張江平，翟傳佳，李欣柔，宋書祎，耿 暉，趙 鵬，王少平，張永清，李 佳，劉 謙，周 潔，林 鶯*

(1.濱州醫(yī)學(xué)院，山東 煙臺 264003；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)，山東 濟(jì)南 250355；3.濟(jì)南大學(xué)，山東 濟(jì)南 250022)

中藥產(chǎn)業(yè)是我國獨(dú)具特色的民族產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐。近年來，隨著中藥活性成分在治療腫瘤、艾滋病等疾病領(lǐng)域的應(yīng)用，越來越多的中藥進(jìn)入國際天然藥物市場，中藥產(chǎn)業(yè)進(jìn)入現(xiàn)代化和國際化的快速發(fā)展期。藥用植物是中藥的主要來源，我國藥用植物資源開發(fā)利用始終堅持最大持續(xù)產(chǎn)量的原則[1]，既要搶占國際生藥市場與尖端研究領(lǐng)域，又必須堅持資源的可持續(xù)發(fā)展。掌握資源的現(xiàn)狀及變化規(guī)律是資源保護(hù)與合理開發(fā)的前提，調(diào)查方法是資源調(diào)查的重要內(nèi)容，本文綜述我國藥用植物資源特點(diǎn)，結(jié)合全國第四次中藥資源普查，分析我國現(xiàn)有的藥用植物資源調(diào)查方法的適用性及改進(jìn)方向，并展望我國藥用植物資源監(jiān)控機(jī)制的發(fā)展方向。

1 我國藥用植物資源特點(diǎn)

1.1 藥用植物資源概況

我國領(lǐng)土遼闊，地理環(huán)境及氣候復(fù)雜，為藥用植物的多樣性發(fā)展提供了有利條件。全世界作為藥用或者藥物原料的植物約50000～70000種[2]，我國共有藥用植物383科2309屬11 146種[3]。早期藥用植物資源調(diào)查表明[4]：我國臨床上常用的藥用植物約600種，低等藥用植物中以菌類藥材為主，如靈芝、冬蟲夏草等；高等藥用植物中種子植物占90%以上，其中裸子植物以松科、柏科為主，被子植物以菊科、豆科為主。在我國六大行政區(qū)中，西南和中南地區(qū)藥用植物種類最豐富，約占全國的50%～60%，華東和西北占30%左右，東北和華北約占10%；在地形上，高原地區(qū)的藥用植物種類多于丘陵區(qū)，丘陵區(qū)多于平原區(qū)。我國藥用植物種類豐富，分布廣泛，根據(jù)是否為人工培育可分為野生或栽培藥用植物，兩類藥用植物的資源調(diào)查方法差異較大，需分別結(jié)合各自的特點(diǎn)選用。

1.2 野生藥用植物資源特點(diǎn)

長期的環(huán)境破壞與資源過度開發(fā)導(dǎo)致野生藥用植物資源日益減少，全國常用藥材每年約有20%短缺，尤其是占藥材市場80%的野生藥材短缺[5]，野生人參、冬蟲夏草等蘊(yùn)藏量顯著降低，肉蓯蓉、甘草等曾是野生廣布種現(xiàn)瀕臨消失[6]，我國大約有2000種野生藥用植物已處于滅絕的邊緣[7]。野生藥用植物易受環(huán)境影響而導(dǎo)致其質(zhì)量、種類及蘊(yùn)藏量發(fā)生變化，其動態(tài)性強(qiáng)的特點(diǎn)導(dǎo)致野生藥用植物資源調(diào)查結(jié)果的時效性較短。同時藥用植物的有效成分大多為植物受外界環(huán)境刺激而產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，植物群落的交錯區(qū)生物多樣性及數(shù)量較高，即群落的“邊緣效應(yīng)”，會產(chǎn)生更為復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境，影響植物體內(nèi)次級代謝產(chǎn)物的種類及含量，是促成道地藥材形成的重要原因[8]。對野生藥用植物資源的調(diào)查須以群落為研究單位[9]，更多地考慮野生藥用植物資源的整體性。

1.3 栽培藥用植物資源特點(diǎn)

