过度采挖等因素导致野生中药资源蕴藏量急剧下降, 甚至枯竭建立合理的中药资源调查方法, 理清影响药材原植物分布的影响因子和潜在的适宜分布区域, 对于中药资源的保护和可持续利用显得尤为必要朝鲜淫羊藿 Epimedium koreanum Nakai 是中药淫羊藿的一种主要来源 [1], 具有非常

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满伴华
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1 年月第卷第期中国现代中药ＭＣＭＪＶＮ中药农业基于ＧＩＳ技术的吉林省朝鲜淫羊藿生态特征及适生区研究王哲李波刘铭琪姜大成韩曦英长春中医药大学药学院吉林长春摘要目的研究朝鲜淫羊藿在吉林省分布的一般规律及主要影响因素建立朝鲜淫羊藿在吉林省的适生区划方法对朝鲜淫羊藿在吉林省的主要分布区进行实地踏查记录朝鲜淫羊藿分布点经纬度信息利用ＧＩＳ技术结合对多种生态类型空间数据的使用获取朝鲜淫羊藿分布点的各项生态数据利用数学统计的方法对朝鲜淫羊藿的各项生态数据进行统计分析并明确对朝鲜淫羊藿分布具有显著影响的生态因子结果项生态因子的分析结果使朝鲜淫羊藿的主要生态特征如地形地貌气候土壤植被等均得以细化其中海拔最湿月降水量最干月降水量季节降水量变异系数和土壤酸碱度项生态因子对朝鲜淫羊藿在吉林省的分布具有显著性的影响ｋｍ结论利用而利用以上数据所推导出的朝鲜淫羊藿的适生区域分布在吉林省南部的山区总面积约为ＧＩＳ技术可以直接提取植物分布点的多项生态数据并以此为基础进一步研究生态因子对植物分布的影响并制定植Ｓ技术开展野生药用植物的生态研究是切实可行的为深入开展物的适生范围提供了可能以上研究表明利用ＧＩ药用植物生态研究提供了新思路关键词朝鲜淫羊藿ＧＩＳ生态特征Ｌ回归适生区ＥＥＴＳＤＡＥｍｍｋｍＮｋＪＰＢＧＩＳＴＷＺＬＢＬＭｑＪＤＨＸＣＵＣＭＳＰｍＳＣＣＯｊＴｍＥｍｍｋｍＡＮｋＪＰＭＡｗｍＮｋｍＪＰＴＥｋｗＧＩＳＭｍｍｗｚｗｗＲＦｗｗｍｍＨｗｍｍＪＰＴＥｋｍｗｍＥｋｍｍｍＪＰｗｋｍｏｍｊｍｗＣＧＩＳｘｍｍＴｗＧＩＳｗｗｍｗＫｗＥｍｍｋｍｎｋＧＩＳｑｊ我国以上的中药材来源于野生资源近年以来人口膨胀与城镇化建设引起的生境破碎化及基金项目吉林省中医药科技项目Ｑ通信作者韩曦英讲师研究方向长白山中药资源数据分析ＴＥｍｑｑｍ

过度采挖等因素导致野生中药资源蕴藏量急剧下降, 甚至枯竭建立合理的中药资源调查方法, 理清影响药材原植物分布的影响因子和潜在的适宜分布区域, 对于中药资源的保护和可持续利用显得尤为必要朝鲜淫羊藿 Epimedium koreanum Nakai 是中药淫羊藿的一种主要来源 [1], 具有非常重要的药用价值和经济价值该植物是小檗科淫羊藿属植物在中国东北地区的唯一品种 [2]

