全國中藥資源普查的信息化工作

黃璐琦+張小波

[摘要]為促進中藥資源保護、開發和合理利用，國家中醫藥管理局正在組織實施第四次全國中藥資源普查。信息化是第四次普查工作的核心內容、也是超越前3次普查的主要創新點之一，信息化的廣泛應用不但提高了普查工作效率，同時也拓展了中藥資源研究新的發展方向。為充分發揮信息化工作在普查中引領創新的先導作用，普查辦公室組織相關研究人員，對試點工作期間信息化相關工作進行梳理、撰寫了系列文章，形成了全國中藥資源的信息化工作專刊。從普查工作總體進展、核心指標收集匯總、數據庫軟件系統研發、大數據支撐國家規劃實施和單品種研究5個方面，展示了普查中信息化工作的階段性成果。試點期間設計應用現代技術方法獲取和匯總普查數據，基于數據信息服務中藥資源相關組織管理和科學研究等的示范應用，為中醫藥事業健康持續發展注入了新的驅動力。

[關鍵詞]中藥資源普查； 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會的決勝階段，是信息通信技術變革實現新突破的發軔階段，信息化代表新的生產力和新的發展方向，已經成為引領創新和驅動轉型的先導力量[1]。中醫藥信息化是實現中醫藥振興發展的重要引擎和技術支撐，也是體現中醫藥發展水平的重要標志[2]。為全面提升中藥資源信息化水平，以信息化驅動中藥資源相關工作的開展。在全國中藥資源普查技術設計中，充分利用信息化相關技術方法的優勢，設計并應用于中藥資源普查工作的各個環節。本文就現階段全國中藥資源普查信息化有關情況進行梳理介紹。

1全國中藥資源普查工作總體情況

從2011年開始，國家中醫藥管理局陸續在全國31個省（區、市）組織開展了中藥資源普查工作。截止到2017年10月，已在全國31個省（區、市）1 300多個縣級行政區劃單元開展了中藥資源普查工作，在各單位的共同努力下普查工作取得了階段性成果，并形成了大量與中藥資源相關的數據信息。通過“全國中藥資源普查信息管理系統”初步統計匯總[3]：中藥資源調查數據信息200余萬條，照片500余萬張，臘葉標本等實物20余萬份；各地參與中藥資源普查的相關工作者23萬余人，累計發現新物種40余種。初步形成了包括1個中心平臺、28個省級中藥原料質量監測技術服務中心、66個縣級監測站的中藥資源動態監測信息和技術服務體系；重點開展190種中藥材價格、流通量和種植面積等6大類的信息服務，中藥材質量、田間管理等10大類的技術服務。在20個省（區、市）布局建設了28個中藥材種子種苗繁育基地，對近160種中藥材的種子種苗進行繁育生產；并在海南及四川建立了2個中藥材種質資源庫，保存中藥資源普查工作中收集的種質資源實物12萬多份。endprint

2普查核心數據收集

21在中藥資源種類統計中的應用

根據第三次全國中藥資源普查結果，我國可藥用資源有12 807種[4]。在本次全國中藥資源普查中，為相對準確地掌握各區域的中藥資源種類，基于大量普查數據和實物信息，借助計算機、數據庫軟件、圖像識別等現代技術方法，輔助進行中藥資源種類統計匯總，提高中藥資源種類統計匯總工作的效率和準確性。主要按照“三有一對應”的原則統計中藥資源種類[5]，即按照數據庫系統中有中藥資源名稱和照片、標本館中有標本實物，中藥資源名稱與照片和實物一一對應。

22在中藥資源分布中的應用設計

詳細具體的位置信息，可為區域間資源稟賦差異和相似性、生物特性和空間分布規律等方面的研究，提供數據支撐。在空間信息技術的支持下，基于位置信息，可對海量普查數據進行空間化匯總管理、融合應用，有助于從空間水平上深入挖掘中藥資源的科學規律、揭示其科學內涵。全國中藥資源普查中主要設計應用GPS、軌跡儀、數碼相機、手機、PDA等現代技術方法獲取位置信息（經度、緯度、海拔，行政區劃名稱等）[6]。根據試點工作經驗，普查隊借助現代技術方法可有效得收集中藥資源位置信息。基于位置信息，借助GIS和RS等相關軟件和數據庫系統，可匯總中藥資源普查工作任務分布情況，進行藥用資源物種多樣性研究、中藥資源區劃研究、分布格局和規律研究、中藥材面積估算和監測、與其他行業的基礎數據進行共享應用等。如張小波等[78]在大量位置信息與青蒿素和青蒿酸含量數據的基礎上，綜合應用經典統計和空間統計方法，對中國各地黃花蒿中青蒿素和青蒿酸含量空間分布特征進行研究、分析其空間分布規律。

