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水生药材资源调查的理论和实践探讨△

2012-01-24严辉周荣汉

中国现代中药 2012年12期
关键词:药用水生生物量

严辉,周荣汉

(1.南京中医药大学,江苏 南京 210046;2.中国药科大学,江苏 南京 210009)

专稿

水生药材资源调查的理论和实践探讨△

严辉1*,周荣汉2

(1.南京中医药大学,江苏 南京 210046;2.中国药科大学,江苏 南京 210009)

以区域特色中药资源为研究对象,在查阅相关文献的基础上,结合目前先进的调查技术,项目组开展了水生药材资源调查的理论探讨和实践,为我国水生药材资源调查方案的建立提供参考。

水生药材;资源调查;理论;实践

野外调查是中药资源学研究的重要研究内容,它是在理论学习的基础上对中药资源的亲历与实践,是掌握中药资源核心与内涵的必要实践手段[1]。江苏境内水网密布,湖泊众多。全国五大淡水湖,江苏得其二,此外还有大小湖泊290多个,淡水水域面积分别占17%,比例之高居全国首位。第三次全国中药资源普查资料表明,江苏产水生药材极具特色,其中尤以芡实、蒲黄、芦根、莲子、灯芯草、水蛭、珍珠、蟾酥、龟板、鳖甲等因质量上乘而日益走俏[2]。与之相对的是,有关水生药材资源调查的报道较少。因其生活环境的特殊性,对此类药材调查方法宜单独考虑。课题组立足于区域药材特色,围绕水生药材的资源调查的理论和技术,进行了初步的探索和实践。

1 水生药材资源调查技术规范的建立

水生药材资源的调查是以野外实地调查为基础,结合应用现有先进调查技术,以获得水生药用生物资源种类组成、资源植(动)物生长的生境及群落特征资料,开展水生药用生物资源量与质的分析,为制订其生产规划和合理开发应用提供支持。笔者根据相关报道及自身实践,提出了江苏省水生药材资源调查初步技术要点。

1.1 描述和分析方法的规范性

1.1.1 种类组成 种类组成的调查是资源调查最基本的内容及要求。调查过程中,应注意将标本与《中国植物志》、《中国动物志》及各地方植、动物志等材料的认真校对,确保真实性。药用水生生物

资源调查的重点应放在调查的规范性上。对芡实、莲等栽培为主的药材,还应注意其栽培品种的调查,记录、保存优良、特殊的种质资源。药用水生动物资源调查选取水蛭、鳖、珍珠蚌等大规模养殖的品种。外业调查标准的实施,数据调查采集、标本采集、资源调查的照片拍摄、外业数据整理等方面应与第四次资源普查平台资料录入要求对接,确保整个的外业调查成果规范、统一,为中药资源普查数据库建设和网络化共享提供标准化支持。

1.1.2 群落的数量特征 群落数量特征的测定是植物群落定量分析的基础,日益引起人们的重视。群落数量特征常用指标有:密度,盖度,频度等。沉水植物在野外调查时,因计数较为困难,密度及盖度特征难以获得。可以获得的数量特征中较为客观有生物量和频度。有学者针对水生植物的特性,提出用植物的频度和生物量确定其优势度的方法。优势度 ={(相对频度 +相对生物量)×100%}/2[3]。

1.2 取样技术

1.2.1 样地选择 根据水生药材的生境特点,其资源调查研究中一般采用选择代表性的样地(断面或采样点)和分层多次随机取样的实用性方法[4]。调查与采集路线应依据地形图或电子地图及实地环境情况确定,力求全面、合理。

1.2.2 样方选择 因水生植物由于广泛具有集群分布的特征,反映群落种类组成的最小面积在不同的群落地段可能有极大的不同,随着样方面积的增大,种类-面积曲线有较大的差别。江苏省主要湖泊平均水深在4 m以下,湖心区水生植物分布较少。不同生态类型的水生药用植被调查采用 “多次随机重复小样方”进行取样,常用样方面积(0.5×0.5)m2,(1×1)m2,(2×2)m2等,挺水植物以(2×2)m2样方最为常用,通常每个采样点位设置样方数6个以上[5-6]。

1.3 生物量测定

对于莲、芦苇、芡实等单株生物量较大的植物,可选取具有代表性的单株植物称取鲜重后计算出样方中植物现存量及药用部位重量;而对于像水蓼等生物量较小的种类,可采集样方内全部植株并称重,多次测量后计算平均值,对于沉水植物群落一般专用采样器(如彼得逊采泥器)或自制工具随机多次(4~6次)收割后洗净、去除残枝和其他杂质,分别称重。同时,把每一样品带回适量,于(80±1)℃烘箱中烘至恒重,得出各样品的干重以计算药材产量[7]。

1.4 调查时间的选择

水生植物为一年生或多年生,生活周期是以1年为单位,萌发、生长、生殖、死亡多是在1年内完成。在生长后期,植株全部或大部分死亡。次年的生长将从上一年的种子或无性繁殖体的萌发开始。虽然有萌发开始的时间早晚和生活周期长短的不同,但季节生长一般以春秋型为主。因此调查采样一般在3~11月逐月进行或按季节进行。大多数水生植物的花果期或生物量最大时期在7~10月份,此阶段为取样的关键时间,大量的野外工作集中在这段时间完成。水生植物以无性繁殖为主,对无性繁殖体的调查一般宜选择在冬季或枯水位时进行[5]。