近代以來我國人口迅速增長，中藥材的需求量不斷增加，藥用植物栽培與生產(chǎn)技術(shù)也得到快速發(fā)展，可以預(yù)見，栽培藥材將成為中藥材商品的主要來源[10]。2001年我國200種常見栽培藥材的栽培面積為40萬hm2[11]，2012年全國栽培藥用植物種類增至近300種，栽培面積155.2萬hm2，約占全國農(nóng)作物種植面積的1%[12]，目前全國70%以上的中藥材來源為人工栽培，大多道地藥材也已變成栽培品。我國藥材栽培基地主要位于氣候與土壤環(huán)境較好的東部地區(qū)，西部地區(qū)栽培種類較少，大多為喜光耐旱的種類，但種植面積較大[13]。不同地區(qū)栽培藥材質(zhì)量良莠不齊一直是我國中藥市場監(jiān)管的難題，現(xiàn)代分析檢測技術(shù)無法從根本上保障藥材質(zhì)量。栽培藥用植物的另一個問題在于藥用植物化感作用產(chǎn)生的連作障礙，其中以根類入藥的藥用植物最為嚴(yán)重，如地黃、丹參、人參、西洋參、三七等[14]。提升市場中栽培藥材的質(zhì)量，指導(dǎo)各藥用植物栽培基地輪作及間套作計劃，保障藥材市場平衡是藥用植物栽培發(fā)展的重點(diǎn)問題。

2 藥用植物資源調(diào)查方法

周應(yīng)群等[15]于2005年分析了我國中藥資源調(diào)查方法，總結(jié)出踏查、詳查與樣地調(diào)查法、訪問調(diào)查及統(tǒng)計報表等傳統(tǒng)方法，并提出通過改進(jìn)傳統(tǒng)抽樣調(diào)查方法，加強(qiáng)“3S”技術(shù)等現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)在中藥資源調(diào)查中的結(jié)合應(yīng)用，以促進(jìn)中藥資源現(xiàn)代化研究。

現(xiàn)階段我國正在進(jìn)行第四次全國中藥資源普查，由于我國藥用植物資源種類繁多，分布零散，生境及形態(tài)各異，要求在資源普查中既要深入實(shí)地采取傳統(tǒng)調(diào)查方法如踏查、詳查、樣方調(diào)查、訪問調(diào)查及統(tǒng)計報表，又要結(jié)合“3S”技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)和無人機(jī)遙感技術(shù)等現(xiàn)代化調(diào)查技術(shù)提高資源普查的效率和質(zhì)量。

2.1 踏查

踏查要求首先通過訪問調(diào)查獲取調(diào)查區(qū)域的地貌及藥用植物的分布規(guī)律等，在調(diào)查區(qū)域中選擇有代表性的部分區(qū)域，要求包含多種地形且植物種類豐富，設(shè)置合適的踏查路線將各代表性區(qū)域連接起來。實(shí)地踏查時按照預(yù)先設(shè)定的踏查路線，對踏查路線周圍的藥用植物進(jìn)行調(diào)查，一次踏查獲取的調(diào)查結(jié)果往往不具代表性，常需要設(shè)置多個踏查路線且于不同時間進(jìn)行多次踏查獲取資料，電子設(shè)備的地理信息系統(tǒng)(GIS)與全球定位系統(tǒng)(GPS)降低了實(shí)地踏查的技術(shù)難度。筆者通過野外調(diào)查實(shí)踐，前期將樣地地理信息導(dǎo)入手機(jī)奧維互動地圖應(yīng)用中，在野外調(diào)查中能應(yīng)用高清導(dǎo)航引路，降低了實(shí)地踏查的難度。踏查工作量較小，獲取資料有限，適用于對野生藥用植物種類的調(diào)查及對區(qū)域內(nèi)藥用植物資源價值進(jìn)行評估，為藥用植物資源的分布與變化研究提供參考。倪受東等[16]經(jīng)過長期的踏查及資料收集，對安徽環(huán)巢湖流域藥用植物資源的調(diào)查，確定環(huán)巢湖流域野生藥用植物種類，為該地區(qū)藥用植物資源合理開發(fā)利用提供參考。但踏查的結(jié)果無法覆蓋調(diào)查區(qū)域內(nèi)全部的野生藥用植物，不能提供完整的藥用植物群落信息。

2.2 詳查

詳查即為全面調(diào)查，要求對整個調(diào)查區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，工作量大，難度高。詳查需制定明確的調(diào)查計劃，有針對性地對區(qū)域內(nèi)需調(diào)查的藥用植物進(jìn)行調(diào)查，一般適用于某地區(qū)內(nèi)特定種屬的野生藥用植物調(diào)查，如戚旺琴等[17]于對浙江東白山藥用植物資源的調(diào)查，采用現(xiàn)場詳查分類統(tǒng)計調(diào)查區(qū)域內(nèi)具體藥用植物種質(zhì)資源。詳查可獲取調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物完整的資料，包括種類、蘊(yùn)藏量、生境信息等，有利于發(fā)現(xiàn)新物種，但若對地區(qū)內(nèi)所有藥用植物進(jìn)行調(diào)查，單獨(dú)采用詳查工作量過大，常與樣方調(diào)查法相結(jié)合。