2 过度采挖等因素导致野生中药资源蕴藏量急剧下降, 甚至枯竭建立合理的中药资源调查方法, 理清影响药材原植物分布的影响因子和潜在的适宜分布区域, 对于中药资源的保护和可持续利用显得尤为必要朝鲜淫羊藿 Epimedium koreanum Nakai 是中药淫羊藿的一种主要来源 [1], 具有非常重要的药用价值和经济价值该植物是小檗科淫羊藿属植物在中国东北地区的唯一品种 [2] 吉林省长白山区是朝鲜淫羊藿的主要产地, 是当地重要的中药资源, 极具开发利用价值但一直以来, 对于朝鲜淫羊藿所开展的各项生态与资源调查由于样本量少研究内容相对有限, 无法真正揭示其主要分布规律, 限制了朝鲜淫羊藿资源保护与可持续开发利用工作的进一步开展本项研究是以朝鲜淫羊藿的生态因子研究为重点, 以 GIS 技术为主要手段, 通过多种类型空间数据的使用, 获取朝鲜淫羊藿的多项生态因子数据 ; 结合统计学研究, 旨在明确朝鲜淫羊藿分布的基本规律和适生区范围, 为进一步开展朝鲜淫羊藿资源保护和可持续利用提供理论依据 1 自然地理概况吉林省地处中国东北地区中部全省地势从东南向西北倾斜, 全省可分为 3 个地形区, 即东部山地中部丘陵和西部平原 [3] 现有文献资料显示, 朝鲜淫羊藿主要以东部山区为主要分布区 [4 5], 该区域包括通化市白山市和延边朝鲜族自治州, 区域内有数条东北西南走向的山脉, 气候上属于温带大陆性季风气候, 冬季寒冷漫长而干燥, 夏季温暖多雨而短促, 雨热同季, 年降水量一般在 600~ 700mm [6 7] 东部山区由于气候湿润多被森林植被覆盖土壤所受淋溶作用较强, 土壤反应趋于酸性, 由于林下草甸草本植物的作用和枯枝落叶的积累, 土壤表层进行着较强烈的腐殖质累计过程表土中腐殖质含量较高 [8 9] 主要植被类型有, 落叶阔叶林落叶针叶林常绿针叶林针阔混交林以及落叶阔叶灌木林, 区域内主要植被为长白山植物区系 [3,10] 2 研究方法 2 1 野外调查根据已有相关文献和资料记载 [4 5], 获取该植物 892 的大致分布范围, 分别于 2014 年 7~8 月和 2015 年 8~9 月, 分两次对吉林省朝鲜淫羊藿分布区进行实地调查利用 GPS 获取朝鲜淫羊藿分布点经纬度信息同时调查朝鲜淫羊藿生长状况和伴生植物等 GPS 型号集思宝 MG711( 北京合众思壮科技股份有限公司 ), 实时定位精度 :2~5m(2DRMS)SBAS 共获得朝鲜淫羊藿分布点共 121 个 ( 图 1, 表 1) 图 1 吉林省朝鲜淫羊藿分布点表 1 吉林省各县 ( 市 ) 朝鲜淫羊藿分布点数量编号出现区域分布点数量 ( 个 ) 1 东丰县 2 2 通化县 22 3 集安市 54 4 抚松县 12 5 靖宇县 4 6 长白朝鲜族自治县 11 7 临江市 14 8 敦化市 2 全部调查所获得的 121 个鲜淫羊藿分布点, 分布于吉林省的 8 个县 ( 市 ), 其中以集安市和通化县分布的朝鲜淫羊藿分布点数量最多 2 2 生态因子获取利用 ArcGIS 的 SpaticalAnalysis 模块的提取分析功能, 结合已有的 28 项空间数据 ( 表 2), 对朝鲜淫羊藿分布点的各项生态因子数值进行提取全部空间数据由地形地貌类气候类土壤类和植被类四大类型空间数据组成以上空间数据由中药资源空间信息网格数据库 (htp://www tcm resoureces com) 地球系统科学数据共享平台 (htp://www geodata cn) 和吉林省林业调查规划院提供

