厚樸與凹葉厚樸在湖北地區的生態適宜性研究＊

石 磊，王眾寬，趙 雨，胡志剛，楊紅兵

（湖北中醫藥大學藥學院 武漢 430065）

常用中藥材厚樸為木蘭科植物厚樸Magnolia officinalisRehd. et Wils. 或凹葉厚樸Magnolia officinalisRehd. et Wils. var.bilobaRehd. et Wils.的干燥干皮、根皮及枝皮[1]。植物厚樸與凹葉厚樸分布較廣，在許多省份的山區地帶都有栽培。由于不同產地的同一種藥材，其原植物生長受土壤、氣候等自然條件的影響，導致藥用部位的藥效品質有所不同，因此，中醫藥歷來講究藥材的“道地性”，就是強調產地的重要性。湖北省是厚樸藥材的傳統道地產區，藥材習稱川厚樸；原植物主要為厚樸[2-4]；產地主要集中在湖北西南部位于武陵山區的恩施地區。湖北西北部神農架、武當山及其周邊地區有少量厚樸分布。湖北東部位于大別山區的黃岡地區近幾十年來也有一定面積的栽培，這里的厚樸多數是由恩施地區引種過來的厚樸，少數是從鄰近的江西、湖南等地引種而來的凹葉厚樸。目前，在恩施地區的個別地方也有小面積的凹葉厚樸種植。這種厚樸與凹葉厚樸混雜種植的局面，主要是有兩個方面原因形成的：一是二十世紀六十至七十年代開展的全國中草藥運動，在缺乏科學論證的背景下南藥北移、北藥南種，包括厚樸在內的一些藥材原植物就這樣被移栽到了原本沒有自然分布或種植歷史的地方；二是隨著醫療需求的增長，中成藥企業的發展，耗費了大量的藥材資源，二十世紀八十至九十年代厚樸等藥材曾一度供不應求，價格不斷攀高，野生資源消耗殆盡，各地農民爭相種植。那么，湖北省域范圍內哪些地區適合或者不適合種植厚樸或凹葉厚樸，能否保證產品（藥材）質量，值得研究論證。本研究借鑒作者前期“厚樸全國生產區劃研究”的方法與經驗，首次以湖北省轄區域厚樸藥材生產區劃為研究對象，分別對該省45個樣點厚樸與凹葉厚樸的生態適宜性進行研究，明確厚樸與凹葉厚樸的適宜栽培地，以期為湖北省厚樸藥材的產業規劃、栽培基地的合理布局和種植品種的正確選擇提供科學依據；也為其他藥材的品種與基地選擇，或者其他地區的藥材生產區劃研究提供范例。具體內容如下。

1 數據與處理

1.1 樣點信息

分別于恩施、鶴峰、五峰、建始、巴東、蘄春、羅田等厚樸或凹葉厚樸產地，選取45 個樣點（厚樸38 個，凹葉厚樸8 個，其中有1 個為兩者采于同一樣點），實地測量每個樣點的經度、緯度、海拔等地理坐標參數。總體上，湖北省45 個樣點的經度范圍為29.4189°-32.0650°，緯度范圍為108.7027°-115.8853°，海拔范圍為1910-194 m。

1.2 空間數據

本研究使用的空間數據來源于“中藥資源空間信息網格數據庫”（http://www.tcm-resources.com）；數據作者：中國中醫科學院中藥資源中心、道地藥材國家重點實驗室，黃璐琦、郭蘭萍、朱壽東。包含有中藥資源分布區域的氣候、土壤、地形和植被類型等生態因子數據集。

1.3 數據處理

將湖北省厚樸與凹葉厚樸的采樣信息和環境數據按要求格式轉換后分別導入最大信息熵模型（Maxent），設置參數運行建模，具體參數設置為隨機測試比例15%，迭代次數1×106，進行模擬運算，利用受試者工作特征（ROC）曲線及AUC 值（ROC 曲線下面的面積）對模擬運算進行模型精度評價，AUC值＞0.8（實測值＞0.99），代表模型精度良好。然后，將Maxent 模型建模參數設置為隨機測試比例0%，迭代次數1×106，進行正式模擬運算，得到湖北省域內對厚樸與凹葉厚樸生長影響較大的生態因子（貢獻度權重總和大于95%的影響因子）。

