北京野生北蒼術生境與品質關系研究

孟東輝，董蘇瑩，宋鑫宇，王建舫，田曄林

（北京農學院 園林學院，北京 102206）

北蒼術（Atractylodeschinensis(DC.)Koidz）為菊科蒼術屬、多年生草本植物，以根狀莖入藥[1]。蒼術有著悠久的醫學歷史，始載于《神農本草經》，被列為上品[2]。南朝梁代始有赤術與白術之分，直至宋代《政和本草》命名蒼術[3]?！侗静菥V目》中記載：“苗高二、三尺，其葉抱莖而生，梢間葉似棠梨葉，其腳下葉有三、五叉，皆有鋸齒小刺。根如老姜之狀，蒼黑色，肉白有油膏”，這正是對蒼術的描述[4]。根據《中國藥典》2020版記載，蒼術的基源植物有2種，其中之一是北蒼術，另一種是茅蒼術Atractylodeslancea（Thunb.）DC.。

現代研究表明北蒼術中主要有效成分為蒼術素、β-桉葉醇、蒼術酮、茅術醇等[5]，具有抗炎、利尿、明目等多種功效[6]。我國東北、華北及河南、陜西、寧夏、甘肅、山東等地有野生資源分布[7]。

隨著中藥材產業的迅速崛起，野生蒼術遭到過度挖掘，日益枯竭。據我國野生藥材資源統計，在20世紀80年代，我國野生蒼術的儲量約為20萬t，而到了21世紀，野生蒼術的儲量不足1萬t[8]。在這樣的生態環境以及市場對蒼術藥用成分的大量需求下，對北蒼術進行人工種植栽培十分必要。本研究對北京昌平區、延慶區、懷柔區、房山區4個區的野生北蒼術的生境進行調查，記錄海拔、經緯度等，并采集其生長環境的土壤，對其生長的土壤進行相關生理生化分析，同時分析藥材品質與自然生態因子的相關性，以充分了解其生境特征，為人工栽培北蒼術提供科學的參考依據，發展可持續利用的北蒼術種質資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 北蒼術 根據《中國藥典》2020版，取樣時間定在秋季，在2020年9月25日—2020年10月25日于昌平區、延慶區、懷柔區、房山區4個區進行野生北蒼術的調查取樣。

1.1.2 提取蒼術素主要儀器和材料 主要儀器材料：高效液相色譜儀、超聲波清洗器、粉碎機、篩子（80）目、色譜柱、50 mL離心管、1 000μL移液槍、鐵架臺、玻璃漏斗。主要試劑：甲醇（色譜級）、蒼術素標準品。

1.2 試驗方法

1.2.1 北蒼術采集 共計打樣方30個，樣方大小5 m×5 m（圖1）。記錄樣方內所有的植物種類和樣方的生態因子；采集樣方內土樣。

圖1 北京4個區野外調查樣地分布圖

1.2.2 材料預處理 將采集的北蒼術放入清水中洗凈、然后切薄晾干，用粉碎機磨成粉末，過80目篩，于室溫下保存備用。

1.2.3 北蒼術樣品制備（1）對照品溶液的制備。將蒼術素標準品配置為1 mg·mL-1的母液，然后配制成0.05 mg·mL-1的溶液，4℃下保存待用。

（2）供試品溶液的制備。精密稱量0.2 g北蒼術樣品放置于50 mL離心管中，精密倒入50 mL甲醇，用天平稱量后超聲處理1 h，在室溫下冷卻，再次稱量。用甲醇補充至其質量與超聲前一致，過濾，取續濾液，然后用0.22μm濾膜過濾到色譜瓶中。在4℃下避光保存待用。

（3）色譜條件設定。使用Venusil MPC18（4.6 mm×250 mm，5μL，150 A）色譜柱。設定柱溫為25℃，流動相為V（甲醇）∶V（水）=80∶20），流速為1.0 mL·min-1，檢測波長為340 nm，進樣量為10μL。

2 結果與分析

2.1 調查結果

本研究在北京野外地區共打30個樣方調查北蒼術的生態因子，包括樣地信息、具體地理位置、海拔、坡向、坡度、頻度、郁閉度、人為干擾程度。具體調查情況如表1所示。

表1 北京4個區30個北蒼術樣方調查表

2.2 野生北蒼術生境

2.2.1 海拔 由圖2可知，北蒼術的海拔分布范圍從331~1 146 m。泗馬溝村的樣地海拔為331~440 m，為本次調查中海拔最低的采集地點。大草嶺樣地的海拔為1 069~1 146 m，為本次調查中海拔最高的采集地點。

