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中药重楼全球产地生态适宜性分析
在野外调查和数据收集的基础上,结合药用植物全球产地生态适宜性分析系统(geographic information system for global medicinal plants,GMPGIS),对中药重楼全球产地生态适宜性区域进行分析和评价.以重楼药材基原物种云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis和七叶一枝花P.polyphylla vat.chinensis道地产区、主产区与野生分布区的采样点为依据,选取冷季平均气温、热季平均气温、年平均气温、年均降水量、年均相对湿度、年均日照强度和土壤类型7个生态指标作为主要参考因子,经过生态相似性比对分析得出云南重楼与七叶一枝花在全球范围内的生态适宜性产区和潜在种植区.结果表明云南重楼和七叶一枝花的大生态相似度区域相似,在全球范围内主要分布在中国、巴西、美国、赞比亚、刚果、缅甸、坦桑尼亚、墨西哥、安哥拉及玻利维亚等19个国家.其中,中国的大生态适宜性产区主要包括云南、四川、广西、湖南、湖北、广东、贵州、江西、福建和安徽等16个省区.该研究表明GMPGIS可以较好地应用于中药材引种及生产区划,研究结果可为重楼药材的资源保护和可持续利用提供参考依据.
关键词： 滇重楼 华重楼 产地适宜性 生态因子 药用植物全球产地生态适宜性分析系统 -
金银花活性成分与生态因子相关性研究
目的:分析比较产地生态因子对金银花活性成分的影响,为金银花适宜种植区域确定提供依据.方法:于2014年5-7月份在全国金银花种植区海拔在4～2 100 m采得11个海拔高度上的金银花样本,经HPLC分析得到10种活性成分含量,同时获取各样地相应的气候因子,用SPSS 17.0统计软件对所得数据进行相关性分析和逐步线性回归分析.结果:不同产地金银花活性成分含量差异显著;海拔高度是影响绿原酸与木犀草苷的主导生态因子,随着金银花种植区海拔的升高,绿原酸和木犀草苷含量呈增加趋势;咖啡酸含量与7月份高温呈显著正相关,与日照时数呈显著正相关;异绿原酸A含量与降雨量呈显著正相关;槲皮素含量与1月份低温度呈显著正相关.结论:根据本实验研究结果推测,金银花种植区随着海拔升高,花期温度降低,有利于绿原酸和木犀草苷合成.
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华重楼皂苷类化学成分与生态因子的相关性
目的:明确华重楼皂苷类成分与生态因子的相关性.方法:利用HPLC测定了不同华重楼样品中重楼皂苷的含量;利用数字高程模型和ArcGIS软件提取生态因子数据(年平均气温,海拔,相对湿度,年日照时数,年降水量,7月高气温,7月平均气温,1月低气温和1月平均气温);应用主成分分析方法确定了偏诺皂苷-3-O-β-D-glu(1 →3)[α-L-rha(1→2)]-β-D-glu(PGGR),重楼皂苷Ⅶ,H,I和V是华重楼的主要有效成分;采用回归分析法分析了这些生态因子与重楼药材皂苷类化学成分之间的相关性和变量投影重要性,应用SPSS 22.0偏小二乘回归方法建立了回归方程.结果:青川、洪雅、巴中的重楼皂苷I,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ的总量达到了2015年版《中国药典》重楼项下0.6％的低限量标准,认为这几个产地华重楼品质较优;生态因子中日照时数,7月高气温,7月平均温度与重楼皂苷Ⅶ和PGGR呈负相关关系,1月低气温和1月平均气温与重楼皂苷Ⅶ和PGGR呈正相关关系.日照时数,7月高气温,7月平均气温与重楼皂苷H,I和V呈正相关关系,海拔高度,相对湿度,年均降水量,1月平均气温与重楼皂苷H,I和V呈负相关关系.结论:明确了华重楼化学成分与气象因子之间的相关性,为培育质优、高产的华重楼提供理论基础,同时为华重楼的规范化生产提供理论支持.
