬噸，中藥資源的透支嚴重[7]。因此，保持與有效利用中藥資源，是一個長期的戰略任務。我國中藥資源在利用中存在的問題是：①瀕危珍稀品種增加，我國動、植物藥材蘊藏量每年以30%的速度遞減，一些急需的重要藥材缺口達 80 %以上[8]。以利用野生動植物為主的300~400味常用中藥中，有100多種出現資源量急劇下降[9]。現代醫藥業、美容及保健等行業對天然藥物的需求劇增，而中藥資源產量的有限性，進一步加劇了中藥資源供需之間的矛盾[10]。②中藥資源利用率低，不合理的采收時間、采收和加工方式，降低了資源的再生能力，導致藥材和飲片質量不穩定，破壞與浪費了資源。此外，植物提取物的企業并不會直接生產藥品，其經營的濃縮原料基本銷售到國外，引起了重要資源的浪費和流失[11]。③環境污染形勢嚴峻，我國經濟迅猛發展的同時，水源、大氣和土壤等污染嚴重[12]，隨環境污染的加劇也減弱了中藥資源的再生能力，同時藥材中的重金屬和農藥殘留污染形勢嚴峻。④生存環境被侵占，我國人口與土地資源利用的矛盾尤為突出，每年沙化面積達133.3萬hm2，草原退化面積占草原地區的1/4[13]；退耕地造林720萬hm2，宜林荒山造林793.3萬hm2。據國土資源部統計，“十五”期間全國建設用地共219萬hm2。因此，從我國國情出發，合理利用資源，努力解決中藥資源與糧食生產、中藥資源與林業效益、中藥資源與城市化建設和其他基礎建設的矛盾是目前中藥資源科學的研究重點。保護中藥資源，協調好各種效益及改善生態與環境三者是密不可分。因此，我國中藥資源學面臨的重大任務就是“加強中藥資源的保護、將資源納入國民經濟預算體系、協調各部門間效益及合理開發利用”。

高額的資源產量、合理的環境保護和生物多樣性三者是中藥資源持續發展的基石，在獲得中藥資源高產的同時，必須保護環境與促進生產協調發展；實際上持續中藥農業應包括土地利用的連續性，環境質量的保持與提高，經濟價值的增加，生產力的穩定增長，土地質量提高，抗風險的緩沖能力增強等方面。在我國人均資源嚴重不足的情況下，中藥資源生產必須走高效持續生態產業的道路。在有限資源條件下，發揮其生產潛力，注重生態系統、物質循環與各類資源的平衡和協調，增加產出，并應用高新技術(如生物工程、信息技術)，實現既保持其穩定增長，又改善和優化生態與環境。

4 中藥資源科學的主要任務和應重視的問題

4.1 中藥資源基礎理論研究

中藥資源基礎理論研究是未來中藥資源學發展的動力，是解決資源供需矛盾和發展中醫藥事業的關鍵。中藥資源基礎理論研究主要包括：中藥資源發生、物質循環、生態功能、中藥資源分子生態組成及多樣性、資源潛力、植物化學、植物營養、植物微生態、根際環境、中藥資源性質與植被演替的互動關系與調控、污染機理、中藥資源信息與遙感等方面。從國際上看，這些研究雖然發展不甚平衡，但均有明顯進展，并朝著“人類與環境”和諧發展的總目標不斷推進，同時在新技術、新方法的運用及理論與實踐的結合上有新的發展。因此，必須圍繞“中藥資源在地球各圈層中物質的組成、性能與能量循環和對人類生存與環境的影響”的總目標，大力開展中藥資源學基礎理論研究，推動中藥資源科學的發展。

4.2 資源綜合保育與防治藥材品質退化的研究

深入開展我國生態脆弱地區(包括北方干旱半干旱區、南方丘陵區、西南山地區、青藏高原區及沙漠干旱區)中藥資源的綜合保育與開發，做好試驗示范工作。系統地研究上述地區的發展戰略及中藥資源承載力，以充分發揮其生態與經濟效益，對國民經濟發展起推動作用，尤其對21 世紀我國經濟的可持續發展有更重要意義。

中藥資源集約化生產和利用研究，對發展與加強持續中醫藥產業具有深遠意義。首先應強調利用上的“節制”與“節約”，既要對現有中藥資源進行平衡、協調與充分利用，使其發揮最高生產力與最大的利用效率；其次是深入開展中藥資源投入與產出關系的研究，包括中藥農業中適投高產和低投高產(即用少量化肥、農藥、殺蟲劑，使農田產出盡可能多的藥材產品)等；第三，注意增強資源再生能力，推廣資源培育新技術，尤其注重農業生物技術的應用，改善并優化生態與環境的關系，充分發揮藥用植物的生理、生化及生態功能，提高凈光合速率與產量，這也是保證中醫藥產業可持續發展最重要的條件之一。

開展藥材品質退化及其防治研究主要包括藥材質量退化的類型及其與人類活動的影響，不同藥材品質退化類型(性狀改變、抗性降低、產量降低、質量降低、療效降低等) 的形成機制及防治途徑。

4.3 中藥資源演變規律與調節的研究

開展中藥資源的類型（包括種類、組成、分布）、藥用植物環境（包括氣候、土壤理化性質、根際環境、植物微生態）、藥材品質（包括性狀、抗性、產量、質量、療效等）及資源化學演變規律的研究，提出我國主要藥材生產區中藥資源演變規律及存在問題，并提出在高強度利用條件下中藥資源的演變趨勢。開展施肥技術與提高肥效的研究，主要包括各種配方施肥、節肥技術和提高肥料有效性等；開展土壤根際微域環境養分元素的生物有效性及其調節的研究；開展土壤中水、肥、氣、熱各因素與營養元素平衡、協調及其與藥用植物生長、產量和品質關系的研究等，為深入認識和開展中藥資源保育提供理論基礎。

