鄧春亮,范劍明,蔡展浩,羅萬(wàn)業(yè),黃錦榮,張冬生
(1.嘉應(yīng)學(xué)院,廣東 梅州 514015; 2.梅州市林業(yè)科學(xué)研究所,廣東 梅州 514011)
自古以來,藥用植物對(duì)人類的醫(yī)療保健起著不可估量的重要作用。然而,隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展,人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了深刻影響,對(duì)植物的生存環(huán)境產(chǎn)生了不同程度的威脅,從而導(dǎo)致一些野生植物資源數(shù)量上不同程度的減少,野生藥用植物資源因其價(jià)值性減少的更快。因此,如何評(píng)價(jià)野生藥用植物的受威脅程度及優(yōu)先保護(hù)是保護(hù)野生藥用植物資源的一項(xiàng)重要任務(wù)。
目前,國(guó)內(nèi)已有很多學(xué)者對(duì)藥用植物瀕危程度及優(yōu)先保護(hù)進(jìn)行了研究[1-13],并從定性化轉(zhuǎn)向定量化研究。王年鶴等[1],袁昌齊等[2]提出的珍稀瀕危藥用植物稀有瀕危程度的定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具有先驅(qū)性意義,受到了普遍認(rèn)可。姚振生等[3]在薛達(dá)元等[4]關(guān)于珍稀瀕危植物的評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)上,提出珍稀瀕危藥用植物的“瀕危系數(shù)”和“急切保護(hù)值”的計(jì)算方法。黃璐琦等[5]從價(jià)值系數(shù)、生物學(xué)系數(shù)等4個(gè)大方面探討了藥用植物的受威脅及優(yōu)先保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)。此后,研究層出不斷[6-14],但前人研究在綜合評(píng)價(jià)權(quán)重的確定上主要憑借經(jīng)驗(yàn)。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)梅州地區(qū)10 種野生珍稀瀕危藥用植物進(jìn)行了多年調(diào)查和資料收集,制定了珍稀瀕危藥用植物受威脅及保護(hù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及定量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用層次分析法[15],將專家經(jīng)驗(yàn)與理論相結(jié)合,對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán);并提出珍稀瀕危藥用植物“加權(quán)受威脅系數(shù)”的計(jì)算方法。然后利用調(diào)查收集的梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物各指標(biāo)的得分,對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),確定保護(hù)等級(jí),以期為藥用植物的受威脅程度及保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)提供參考。
梅州市林業(yè)科學(xué)研究所為保護(hù)鄉(xiāng)土野生中藥資源,組織專家組對(duì)梅州地區(qū)各縣區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行連續(xù)5 a(2012年5月—2017年6月)的鄉(xiāng)土特色中藥資源調(diào)查,收集相關(guān)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)梅州地區(qū)紅豆杉、毛冬青、梅片樹等(表1)10種中藥野生資源數(shù)量有逐年減少的趨勢(shì),而藥典中這10種中藥材的藥用價(jià)值較高,因而推廣應(yīng)用前景較好。結(jié)合梅州地區(qū)實(shí)際情況,選取這10種有代表性的藥用植物為研究對(duì)象,進(jìn)而通過綜合評(píng)價(jià)研究以開展具體的保護(hù),繁育栽培和開發(fā)利用等措施。具體科屬特性見表1。
表1 梅州地區(qū)10種特色珍稀瀕危藥用植物科屬特征