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天麻生长地土壤生态因子与天麻素含量相关性的研究
目的:考察天麻生长地生态因子对天麻素含量的影响,探讨土壤生态因子与天麻品质的关系;方法:选择天麻采收期采集不同产地的野生和栽培天麻及其生长地土壤样本,检测土壤中微生物数量、有机质含量、金属元素含量、土壤酸碱度及天麻素含量,分析这些生态因子与天麻索含量的关系.结果:在采集样本中,野生和栽培天麻生长地土壤中细菌总数及细菌/真菌比值与天麻素含量总体趋势都呈负相关(P＜0.05或P＜0.01或P＜0.001),真菌总数与天麻素含量总体趋势都呈正相关(P＜0.05或P＜0.01或P＜0.001);土壤有机质含量与天麻素含量分别在野生或栽培样本群内呈正相关(P＜0.05或P＜0.01或P＜0.001);土壤pH值与天麻素含量之间的相关性散点图大致以pH6.0为峰值,呈典型的抛物线型趋势分布;土壤中Cu元素和Zn元素分别在个别样本群中与天麻素含量呈相关系数达到0.4以上,但tr检验没有显著性.结论:天麻生长地土壤细菌/真菌构成状况、有机质含量和pH值很可能是影响天麻品质的重要生态因子.
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中药材栽培与土壤生态因子的关系
因地制宜是农业生产也是中药材种植应当遵循的一个基本原则,土壤是直接影响中药材生长发育以及产量品质的一个关键性因子,是中药材生态环境系统中的限制因子,并具有供给和协调其生长发育所需要的水、肥、气、热,以及品质条件和无害化物质的能力,影响着道地中药材的产量和品质[1].现将影响中药材栽培的各种土壤生态因子简述如下.
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基于TCMGIS-Ⅰ的黄檗生态适宜性分析
目的:研究黄檗的生态适宜性,为引种扩种提供依据.方法:以黑龙江桃山县为道地县,运用TCM-GIS-Ⅰ,分析了黄檗在全国的适宜产地.结果:分析表明除黑龙江桃山县等为黄檗的传统产区外,全国共有黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古4个省份和自治区的131个县市为黄檗适宜产区,适宜产区面积总和为567 989.3 km2.同时,还分析预测出内蒙古自治区的一些文献没有记载的适宜区域.结论:该分析方法具有快速、准确的优点,为引种栽培提供了依据,同时分析结果也进一步验证了TCMGIS-Ⅰ系统的科学性和导向性.
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基于TCMGIS-Ⅰ的西洋参生态适宜性分析
目的:通过分析西洋参在中国的适宜生长区域,为确定西洋参种植产区以及合理规划生产布局提供科学依据.方法:以西洋参原产地美国威斯康星州为分析的基点,选取1月平均气温、7月平均气温、海拔、土壤、降水量等影响西洋参生长发育的关键生态因子,采用《中药材产地适宜性分析地理信息系统》(TCMGIS-Ⅰ)对西洋参在中国的生态适宜性进行分析.结果:中国的西洋参适宜生长的区域集中在东北和华北地区,陕西省也有部分的适宜地区、但面积较小.系统分析的结果与西洋参长期引种后逐步形成的区域有很大的符合度.结论:中国西洋参发展应主要以华北和东北为中心.TCMGIS-Ⅰ系统用于中药材引种及生产区划具有重要的价值.
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重庆市武隆区野生川续断有效成分含量及生态因子探究
建立同时测定野生川续断中3种主要环烯醚萜苷类成分(马钱苷酸、马钱苷、当药苷)及1种三萜皂苷类(川续断皂苷Ⅵ)含量的HPLC方法,将连续12个月份采收于重庆市武隆区9个不同川续断野生居群的108份川续断有效成分含量进行测定,并将含量与世界气候数据库(http://www.worldclim.org/)提供的20个生态因子进行相关性分析.马钱苷酸、马钱苷、当药苷、川续断皂苷Ⅵ全年的质量分数分别为0.01％ ～ 3.80％,0.08％～0.62％,0.12％～0.78％,0.64％～5.26％;马钱苷、当药苷、川续断皂苷Ⅵ均在2～4月份达到高,质量分数分别为0.36％,0.57％,3.09％,与其他月份差异显著(P＜0.05);生态因子对川续断有效成分的累积有影响.该方法操作简便、结果准确,野生川续断样方的选择科学合理,可用于川续断中有效成分含量的分析,为科学全面评价川续断的质量以及对川续断的引种栽培、资源的保护提供参考.