3 朝鲜淫羊藿各项生态因子数据以分布点所在地的经纬度数值为提取依据, 建立由全部分布点 (121 个 ) 所在地的 28 项空间数据所组成的数据矩阵, 作为开展分析工作的数据来源 2 3 生态因子分析方法生态因子对于药用植物的生长和发育有着十分重要的作用, 因此直接决定着药用植物分布区的范围和面积利用生态因子开展生物潜在的分布区预测, 目前国内采用较多生态位模型有 GARP [11] 逻辑回归 [12] 最大熵模型(maxent) [13 15] 等多种方法本研究所采用 Logistic 回归属于概率型非线性回归, 是研究二分类 ( 可拓展至多分类 ) 观察结果与影响因素之间关系的多变量分析方法 Logistic 回归较多应用与流行病学研究中, 如需要分析疾病与各类危险因素之间的定量关系 Logistic 回归现已成分处理分类反应数据的常用办法 Logistic 回归模型设应变量 Y 是一个二值变量, 取值为 : Y= 1 出现阳性结果 ( 有分布有效死亡等 ) { 0 出现阴性结果 ( 无分布无效存活等 ) 另有影响 Y 取值的 m 个自变量 X 1,X 2,, X m 记 P=P(Y=1 X 1,X 2,,X m ), 表示在 m 个自变量作用下阳性结果发生的概率,Logistic 回归模型可以表示为 : 1 P= 1+exp[- (β 0 +β 1 X 1 +β 2 X 2 + +β m X m ] 对上述公式作对数变换,Logistic 回归模型可以表示为 : ( ) ln P 1-P =β 0 +β 1 X 1 +β 2 X 2 + +β m X m Logistic 回归的优势之一, 即得到某一因素的回归系数估计值后, 便可以得到该因素不同水平下优势比的估计值乃至相对危险度的近似估计值 [16] 利用 SPSS21 0 统计软件 analyze 模块下 Binary Logistic 功能, 对朝鲜淫羊藿生态因子数据阵列开展分析工作定义 α=0 05, 以多因素条件 Logistic 回归分析结果 P<0 05 的生态因子作为对朝鲜淫羊藿的分布具有显著性影响的生态因子对单一生态因子进行分析时, 本研究发现朝鲜淫羊藿生态因子数值范围与分布点数量间具有类似正态分布的特点, 即生态因子数值普遍集中在一个核心范围, 超出核心范围, 分布点位数量迅速减少为便于考察朝鲜淫羊藿分布点生态因子范围, 突出主要特点并明确基本规律通过考察不同条件下分布点数量占总体数量间关系, 发现朝鲜淫羊藿分布点数量占 80% 以上 ( 分布点数量 97 个 ) 的连续区间为可以反映生态因子数值核心范围, 即生态特征本研究利用生态因子数值与分布点数量直方图方式, 开展相应生态因子研究工作 2 4 适生区制定方法利用 AcrGIS 的裁剪功能, 对朝鲜淫羊藿分布具有显著性的影响生态因子的核心分布区间进行相应的裁剪, 并将裁剪后的位置信息叠加到吉林省行政地图, 得到朝鲜淫羊藿在吉林省的适生区本研究统计了适生区数量分布范围及分布面积情况等基础信息 3 研究结果 3 1 显著性生态因子分析在全部 28 项生态因子中, 海拔最湿月降水量最干月降水量季节降水量变异系数土壤酸碱度 5 项生态因子的 Logistic 回归分析结果 (P< 0 05), 表明这些生态因子对于朝鲜淫羊藿的分布具有显著性的影响生态因子分析结果见表 2 表 2 生态因子 Logistic 分析结果编号生态因子名称 P 编号生态因子名称 P 1 海拔 0 16 夏季降水量坡度冬季降水量坡向季节降水量变异系数地貌类型土壤阳离子交换能力年平均气温土壤含沙量月最高温土壤有效含水量夏季平均温土壤含粘土量月份最低温土壤类型冬季平均温土壤酸碱度昼夜温差月均值土壤有机含碳量温度季节变化的标准差土壤质地分类等温性优势树种年平均降水量植被名称月份降水量 0 常量月份降水量注 : 表示生态因子对朝鲜淫羊藿分布具有显著性影响 3 2 朝鲜淫羊藿适生区制定选取对朝鲜淫羊藿在吉林省分布具有显著性影响的 5 项生态因子, 对各项生态因子数值分布范围进行汇总, 并计算各生态因子的核心范围表 3 显 893