23在中藥資源數量統計中的應用設計

通過樣地調查獲取野生資源的蘊藏量，是此次全國中藥資源普查區別以往工作的主要內容之一。根據《全國中藥資源普查技術規范》，全國范圍需要普查隊員在工作中，對349種中藥材的蘊藏量進行估算[9]。此項工作的順利實施，需要借助行政區劃、植被、地形、土地利用等大量的調查數據或基礎數據。為輔助普查隊員準確選擇野外調查重點區域、位置和面積，提高重點調查中藥材蘊藏量估算能力，以1∶100萬植被類型數據為主，輔助以高程、坡向、土地利用、TM遙感影像數據，設計了基于空間信息技術的重點調查區域分層抽樣設計方法[10]。基于分層抽樣方法，普查隊通過一次抽樣調查同時獲取多種野生藥用植物資源的分布面積和個體數量等數據信息。

3普查相關數據庫軟件系統建設

31中藥資源調查相關軟件系統

各縣級普查隊調查獲取的數據信息，是此次全國中藥資源普查的核心成果形式，為有效匯總中藥資源普查數據信息，采用Oracle數據庫，C/S和B/S架構，J2EE和數據連接池技術、空間信息技術、GeoServer、OpenLayers等技術方法，設計研發了包括：中藥資源普查工作管理、數據填報匯總、數據質量核查和展示等方面的全國中藥資源普查信息管理系統。其中：①為輔助進行各級中藥資源普查機構、人員和實施方案的匯總管理，研發了中藥資源普查工作管理系統[11]，提高中藥資源普查工作的信息化和規范化水平，保持其延續性。②為匯總普查隊的調查數據，研發了中藥資源普查數據填報系統（PC端）[12]，包括本地數據配置、數據填報、數據校驗、數據上報、PDA數據導入導出、APP數據導入、軌跡儀數據導入等7個方面的數據收集匯總功能。可服務普查隊進行一般調查、重點調查、市場調查、傳統知識調查，臘葉標本、藥材樣品、種質資源等實物信息7個方面312項指標的填報。③為輔助開展一般調查，融合GPS定位、語言識別等技術方法，開發了基于手機端的一般調查數據采集系統[13]，實現了中藥資源種類、位置、圖片、時間和標本5方面15個核心指標的快速采集。④為輔助開展重點調查，開發了基于PDA的重點調查數據采集系統[14]，實現了物種、位置、數量、重量等蘊藏量估算所需核心指標的快速采集。⑤為從國家、省級和縣級3個層面輔助進行數據核查，開發了中藥資源普查數據核查系統[15]。采取人工手動核查和軟件自動核查2種方式對普查實施方案、重點調查信息、一般調查信息和標本信息等9方面20類175個指標進行數據有無和優劣的核查。⑥為實現中藥資源普查數據的共享應用，正在研發全國中藥資源普查成果展示系統[16]。擬通過表格、統計圖、地圖3種形式，從中藥資源、時間、空間3個維度，在國家、省、縣3個層級，對中藥資源種類、分布等內容進行查詢統計和展示。

全國中藥資源普查信息管理系統，為全國中藥資源普查搭建了信息化工作平臺，提高了中藥資源普查的效率，保障了數據的完整性、一致性、準確性和可用性，有利于中藥資源普查數據的長久保存、成果轉化和共享服務。

32中藥資源監測相關軟件系統

中藥資源是中藥產業發展的物質基礎，中藥原料價格波動變化，直接影響臨床所用中藥飲片、中成藥的價格，原料價格上漲將導致中成藥價格不穩定，甚至出現成本與最高零售限價倒掛等問題。中藥原料資源不足或者禁用，能導致部分藥品被迫停產。《中華人民共和國中醫藥法》明確了“對藥用野生動植物資源實行動態監測和定期普查”[17]，隨著全國中藥資源普查工作的深入推進，中藥資源動態監測逐漸成為區域中藥資源保護和利用工作的重要內容之一。為實現行業內中藥資源的產量、質量和價格等方面的信息共享，服務中藥材生產，開發了中藥資源動態監測系統[18]。通過市場、產地、藥企、醫院和藥店等收集與中藥材、飲片和中成藥相關7大類98個指標的數據信息，提升中藥材產業發展的信息化程度。

為保障基本藥物的供應保障，國家衛生和計化生育委員會開展包括中成藥在內的國家基本藥物保障監測工作。為保障中藥生產過程中原料供應，國家食品藥品監督管理總局在新藥注冊過程中，擬開展中藥資源評估[19]。為充分利用中藥資源相關數據信息，圍繞《國家基本藥物目錄》（2012年版）中的203種中成藥，通過整合中藥資源普查數據庫、中藥資源動態監測數據庫、中成藥國家基本藥物數據庫，正在研發中成藥國家基本藥物保障監測分析系統[20]，輔助開展中成藥企業在產率、主要廠家產量、主要原料產量供應、中成藥原料成本占比等7個指標的分析和監測，為政府科學決策提供支撐。endprint

