土壤因子对中药材产区预测分析的影响研究

发布时间：2020-07-01 11:25

【摘要】：中药材的区域分布及品质形成与特定的生态环境紧密相关,同种药材在不同生态环境下品质差异很大。由于道地产区面积有限,引种栽培在中药材生产中极为普遍,选择中药材适宜产区是生产优良品质药材的前提条件。本研究基于药材分布、有效成分含量与环境因子的相关性,利用《中药资源生产区划分析地理信息系统(CMRPRGIS)》软件平台,结合构建的中药材产区预测空间分析数据库,建立了中药材产区预测分析方法,对连翘、西洋参、浙贝母三种药材进行了产区预测分析,并得到了三种药材适宜生长的环境因子数值范围。同时以浙贝母为例,在预测的适宜产区进行了栽培验证。1.建立了中药材产区预测分析空间数据库对CMRPRGIS原有数据库进行补充和调整,建立了中药材产区预测分析空间数据库。内容上,将43个气象因子减少为24个单一气象因子,删除了 19个综合气象因子,降低了分析过程中因子的共线性风险;保留了 3个地形因子和1个植被覆盖因子;在原有7个土壤因子的基础上增加了 12个来源于《中国土壤数据库》和《农田生态系统土壤养分数据》中包含空间信息的土壤因子。操作上,统一并规范了气象因子、地形因子、植被类型因子及土壤因子的数据表达和单位,增加了对数据内容的解释,并将新增12个土壤空间数据从球面投影转制为平面投影,将图层内的属性数据进行了归一化处理,最终形成了中药材产区预测分析空间数据库。结构上,数据库采用四层逻辑结构分布,利用ArcSED插件组件连动Access软件,与《中药资源生产区划分析地理信息系统(CMRPRGIS)》软件平台实现兼容,为中药材适宜产区预测提供数据基础。2.建立了中药材适宜产区预测的分析方法采用MaxEnt(最大信息熵)模型,对中药材的地理分布进行预测,实现了环境因子的自动筛选,避免了人为选择环境因子的主观性,同时根据模型的预测结果给出适宜区域内的环境因子的取值范围;根据药材成分含量与环境因子的相关性,利用最优尺度回归分析方法建立了药材成分含量与环境因子间的回归模型,利用min-max标准化的方法确定环境因子的权重,以达到CMRPRGIS软件平台的空间分析的系数基本要求。随后将不同的环境因子图层赋予得到的权重,进行空间叠加分析,构成了中药材有效成分空间分布预测模型。结果输出采用自然断点法对模型计算的数据进行栅格数据重分类,避免了 TCMGIS软件和CMRPRGIS原始软件自带分析方法中适宜等级划分的人为操作部分的主观性。3.增加土壤因子后三种药材适宜产区的预测实例分别以野生品种连翘、国外引种栽培品种西洋参以及道地性极强的栽培品种浙贝母为代表药材,预测了适宜产区的范围及相应的行政区域内的面积,以及适宜的环境因子的取值范围,探究了土壤因子在这三种药材预测分析中的作用。对连翘适宜产区的预测过程中叠加了对连翘苷空间分布的预测结果。增加了土壤因子后,土壤因子的环境因子贡献率为22.6%,适宜区总面积减少了 10.72%,次适宜区面积减少了 36.34%,面积的缩小主要受土壤类型、土壤有效硼和有效钼等土壤因子的影响,连翘苷的含量主要受到温度和降水的影响。在对西洋参适宜产区的预测中,土壤因子累计贡献率为50%,适宜区总面积减少了 57%,次适宜区面积减少了 61%,面积的缩小主要受土壤有效硼、土壤有效铜、土壤全钾、土壤有效钼的影响。在对浙贝母的适宜产区的预测中,土壤因子的累计贡献率达31.7%,引入土壤因子后适宜区总面积减少了 37.5%,次适宜区面积减少了 41.3%,面积的缩小主要受土壤类型、土壤有效铜、土壤含沙量、土壤黏土量的影响。总体上看引入土壤因子后丰富了土壤数据信息,矫正了分析模型,剔除了土壤环境不适宜的区域,使得预测产区范围缩小;提高模型的约束能力,提供更精确的环境因子适宜范围。4.浙贝母预测的适宜产区栽培试验通过比较浙贝母预测产区江山县与道地产区磐安县的药材产量和质量的差别,发现预测产区浙贝母的贝母素甲、贝母素乙含量显著高于道地产区(P0.05),但产量显著低于道地产区(P0.05),栽培试验结果验证了模型对高有效成分产区的预测,施肥对产量的预测结果影响较大。
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S567
【图文】：

方向图,相关研究,中药材,土壤

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土壤性质,对中,外观品质,对药

图１－１－３邋２００１年－２０１６年土壤性质对中药材品质影响的研究逡逑的品质形成包括内在品质和外观品质两部分，内在品质主要含量、各组分的比例以及重金属农残等外源性有害物质；而形状、大小、色泽、质地，而这些指标在药典中均有较为明确对药用植物的生长发育造成一定的影响，进而会在一定程度形成，因此土壤因素对药材外观品质的影响也是不容忽视的文献中，仅有少数关于土壤性质对中药材外观品质影响的研就外观品质方面的研究尚不充分，另一方面则表明研究人员品质与土壤之间的关系。逡逑理性质对药材性状的影响逡逑地逡逑

【参考文献】