关键词： 高效液相色谱法(HPLC) 川续断 含量测定 生态因子 -
川贝母的资源学研究进展
概述了川贝母的来源分布、鉴定、生态学、栽培方面的研究进展,介绍了近年来发展起来的鉴定技术、与川贝母品质相关生态因子的研究及其在人工栽培中的应用,提出了存在的主要问题及今后研究的方向.
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阳春砂-龙眼生态立体种植模式的研究
通过分析阳春市境内5个自然杂木林和5个人造龙眼林下阳春砂种植地的生态因子与阳春砂产量的关系,确立影响产量的主导因子,为制定阳春砂-龙眼生态立体种植技术规范奠定基础.结果显示,施肥、洒水和清园与阳春砂产量呈正相关,喷药和土壤pH与阳春砂产量呈负相关,但均不显著.高产区多处在山沟、山涧两旁等水分较为充足的地方,坡度一般小于30°,采光和通风都较适宜;土壤类型一般为砂壤或者壤土;荫蔽度适宜,在50％左右;传粉昆虫资源也较丰富;同时发现各种植地土壤矿质营养含量的丰缺有着较大的差异.说明阳春砂产量是由各生态因子综合决定的.其中适宜光照、水分、通风与合理施肥有利于阳春砂的增产,而杀虫剂的使用和土壤碱化阻碍了阳春砂的增产.过高的荫蔽度、杀虫剂的滥用可能是限制龙眼林下阳春砂产量的主要原因.该研究获得了阳春砂-龙眼生态立体种植模式关键技术,为今后指导农户在龙眼林下种植阳春砂奠定了理论基础.
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基于Maxent和ArcGIS的山茱萸生态适宜性区划研究
通过区划研究,预测山茱萸适宜种植区.通过走访和实地调查,收集山茱萸在全国主产区的样品分布信息.以山茱萸药材主产区14个产地89个采样点为分析基点,利用Maxent和ArcGIS对山茱萸进行生态适宜性研究,分析山茱萸生长地的相关生态因子如气候、地形等.影响山茱萸生长的主要生态因子包括11月降水量、3月降水量、植被类型等9个生态因子,山茱萸生长适宜区域分布在河南、陕西、浙江、重庆、湖北、四川、安徽、湖南、山东等地,对山茱萸的潜在分布区进行了生长适宜性等级划分,生成山茱萸生长适宜性区划图.应用空间分析技术,阐释了山茱萸适合生长的自然环境,也为山茱萸的野生抚育、引种栽培及人工规范化种植提供科学依据.
关键词： 山茱萸 Maxent模型及Arcgis 生态因子 生长适宜性 -
中国沙棘叶黄酮类成分与生态因子相关性及其生态适宜性研究
为了解决野生藏药资源日益濒危问题,推动藏药野生资源保护与适宜区的发展和提供人工栽培种植新方法,该文采用HPLC对不同产地中国沙棘叶中槲皮素、山柰素、异鼠李素进行含量测定,应用偏小二乘回归法(PLSR),分析不同产地中国沙棘叶中黄酮类化学成分与生态因子间的相关性.该文基于Maxent模型结合运用ArcGIS软件,对中国沙棘进行适宜区区划研究.分析得出不同产地间中国沙棘叶中槲皮素、山柰素、异鼠李素含量差异明显,且影响槲皮素积累的主导因子为海拔高度、1月份均降水量和8月份均降水量,影响山柰素含量积累的主导因子为海拔高度、冷季度降水量、12月份均降水量和3月份均气温,影响异鼠李素含量积累的主导因子为8月份均降水量、1月份均降水量、冷季度降水量和海拔高度;实验结果表明中国沙棘在我国地区分布的适宜指数为0～0.708,适宜区面积59.05万km.2,占全国总面积的6.13％,较适宜区面积达55.25万km.2,占全国总面积的5.73％.对中国沙棘叶黄酮类成分与生态因子的相关性及中国沙棘生态适宜性研究,该法操作简单可行、结果可靠,为藏药资源实现可持续开发利用提供了一种新思路.