2 “3S”技术在水生药材资源调查中的应用探讨

近十年来中药资源野外调查研究领域进入一个全新的历史阶段,尤其是全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等空间信息技术的与中药资源研究领域的迅速结合,使得中药资源的研究方法和信息化进程大大加速[8-9]。已逐步从描述性科学发展为实验性科学,从定性研究进入到定量研究[10]。鉴于此,第四次全国中药资源普查突出“3S”技术的应用,明确将传统外业调查、内业整理与现代技术相结合,对全国重点中药品种进行资源调查[11]。“3S”技术在水生生物调查及模拟研究方面的成功实践[12],预示其在水生药材资源调查及动态监测等方面将具有极好的应用前景。

2.1 全球定位系统(GPS)与水生药材资源调查

在中药资源调查中,GPS可以帮助我们解决过去采用多种测量仪器进行地理数据(如海拔高度,经纬度等)测量问题。GPS能快速实时地确定任一地面目标的空间位置,在水生药材资源调查的研究中主要用于对采样点的精确定位。利用GPS面积测量功能还可计算水生植物分布面积[7]。此外,应用GPS可以进行样地的地理数据采集,辅助RS进行中药资源的动态监测。

2.2 遥感技术(RS)与水生药材资源调查

应用RS资料对水生植被能进行定性和一定程度的定量分析,是调查水生植被的有效手段。可以辅助确定调查样点、辅助确定中药资源的分布面积、对特定调查区域进行抽样监测、结合地面调查完成大面积分布或特定生境分布的中药资源的调查、辅助进行中药资源的动态监测[11]。可应用于湖泊或河荡中大面积分布的优势种水生药材资源量调查。结合实地判读,能准确反映水生植物的种类、面积、生物量等。计算某种水生药用植物资源面积时,应根据植物不同生长期的光谱特性,选择适当的时间,合适波段的航天遥感或航空遥感资料,进行一定处理后,建立敏感区的解译标志,进行识别和分类,再通过地面实地调查资料加以补充修正,最后完成该植物的面积估测。进行某种药用植物的产量或生物量的估算时,首先利用地面遥感资料,建立光谱资料及植物产量的关系,建立产量和空间遥感资料的回归模型,估测出产量[13]。

2.3 地理信息系统技术(GIS)与水生药材资源调查

地理信息系统是指以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件支持下,对空间数据按照地理坐标或空间位置进行预处输入、存储、检索、运算、分析、显示、更新和提供应研究、并处理各种以空间实体和空间关系为主的技术[14]。应用GIS可以将普查数据空间化,并构建数据库,并实现调查数据的管理、分析、信息发布和生成专题地图(直观可视化管理),辅助进行中药资源的动态监测[9]。

3 结语

针对当前缺少适宜于水生药材资源调查技术方法的现状,通过对水生生物资源调查相关文献的整理,如国家林业局 《全国湿地资源调查技术规程(试行)》(2008年)、国家环境保护部 《全国淡水生物物种资源调查技术规定(试行)》(2010年)等。并经中药资源学野外实践教学、暑期社会实践调查等多种形式进行探索实践与总结,初步建立适宜于水生药用生物调查资源的技术方案,为全国第四次中药资源普查水生类药材调查的技术规程确立提供了参考。

在实践过程中,选取富有江苏地方特色的水生药用生物资源开展调查研究,有助于掌握江苏省水生药用生物资源现状,摸清相关资源品种消长原因的调查,为我省水生药用生物资源管理、保护及开发利用相关政策法规的制定提供参考依据。也为我省特色、优势水生药材的种植(养殖)、加工产业的合理布局提供技术支撑与建议。

前期的实践调查研究主要以常用高等药用水生维管植物为主,如荷、芡实、芦根、蒲黄、三棱、泽泻等,其生态类型主要为挺水型或浮水型。后续将进一步完善漂浮型、沉水型等类型水生药用植物资源调查方案。药用水生动物资源调查首先选取大规模养殖的品种。调查过程中,应重点关注其种质种苗、养殖技术、生态环境因子等生产相关资料,以便为后续水生药材产业规划提供参考。

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Theoretical and Practical Discussion on Investigation of Aquatic Medicinal Materials Resources

YAN Hui1,ZHOU Rong-han2
(1.Traditional Chinese Medicine of Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing210046,China;2.China Pharmaceutical University,Nanjing210009,China)

In this paper,the authors carried out theoretical and practical discussion on investigation of regional resources of aquaticmedicinalmaterials.Based on related literatures,we integrated the advanced technologies into the resource investigation,such as global positioning system(GPS),remote sensing(RS),and geographic information systems(GIS).This study could offer references for investigation program on aquatic medicinalmaterials in China.

Aquaticmedicinalmaterials;Resource investigation;Theory;Practice

2012-10-02)

江苏高校优势学科建设工程资助项目(2011ZYX1-004),南京中医药大学教育教学改革课题(NZY1112)

*[通讯作者]严辉,Tel:025-85811514;E-mail:glory-yan@163.com

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