4.4 藥用植物生長規律的研究

研究自然與人為條件下不同藥用植物生長環境中，歷史和現代土壤圈和大氣圈物質的空間分布和理化、生物等基本特性及其變化和預測。著重研究土壤化學(包括營養元素、化學性質、根際環境)、物理(包括土壤水分、土壤結構等)、生物及生化環境(包括有機物、微生物等)對藥用植物生長、產物積累和藥材品質的影響，結合植物生理生態學、分子生物學理論與技術，探索土壤——植物(個體、群體)——大氣連續系統的不同尺度響應機制。為中藥集約化生產的適宜區選擇提供理論基礎。

4.5 中藥資源生態與環境保護研究

建立系統可持續的中藥資源生態系統研究網絡。著重研究中藥資源生態系統的地位、功能及優化模式。開展污染物在土壤中的遷移、轉化及調控途徑研究，主要研究重金屬復合污染和有機污染物的土壤化學行為；重金屬和農藥污染物在根際環境中的形態轉化和歸宿等。

中藥資源信息系統與遙感技術的研究，重點建立數字化數據庫，開展中藥資源信息系統結構及功能的研究；區域中藥資源數據庫及有關學科分支專業數據庫的建立；信息系統及遙感技術在中藥資源評價，合理利用及其演變趨勢預測等方面的應用。

4.6 中藥資源價值量核算

中藥資源核算包括實物量、價值量、質量核算三個方面，是可持續發展所必需的，可幫助我們實事求是地制定計劃，做出決策，加強自然資源的管理，對經濟社會發展具有導向和監測作用。著重研究中藥資源的價值量核算體系，如何運用核算所提供的報警信息，使之在宏觀調控和微觀經濟行為中起作用，這是今后研究工作中不可忽視的一個問題。

5 中藥資源科學面臨的挑戰

5.1 提高中藥資源生產力

人類回歸自然思潮的興起和人們對合成藥副作用的畏懼，使得天然藥物的需求急劇增加，同時繼續對中藥生產提出更高的需求。如何滿足人類對天然藥物日益增長的需求和保持中醫藥事業的持續發展，進一步提高中藥材生產力是中藥資源科學面臨的第一挑戰。近年來廣泛的生物學研究表明土壤生物因素是提高藥用植物生產力的關鍵因素，有效協調利用這些生物因素卻是一個需要多學科共同深入研究的問題。

土壤、微生物和植物的相互作用決定了根際微環境和植物內環境。植物從土壤中吸收水分、養分和激素等物質直接受根際環境的影響，進而影響植物的初級生產（光合作用）和次生代謝。微生物對通過根際沉積而釋放的有機物質的利用和二級生產也受根際微域環境的影響。藥用植物生化互作化合物的增產或增產作用，根際微生物、內生菌與植物共存對藥用植物的影響可能是有益的、中性或有害的，主要是取決于土壤的條件和植物的遺傳特性，但其生理生化、分子機制仍需深入研究。

5.2 防止中藥資源退化與退化中藥資源的更新和恢復

生物物種的滅絕本是生物進化過程中優勝劣汰的結果，只是目前變得愈來愈嚴重。據測算，每24小時就有150~200種生物物種滅絕。中藥品種正以前所未有的速度消失，一個物種的消失會導致15～30個物種的危機，近期如不緊急搶救保護，該狀態持續下去勢必危及整個中醫藥事業的持續發展[8]。生物物種滅絕的原因主要有：自身生物學特性的影響、不適應環境的結果、人類活動的影響、環境變化的影響、環境的污染、生境的喪失退化與破碎、過度開發利用、盲目引種等。其中，人類活動的影響是中藥資源退化的主要原因。

人類活動引起土壤侵蝕、荒漠化、沙漠化、鹽化、堿化和沼澤化、土壤酸化、有機質和養分損失、土壤物理性狀惡化和土壤化學污染等中藥資源環境的退化或喪失，將引起中藥資源退化。但對中藥資源退化過程目前還缺乏足夠的了解，特別是對中藥資源退化速率的定量監測，以及如何評價環境退化對當前和將來中藥資源生產的影響遠沒有令人滿意的結果。中藥資源的減少和瀕危使得退化中藥資源的更新或恢復問題越來越突出。中藥資源科學應重視退化中藥資源的更新及恢復技術的研究，為使退化中藥資源重新獲得生產和使用而努力。

5.3 中藥資源與區域性及全球性問題

中藥資源系統是陸地生態系統的組成部分，它直接參與了陸地生態系統與土壤圈、大氣圈、水圈之間的物質交流。中藥資源科學既是一門藥學科學，也是一門地球科學。許多日益嚴重的區域及全球性的生態環境問題都與中藥資源利用緊密相關聯，例如溫室效應、臭氧層耗損、酸沉降物、核放射性物質沉降、土壤中NO3-N等富營養化、水資源保護與開發等生態環境問題，都會直接或間接影響到中藥資源系統；而中藥資源的不合理利用也勢必影響到區域性及全球性問題。

實際上現在更多的有關環境、資源的重大問題都與中藥資源有著緊密的關系。中藥資源科學作為生命科學重要和相對獨立的成員之一，在不斷自身發展同時并緊密同地球科學，尤其土壤學和生態學等學科的交叉與融合，必將在21世紀保護人類生態環境與重建、地球自然資源及經濟、農業、醫療等可持續發展中，發揮越來越明顯的重要作用。

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