基于湖北省厚樸與凹葉厚樸采樣點的位置信息，利用地理信息系統（GIS）提取各影響因子的數值以及每個采樣點的生境適宜度值。以生境適宜度值為指標，將各采樣點厚樸或凹葉厚樸生長適宜程度大體劃分為最適宜（＞0.8），適宜（0.6-0.8）、可生長（0.4-0.6）、不適宜（＜0.4）四個等級。

2 結果與分析

2.1 各樣點厚樸或凹葉厚樸的生境適宜度值

各樣點厚樸或凹葉厚樸生境適宜度值，以及將兩者合并計算得到兩者綜合生境適宜度值，結果見表1。

表1 45個樣點生境適宜度值

續表

2.2 影響厚樸或凹葉厚樸生長的生態因子

影響厚樸或凹葉厚樸生長，且權重總和大于95%的生態因子，見表2。

2.3 結果分析

2.3.1 厚樸或凹葉厚樸的生境適宜度值分析

生境適宜度值反映該地對于厚樸或凹葉厚樸植株生長的適宜程度。適宜度值越高，表明該地越適宜其生長。

表2 生態因子貢獻度權重

就湖北產厚樸而言，湖北省西南部位于武陵山區的恩施地區及其周邊，如恩施市的龍鳳鎮，板橋鎮穿洞子村，新塘鄉雙河鄉、前坪村、下壩村，鶴峰縣容美鎮，宣恩縣椿木營鄉等7 處樣點特別適宜厚樸生長，適宜度值＞0.8；恩施市的太陽河鄉白果樹村，新塘鄉商家灣、下壩村、太山廟村，太陽河鄉茅湖淌村，沙地鄉，板橋鎮大木村，紅土鄉石窯村，利川市毛壩鄉，宣恩縣椿木營鄉，巴東縣綠蔥坡鎮，建始縣花坪鄉，龍坪鎮；鶴峰五里鄉等15 處樣點均適宜厚樸生長。也有少數樣點不適宜厚樸生長，雖然目前這些地方有大面積種植，如恩施市白楊坪鄉、鶴峰縣中營鄉以及長陽賀家坪鎮等，適宜度值＜0.3。此外，湖北西北部位于武當山區的十堰地區，如竹溪十八里長峽、房縣野人谷鎮等也不適宜厚樸生長。湖北東部位于大別山區的黃岡地區，如蘄春縣獅子鎮厚樸可以生長（適宜度值0.33），也有種植，但并不適宜厚樸生長。

就湖北產凹葉厚樸而言，黃岡地區的蘄春縣獅子鎮、向橋鄉，羅田九資河鎮、鳳山鎮，英山草盤地鎮等5處樣點特別適宜凹葉厚樸生長，適宜度值＞0.8。十堰地區的竹山縣上庸鎮石樁埡，以及恩施地區的宣恩縣椿木營鄉、建始縣三里鄉大沙河村等均不太適宜凹葉厚樸生長（適宜度值＜0.36）。

由于傳統的厚樸產地（恩施地區）也引種栽培了少量凹葉厚樸，而沒有生產歷史的地方（黃岡地區）現在同時種植了厚樸與凹葉厚樸，表面看起來生長良好，因此嘗試著將厚樸與凹葉厚樸合并計算，對比兩者綜合生境適宜度值的情況。研究結果表明，厚樸生長適宜度值高（＞0.6）的地區，兩者綜合適宜度值亦較高；厚樸生長適宜度值低（＜0.6）的地區，兩者綜合適宜度值亦較低。恩施地區及其周邊適宜厚樸生長的地方，凹葉厚樸大多也能生長；不適宜厚樸生長的地方一般也不適宜凹葉厚樸。凹葉厚樸生長適宜度值高的地區，兩者綜合適宜度值一般不高，如黃岡地區特別適宜凹葉厚樸生長，卻不太適宜厚樸生長；凹葉厚樸生長適宜度值較低的地區，兩者綜合適宜度值也較低，如十堰地區兩者均不適宜。蘄春縣獅子鎮和宣恩縣椿木營鄉的1個樣點，綜合適宜度值較高，分別為0.64 和0.77；但是，獅子鎮特別適宜凹葉厚樸生長（適宜度值0.90），而厚樸的適宜度值較低（0.33）；椿木營鄉的這個樣點凹葉厚樸適宜度值也不高（0.36），同時椿木營鄉的另外2 個樣點均只有厚樸種植，且適宜度值較高（分別為0.73 和0.81），說明該鄉更適宜厚樸而不適合凹葉厚樸生長。