2.3 樣方調(diào)查

樣方調(diào)查即采用統(tǒng)計學(xué)分層抽樣的方法，依據(jù)植被類型將調(diào)查區(qū)域劃為不同代表區(qū)域，在各代表區(qū)域內(nèi)選擇合適數(shù)量的樣方，詳查樣方中需要調(diào)查的藥用植物，以樣方中藥用植物的信息分析整個調(diào)查區(qū)域中藥用植物資源狀況。同時，前期的踏查、調(diào)查訪問以及查閱相關(guān)資料也是必不可少的。樣方的大小是樣方調(diào)查的重要內(nèi)容，一般根據(jù)調(diào)查的藥用植物的生活型進(jìn)行設(shè)計，喬木樣方>灌木樣方>草本樣方。韋婉羚等[18]對河池金城江區(qū)藥用植物調(diào)查時，在4個植被類型分布區(qū)域，即闊葉林區(qū)、針葉林區(qū)、灌叢區(qū)、草叢區(qū)設(shè)立代表性樣地，并選取其中36個進(jìn)行調(diào)查，采用等距法在每個樣地內(nèi)均勻設(shè)置5個樣方套，每個樣方套內(nèi)設(shè)6個樣方，其中喬木樣方10 m×10 m，灌木5 m×5 m，草本2 m×2 m。王芝恩等[19]調(diào)查渾河源地區(qū)野生藥用植物時，僅在每個林場設(shè)置16個2 m×2 m的樣方。樣方調(diào)查法能有效提高藥用植物資源調(diào)查效率，但對于環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域如山區(qū)，選擇具有足夠代表性的樣方較為困難。樣方的代表性是樣方調(diào)查法調(diào)查結(jié)果準(zhǔn)確性的重要影響因素，傳統(tǒng)的樣方調(diào)查法在生態(tài)環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)適用性較差，但對于栽培藥用植物資源的調(diào)查研究應(yīng)用價值較高。傳統(tǒng)的樣方調(diào)查法一般采用樣株法及投影蓋度法對野生藥用植物蘊(yùn)藏量進(jìn)行估算[20]。投影蓋度指一種植物在一定土壤表面所形成的覆蓋面積的比例(%)，這種方法只取決于植物的生物學(xué)特性，利用投影蓋度法計算蘊(yùn)藏量時需要計算樣方上某種植物每平方米的平均蓋度(X/%)，1%投影蓋度的資源量(Y/g)，通過樣方內(nèi)單位面積該藥用植物平均蘊(yùn)藏量U=X×Y(g)計算區(qū)域內(nèi)單位面積的蘊(yùn)藏量，該方法適用于估算灌木或者草本植物等生長成群、較難分出單株的藥用植物蘊(yùn)藏量。樣株法是指記錄樣方內(nèi)單位面積內(nèi)的特定藥用植物的株數(shù)X，及單株特定植物的平均重量Y(g)，通過樣方內(nèi)單位面積該藥用植物平均蘊(yùn)藏量U=X×Y(g)計算區(qū)域內(nèi)單位面積的蘊(yùn)藏量，該方法適用于能準(zhǔn)確區(qū)分出單株的藥用植物蘊(yùn)藏量估算。

2.4 訪問調(diào)查

訪問調(diào)查是指通過咨詢當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗的藥用植物相關(guān)工作人員，如藥材收購商、當(dāng)?shù)刂兴幍?、藥材種植戶、大型栽培基地負(fù)責(zé)人，獲取調(diào)查區(qū)域藥用植物資源概況。其單獨(dú)應(yīng)用于野生藥用植物資源調(diào)查準(zhǔn)確性較低，但可應(yīng)用于了解調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物資源分布概況及當(dāng)?shù)匾吧∮兴幱弥参锏姆植迹Ｗ鳛檩o助方法為其他調(diào)查方法收集資料，同時也可用于栽培藥用植物資源及市場的調(diào)查。劉勇等[21]采用野外線路調(diào)查與民間訪問調(diào)查相結(jié)合的形式，對江西武夷山自然保護(hù)區(qū)藥用植物資源進(jìn)行調(diào)查。訪問調(diào)查同時也可應(yīng)用于大范圍、工作量較大的中藥材資源的變化規(guī)律研究，如石晶等[22]2010年采用資料收集、問卷調(diào)查和實(shí)際調(diào)查訪問相結(jié)合的方法對我國白芨市場進(jìn)行調(diào)查與分析。