1.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立及因素分析 對(duì)植物的優(yōu)先保護(hù)與植物所受威脅程度密不可分,植物所受威脅的輕重是對(duì)其實(shí)施優(yōu)先保護(hù)的直接依據(jù)。對(duì)于藥用植物而言,植物受到的威脅是多方面的,如藥用價(jià)值、綜合性開發(fā)、野生資源量、野生資源減少速率、自然生長(zhǎng)快慢程度(野生資源)、苗木繁育栽培難度、地處周圍人口密度、分類學(xué)、分布與生境要求、國(guó)家保護(hù)級(jí)別、省立法保護(hù)、保護(hù)現(xiàn)狀、栽培現(xiàn)狀等,且不同習(xí)性科屬的藥用植物在不同指標(biāo)上的表現(xiàn)不盡相同,因此通過某一指標(biāo)比較不同藥用植物的受威脅程度是片面的。為了實(shí)現(xiàn)不同藥用植物受威脅程度的比較,需要建立一個(gè)合理的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過長(zhǎng)期實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)調(diào)查,并根據(jù)梅州地區(qū)特點(diǎn),通過專家組研討,最終建立珍稀瀕危藥用植物受威脅及保護(hù)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系(由13項(xiàng)指標(biāo)組成),并制定指標(biāo)等級(jí)的度量標(biāo)準(zhǔn)(表2)。限于篇幅,通過調(diào)查獲得的梅州地區(qū)10種藥用植物各指標(biāo)的具體得分見表6。
表2 藥用植物的受威脅及優(yōu)先保護(hù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
1.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定 由于珍稀瀕危藥用植物受威脅及優(yōu)先保護(hù)評(píng)價(jià)的指標(biāo)較多,不同指標(biāo)在評(píng)價(jià)中的作用不盡相同。為給指標(biāo)賦予較客觀的權(quán)重,將13項(xiàng)指標(biāo)按指標(biāo)特性分成價(jià)值狀況、瀕危狀況、遺傳損失狀況和現(xiàn)有保護(hù)狀況等4個(gè)方面,建立層次結(jié)構(gòu)模型,用層次分析法(AHP)[15]進(jìn)行逐層賦權(quán)。指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)見表3。
1.2.3 珍稀瀕危藥用植物各種狀況系數(shù)及受威脅系數(shù)的計(jì)算 植物受威脅及優(yōu)先保護(hù)評(píng)價(jià)的影響因素主要來自價(jià)值狀況、瀕危狀況、遺傳損失狀況和受保護(hù)狀況等4個(gè)方面,其中不同方面在評(píng)價(jià)中起的作用不盡相同,每一方面包含的不同指標(biāo),對(duì)該方面的影響也不盡相同。因不同因素在信息數(shù)量表達(dá)上或在信息的度量級(jí)別上不盡相同,為了便于比較,即用加權(quán)系數(shù)(Ci)度量第i種藥用植物某一狀況程度的大小。
表3 指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)
(1)
式中:xij為第i種藥用植物某一狀況第j項(xiàng)指標(biāo)的得分;μj為藥用植物某一狀況第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重(即某一狀況,層次分析法中準(zhǔn)則層關(guān)于指標(biāo)層的權(quán)重);m為藥用植物相應(yīng)狀況包含的指標(biāo)數(shù)量,對(duì)于不同的狀況,指標(biāo)數(shù)量m不盡相同。系數(shù)Ci越高,表明藥用植物受到的威脅越大。
藥用植物受到各方面的威脅,可用受威脅系數(shù)來綜合反應(yīng)。即受威脅系數(shù),是由價(jià)值狀況、瀕危狀況、遺傳損失狀況和現(xiàn)有保護(hù)狀況等4個(gè)方面13項(xiàng)指標(biāo)的得分,根據(jù)層次分析法目標(biāo)層關(guān)于準(zhǔn)則層的權(quán)重與準(zhǔn)則層關(guān)于指標(biāo)層的權(quán)重綜合計(jì)算的最終總權(quán)重,進(jìn)行加權(quán)綜合計(jì)算得到的。即用加權(quán)公式計(jì)算第i種藥用植物受到威脅程度的大小。
(2)
式中:xij為第i種藥用植物第j項(xiàng)指標(biāo)的得分;wj為藥用植物第j項(xiàng)指標(biāo)的總權(quán)重。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定受威脅程度的輕重,進(jìn)而劃分優(yōu)先保護(hù)等級(jí)。
本文藥用植物各狀況系數(shù)的計(jì)算采用加權(quán)公式(1),考慮了不同指標(biāo)對(duì)相應(yīng)狀況的不同影響,這主要反映在權(quán)重uj上。這與姚振生等[3]的結(jié)果不同,他們沒有考慮權(quán)重uj。在計(jì)算藥用植物受威脅系數(shù)時(shí)采用加權(quán)公式(2),綜合考慮了不同狀況及不同指標(biāo)的不同影響,這主要反映在綜合權(quán)重wj上。而姚振生等[3]、黃璐琦等[5]在計(jì)算藥用植物受威脅系數(shù)及優(yōu)先保護(hù)值時(shí)雖有考慮權(quán)重,但權(quán)重是由專家討論直接賦予。本文uj和wj的獲得是通過建立指標(biāo)層次結(jié)構(gòu),由專家組對(duì)各層指標(biāo)兩兩對(duì)比構(gòu)造判斷矩陣,并通過對(duì)檢驗(yàn)顯著的判斷矩陣求解特征向量獲得的。這就使權(quán)重的獲得在專家的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,有了理論依據(jù)。