圖2 30個北蒼術樣方的海拔

2.2.2 坡度 本次調查中，樣方的坡度也不盡相同，樣方之間的差距很大。在延慶區有3個接近平坦的樣方，為黃土梁-3、黃土梁-4、黃土梁-6，也有坡度達到55°的樣方，為小戶嶺-1。

2.2.3 坡向 坡向對植物的生長有一定影響，因為坡向決定著坡面的受光方向、光照強度及光照時數，影響著坡面的溫度、濕度等生態因子的再分配[9-10]。調查中筆者發現，北蒼術的分布與坡向息息相關，它通常分布在半陽坡、半陰坡。

2.2.4 光照 自然分布時，全光照的環境下無北蒼術的分布，在無光照或光照強度低的植被下也未見到有北蒼術的生長。調查中筆者發現，房山區的泗馬溝-5樣方雖然為喬木林，但是該群落存在邊緣效應，位于小路邊，能接收到足夠的光照，因此北蒼術分布較多，長勢較好。

2.2.5 土壤 本次調查的所有樣方表明，北蒼術喜歡松軟、腐殖質多的土壤，其通常分布于土壤表層。

2.2.6 人為干擾程度 調查中筆者發現，人為干擾強度大的地方幾乎沒有北蒼術生長。只有在人煙稀少的環境才能見到其身影。

2.2.7 植被類型 調查中筆者發現，北蒼術在北京山區分布于各種植被中，有油松林、鵝耳里林等喬木林，也有一些灌木林，且在灌木林中的北蒼術比喬木林中的北蒼術生長更好。生長在喬木林下的北蒼術，光環境差、分布量少、長勢差，而生長在灌木林中的北蒼術，群落蓋度較喬木高。

2.3 樣方內植物類型

通過調查，筆者得出在樣方內的植物種類共有141種，隸屬于43科101屬，其中如表2所示，大科屬種有6大科70屬。蕨類植物、裸子植物和被子植物樹種分別占有總數的比例如圖3所示，其中蕨類植物2科2屬4種，裸子植物2科3屬3種，被子植物39科96屬134種。

圖3 蕨類植物、裸子植物和被子植物樹種所占比例圖

表2 樣方內大科統計表

2.4 蒼術素含量測定結果

通過高效液相色譜儀上機檢測，北京4個區野生北蒼術藥材的藥用成分蒼術素含量測定結果如表3所示。

表3 北京4個區野生北蒼術中蒼術素含量測定結果

2.4.1 昌平區 在昌平區的白羊溝和黃土洼進行取樣，共計收集了9份樣品。從表3可知，昌平區野生北蒼術的藥用成分蒼術素的含量在0.639%~1.47%之間，均符合《中國藥典》的規定。

在白羊溝的3個取樣地點中，第2個樣地的蒼術素含量最高，為1.154%，因為該地在接近中午時會得到陽光的照射，使草本層得到更多的光照；第3個樣地的蒼術素含量最低，為0.93%。在黃土洼的6個取樣地點中，第5個樣地的蒼術含量最高，為1.47%，該群落位于路邊45°的斜坡上，下午能受到陽光的照射。在黃土洼的第1個樣地中，蒼術素的含量最低，為0.639%，該地位于路邊，兩邊都為路，北蒼術長在草叢中，人為干擾程度較大。

9個調查樣地中，北蒼術樣品的蒼術素含量從高到低依次是：黃土洼-5（1.47%）＞黃土洼-2（1.397%）＞黃土洼-3（1.271%）＞黃土洼-6（1.22%）＞白羊溝-2（1.154%）＞黃土洼4（0.996%）＞白羊溝-1（0.989%）＞白羊溝-3（0.93%）＞黃土洼-1（0.639%）。

2.4.2 延慶區 在延慶區的黃土梁和小戶嶺進行取樣，共收集了10份樣品。從表3中可以看出，延慶區野生北蒼術的藥用成分蒼術素的含量在0.503%~1.954%之間，均符合《中國藥典》的規定。其中，在延慶區黃土梁村收集了8份樣品，蒼術素含量在0.608%~1.954%之間；在延慶區小戶嶺收集了2份樣品，蒼術素含量分別為1.035%、0.503%。