4信息化在區域發展工作中的應用

41在全國范圍相關工作中的應用

411在資源配置中的應用根據《中藥材保護和發展規劃（2015—2020）》[21]關于開展第四次全國中藥資源普查的工作任務；在今后一段時間內，還將陸續實施中藥資源普查工作。由于區域間的資源稟賦差異，如何充分利用中藥資源普查及相關數據信息，有針對性地提出區域中藥資源相關工作或發展規劃意見和建議，對合理制定中藥資源政策、實現區域資源環境的協調發展具有重要意義。張小波等[22]對全國各試點縣中藥資源種類豐富度進行分析，結果顯示：長江以北、西北和西藏的大部分地區，中藥資源種類豐富度較低；長江以南的大部分地區中藥資源種類豐富度較高。對全國各縣域面積的大小進行分析，結果顯示：各地縣域面積也存在較大的差異。由于縣域之間國土面積和中藥資源種類的豐富度存在較大差異，各地中藥資源普查和監測相關工作中在人員隊伍、經費保障等方面所需的投入存也應有區別，西部、南部省份相對應該給予更多的支持。

412在中藥材產業扶貧工作中的應用全面建成小康社會，消除貧困、改善民生，提高貧困地區社會經濟發展水平，是現階段各級政府和科技工作者的前沿課題。為服務《中藥材產業扶貧行動計劃（2017—2020年）》[23]的實施，因地制宜地指導和規劃中藥材生產實踐，促進中藥材產業扶貧相關工作向最佳生產區域集中。黃璐琦等[24]基于貧困地區的相關數據資料，對具有優先開展中藥材產業扶貧條件的區域進行分析研究。結果顯示：國家級貧困縣和集中連片貧困地區涉及縣中至少有10%以上的貧困縣，已經有很好的中藥材產業基礎，是中藥材產業扶貧的重點優先區域；有53%的貧困縣，具有一定的發展中藥材產業扶貧條件，需要加強相關工作拓展中藥材產業扶貧的基礎和能力；有37%的貧困縣發展中藥材產業扶貧的基礎條件較弱。

413在生物多樣性保護工作中的應用植物特有種是分布范圍局限于特定地理區域的植物物種，因其分布范圍的局限性，易受到環境變化與棲息地喪失等方面的威脅，在生物多樣性保護中占有重要地位。由于植物特有種分布區的局限性，也賦予其區域獨有的特性。藥用植物特有種引種馴化和人工栽培的區域特征更加突出，是各區域發展區域生物經濟的特色潛在資源。做好藥用植物特有種的保護、開發和合理利用，對中醫藥和民族藥可持續發展具有重要的現實意義。李海濤等[25]在各大植物數據庫、物種名錄和文獻記錄的基礎上，系統總結了有記載的中國特有種（維管植物）。結果表明，中國藥用植物特有種為3 150種，分屬于153科的785屬。在空間分布上，特有種最豐富的是西南地區，其次是華中地區和西北地區，這些區域是綜合開發和利用的重點區域，也是藥用植物特有種保護的重點區域。

42在省域范圍相關工作中的應用

在全國中藥資源普查結束后，將匯總大量中藥資源種類和分布等方面的數據信息，區域之間中藥資源豐富度是客觀反映中藥資源稟賦的有效指標。為明確吉林省中藥資源種類空間分布特征，張小波等[26]基于吉林省各縣中藥資源種類，分析區域間中藥資源豐富程度的空間差異特性。結果顯示：中藥資源種類豐富度較高的地區，分布在東部和東南部，區域內植被類型以闊葉林為主。建議與中藥資源監測、生物多樣性監測相關的重點區域劃分和監測站點應該布局在該區域內，在開展與野生中藥資源相關工作中應對闊葉林區重點關注。

中藥資源種類和數量的空間差異分布，是中藥產業發展過程在時間和空間上的表現形式，研究區域間中藥資源分布特性，有助于揭示中藥資源空間分布規律。中藥資源普查以縣為單位組織實施和匯總，由于我國各地縣域面積大小存在較大差異，以縣為統計單元進行區域間中藥資源豐富度評估，會導致區域間豐富度統計結果的偏差。為明確重慶市中藥資源空間分布特征，張小波等[27]基于現有調查數據信息，對比分析不同格網尺度條件下中藥資源豐富度差異性，結果顯示：選取30 km的格網，統計重慶市中藥資源豐富度，可以較好反映區域間中藥資源豐富度的客觀實際情況，降低由于統計單元大小不同，引起的中藥資源豐富度差異。建議在各省和區域范圍內進行中藥資源豐富度評估相關工作中充分考慮尺度效應。

