中藥材區劃20年
——從單品種區劃到區域區劃△

朱壽東,張小波,黃璐琦,陸建偉,趙潤懷,馬衛峰,郭蘭萍*

(1.道地藥材國家重點實驗室，中國中醫科學院 中藥資源中心，北京 100700；2.國家中醫藥管理局，北京 100027；3.中國藥材公司，北京 100055)

專 論

公益性行業科研專項(201207002)；國家自然科學基金(81130070，81072989)、國家中醫藥管理局行業科研專項(201107009，201207002)資助。

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郭蘭萍，研究員，研究方向：中藥資源生態，Tel：(010)64011944，E-mail：glp01@126.com；

朱壽東、張小波為共同第一作者

中藥材區劃20年
——從單品種區劃到區域區劃△

朱壽東1,張小波1,黃璐琦1,陸建偉2,趙潤懷3,馬衛峰1,郭蘭萍1*

(1.道地藥材國家重點實驗室，中國中醫科學院 中藥資源中心，北京 100700；2.國家中醫藥管理局，北京 100027；3.中國藥材公司，北京 100055)

中藥資源區劃主要研究中藥資源及其地域系統的空間分異規律，并按照空間一致性和差異性規律對中藥資源和地域進行區域劃分。本文全面梳理了近年來中藥材區劃的成果，介紹了中藥材區劃的地域分異理論、道地藥材理論、基于環境脅迫與次生代謝產物積累關系的環境適應理論、基于人類經濟行為的空間區位選擇及區域內經濟活動優化組合的區位理論、基于水桶原理的投入產出理論，以及中藥材區劃遵循的原則。比較了4種常見的中藥材區劃方法：定性描述法、環境相似度聚類法(構建模板法)、模型構建法和基于遙感的區劃法的優缺點。分析了當前中藥材區劃中存在的問題，提出了基于第四次全國中藥資源普查的以區域為基礎單元的中藥材適生性、產量和品質區劃，明確其目標、內容和技術流程，指出基于第四次全國中藥資源普查的中藥材區劃具有以下幾個主要特點：1)代表性良好的高分辨率數據為實現高質量的中藥材區劃提供了保障；2)綜合利用各種區劃方法，優勢互補，使得區劃結果更加可靠；3)從生態適宜性區劃發展到生產區劃，從單一品種的區劃發展到區域規劃，大大提高了區劃的實用性，必將使得中藥材區劃進入一個全新的發展時期。

中藥材；區劃；遙感；品種區劃；區域區劃

區劃(regionalization)即區域的劃分，是人們根據特定目的來提取空間信息，通過以地域為基礎的分類合并，從而達到認識自然環境或社會環境的一種方法[1-5]。中藥資源區劃是研究中藥資源及其地域系統的空間分異規律，并按照這種空間一致性和差異性規律對其進行區域劃分[1]。我國中藥材區劃的研究始于20世紀90年代，其工作基礎來源于第三次全國中藥資源普查。經過20多年的發展，中藥材區劃研究取得了可喜的成就[1-5]。本文在全面梳理近年來中藥材區劃的成果及存在的問題的基礎上，提出了基于第四次全國中藥資源普查獲得的大量現實數據的全國中藥材區域區劃方案。

1 中藥材區劃的進展

1.1 中藥材區劃的相關理論

中藥資源區劃是屬于自然區劃的范疇，同時要兼顧經濟區劃及行政區劃的特性。屬于部門區劃，但具有綜合區劃的特點[1-5]。其區劃的對象中藥資源的自然地理綜合體，主要是根據一定地域自然地理綜合體的相似性和差異性逐級進行區域劃分得到的，而地表自然地理綜合體的相似性和差異性是地域分異規律綜合作用的結果，因此，地域分異理論是中藥材區劃的理論基礎[1]。

除此以外，中藥資源區劃的理論基礎還有基于傳統中醫臨床優質藥材的道地藥材理論、基于環境脅迫與次生代謝產物積累關系的環境適應理論、人類經濟行為的空間區位選擇及區域內經濟活動優化組合的區位理論、基于水桶原理的投入產出理論[1]。