2.1.1 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算 根據(jù)上述層次結(jié)構(gòu),通過梅州市林業(yè)科學(xué)研究所專家組對(duì)各指標(biāo)的重要性兩兩進(jìn)行比較判斷,根據(jù)AHP法重要性標(biāo)度準(zhǔn)則[15],獲得目標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層O-B,準(zhǔn)則層對(duì)指標(biāo)層B1-X,B2-X,B3-X,B4-X,共5個(gè)判斷矩陣如下:
求得5個(gè)判斷矩陣對(duì)應(yīng)的最大特征根分別為:λmax0=4.2153,λmax1=2,λmax2=5.3761,λmax3=2,λmax4=4.2335。
然后對(duì)5個(gè)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)計(jì)算,得5個(gè)判斷矩陣的一致性比率依次為:CR0=0.0806,CR1=0,CR2=0.0839,CR3=0,CR4=0.0874。結(jié)果均小于0.1,說明5個(gè)判斷矩陣均通過了一致性檢驗(yàn)。
求每個(gè)最大特征根對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量,獲得各層權(quán)重,如目標(biāo)層關(guān)于準(zhǔn)則層的指標(biāo)分別為0.384、0.328、0.168及0.120。準(zhǔn)則層關(guān)于指標(biāo)層的權(quán)重,以價(jià)值狀況為例,反應(yīng)價(jià)值狀況的藥用價(jià)值X1和綜合開發(fā)利用X2兩項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重分別為0.8和0.2,其它類似解釋。再通過綜合運(yùn)算,將目標(biāo)層關(guān)于準(zhǔn)則層的權(quán)重乘以準(zhǔn)則層關(guān)于指標(biāo)層的權(quán)重,獲得目標(biāo)層關(guān)于指標(biāo)層的最終權(quán)重,即總權(quán)重。具體結(jié)果見表4。
2.1.2 指標(biāo)權(quán)重分析 由表4可知,價(jià)值狀況、瀕危狀況、遺傳損失狀況和受保護(hù)狀況對(duì)藥用植物受威脅及優(yōu)先保護(hù)評(píng)價(jià)影響的重要性依次減弱。其中,價(jià)值狀況和瀕危狀況兩項(xiàng)權(quán)重和為71.2%,這兩項(xiàng)因素是影響評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素;而價(jià)值狀況權(quán)重為38.4%,比瀕危狀況權(quán)重32.8%相對(duì)高些,說明價(jià)值狀況因素在評(píng)價(jià)藥用植物的受威脅及優(yōu)先保護(hù)的評(píng)價(jià)中影響更大一些。
表4 各層指標(biāo)權(quán)重及總權(quán)重結(jié)果
另外,從最終的總權(quán)重可知,排在前5的指標(biāo)分別是藥用價(jià)值(X1)、野生資源量(X3)、分類學(xué)(X8)、綜合開發(fā)利用(X2)及栽培現(xiàn)狀(X13)。從指標(biāo)的賦值意義,可知一種植物如果藥用價(jià)值高,野生資源量少,種型單一,又已綜合開發(fā)利用,現(xiàn)有栽培量少,是對(duì)其實(shí)施優(yōu)先保護(hù)的主要依據(jù)。說明這5項(xiàng)指標(biāo)是影響評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。
2.2.1 各種狀況系數(shù)及受威脅系數(shù)計(jì)算 利用公式(1),計(jì)算得梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的各狀況系數(shù),見表5。
表5 梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的各種狀況系數(shù)