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滇重楼花药开闭运动的影响因子及细胞形态学调控机制探讨
为了研究滇重楼花药开闭运动的影响因子及细胞形态学调控机制,观察花药开闭运动现象与对应生态因子变化,设计不同光照、温度、湿度试验和人工淋雨试验,观察各因子对花药开闭运动的影响,制作石蜡切片,观察花药开闭运动时细胞形态变化.结果表明花药早开晚闭运动由外界生态因子调节,总体趋势是高温、强光、低湿利于花药开裂,低温、弱光、高湿利于花药闭合.该实验中,各生态因子对花药开裂的影响从大到小依次为湿度、温度、光照,各生态因子对花药闭合的影响从大到小依次为光照、湿度、温度,雨天雨滴的直接接触导致花药的快速闭合.从其细胞形态结构变化看,花药早开晚闭运动就是一个花粉囊壁细胞失水开裂和吸水闭合的过程,推测不同光照、温度和湿度条件引发了细胞内不同的生理活动,导致细胞渗透压变化,进而导致花药开裂或闭合.而花药遇雨闭合是一个简单的物理调节过程,雨点落在花药上,直接浸泡花药,导致花药细胞渗透压变化吸水闭合.
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中麻黄生态适宜性区划研究
利用大熵Maxent模型并结合GIS技术对中麻黄在我国的生态适宜性进行预测,以寻找影响中麻黄适宜性分布的主要生态因子及适宜生长区域.对采集到38份中麻黄样本和从CVH中获得的116条中麻黄分布信息运用ArcGIS技术进行分析.利用MaxEnt模型对中麻黄在我国的生态适宜区进行预测.中麻黄MaxEnt模型ROC曲线训练数据集和测试数据集的AUC依次分别是0.986,0.958,均大于0.9,趋近于1.中麻黄较高适宜度主要集中在甘肃西部、青海东部、新疆西北部、内蒙古中部和西藏东北部.模型运算得出的中麻黄生境适宜度具有很高的准确度和可信度,表明MaxEnt模型对中麻黄在中国潜在分布区的预测效果非常好.为野生资源的探测和栽培区域的选择提供参考依据.
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基于Maxent模型的青藏高原大花红景天生态适宜性分析
濒危物种大花红景天Rhodiola crenulata的野生抚育和人工栽培是保护其野生资源的重要方式,是目前研究的热点问题.研究通过查询标本馆及实地采样调查,收集大花红景天野外分布点经纬度信息,综合气候、土壤、高程等相关生态因子,利用Maxent模型对大花红景天进行适生性分析,研究其在我国青藏高原地区的潜在分布区域以及主要生态特征.Maxent模型预测结果表明,大花红景天生长的潜在分布区域在西藏东部、四川西部、青海南部,以及甘肃甘南藏族自治州、云南迪庆藏族自治州的部分区域;对大花红景天生长贡献率大的主要生态因子为海拔(61.8％)、暖季度降水量(19％)、降水量变异系数(4.7％)、温度季节性变化标准差(4％)和干季度平均温度(2.5％).测试集和训练集ROC曲线下的AUC均大于0.9,表明所建立的大花红景天Maxent预测模型准确度高.应用Maxent模型,对大花红景天进行生态适宜性区划研究准确度高,可为大花红景天野生抚育与人工栽培选址提供科学依据.
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基于3S技术和MaxEnt的川牛膝在中国的潜在分布及种植空缺分析
研究川牛膝在全国范围的潜在分布及种植空缺,有利于为其实地保护及种植推广工作提供依据.该文结合63个川牛膝地理分布数据和49个相关生态因子,利用3S技术及MaxEnt模型对川牛膝在全国的潜在分布进行预测及种植空缺分析.研究结果表明:①川牛膝在全国潜在分布面积约634 385.80 km2,主要分布于四川省的东北部、东南部,云南省的北部、东南部,贵州省的西部、西南部,重庆市的西南部、东北部,陕西省的西南部,甘肃省的东南部,湖北省的西部,广西省的西部,西藏自治区的东南部等区域;②影响川牛膝生长的主要生态因子是降水量、海拔、冷月极低温度、土壤类型、月均温等;③全国川牛膝种植空缺区域主要位于四川省广元市、绵阳市、雅安市、乐山市、凉山州、攀枝花市,陕西省汉中市,云南省大理自治州、怒江自治州、楚雄自治州、保山市、曲靖市、文山自治州,贵州省黔西南自治州等.该研究结果对掌握川牛膝的生长环境、预测在全国的潜在分布及其栽培推广具有重要意义.