1.2 中藥材區劃遵循的原則

張小波等[1]對中藥材區劃遵循的原則進行了詳細的討論，提出中藥材區劃應遵循的原則包括：1)優質性原則，即在進行中藥材區劃時首先必須遵循中藥材的優質性原則(或道地性原則)，其次是遵循藥材的高產性原則。2)差異性原則(或地域分異原則)，即自然生態環境、社會經濟環境和中藥資源的地理分布在區域間存在較大的差異性。因此在進行中藥材區劃時，必須區分地域間中藥資源特性、主導生態系統類型、社會經濟環境特征、以及主要生態環境問題等的差異性。3)相似性原則，即區劃時必須保證同一區劃單元內部特征的相似性，主要包括區劃單元內部的藥物特性、自然生態、社會條件基本一致，以及區劃結果與行政區劃基本保持一致，既保證了中藥材質量的均一性，又便與組織實施。4)實用性原則，是指除了必須突出藥材品質，還要綜合考慮各種社會經濟因素和生態因素對中藥資源的影響，從而使得區劃結果可以在生產中真正被采用。

1.3 中藥材區劃的等級和類型

中藥材區劃的等級主要表現為全國中藥資源區劃、省域中藥資源區劃、跨區域中藥資源區劃、縣域中藥資源區劃。如《中國中藥區劃》[3]，江蘇、貴州、浙江等省級中藥資源區劃[6-9]，長江三峽庫區中藥材區劃，貴州省習水縣中藥資源區劃等分別代表了不同區域等級的中藥材區劃。

根據區劃的目的可將中藥資源區劃分為生長適宜性區劃和質量適宜性區劃，前者主要關注區域內中藥材的適生性，主要與藥用植物的存活率、發病率等產量因子有關[10-13]；后者主要關注次生代謝產物積累的多少和快慢[14-20]。

根據區劃中的指標體系可將中藥資源區劃分為生態區劃和生產區劃[13，21]，生態區劃主要考慮生態適宜性，是研究中藥資源所在地的自然條件的空間分異規律，并按照自然條件的空間分異規律對其進行區域劃分，包括氣候區劃、地形地貌區劃、植被區劃、土壤區劃、自然災害區劃的疊加(通常是單因素區劃)；生產區劃是在生態適宜性區劃的基礎上，綜合考慮了社會環境適宜性的區劃，按照社會經濟條件的空間分異規律對其進行區域劃分，通常是在生態區劃的基礎上，疊加上經濟發展水平區劃、土地利用狀況區劃、交通條件區劃、技術水平區劃(即綜合因素區劃)等[10-23]。

1.4 中藥材區劃的方法

常見的中藥材區劃包括以下幾類：1)定性描述法：收集匯總專家的經驗和意見，根據藥用動植物的生物特性與生態環境的吻合程度，以及各區域內藥物的數量和質量，對中藥資源的地理分布進行的定性描述[3]。2)環境相似度聚類法(構建模板法)：選用道地藥材產區生態因子值作為最優，通過對生態因子進行緩沖區分析或相似度聚類(二者的本質都是相似度聚類)，依據區域內生態條件與道地產區的相似程度進行區域劃分[10-13]。3)模型構建法：采用統計分析(相關分析、聚類分析、主成分分析、回歸分析、模糊數學等)，分析中藥材質量和數量與不同生態要素間的關系、并構建關系模型。在明確藥物的生境特征和關系模型的條件下，應用GIS技術對模型中各生態要素進行空間插值，再根據模型對空間插值結果進行空間計算，獲得最終區劃結果并將結果以地圖的形式輸出[17-18]。4)基于遙感的區劃法：利用衛星遙感圖像獲取資源所在區域的生境信息(如地形地貌、植被群落、土地利用狀況等)，輔以氣象站的點狀數據和數字高程模型生成區劃范圍內的氣候數據，結合野外調查獲取中藥資源信息，構建中藥資源與遙感圖像之間的關系模型，并根據關系模型和各要素的空間分異規律對其進行區域劃分。遙感數據在中藥材區劃中的應用能明顯提高區劃的效率和精度，成為未來區劃方法的一個方向[1，21]。

綜合正交實驗的結果，以CODCr和UV254為主要分析指標，采用單因素變量法[9]，分別考察廢水pH值、石墨烯加入量以及H2O2加入量對廢水CODCr去除率和出水UV254值的影響。