利用公式(2),計(jì)算得梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的受威脅系數(shù),受威脅系數(shù)的大小意味著受保護(hù)的急緩。根據(jù)結(jié)果按下面標(biāo)準(zhǔn)劃分受威脅程度及優(yōu)先保護(hù)等級(jí):若Ci≥0.65,則該藥用植物存在重度威脅,需受一級(jí)保護(hù);若0.5≤Ci<0.65,則該藥用植物存在較重威脅,需受二級(jí)保護(hù);若0.4≤Ci<0.5,則該藥用植物存在威脅,需受三級(jí)保護(hù);若Ci<0.4,則該藥用植物存在輕度威脅,需受四級(jí)(注意)保護(hù)。具體結(jié)果見表6。對(duì)分級(jí)結(jié)果進(jìn)行方差分析,顯著性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量F值為31.421,顯著性概率P值為0.0005,遠(yuǎn)小于0.05,檢驗(yàn)結(jié)果顯著,表明各級(jí)差別顯著,分級(jí)合理。
表6 梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物指標(biāo)得分&受威脅及優(yōu)先保護(hù)等級(jí)
2.2.2 綜合評(píng)價(jià) 由表6可知,梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的受威脅程度各不相同,其受威脅程度大小排序依次是:紅豆杉、鐵皮石斛、巴戟天、肉桂、土沉香、梅片樹、黃精、青蒿、七葉一枝花、毛冬青。
紅豆杉,是我國(guó)特有的少種屬樹種,是世界上公認(rèn)瀕臨滅絕的天然珍稀抗癌植物,是國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物。在梅州梅縣區(qū)(陰那山)、平遠(yuǎn)縣(五指石)、五華縣(七目嶂)等自然保護(hù)區(qū)內(nèi),海拔300~1100 m的山谷和溪邊陰濕的常綠闊葉林下有極少量分布。為解決醫(yī)用需求,在梅州各縣南藥基地均有種植,其中梅州市中大南藥基地梅縣區(qū)松口鎮(zhèn)紅豆杉種植面積達(dá)466.7 hm2。但隨著環(huán)境的惡化,患癌數(shù)量的增加,市場(chǎng)需求日益增加,紅豆杉依然是市場(chǎng)緊缺藥材。因?yàn)槠涓咚幱脙r(jià)值性、高瀕危度和難遺傳特性,使野生資源面臨重度威脅,需受一級(jí)急切保護(hù)。
鐵皮石斛,是國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物,在唐代醫(yī)學(xué)經(jīng)典《道藏》中被列為“中華九大仙草之首”,自唐宋以來,一直被列為皇室貢品。僅在梅州梅縣區(qū)(陰那山)、平遠(yuǎn)縣(五指石)、興寧市(陽(yáng)天嶂)等自然保護(hù)區(qū)半陰濕的樹干或巖石壁上有極少量分布。雖已在梅州各縣南藥基地有大量種植,其中梅州尚上升鐵皮石斛種苗組培基地已達(dá)1 hm2,在一定程度上緩解了市場(chǎng)供應(yīng)壓力。但鐵皮石斛屬地區(qū)性種,生境較為特殊,實(shí)際中難以真正保護(hù)到位,屬于受重度威脅的物種,需受一級(jí)急切保護(hù)。
巴戟天,是四大南藥之一,是國(guó)家三級(jí)保護(hù)植物。僅在梅州五華縣和平遠(yuǎn)縣山地疏林或林緣下暖濕處有極少量分布。雖然梅州各縣南藥基地均有人工栽培,其中五華縣南藥基地已有33.3 hm2以上的種植面積,近年來種植面積在不斷擴(kuò)大,但仍不能滿足市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需要。它的高藥用價(jià)值性和高瀕危度,使其成為受重度威脅的物種,野生資源需受一級(jí)急切保護(hù)。
肉桂,也是一種高藥用價(jià)值植物,在梅州五華縣和豐順縣陽(yáng)光充足的疏林暖濕處有少量分布,屬于漸危的藥用植物,梅州平遠(yuǎn)縣和五華縣已有人工種植,但種植量不大,僅13.3 hm2,不能滿足市場(chǎng)需求。因此野生資源存在較重威脅,需受二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)。
土沉香,為名貴藥材,是胃痛特效藥。野生資源量少,再生周期漫長(zhǎng),是少種屬漸危國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物。在梅州五華縣和大埔縣農(nóng)村低地常綠闊葉林中有少量野生資源分布,雖已受保護(hù),但由于其珍稀性,仍需繼續(xù)加強(qiáng)保護(hù)。目前在梅州興寧、豐順、大埔和五華均有種植基地,其中五華縣棉洋鎮(zhèn)七畬徑林場(chǎng)沉香種植面積達(dá)93.3 hm2,但人工栽培周期長(zhǎng),市場(chǎng)供應(yīng)緊缺。因此野生資源依然面臨較重威脅,需受二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)。
梅片樹,中藥稱天然冰片,也是一種名貴藥材,是復(fù)方丹參滴丸、速效救心丸、雙料喉風(fēng)散等60多種中成藥的重要原料之一。野生資源量極少,最早在梅州梅縣區(qū)水車鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn),屬于多種屬地帶性瀕危物種。現(xiàn)在梅州平原已有大量種植,全市種植面積達(dá)1333.3 hm2,已成為全國(guó)第三大冰片生產(chǎn)基地,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)天然冰片市場(chǎng)的空白,但依然不能滿足市場(chǎng)需求。因?yàn)樗哂休^高的藥用價(jià)值,野生資源量少,存在較重威脅,應(yīng)給予二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)。