湖北地區厚樸、凹葉厚樸生長適宜度分析結果分別見圖1、圖2。

2.3.2 影響厚樸或凹葉厚樸生長的生態因子分析

湖北省內影響厚樸生長的主要生態因子為海拔，權重高達57.6%，其次為土壤類型、十月降水量、年均降水量及九月降水量等，其權重之和為29.3%。

湖北省內影響凹葉厚樸生長的主要生態因子為土壤類型，權重高達56.7%，其次為六月降水量、植被類型及土壤質地分類等，其權重之和為41.3%。

可以看出，土壤類型是影響凹葉厚樸生長的關鍵因素，同時也是影響厚樸生長的重要因素。

圖1 湖北地區厚樸生長適宜度分析

圖2 湖北地區凹葉厚樸生長適宜度分析

3 討論

3.1 湖北省域厚樸與凹葉厚樸的適宜種植地

根據近年來湖北省中藥資源普查的結果來看，湖北省境內武陵山區、武當山區和大別山區，行政區劃分屬于恩施州、宜昌市、十堰市和黃岡市，均有厚樸與凹葉厚樸種植。其中，恩施地區及其周邊（包括宜昌的五峰）是道地藥材川樸（原植物為厚樸）的傳統產區之一；十堰市由于緊鄰四川（重慶）、陜西等這些傳統的厚樸（原植物為厚樸）產區或者自然分布區，也有少量種植；黃岡市地處大別山區，是否屬于厚樸或凹葉厚樸的自然分布區有待考證，近幾十年來有引種栽培，既有厚樸，又有凹葉厚樸，甚至還有因壞境或雜交而變異形成的過渡型厚樸。黃岡市蘄春縣獅子鎮的情況就很典型，歷史上應該沒有厚樸或凹葉厚樸分布，李時珍作為蘄春人，可能沒有見過厚樸或凹葉厚樸，否則在編著《本草綱目》時就應該有準確的記載[5-6]。目前，在蘄春縣獅子鎮種植的厚樸是于二十世紀七十年代自湖北恩施引種栽培的，與恩施原產地厚樸相比，厚樸酚、和厚樸酚的含量及比例發生了明顯變化，并已產生了一定的遺傳分化，喪失了厚樸藥材的道地性[7-12]。

從全國范圍的厚樸生態適宜性[13-15]來看，湖北的恩施市、利川市、宣恩、鶴峰、五峰、建始、巴東以及湖北咸豐與重慶黔江交界，湖北宣恩、鶴峰與湖南龍山、桑植交界的局部地區屬于最適宜區；湖北的長陽、神農架、竹溪等地的部分或局部地區屬于適宜栽種區。

從全國范圍的凹葉厚樸生態適宜性[16]來看，湖北東部黃岡地區是適宜凹葉厚樸生長的區域之一，而在湖北西南部恩施地區凹葉厚樸的生長適宜性一般。湖北羅田縣、英山縣、蘄春縣、黃梅縣、麻城市、通城縣、崇陽縣部分地區，以及咸豐縣、鶴峰縣的小部分地區，屬于凹葉厚樸適宜種植區域。

結合本次具體到湖北省域厚樸與凹葉厚樸的生態適宜性研究結果，進一步證明，包括蘄春在內的位于大別山區的黃岡地區不適合種植厚樸，倒是很適宜凹葉厚樸的生長，但由于凹葉厚樸產出的厚樸藥材質量較差，并不建議種植，除非確有空閑山地，又沒有更好的種植發展項目。研究結果還表明，十堰地區不適宜厚樸和凹葉厚樸生產；即使是在恩施地區及其周邊，也不是任意一片山地都適合種植厚樸；同時，建議恩施及其周邊地區應堅持并大力發展厚樸種植，不宜種植凹葉厚樸，盡管有些區域適合其生長，但凹葉厚樸藥材本身品質欠佳，還可能影響到原產厚樸的品質。