2 中藥材區劃中存在的問題

近年來中藥材區劃的重要進展，一方面表現在研究區劃的文章數量急劇上升，另一方面表現在上文介紹的四種區劃方法在中藥材區劃中都有應用。但需要指出的是，當前區劃文章雖多，但總體質量有待提高，具體如下：1)樣本代表性較差：不論哪種方式的區劃，都是通過野外樣本來獲取自然狀況下的藥材產量和質量信息及其與區域的關系，因此樣本的代表性是整個區劃結果可靠性的基礎和關鍵，目前大部分區劃研究都不重視野外采樣工作，一些區劃根本就是閉門造車，完全沒有野外調查的基礎。另一些雖然會有野外調查和采樣的內容，但卻忽視了藥材的產量和品質受生長年限、采樣時間等多因素影響，導致樣本的代表性不足；2)數據全面性、數據質量和精度問題：一個完整的區劃中將涉及到大量的空間背景數據，這些數據的獲取難度較大，因此，當前很多中藥材區劃研究只用到了最基礎的環境數據，如部分氣候數據和土壤類型數據等。即使獲得了相關數據，一些數據尺度稍大，還有些數據的時效性較差，這些都直接影響區劃的質量；3)區劃方法的選擇問題：雖然，上文提到的四類區劃方式在中藥材區劃中都有應用，但很遺憾的是，多數區劃都采用的是環境相似度聚類法，原因是這種方法最簡單，既沒有對野外調查或采樣的要求，也不存在做不出結果的可能。定性描述法常常不單獨使用，而是與后幾種方法聯用。因此，技術含量較高的模型構建法和基于遙感的區劃法，因投入的人力物力和時間較大，技術要求高，區劃周期較長而少有報道；4)忽視了藥材質量和生態環境之間的內在關系：在各種區劃中，以適生性為目標的區劃占到多數，以藥材中次生代謝產物積累的區劃極少；5)生態適宜性較多，生產適宜性區劃較少：多數研究都只做到生態環境是否適宜，對土地利用、社會經濟適應性區劃考慮較少，導致區劃沒有實用性；6)只有針對品種的區劃，而沒有針對區域的區劃：實際生產中最需要的是針對區域的中藥材種植區劃，即某個地區適合種哪些中藥材，而不是某種中藥材適用于哪些地區[1，5，14-20]。

3 以區域為基礎的中藥材適生性、產量和品質區劃

3.1 目標

針對中藥材區劃中存在的問題，本文依托第四次全國中藥資源普查，獲取大量精細的中藥資源的分布、產量(生物量)及品質(指標成分含量)調查結果，相關自然環境、社會經濟及人文數據，結合覆蓋全國的遙感圖像，綜合考慮各種生態因子對中藥材適生性、產量及品質的影響，開展200多種大宗常用中藥材種植的適生性區劃，開展產量和/或品質的適宜性區劃。在此基礎上，完成以區域(縣級行政單元)為基礎的中藥材適宜性區劃。

3.2 主要內容

3.2.1 信息獲取及空間化 以本研究組前期形成的道地藥材空間分析數據庫為基礎，結合第四次全國中藥資源普查補充完善各種生態環境數據，經進一步加工(主要是提高數據的空間吻合度和剔除異常值)，得到精度高且準確度好的數據，形成全國中藥資源空間信息數據庫(見表1)。

利用本次普查，獲得中藥資源分布、產量、品質、栽培及野生、病蟲害等藥材信息及相關社會經濟、人文數據，利用地理信息系統將其空間化，形成空間信息完備的全國中藥資源普查數據庫。

3.2.2 重點中藥材產量、品質的地理變異分析 根據文獻記載，選取產量或品質變異較大的大宗常用或珍稀瀕危中藥材，在全國范圍內選擇具有代表性的樣地40個左右，每個樣地采集藥材及土壤樣品各5個。然后在實驗室對中藥材化學成分及土壤中無機元素、土壤微生物等進行檢測。

3.2.3 中藥材適生性、產量及品質生態適宜性區劃 以全國中藥資源空間信息數據庫為基礎，利用相似度、最大信息熵模型等方法開展全國尺度的中藥材適生性區劃。

表1 全國中藥資源空間信息數據庫

利用逐步回歸、模糊數學、聚類分析和主成分分析等方法分析中藥材產量及有效成分含量和生態因子之間的相關性，建立中藥材產量、品質與生境的相關模型，完成中藥材產量和品質的生態適宜性區劃。

