1.福建中醫藥大學,福建 福州 350122;2.廣西壯族自治區玉林市中西醫結合骨科醫院,廣西 玉林 537000
自1949年起,我國共開展了三次全國中藥資源普查。根據1987年結束的第三次中藥資源普查數據顯示,我國的中藥資源種類有12807種(含種以下單位),其中藥用植物有383科、2309屬、11146種,占總體的87%[1]。從調查中體現了我國中藥資源種類繁多、儲量巨大的特點。然而時隔30多年,國內中藥資源形式和種類已發生了巨大變化,中藥資源種類、分布、量值和應用都在不斷變化,30多年前的數據顯然已成為歷史資料[2]。目前,我國年消耗藥材約40萬噸,絕大部分還是依靠野生藥材來滿足當今市場的需求[3]。但由于野生中藥資源濫采濫挖的現象較為嚴重,野生藥用植物的生長環境遭到嚴重破壞,并且對中藥資源保護和可持續利用的意識薄弱而導致的中藥種植栽培混亂不均、藥材質量參差不齊等問題層出不窮。第四次全國中藥資源普查的開展對摸清中藥資源家底,促進中藥資源可持續發展,具有重要意義。
通過國家中藥管理局的籌備,編寫普查技術規范以便工作開展。從普查工作的設計、目標及工作原則來看,主要以全面掌握我國中藥資源及傳統知識信息,構建國家中藥資源中心及中藥資源動態監測體系,為政府制定中藥資源發展規劃提供依據,為企業研究開發中藥資源提供技術支撐,進而實現中藥資源可持續利用,最終達到為全國人民醫療事業服務的目的[4]。具體細化內容為:①調查研究我國中藥資源種類、分布、蘊藏量、資源變化趨勢、栽培與野生情況、收購量、需要量、質量等中藥資源本底資料,全面掌握我國中藥資源情況;②建設中藥資源數據庫、中藥資源監測和信息服務數據庫,建立中藥資源動態監測體系,在重點區域建立中藥資源觀測點,對常用品種、資源緊缺品種進行動態監測;③收集整理中藥資源傳統知識信息,建立中醫藥傳統知識中心;④建立中藥種子種苗繁育基地、種質資源庫及標本館,構建以上幾個實體庫的獨立運營機制及共享服務機制。⑤提出中藥資源管理、保護及開發利用的總體規劃建議[5],制定中藥資源可持續利用的國家規劃[6]。
為保障普查工作的順利進行,更好地完成中藥資源普查試點工作任務,安徽創立了結合的技術隊伍組織模式與符合實際的管理模式[7]。圍繞工作目標,綜合中藥資源普查工作的專業性及安徽現有中藥資源分布和技術隊伍實際情況,結合高校、專家、地方優勢的技術隊伍組織模式,充分發揮了各方力量,形成了高效的工作群體。責任人管理、經費管理及過程管理模式的建立,保證了安徽普查工作具有較高的質量水平及相對一致的普查進度。安徽普查技術隊伍組織與管理模式是安徽普查工作得以按時保質保量順利進行的重要保障。
除此之外,根據查閱文獻的情況,將從以下幾個方面整理與歸納已有文獻報道中第四次全國中藥資源普查中采用的一些新方法、新技術以及發現的新資源等相關情況。
1.1 圖像識別技術運用于普查中的創新 隨著計算機和圖像處理技術的發展應用,圖像識別技術已經應用于全國中藥資源普查工作的各個階段[8]。以撫松縣為例[9],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,與傳統基于像元的分類方法相比,解決了提取結果較為破碎的問題。以安徽省寧國市前胡種植為例[10],利用30 m和16 m空間分辨率影像提取的前胡種植面積分別為25635.43,24585.43畝(1畝≈667m2)。與統計數據相比,16m分辨率影像提取的結果精度較高。在中藥資源普查工作中引入圖像識別技術,輔助普查人員開展相關工作,不但能降低人工的工作量、提高工作效率,還提高了普查成果的信息化水平和共享應用能力。隨著中藥資源普查工作的不斷深入,圖像識別技術方法在相關工作中還將發揮其特有的作用。