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遥感和GIS在四川省中藏药川西獐牙菜适宜性分布研究中的应用
川西獐牙菜是一种珍稀的中藏药材,目前对于川西獐牙菜的研究主要集中在药用疗效和药用价值方面,而基于遥感与GIS适宜性分布研究较少.运用遥感和GIS技术来研究分析四川省川西獐牙菜适宜性分布区域,为野生资源保护开发、人工引种栽培以及调整四川省中药产业布局提供了科学依据.该研究在文献查阅和分析川西獐牙菜分布适宜性的海拔、年降水、年均温等生态因子基础上,基于遥感与GIS技术,获取生态因子、叠加分析、结合GPS野外验证数据,对四川省川西獐牙菜的适宜性分布区域进行了研究.①川西獐牙菜在四川省适宜分布面积为1 543.749 km2,主要分布在德格县、甘孜县、道孚县、康定县、马尔康市、金川县、小金县、丹巴县、稻城县、乡城县、新龙县、阿坝县、木里县等县市,占该区县市总面积的7.25％;②相关资料以及野外实地验证调查发现,通过GIS得到的川西獐牙菜适宜分布区域与实际分布情况基本吻合.研究表明基于遥感与GIS技术提取川西獐牙菜适宜分布区是可行的,可以应用到其他道地珍稀中药材的适宜性分布区域研究.
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党参药材分布区划研究
为了明确党参药材在我国的分布情况,寻找影响其分布的主要生态因子,该研究通过查阅文献、网络标本馆平台、实地调查等获取关于党参药材的分布信息.利用MaxEnt模型和ArcGIS技术,综合55项环境因子,分析影响党参药材分布的主要环境因子,结果显示,降水量和海拔等对党参3个种的分布均产生主要影响.其中,党参主要集中在甘肃南部、陕西南部、山西南部、宁夏南部及吉林东南部;素花党参主要集中在甘肃南部、贵州西北部、四川东北部;川党参主要集中在湖北西部、重庆东部、四川中部.结合栽培党参药材分布信息,对所得党参药材的分布区划结果进行验证,研究所得分布与每种党参的实际分布相一致,为开展党参药材合理引种栽培提供了科学依据.
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基于遥感和GIS技术的云南重楼适宜性分布范围研究
云南重楼作为一种常用的名贵药材,具有很高的药用价值,对其适宜分布范围进行研究,可为云南重楼的合理开发、人工种植栽培以及可持续利用研究提供依据.以四川省云南重楼为研究对象,根据相关资料文献,确定云南重楼的生态环境因子,应用遥感和GIS技术分别提取云南重楼适宜生长的海拔、坡度、坡向、年均温、年降水、植被和土壤类型等因子,将生态因子进行空间叠加、结合野外实地验证数据,提取云南重楼适宜分布区域及面积.结论:云南重楼的适宜分布区域总面积约为7 338 km2,占整个研究区域总面积的3.02％;主要集中分布在四川省的凉山州、阿坝州、甘孜州的色达县、攀枝花市、雅安市、成都市、眉山市、乐山市、宜宾市、内江市、泸州市、达州市、巴中市、南充市、广元市等市县区域;分析结果与野外实地验证数据具有较高的一致性,表明利用遥感和GIS技术提取适宜分布范围具有可行性.
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基于ArcGIS和Maxent的栀子生态适宜性研究
应用ArcGIS和Maxent模型分析栀子在全国的生态适宜性.以85批栀子药材为分析基点,选取适合栀子生长的生态因子.研究结果表明4月均降水量、11月均降水量和8月均温度等是影响栀子的生长关键的生态因子,栀子适宜生长区域相对集中,北至陕西南部、河南南部、安徽中部,南至海南省北部,西至四川省中部,东至浙江沿海地区、台湾东北部.