3.2.4 中藥材生產適宜性區劃 利用GIS疊加分析等功能，在生態適宜性的基礎上，結合全國中藥資源空間信息數據庫中土地利用、遙感圖像、人文、社會經濟等信息，開展中藥材生產適宜性區劃。

3.2.5 以區域為基礎的中藥材種植區劃 將上述200多種中藥材區劃的結果進行空間疊加分析，并根據需求利用全國行政地圖進行空間切割，利用制圖綜合技術整理出圖，分別形成國家級、省級及縣級中藥材生產適宜性區劃圖，為指導和制定區域中藥材種植規劃提供依據。

3.3 區劃流程

根據上文研究內容，形成區劃流程，見圖1。

圖1 基于第四次全國中藥資源普查的中藥材區劃流程圖

3.4 基于第四次全國中藥資源普查的中藥材區劃的特色

3.4.1 數據精度和代表性為實現高質量的中藥材區劃提供了保障 本研究依托第四次全國中藥資源普查，形成具有空間信息的全國中藥資源普查數據庫和全國中藥資源空間信息數據庫，包含各種生態因子數據，以及中藥普查成果，并實現信息空間化，數據庫中的中藥材及環境信息的全面性和現勢性均是前所未有的。同時，第四次全國中藥資源普查工作中選擇了大量的樣地進行調查，樣本的位置和數量的選擇是科學計算和專家經驗的共同結果，樣本的代表性較高，為區劃工作的提供了高質量的數據。

3.4.2 綜合利用了各種區劃方法，各種方法優勢互補，使得區劃結果更加可靠 中藥材區劃研究經歷了由單一化向綜合化，由關注自然屬性為主到自然和人文屬性兼顧、由專家集成的定性分析為主向定性和定量相結合的發展歷程[2]。所用區劃方法基本涵蓋了當前農業、林業區劃中常用的幾種區劃方法，即上文提到的定性描述法、環境相似度聚類法(構建模板法)、模型構建法、基于遙感的區劃法。這幾種方法各有特色，由于定性描述法、環境相似度聚類法雖然結果較粗糙，但操作簡單、成本小、周期短，被多數學者采用。只有極少的研究采用模型構建法和基于遙感的區劃方法。本次普查獲得了大量的野外環境和中藥材分布數據，為進行實驗室內的產量和品質分析提供了豐富的藥材信息，加上數據庫中的覆蓋全國的中藥資源遙感數據，為建立區劃模型、開展基于遙感的區劃提供了數據基礎。因此，本次區劃將真正做到根據藥材的特點，綜合選擇運用不同的區劃方法，開展中藥材區分，這樣將極大地提高普查區劃結果的可靠性。

3.4.3 從生態適宜性區劃發展到生產區劃，從單一品種的區劃發展到區域規劃大大提高了區劃的實用性 目前多數的中藥材區劃研究主要研究生態環境對藥材產量和品質的影響，即所謂生態適宜性區劃；本次區劃則在生態適宜性區劃的基礎上，綜合考慮土地利用狀況、社會經濟發展水平、中藥資源開發利用的技術水平、交通運輸等對中藥材產量和成本的影響，從而形成生產適宜性區劃。同時，以往中藥材的區劃的結果都是以某個中藥材為中心，從而形成該中藥材生態或生產適宜性區劃結果；本次區劃則是在單個藥材區劃的基礎上，對不同品種的區劃結果進行疊加分析，從而形成以區域為基礎的的全國、省級、縣級三級區劃，這種以區域可為當地政府制定本地中藥材產業發展規劃提供參考，對指導當地農民開展中藥材種植具有極大的實用性，該方法的使用必將使得中藥材區劃進入一個全新的歷史時期。

[1] 張小波，郭蘭萍，周濤，等.關于中藥區劃理論和區劃指標體系的探討[J].中國中藥雜志，2010，35(17)：2350-2355.

[2] 張潔瑕，陳佑啟.中國土地利用區劃研究概況與展望[J].中國土地科學，2008，22(5)：62.

[3] 中國藥材公司.中國中藥區劃[M].北京：科學出版社，1995：30.