在黃土梁的8個取樣地點中，第3個樣地的蒼術素含量最高，為1.954%，該地位于北坡較平坦的地方，周邊沒有較多灌木的遮蓋，北蒼術能受到西陽的照射；第1個樣地的蒼術素含量最低，為0.608%。在小戶嶺的2個取樣地點，第1個樣地位于55°的東南坡上，周圍喬灌木較多，對陽光的照射有一定影響，第2個樣地無喬木，只有很少的灌木，土壤貧瘠。

10個調查樣地中，北蒼術樣品的蒼術素含量從高到低依次是：黃土梁-3（1.954%）＞黃土梁-4（1.276%）＞小戶嶺-1（1.035%）＞黃土梁-6（1.007%）＞黃土梁-7（0.99%）＞黃土梁-5（0.9875）＞黃土梁-2（0.926%）＞黃土梁-8（0.747%）＞黃土梁-1（0.608%）＞小戶嶺-2（0.503%）。

2.4.3 懷柔區 在懷柔區的喇叭溝門和學校林場進行取樣，共收集了3份樣品。從表3可以看出，懷柔區野生北蒼術的藥用成分蒼術素的含量在0.736%~1.296%之間，均符合《中國藥典》的規定。其中在喇叭溝門收集了1份樣品，蒼術素含量為0.736%；在學校林場收集了2份樣品，蒼術素含量分別為1.296%、1.205%。

喇叭溝門的取樣地點位于路邊的30°斜坡上，屬于北坡，受人為干擾程度較大。學校林場的2個取樣地點分別位于5°、10°的斜坡上，第1個屬于南坡，第2個是東南坡。

3個調查樣地中，北蒼術樣品的蒼術素含量從高到低依次是：北林農場-1（1.296%）＞北林農場-2（1.205%）＞喇叭溝門-1（0.736%）。

2.4.4 房山區 在房山區的大草嶺和泗馬溝進行取樣，共收集了8份樣品。從表3可以看出，房山區野生北蒼術的藥用成分蒼術素的含量在0.491%~1.033%之間，均符合《中國藥典》的規定。其中，在大草嶺收集了3份樣品，蒼術素含量在0.655%~1.033%之間；在泗馬溝收集了5份樣品，蒼術素含量在0.491%~0.873%之間。

在大草嶺的3個取樣地點中，第1個樣地的蒼術素含量最高，為1.033%，該地植被有林窗效應，使北蒼術得到充足的光照。第2個樣地的蒼術素含量最低，為0.655%。在泗馬溝的5個取樣地點中，第2個樣地的蒼術素含量最高，為0.685%，該地位于路邊，雖然人為干擾程度較大，但該地在中午時能得到充足的光照。第4個樣地的蒼術素含量最低，為0.491%，該地雖人為干擾程度較小，但屬于黃櫨灌木林，北蒼術得不到充足的光照，植株都較小。

8個調查樣地中，北蒼術樣品的蒼術素含量從高到低依次是：大草嶺-1（1.033%）＞大草嶺-3（0.809%）＞泗馬溝-2（0.685%）＞大草嶺-2（0.655%）＞泗馬溝-1（0.64%）＞泗馬溝-3（0.58%）＞泗馬溝-5（0.535%）＞泗馬溝-4（0.491%）。

2.5 相關性分析

運用SPSS17.0軟件對各項生態因子和蒼術素含量進行相關性分析，如表4所示，6個生態因子中，蒼術素含量與海拔具有相關性，呈顯著相關，為正相關，相關系數為0.392；與郁閉度具有相關性，呈顯著相關，為負相關，相關系數為-0.386；與其他4個生態因子均不相關。

表4 生態因子與蒼術素含量相關性分析

3 討論與結論

3.1 討論

本研究發現，蒼術品質與蒼術素含量相關性很強。林紅梅[11]研究表明，海拔高度對人參皂苷含量有顯著影響，特別是人參總皂苷含量。倪霞等[12]在其綜述中提到，烤煙葉片中苯甲醛、大馬酮等香氣物質的含量隨著海拔高度的增加而明顯增加。