1.2 位置信息獲取和共享運用于普查中的創新 在浩瀚的文獻資料中,多有關于中藥材分布信息的論述。受技術方法的限制,歷代本草中關于中藥材產地或分布方面的資料,多為宏觀層面的描述信息。明確區域內中藥資源的種類和分布等本底信息,是全國中藥資源普查工作的主要目標之一。根據全國中藥資源普查技術規范和試點工作經驗,普查隊借助“3S”技術、計算機網絡技術、數碼拍照技術等現代技術方法,可有效收集中藥資源位置信息[11]。詳細、具體的位置信息,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,均提供了數據支撐。在空間信息技術的支持下,基于位置信息,可以實現對多來源普查數據統計匯總和共享應用。進行中藥資源及相關基礎數據的融合,可對海量數據進行空間化融合、匯總和管理,有助于從總體水平上挖掘中藥資源的科學規律,全面揭示其科學內涵。
2.1 新技術運用于野外調查的創新 在開展野外調查的工作前,先對調查地區進行走訪調查和踏查[12],不僅可以提前了解調查地區藥用植物資源的種類、分布范圍、邊界、氣候、地形、植被、土壤等一般規律,而且還是認識取樣區域,選擇具體調查樣地的過程。
在近年工作中借助科技運用在前期調查中的方法有:①楊爍等[13]通過編寫樣地信息轉換工具,將普查的樣地信息轉換為Google Earth地標文件,并將其導入安卓手機端,成功地將樣地信息呈現在智能移動設備中,而后利用Google免費提供的高清衛星地圖尋找樣地。②張植瑋等[14]在重慶市開展全國中藥資源普查試點工作中,通過 Mousetraps手機軟件的輔助方法解決了樣地的預判、導航等問題及準確地設置樣方套采用此軟件能大量節約尋找樣地及設置樣方套的時間,整體上提高調查效率和質量,降低了調查成本。③馬衛峰等[15]利用更為先進的技術系統-嵌入式技術和GIS技術,該系統采用4層軟件架構模式,實現了地圖基本操作、地圖導航、圖層控制、調查點查看、信息采集等功能。
通過以上3種方法比較,Google Earth高效、便捷、準備地尋找樣地;Mousetraps手機軟件的輔助方法則解決了樣地的預判、導航等問題及準確地設置樣方套;技術系統-嵌入式技術和GIS技術能夠多功能采集樣地信息。
通過筆者野外調查親身實踐,通過前期在Google Earth上進行樣地預設,后導入手機內,在野外調查中,能高清的導航引路,相較于另外兩種方法,更為便捷易操作,提高野外調查工作的準確度與效率。在野外樣地調查中,每個樣地要設置5套樣方。每套6個,共30個樣方,收放樣方的工作量較大。所用材料會影響工作的效率與進展。劉華等[16]總結,樣方繩采用較粗的白色尼龍繩,結實耐用,拍照比較清晰、美觀;而在樣方固定時,可采用加長型帳篷專用地釘,鋁合金材質,堅固又輕便,便于攜帶,同時適用于沙地、草地、林地等樣方的固定,使用較為方便。通過對野外調查中樣地的工作總結,便于開展樣地調查,提高效率與工作成效。
2.2 臘葉標本制作方法應用創新 植物標本在野外采集時應注意保留藥用植物的花、果等特征,能反映植物的固有特性,是識別和鑒別植物的重要依據,并填寫完整的采集信息[17-19]。而后最重要的環節就是經歷臘葉標本的制作。制作出優質的臘葉標本對植物完整性、平整度、色澤及制作效率都有較高的要求,而運用傳統方法制作的臘葉標本易形變,變色,且制作周期長,最短也要15 d左右[20]。
通過文獻查閱有以下兩種臘葉標本制在普查工作得到較好運用:①譚業華等[21]采用真空包裝臘葉標本,運用于海南省的中藥資源普查工作中,通過實踐該方法能有效地解決受潮、霉變、蟲蛀、變形、折碎脫落等問題,不僅顯著地提高臘葉標本的質量,還增強了臘葉標本的實用性、觀賞性和保存性。②鄭漢等[22]設計了一項快速定型臘葉標本干燥的裝置,運用于安徽省的中藥資源普查工作中過,通過實踐得出該裝置干燥出的標本具有平整、鮮艷,不易霉變等特點,并且一次干燥量大,效率高、安全與便于攜帶。以上兩種方法,真空包裝在增強臘葉標本實用性等方面較好效果,快速干燥裝置則提高了標本制作的效率與安全,二者都為植物臘葉標本的制作提供了新的思路,值得在中藥資源普查過程中推廣。
3.1 蘊藏量估算新方法應用創新 我國是世界最大的野生藥材資源國,為可持續利用野生中藥資源,客觀、真實、全面掌握野生中藥材的蘊藏量至關重要。目前計算野生藥材蘊藏量的研究多在傳統植物蘊藏量算法基礎上展開,雖然野生中藥分屬于植物科屬,但品種差異大,藥用方式多樣,對蘊藏量的精度要求要高于一般植物調查,故需要對算法有進一步的補充。