示各项显著性生态因子的全部数值范围和核心范围表 3 显著性生态因子数值编号生态因子数值范围核心范围 1 海拔 /m 120~987 199~830 2 8 月份降水量 /mm 157~263 185~263 3 1 月份降水量 /mm 5~12 9~12 4 季节降水变异系数 87~100 93~100 5 土壤酸碱度 /cmol kg -1 6~7 8 6 4~6 6 利用

4 示各项显著性生态因子的全部数值范围和核心范围表 3 显著性生态因子数值编号生态因子数值范围核心范围 1 海拔 /m 120~ ~ 月份降水量 /mm 157~ ~ 月份降水量 /mm 5~12 9~12 4 季节降水变异系数 87~100 93~100 5 土壤酸碱度 /cmol kg -1 6~ ~6 6 利用 AcrGIS 的裁剪功能, 对相应空间数据依据核心范围进行裁剪 ( 图 2), 并将裁剪后的位置叠加到吉林省行政地图, 得到吉林省尺度下的朝鲜淫羊藿适生区域 ( 图 3, 表 4) 3 3 生态因子分析地形地貌类生态因子地形地貌类生态因子研究分析了朝鲜淫羊藿分布点的海拔坡度坡向地貌类型数据, 数据分析结果见图 4 海拔数据显示, 朝鲜淫羊藿的海拔核心范围为 199~830m; 坡度数据核心范围为 0 43~7 85 图 2 朝鲜淫羊藿显著性生态因子分布区图 3 吉林省朝鲜淫羊藿适生区坡向数据显示, 分布在东南南向和西向的朝鲜淫羊藿数量较多, 但其他各个方向也有分布地貌数据显示朝鲜淫羊藿点位出现在 7 种地貌类型中, 但在低海拔中起伏山地和低海拔小起伏山地这两种地貌类型中, 点位数量最多 894 表 4 朝鲜淫羊藿适生区分布情况编号市名县 ( 市区 ) 名适生区面积 /km 2 1 吉林市永吉县 47 2 吉林市桦甸市吉林市磐石市辽源市东丰县辽源市东辽县通化市东昌区通化市二道江区通化市通化县通化市辉南县通化市柳河县通化市梅河口市通化市集安市白山市八道江区白山市江源区白山市抚松县白山市靖宇县白山市长白朝鲜自治县白山市临江市延边朝鲜族自治州敦化市延边朝鲜族自治州安图县 367