43在縣域范圍相關工作中的應用

各級自然保護區建設是推進生態文明、建設美麗中國的重要載體，是保護生物多樣性、筑牢生態安全屏障、確保各類自然生態系統安全穩定、改善生態環境質量的有效舉措。各類保護區的設置、所保護物種的確定，需要有大量科學數據作為支撐，現有保護區中專門針對藥用資源進行保護的較少。基于中藥資源普查相關工作獲取的數據信息，可為藥用動植物相關保護區的建設提供參考依據。池秀蓮等[28]基于瀾滄縣中藥資源普查相關數據，分析了瀾滄縣受威脅藥用植物維管束植物的多樣性及其分布特征。結果發現：瀾滄縣境內共有受威脅藥用維管束植物51種，隸屬于29科41屬；其中極危物種5種、瀕危物種14種、易危物種32種；但僅有6種在糯扎渡自然保護區瀾滄片區內，而多數瀕危物種豐富的區域尚未得到有效保護；建議進一步完善現有保護體系，更好地保護和利用區域內藥用植物資源。

5信息化在單品種研究中的應用

51在中藥資源監測中的應用

由于部分中藥材在人工種植過程中存在連作障礙，使得栽培過中藥材的土地在短期內不能重復栽培同種藥材。為能有效監測統計中藥材種植，實現用地的可持續利用，需要借助大量的地面調查和衛星遙感數據信息進行匯總統計。為統計吉林省撫松縣人參種植面積，史婷婷等[29]以資源三號（ZY3）衛星數據為數據源，探討基于規則集的面向對象方法的人參種植區提取方法。結果表明，基于規則集的面向對象分類方法能夠有效地提取出研究區內的人參種植地塊，并基于2016，2017年不同時相的遙感圖，對比分析區域間人參種植地的變化情況。

52在中藥區劃中的應用

與中藥相關的各類區劃工作，大多需要建立在充分的調查、大量詳實的本底數據基礎上，有豐富數據支撐的區劃結果才能客觀地反映出區域間中藥資源的差異和規律性，一般分布區劃、生長區劃、品質區劃和生產區劃調查工作量、所需數量依次增加[30]。全國中藥資源普查工作，為廣大區劃工作者提供大量的基礎數據，在此基礎上可以開展一系列的區劃研究工作。如吳曉俊等[31]基于黨參的位置和生態環境數據，進行了我國黨參的分布區劃研究；王哲等[32]基于穿龍薯蕷的位置和生態環境數據，進行了吉林省穿龍薯蕷的分布區劃研究；羅瑤等[33]基于云南重樓的位置和生態環境數據，進行了四川省云南重樓的分布區劃研究；董永波等[34]基于川西獐牙菜的位置和生態環境數據，進行了四川省川西獐牙菜的分布區劃研究；巫明焱等[35]基于川牛膝的位置和生態環境數據，進行了川牛膝在中國的潛在分布區劃研究。李英等[36]基于北柴胡有效成分含量和地形數據，進行了河北省北柴胡生態適宜性區劃研究。肖井雷等[37]綜合考慮五味子中五味子酯甲等4種成分含量高低，開展了東北地區五味子品質區劃研究。趙文龍等[38]基于板藍根藥材（R，S）告依春含量與生態因子的關系模型，開展了全國范圍的板藍根品質區劃研究。endprint

53在中藥資源調查中的應用

隨著現代技術方法的發展和普遍應用，各單位在技術方面的差異很容易縮小。相關科研工作所需的數據和實物材料往往是影響研究的主要因素。為了解各類資源本底、掌握規律，需要有大量的本底數據、調查數據或實物為基礎。全國中藥資源普查工作中獲取的數據和實物信息，可為中藥資源保護、開發和合理利用相關工作的深入開展提供實物和數據服務。如，林麗等[39]基于對黑河流域黑果枸杞的調查數據，基本掌握了黑果枸杞的種類、分布范圍及蘊藏量等情況，為合理開發使用黑果枸杞提供了科學依據。謝仲德等[40]基于對三峽庫區的資源調查，對野生荷葉鐵線蕨的資源和生態環境特征進行了研究，為野生資源保護提供參考。肖佳偉等[41]基于對江西省武功山的資源調查，發現7個江西省植物新記錄種。謝丹等[42]基于對湖北省的中藥資源調查，發現湖北藥用植物新紀錄屬1個，新記錄種7個。張植瑋等[43]基于對昆明山海棠的資源調查，明確了重慶市仙女山昆明山海棠種子雨的散布和在土壤種子的空間分布特征。

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[責任編輯呂冬梅]endprint