通過文獻調查發現以往有三大主流技術,分別是馬衛峰等[23]通過引入空間信息技術,進行空間抽樣調查,實現蘊藏量估算;周良云等[24]采用網格采樣法設計調查方案,對蘊藏量進行初步調查;目前運用最廣泛應用的是3S技術,李越等[25]概述了3S技術在藥用植物資源領域中的應用。3S技術在植物資源分布面積和蘊藏量的調查中,具有快速、經濟與方便等特點。但3S技術的缺點是較為宏觀、分布較少的物種或珍稀瀕危種類的調查很難準確解決,必須以較為詳盡的實地資源調查為基本依據,來校準和補充 3S技術的不足[26]。
陳菊等[27]在現有中藥資源蘊藏量計算方法的基礎上,提出一種補充算法。該算法以品種分布面積數據獲得的方式和準確性為重點,并與基礎算法結果,以及不同區域差異、市場年交易量、種植區產量等數據進行校驗,多次迭代循環后,得到數據校驗權重值。最后通過軟件編程,計算出某一品種野生藥材在某一區域的蘊藏量。
傳統中藥資源調查方法費時、費力,人為影響較大,往往調查精度不高。以上的幾種方法不僅提高了抽樣調查的精度,而且降低了野外調查的工作量。特別是陳菊等提出的補充算法相比李越等概述的3S技術在藥用植物資源領域中的應用,在計算某一區域的蘊藏量更加的精準,為第四次全國中藥資源普查工作的調查方法提供了科學依據。
3.2 數據填報創新 外業調查結束后,除了對采集到的標本、藥材進行登記、壓制、稱重、干燥處理外,還需要對采集到的信息數據進行整理,包括導出軌跡數據、影像資料整理、填報中藥資源普查信息管理系統。
在信息整理方面:①導出軌跡數據GPS定位儀、軌跡記錄儀內軌跡記錄,如今使用 Global Mapper、 XTTools、HOLUX eztour for Logger等相關軟件導出或轉換為KMZ/KML格式后,即可在谷歌地球上顯示;②影像資料整理GPS定位儀數據導出格式為CSV、SHP、GPX格式,軌跡記錄儀數據導出格式為CPX格式。使用 HOLUX ezlour for Logger或Location Stamper軟件將軌跡記錄包含的經緯度、海拔地理信息寫入采集照片的EXF信息中,并將照片按日期、樣地、樣方套、樣線,建立不同文件夾分級存放整理,以備查對及下一步登記錄入普查系統使用[28]。
普查中另一主要任務便是將所采集的信息保存并上交于上級,而傳統的紙質記錄對成果的查詢與共享應用較為不便[29],而中藥資源普查信息管理系統彌補了此類空白,近年來隨著工作的推進,王慧等[30]就中藥資源普查數據填報系統(PC端)的設計展開了研究,建立基于Web服務實現地理空間數據的應用模式的填報系統。中藥資源普查數據填報系統(PC端)有本地數據配置、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7個方面的數據收集匯總功能。可服務于普查隊進行中藥資源普查的野外調查數據采集和內業數據整理,包括:一般調查、重點調查、標本信息、藥材信息、市場調查、種質資源調查、傳統知識調查7個方面312項調查指標的填報。
戚元華等[31]基于手機端,融合GPS定位、偏移校正、語言識別以及軟件和數據庫網絡技術,開發了中藥資源普查(一般調查)移動端數據采集系統,實現了中藥資源種類、位置、圖片、時間、標本5項核心內容15個核心指標的采集記錄功能,采集數據導入全國中藥資源普查信息管理系統兩方面的功能。
以上兩者在電腦端都提供了導入和采集的作用,在不同的領域都為全國中藥資源普查工作提供了數據填報平臺,提高了中藥資源普查的效率,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。
3.3 中藥傳統知識調查的創新 中藥傳統知識調查是第四次全國中藥資源普查的重要內容,也是首次將藥物傳統知識作為一個重點進行系統調查,其創新性體現在充分認識傳統知識與知識產權的重要性,尊重傳統知識持有方等[32],正是由于此,在該項工作的調查中,各省普查隊也形成了獨具當地與民族的特色調查內容。