5 3 3 2 气候类生态因子气候类生态因子分析了朝鲜淫羊藿分布点的年平均气温等 14 项生态因子朝鲜淫羊藿年平均气温数据核心范围为 1 8~5 7 ; 夏季平均气温核心范围 17 4~22 0,8 月最高温核心范围 24 8~ 27 2 ; 冬季平均温核心范围 -16 8~-12 4, 1 月份最低温核心范围 -26 5~-21 8 ; 表示温度昼夜变化情况的昼夜温差月均值核心范围 12 3~ 13 1 ; 表示温度季节变化情况的温度季节变化的标准差核心范围 12409~13548;24~26 等温线区域内朝鲜淫羊藿年平均降水量核心范围 746~ 1005mm; 其中夏季降水量核心范围 467~623mm 8 月份降水量核心范围 185~263mm; 冬季降水量核心范围 27~39mm,1 月份降水量核心范围 9~ 12mm; 反应不同季节降水量差异的季节降水量变异系数 87~100 之间土壤类生态因子土壤类生态因子分析了朝鲜淫羊藿分布点的土壤类型等 8 项生态因子朝鲜淫羊藿主要生长在弱发育淋溶土薄层黑土上, 土壤质地以壤土为主土壤中含沙量核心范围 38% ~42%, 含黏土量 22% ~23%, 有效含水量为 150mm m -1 土壤有机含碳量反映了土壤的肥力, 核心范围为 0 74% ~ 1 95%; 土壤阳离子交换能力反映了土壤酸碱度核心范围 6 4~ 植被类生态因子植被类生态因子分析分析了朝鲜淫羊藿分布点的植被大类和优势树种 2 项生态因子朝鲜淫羊藿主要生长在以天然植被为主的区域, 以植被大类以阔叶林和灌丛为主 ; 阔叶林中主要的优势树种以蒙古栎为主, 同时也包括部分糠椴蒙椴元宝槭 4 结果讨论 4 1 朝鲜淫羊藿适生区研究图 4 地形地貌类生态因子分析结果本研究制定的朝鲜淫羊藿适生区表明, 吉林省朝鲜淫羊藿适生区相对集中, 范围较为狭窄适生区主体位于吉林省南部地区, 特别是通化和白山两市, 与实地调查中, 在集安市和通化县获得朝鲜淫羊藿分布点数量最多的结果一致, 反映了本研究制定的朝鲜淫羊藿适生区结果的正确性朝鲜淫羊藿适生区覆盖有 20 个县 ( 市区 ), 总面积 27256km 2 其中适生区占县域面积比值最高的 3 个县市分别为 895

6 896 图 5 气候类生态因子分析结果

7 图 6 土壤类生态因子分析结果人为活动影响, 资源量减少, 因此在实地调查中未发现 ;2 朝鲜淫羊藿在生长中还受到其它未知因素的影响, 在本研究中尚未明确 4 2 朝鲜淫羊藿生态因子分析结果图 7 植被类生态因子分析结果通化市通化县和柳河县和白山市抚松县本研究也存在某些县域内存在大面积朝鲜淫羊藿适生区, 但在实地调查中未发现朝鲜淫羊藿分布的问题, 如辉南县柳河县等这个问题的出现有以下两方面原因 :1 部分县市曾经有朝鲜淫羊藿的分布, 但受到生态因子分析利用数据矩阵获得了较以往研究更多且更为详细的生态数据在现有条件下, 利用 Logistic 回归, 可以明确对朝鲜淫羊藿分布具有显著性影响的 5 项生态因子同时, 在分析过程中, 也发现了朝鲜淫羊藿生态因子数值范围与分布点数量之间的一些规律, 所采用的生态因子数值与分布点数量直方图研究法, 改变了传统对数据进行单一汇总式的研究方式生态因子研究结果, 反映了朝鲜淫羊藿植物生长过程中的一些特点, 并与朝鲜淫羊 897