[4] 冉懋雄.試論中藥區劃與中藥區劃學的建立與發展(I)[J].中藥材，1992，15(1)：53.

[5] 張小波，郭蘭萍，黃璐琦.中藥區劃研究進展[J].中國農業資源與區劃，2010，31(3)：64-69.

[6] 冉悠雄，鄧煒.論貴州中藥資源區域分布與區劃[J].中國中藥雜志，1995，20(10)：579-582.

[7] 段金廒，錢士輝，等.江蘇省中藥資源區劃研究[J].江蘇中醫藥，2004，(2)：5-8.

[8] 陳錫坤，林志華.試論浙江省中藥資源區劃[J].中國現代應用藥學，1988，(6)：12-15.

[9] 沈力，付紹智，易東陽.長江三峽庫區中藥區劃[J].成都中醫藥大學學報，2005，(2)：54-56.

[10] 呂金嶸，郭蘭萍，孫宇章，等.我國野生芍藥Paeonia lactiflora適宜生長區的初步探討[J].中國中藥雜志，2009，34(7)：807-812.

[11] 李桂英，張本剛，孫成忠等.基于TCMGIS-Ⅰ的榭威的生態產地適宜性分析[J].2009，11(2)：278-282.

[12] 嚴輝，段金廒，孫成忠，等.基于TCMGIS的明黨參產地適宜性研究[J].南京中醫藥大學學報，2012，28(4)：363-366.

[13] 郭蘭萍，黃璐琦，蔣有緒，等.2種不同模式中藥適宜性區劃的比較研究[J].中國中藥雜志，2008，33(6)：718.

[14] 張小波，郭蘭萍，黃璐琦，等.廣西青蒿種植氣候適宜性等級區劃研究[J].中國中藥雜志，2008，33(15).1794-1798.

[15] 張小波，郭蘭萍，梁留科，等.廣西青蒿生產區域性差異分析[J].資源科學，2008，30(5)：759-764.

[16] 張小波，王利紅，郭蘭萍，等.廣西地形對青蒿中青蒿素含量的影響分析[J].生態學報，2009，29(2)：25.

[17] 張小波，郭蘭萍，黃璐琦.我國青蒿中青蒿素含量的氣候適宜性等級劃分[J].藥學學報，2011，46(4)：472-478

[18] 郭蘭萍，黃璐琦，蔣有緒，等.蒼術揮發油組分的氣候主導因子篩選及氣候適宜性區劃[J].中國中藥雜志，2007，32(10)：888-893

[19] 張小波，周濤，郭蘭萍，等.苗藥大果木姜子揮發油成分變化及其地理分布[J].生態學報，2011，31(18)：5299-5306.

[20] 張小波，周濤，郭蘭萍，等.基于地形因子的貴州省頭花蓼生態適宜性等級劃分[J].中國中藥雜志，2011，36(3)311-316.

[21] 孫宇章，郭蘭萍.基于道地藥材特征的蒼術區劃研究[J].世界科學技術—中醫藥現代化.2008，10(4)88-92.

20YearsofChineseMateriaMedicaRegionalization：fromSingleHerbalRegionalizationtoRegionalRegionalization

ZHUShoudong1，ZHANGXiaobo1，HUANGLuqi1，LUJianwei2，ZHAORunhuai3，MAWeifeng1，GUOLanping1*

(1.StateKeyLaboratoryofDao-diHerbs，NationalResourceCenterforChineseMateriaMedica，ChinaAcademyofChineseMedicalSciences，Beijing100027，China;2.StateAdministrationofTraditionalChineseMedicine，Beijing100027，China;3.ChinaNationalCorp.ofTraditional&HerbalMedicine，Beijing100195，China)

This paper concludes the achievement of Chinese Materia Medica(CMM)regionalization for the past 20 years，which include the theories，principle，classification and methods of regionalization of CMM.After pointing out the defects about the current CMM regionalization，it presents the new regionalization method of CMM based the forth national investigation of CMM resources with objective，contents and technique processes，and point out that CMM regionalization comes to a new stage when regional regionalization instead of single herbal regionalization.

Chinese Materia Medica(CMM); Regionalization; Remote sensing; Regional regionalization; Herbal regionalization

10.13313/j.issn.1673-4890.2014.02.001

2013-12-21)