在鄖西縣中藥資源普查中[33],通過普查鄖西縣中藥資源,收集整理鄖西縣民間傳統醫藥驗方23個,其中11個為首次報道的新醫藥用途,其治療風濕病、痢疾、胃病、腰肌勞損及關節扭傷、缺血性頭痛、燙傷、神經官能癥、久虛泄瀉等常見病有效。
在湖南省沅陵縣的調查中,縣內分布有苗族、土家族等24個少數民族,傳統醫藥文化底蘊深厚。通過對其進行調查,掌握了湖南省目前唯一一所公立中藥草醫院沅陵縣中草藥醫院的詳細信息,了解到該院常用中草藥300余種,主要以傳統藥方與中草藥進行治療,同時在了解到沅陵縣民族民間醫藥在治療跌打損傷、蛇傷和婦科等常見疾病頗有療效[34]。
貴州苗族、侗族醫藥傳統知識是中華民族傳統知識重要組成部分[35],通過對黔東南州民族、民間醫藥傳統知識的傳承現狀與發展進行調查與分析,對散落于民族民間的優秀的醫藥傳統知識的傳承、發展和保護開展調查研究工作,為該地區民族民間醫藥傳統知識的保護利用與惠益分享提供技術基礎。
柘榮縣的調查中,林青青等[36]采用植物生態學與民族植物學的基本方法,進行民間實地走訪、野外采集調查、大量的文獻查閱及室內鑒定和分析。調查記錄了柘榮縣民間常用藥材78種,鑒定出其中65種的基源,并對柘榮縣民間用藥的特點進行了整理分析。
以上各省對中藥傳統知識與民間用藥都有了較好的成果,而在未來是否能基于此加以探索與延伸,能更好地對傳統中醫藥知識保護與傳承,值得在普查工作中逐步調整與完善。
截止文獻報道,全國已有31個省(區、市)的1300多個縣級行政區劃單元開展了中藥資源普查工作[37]。廣大中醫藥工作者在普查調查過程中,已發現了新種73種,新記錄種397種。新發現對認識地球物種多樣性,研究其潛在的藥用價值,都具有著重要意義[38]。但由于全國新發現情況文獻數據過于龐大,整理筆者所在福建省在已開展普查試點的縣(市)中新發現成果,文獻報道中已發現新種4種,新分布種40多種(詳見表1)。 新分布種、新種的發現,為豐富和完善我國藥用植物資源有重要的意義,同時植物新分布的發現,也意味著此類物種中的資源稀缺種在新發現地進行人工培育的可能,對中藥資源可持續發展具有重要的意義。
通過對近年來文獻報道的第四次中藥資源普查工作中所產生的創新性工作,進行整理與評述,對近年來普查工作的開展情況有了進一步的了解。
同時結合本省的普查工作有條不紊的開展,提出相關建議:①普查系統應更加便捷合理化錄入系統,簡便程序,導入機制需更加完善,是否可設想設計相關程序簡化導入系統,提高輸入效率;②系統錄入的數據保存應加以優化,保證數據的完整性、安全性,防止數據應意外丟失;③野外鑒別植物種類,可運用手機軟件花伴侶、形色等,但有時因信號問題無法正常使用App,是否可對軟件進行建立對應數據庫、數據包進行下載,在無信號時也能方便使用,協力于在野外鑒別進行初步判斷;④中藥資源普查擴大隊伍力量,吸引相關人才、人力的加入,特別是專業型人才,包括植物鑒別、內外業調查與整理、中醫藥傳統知識調查,收納不同專業的人才,不單純的局限于本專業、本行業,以便解決普查中有可能產生的其他非本專業相關的難題,同時也有機會使不同學科得到交叉共融;⑤加強對特別地區珍稀瀕危品種的相關保護與扶持,包括對于地方這類方面的普及,在當地應加強普及中藥資源普查的重要意義,更好地提高普查工作的有序、有效展開。

表1 福建省新增維管束植物名錄(2014~2018年)
隨著習近平總書記指出,中醫藥學是中國古代科學的瑰寶,也是打開中華文明寶庫的鑰匙。近年來,我國頒布了一系列促進中醫藥事業發展的法律法規,對中藥資源保護和中藥材產業發展進行了全面部署,第四次中藥資源普查更是如火如荼地進行與發展。在未來,根據各地普查工作的相繼完成,我國將建立中藥資源數據庫、中藥材種苗繁育基地、種質資源庫、中藥材標本館、藥材樣品庫、中藥資源動態監測與信息服務體系、國家級中藥資源中心等。能夠為中藥資源的可持續發展建立強有力的保障。
中藥資源是中醫藥事業賴以生存和發展的重要基礎,同時也屬于我國戰略性資源之一,中藥資源普查工作也是基本國情之一,加強對中藥資源普查工作的重視與認識,加強隊伍的建設,人員的規范化培訓,更高效地利用現代化科學、醫學技術,對中藥資源今后的調查、開發、利用、可持續發展具有重要的價值和意義。