8 年月第卷第期中国现代中药ＭＣＭＪＶＮ藿适生区整体生态特征高度一致地形地貌和植被的同时更获取了一些专项数据如专业的土壤类反映出朝鲜淫羊藿适宜生长在长白山区的中低数据和气候类数据并且准确性更高本项研究不海拔山地丘陵地区这些地区普遍具有天然植被丰仅吉林省朝鲜淫羊藿生态研究的基础更为今后开富的特点同时以蒙古栎为代表的阔叶林也是朝鲜展朝鲜淫羊藿资源保护及资源开发利用提供了重要淫羊藿生长的重要条件气候生态因子反映出朝鲜的参考淫羊藿适生区具有夏季炎热降水丰富而冬季寒冷降水稀少季节温度变化和昼夜温度均较为明参考文献显的特点这些特点与朝鲜淫羊藿适生区整体处于国家药典委员会中华人民共和国药典一部Ｓ北大陆性气候区有关土壤生态因子反映出朝鲜淫羊藿适生区土壤特点土壤类型以长白山区常见的壤土为主而且含沙量和和含粘土量均较为固定并且对于土壤中有机养料水分含量和酸碱度均有较高的要求由于条件所限本研究所能利用的生态因子数量有限因此无法进一步全面开展各类生态研究同时又由于普通空间数据特别是植被类空间数据京中国医药科技出版社应俊生中国植物志第卷Ｍ北京科学出版社李建东吴榜华盛连喜吉林植被Ｍ吉林吉林科学技术出版社周繇中国长白山植物资源志要Ｍ北京中国林业出版社邓明鲁曲晓波吉林省中药资源Ｍ北京中国中医药出版社由于调查方法和形成时间的问题可能与实际结果于得江宗盛伟杜海波等吉林省东部森林地区气候间存在一定差异最后在开展针对生态因子数据农业与技术变化分析Ｊ矩阵研究过程中由于研究方法限制未能明确各曾丽红张柏宋开山等年吉林省降水量的生态因子之间的联系也无法明确多组生态因子对时空演变特征Ｊ中国农业气象植物的共同作用结果这是本研究中存在的问题也是后续工作中需要着力解决的问题目前对于药用植物生态研究特别是针对生境特点的研究较少因此一些权威的文献资料对于药用植物的生境描述也十分简单如中国植物志记载的朝鲜淫羊藿产于吉林辽宁浙江安徽朝鲜北部及日本有分布生于林下或灌丛中海拔ｍ本项杨晓娟王海燕刘玲等吉林省东部低山丘陵种林分类型林地的土壤肥力分析Ｊ水土保持通报石淑琴陈佑启李正国等基于土壤类型和微量元素辅助信息的土壤属性空间模拟Ｊ农业工程学报贾明明任春颖刘殿伟等基于环境星与ＭＯＤＩＳ时序研究将吉林省朝鲜淫羊藿的一些生境特点特别是数据的面向对象森林植被分类Ｊ生态学报对朝鲜淫羊藿生长有直接影响的生境特点进行了细化划设了朝鲜淫羊藿适生区考察了朝鲜淫羊藿生长所需要的海拔地形地貌土壤等生态因子这项研究结果与传统文献相比恰恰能够反映出植物在不同的地区和生态环境下所具有的独特的分布特点和分布规律在方法上本项研究利用ＧＩＳ技术结合对空间数据的使用开展了对吉林省朝鲜淫羊藿的分析研究工作以本项研究为例分布于全省范围内的个朝鲜淫羊藿分布点均为年以后调查数据无论是数据量还是分布点的分散程度都较以往针对一个或有限的几个的样本的研究结果更为真实可信ＧＩＳ技术和空间数据的使用使中药资源研究思路得到了极大的拓宽而相关数学统计模型则确保了数据分析过程的准确和科学因此本项研究在获得传统调查结论如海拔植被王瑞万方浩外来入侵植物意大利苍耳在我国适生区预测Ｊ草业学报陈浩陈利军利用遥感和ＧＩＳ的方法预测外来入侵物种的潜在分布Ｊ遥感学报孙洪兵孙辉蒋舜媛等基于Ｓ技术的羌活区划研究Ｉ基于ＭｘＥ和ＡＧＩＳ的羌活生长适宜性分析及评价Ｊ中国中药杂志李振华王艳芳伊勒泰等阿拉善地区荒漠肉苁蓉生态适宜性区划研究Ｊ中国中药杂志石磊张承程明孟碟等基于ＧＩＳ的全国厚朴质量适宜性研究Ｊ中药材孙振球医学统计学Ｍ北京人民卫生出版社收稿日期

序号单位名称岗位名称岗位代码拟招 / 报名工作地点 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位助理工程师

序号单位名称岗位名称岗位代码拟招 / 报名工作地点 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位 D 陆军装备部某单位助理工程师序号单位名称岗位名称岗位代码拟招 / 报名工作地点 383 384 395 396 397 D190092- 陆军装备部某单位 D190092- 陆军装备部某单位 D190092- 陆军装备部某单位 D190092- 陆军装备部某单位 D190092- 陆军装备部某单位助理工程师 2019000383 3/0 吉林省长春市助理工程师 2019000384 2/0 吉林省长春市助理工程师 2019000395