光照是影響植物光合作用的主要因子，過強或過弱的光照均會降低植物光合能力。不同藥用植物有效成分的積累對光強的敏感程度不同，因此可以通過調節光照的強度來提高藥用植物有效成分的含量[13]。從表4可知，蒼術素含量與郁閉度呈顯著負相關。郁閉度過高，北蒼術接受不到足夠的光照，長勢較弱，蒼術素含量低。因此，在北蒼術的人工種植中，要適當控制遮陰程度。孟祥才等[14]研究表明，穿龍薯蕷的高產主要是通過改善光照條件而實現，且質量提高與光照強度增加有關。

大量研究表明，海拔和光照條件對藥用植物次生代謝產物的積累有重要影響。因此，可選擇在郁閉度較低、光照條件好、海拔較高的區域進行北蒼術的人工種植。

筆者在昌平區收集了9份樣品，其蒼術素含量在0.639%~1.47%之間；在延慶區收集了10份樣品，其蒼術素含量在0.503%~1.954%之間；在懷柔區收集了3份樣品，其蒼術素含量在0.736%~1.296%之間；在房山區收集了8份樣品，其蒼術素含量在0.491%~1.033%之間。對4個區蒼術素的含量進行比較，筆者發現房山區的北蒼術蒼術素含量低，初步認為可能與海拔較低有關，房山區蒼術素含量最高的是大草嶺-1，為1.033%，最低的是泗馬溝-3，為0.491%。不同樣地北蒼術的蒼術素含量存在差異，這可能與生長環境相關。

通過表3筆者發現，昌平區、懷柔區、延慶區的野生北蒼術中蒼術素含量高于人工種植北蒼術中蒼術素含量，而房山區的野生北蒼術中蒼術素含量低于人工種植北蒼術中蒼術素含量。這說明昌平區、懷柔區、延慶區的野生北蒼術質量比人工種植的北蒼術質量好，房山區野生北蒼術質量不如人工種植的北蒼術。高麗等[15]用RE-HPLC法對17個不同地點蒼術的蒼術素含量進行測定，選取了湖北、四川、安徽、江蘇、河南、陜西等地不同區縣的野生樣品和人工種植樣品，結果顯示，不同產地蒼術素含量存在差異。這表明種植技術、地理環境與生長年限對蒼術素含量不同有一定影響。

通過對延慶區野生北蒼術和人工種植北蒼術中蒼術素含量的對比筆者發現，野生北蒼術的蒼術素含量高于人工種植北蒼術中蒼術素含量。侯潔芳[16]的研究中比較了安徽霍山野生蒼術與栽培蒼術的質量，結果發現野生品中蒼術素含量高于栽培品，筆者所研究結果與之相符。Takeda等[17]研究發現，野生蒼術中蒼術素含量低于栽培蒼術，本研究的結果與之相反，可能是由所選蒼術種源、產地生態環境等差異造成，其有待進一步深入研究。

3.2 結論

本研究對北蒼術采集地的海拔、坡度、經度、緯度、郁閉度、人為干擾程度6個生態因子與蒼術素含量進行相關性分析。結果顯示，6個生態因子中，蒼術的品質與海拔呈顯著正相關，與郁閉度呈顯著負相關，與其他4個生態因子均不相關。

參照《中國藥典》2020年版蒼術素的含量測定方法，筆者測定了北京4個區野生北蒼術中蒼術素的含量，研究結果顯示，4個區的蒼術素含量均遠遠大于0.3%，符合《中國藥典》規定。30個樣品中，延慶區黃土梁-3的蒼術素含量最高，為1.954%，房山區泗馬溝-4的蒼術素含量最低，為0.491%。

3.3 展望

中藥材是發展中醫藥和大健康產業的物質基礎，是關系國計民生的戰略資源。北蒼術為我國傳統的大宗藥材，為北京市治療新冠肺炎正虛受邪、內閉外脫證等病癥的主要中藥材之一。自2003年“非典”之后，越來越多的人參與到蒼術的研究中，市場對蒼術的需求量也越來越大，野生蒼術遭到過度挖掘，日益枯竭。為了滿足市場需求，開展北蒼術的人工種植十分必要。如能發現適宜北蒼術生長的環境，將為北蒼術的大規模種植提供堅實的理論基礎。