3.2 湖北省域厚樸與凹葉厚樸生長的適宜條件

資源調查與研究[17]表明，厚樸喜涼爽、濕潤、光照充足，忌嚴寒、酷暑、積水；要求年平均氣溫9-20℃，年降雨量800-1800 mm，海拔500-1 700 m；以土層深厚、疏松肥沃、排水良好、富含腐殖質的中性或微酸性沙質土壤為宜。這些要求與Maxent 模擬運算得到的影響厚樸生長的主要生態因子高度契合。

針對厚樸全國生產區劃研究的結果顯示，十月降水量、海拔、九月降水量、七月降水量等4 個生態因子是影響厚樸生長的主要生態因子；其中海拔高（800 m以上），降水量大（十月、九月等），厚樸植物長得好，藥材質量也佳。針對凹葉厚樸全國生產區劃研究的結果顯示，四月降水量、十一月降水量、等溫性、最冷月最低溫等4個生態因子是影響凹葉厚樸生長的主要生態因子；其中四月、十一月降水量較多的地區適宜凹葉厚樸生長；等溫性23-29℃，最冷月最低溫-44--6℃是較適宜凹葉厚樸生長的條件。由此可見，在全國范圍內，厚樸與凹葉厚樸的生長條件要求是有明顯差異的。而在湖北省內，就厚樸來說，影響其生長的主要生態因子為海拔、土壤類型、十月降水量、年均降水量及九月降水量等，與全國的情況較為類似，也再次證明了湖北產厚樸藥材的道地性；就凹葉厚樸來說，影響其生長的主要生態因子為土壤類型、六月降水量、植被類型及土壤質地分類等，與全國的情況不太相符；從這個角度看，湖北并不適合種植凹葉厚樸。

3.3 影響湖北省域厚樸或凹葉厚樸生長的其他因素

由GIS 提取得到的數值顯示，湖北省現有栽培厚樸或凹葉厚樸的地區，年降雨量大體在1 300 mm 以上，比較適合其生長。這些地方的土壤類型主要有五種類型，絕大部分為弱發育淋溶土（普通高活性淋溶土），其余四種分別為深色淋溶土、石灰性粗骨土、腐殖質始成土和普通高活性強酸土，分別位于本研究的四個采樣點；其中普通高活性強酸土不適宜厚樸生長；另有部分弱發育淋溶土也表現出不適宜厚樸或凹葉厚樸的生長；這里不僅僅有土壤的影響，應該還有其他因素在共同起作用。也正因如此，雖然整體看湖北省西部適宜厚樸生長，東部適宜凹葉厚樸生長，但是要具體確定厚樸適宜種植地點，還必須綜合考察自然條件、生態環境以及生產傳統和品種質量，才能做到科學指導與高效益種植。

3.4 湖北省發展厚樸與凹葉厚樸種植生產的建議

目前，正在開展全國第四次中藥資源普查工作，厚樸及凹葉厚樸均屬于重點調查品種。厚樸主要分布于四川、重慶、湖北等地，藥材習稱川厚樸；凹葉厚樸主要分布于浙江、福建、江西等地，藥材習稱溫厚樸。調查結果和實驗研究均表明，湖北省作為道地藥材川厚樸的主要產地，傳統產區就集中位于湖北西南部的武陵山區，這里不僅適宜厚樸生長，而且出產的“紫油厚樸”，皮厚、香氣濃、油性重、質量好。因此，應專注在此區域內大力發展厚樸生產。其他地區，要么不適合厚樸生長，要么沒有生產傳統。另外，湖北東部的大別山區，過去沒有厚樸的自然分布，也不適宜厚樸生長，卻很適宜凹葉厚樸生長，由于凹葉厚樸的花是中藥材“厚樸花”的主要來源，雖然凹葉厚樸藥材（溫厚樸）整體質量稍差，可以考慮在此區域內適度發展凹葉厚樸生產。