黃精,是藥用價(jià)值較高的植物,在梅州各縣林下、灌叢或山坡陰處有少量野生資源分布,屬于稀有種,存在當(dāng)?shù)鼐用耠S意采挖現(xiàn)象。雖梅州已有人工種植基地,但累計(jì)不足6.7 hm2,市場(chǎng)時(shí)有供不應(yīng)求現(xiàn)象。因此野生資源存在威脅,需受三級(jí)保護(hù)。
青蒿,有“中國(guó)神藥”、“中國(guó)小草”之稱,是我國(guó)防治惡性瘧疾的首選藥物和基本用藥,已助百萬(wàn)人擺脫瘧疾之苦。在梅州各縣海拔500 m,氣溫18~25 ℃的山野坡地均有分布,屬于多種屬地帶種。在梅州豐順縣已建成國(guó)內(nèi)最大的青蒿種植生產(chǎn)基地。因其具有較高的藥用價(jià)值,雖然野生資源量尚多,依然存在輕度威脅,應(yīng)注意保護(hù)。
七葉一枝花,在藥用價(jià)值方面比其他藥材顯得一般,但也不可低估,民間有七葉一枝花,百病一把抓的說法。在梅州興寧、五華一帶海拔600~1350 m的林下蔭處或溝谷邊草叢中均有分布,屬于多種屬地區(qū)性物種。有相應(yīng)的人工栽培,但栽培量不大,累計(jì)不到1.3 hm2。所以野生資源存在輕度威脅,應(yīng)注意保護(hù)。
毛冬青,在梅州各縣山野坡地、丘陵的灌木叢中均有分布,屬于多種屬?gòu)V布種。野生資源量尚多,暫沒有供不應(yīng)求現(xiàn)象出現(xiàn)。在梅州已有相應(yīng)人工栽培,共20 hm2左右。因其具有較高的藥用價(jià)值,所以野生資源存在輕度威脅,應(yīng)注意保護(hù)。
梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的受威脅及優(yōu)先保護(hù)評(píng)價(jià)是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)問題,通過指標(biāo)體系的建立,根據(jù)專家調(diào)查的各指標(biāo)的具體得分,建立了價(jià)值系數(shù)、瀕危系數(shù)、遺傳損失系數(shù)及受威脅系數(shù)的加權(quán)計(jì)算公式,其中權(quán)重通過對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸類處理(分為4大類),建立指標(biāo)層次結(jié)構(gòu),運(yùn)用層次分析法獲得,具有合理的理論依據(jù),又體現(xiàn)了不同指標(biāo)在評(píng)價(jià)中起的不同作用,顯示了評(píng)價(jià)的合理性和科學(xué)性,這是較前人研究的先進(jìn)之處。最后還對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行排序與分級(jí),并對(duì)分級(jí)結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),進(jìn)一步顯示了評(píng)價(jià)的嚴(yán)謹(jǐn)性。
評(píng)價(jià)得出梅州地區(qū)10種珍稀瀕危藥用植物的受威脅程度及優(yōu)先保護(hù)級(jí)別,對(duì)梅州地區(qū)實(shí)施野生瀕危藥用植物資源的具體保護(hù)和開發(fā)具有實(shí)際意義。對(duì)于紅豆杉、鐵皮石斛、巴戟天等3種面臨重度威脅的藥用植物,一方面要加強(qiáng)野生資源的保護(hù),另一方面加大科學(xué)研究,重點(diǎn)開展繁育、栽培和綜合利用的科學(xué)研究,加大人工種植力度,提高產(chǎn)量,增加貨源以滿足市場(chǎng)需求。對(duì)于肉桂、土沉香、梅片樹等3種受較重威脅的藥用植物,除仍需加強(qiáng)野生資源的保護(hù)外,加大研究開發(fā)力度,擴(kuò)大種植面積,提高藥材供應(yīng)量以滿足供需平衡。對(duì)于青蒿、七葉一枝花、毛冬青3種受輕度威脅的藥用植物,應(yīng)注意保護(hù),使野生資源不受肆意采挖和破壞而導(dǎo)致資源量的減少。
另外,本研究的評(píng)價(jià)模式具有簡(jiǎn)單、直觀、靈活、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),具有較強(qiáng)的可行性和推廣性。具體在運(yùn)用時(shí),可根據(jù)評(píng)價(jià)的地域性,適當(dāng)修改相應(yīng)指標(biāo)體系和指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)即可。因此,該模式可為藥用植物的受威脅及保護(hù)評(píng)價(jià)提供參考,也可為其他植物資源的受威脅及保護(hù)評(píng)價(jià)提供參考。