2.5 統(tǒng)計報表

統(tǒng)計報表是第三次全國中藥資源普查的主要調(diào)查方法，目前在我國主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況的監(jiān)管[23]。該方法以鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村為單位，通過對所需的藥用植物的相關(guān)信息進(jìn)行逐級上報，最后匯總為大區(qū)域內(nèi)的藥用植物資源信息報告，為藥用植物資源的開發(fā)與保護(hù)提供參考。該方法適用于栽培藥用植物的調(diào)查，能快速獲取所需的資料，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在線數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使統(tǒng)計報表越來越系統(tǒng)化與自動化，大大減少該調(diào)查方法的工作難度，目前統(tǒng)計報表在國內(nèi)藥用植物資源的調(diào)查研究中主要應(yīng)用于對藥材市場的調(diào)查。貴州省[24]于2011年率先開始實(shí)行政府與中藥企業(yè)合作管理的中藥材統(tǒng)計報表制度，實(shí)行年度報，報告期為第二年的2月～3月，從而監(jiān)控貴州省中藥產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展。有利于提升貴州省市場中藥材的質(zhì)量，并可為貴州省藥用植物栽培基地輪作及間套作計劃提供指導(dǎo)，保障貴州省藥材市場的均衡發(fā)展，統(tǒng)計報表制度在中藥現(xiàn)代化企業(yè)中具有廣闊的發(fā)展前景，其發(fā)展重點(diǎn)在于不斷完善統(tǒng)計指標(biāo)體系并規(guī)范統(tǒng)計口徑。

2.6 基于“3S”技術(shù)的樣方調(diào)查

“3S”技術(shù)是一種將遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)有機(jī)結(jié)合在一起的對地監(jiān)測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于我國土地資源管理[25]、生態(tài)系統(tǒng)檢測[26]等領(lǐng)域。在全國中藥資源普查(試點(diǎn))工作中，“3S”技術(shù)可有效收集中藥資源位置信息，提升中藥資源普查工作的效率和質(zhì)量，同時保證了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和客觀性[27]，并作為新技術(shù)應(yīng)用于第四次全國中藥資源普查方案設(shè)計中[28]。采用RS與GIS技術(shù)將調(diào)查區(qū)域依據(jù)植被類型劃分為不同的代表區(qū)域，在代表區(qū)域中抽取面積不小于1 km2的樣地，樣地的數(shù)量可根據(jù)調(diào)查精度以及調(diào)查成本進(jìn)行調(diào)整。通過野外實(shí)地調(diào)查，在每個樣地中選取不少于5個10 m×10 m的樣方套，樣方套的選擇方法如圖1所示，有一字型、十字型、鋸齒型等，樣方套之間一般要求距離大于200 m，每個樣方套由1個10 m×10 m喬木類資源樣方、1個5 m×5 m灌木類資源樣方、4個2 m×2 m草本資源樣方共6個樣方組成[29]。在野外實(shí)地調(diào)查時按要求對樣方進(jìn)行詳查，記錄樣方內(nèi)藥用植物基本信息，采用GPS系統(tǒng)記錄樣方中植物的位置。通過將衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)與野外調(diào)查時獲取的藥用植物的位置、種類、數(shù)量、生境等信息相結(jié)合，建立藥用植物遙感數(shù)據(jù)模型，可計算整個調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物資源蘊(yùn)藏量，是藥用植物資源動態(tài)監(jiān)測平臺的基礎(chǔ)。基于“3S”技術(shù)的樣方調(diào)查法在栽培藥用植物及野生廣布種藥用植物資源調(diào)查及蘊(yùn)藏量估算中適宜性較好，但對于野生稀有藥用植物及特殊生態(tài)環(huán)境藥用植物(寄生、伴生)的蘊(yùn)藏量估算，如寄生植物茯苓、水生植物藥蓮、沙漠中寄生植物肉蓯蓉等需要針對不同生態(tài)環(huán)境信息，選用不同的遙感監(jiān)測方法[30]。

2.7 衛(wèi)星遙感與無人機(jī)遙感

圖1 樣方套的選擇方法及樣方套樣式Fig.1 Selection methods and patterns of quadrat

衛(wèi)星遙感技術(shù)(RS)是“3S”技術(shù)的核心技術(shù)，通過高空衛(wèi)星系統(tǒng)接收不同種類藥用植物或者同種藥用植物在不同環(huán)境中的光譜學(xué)信息，包括可見光、紅外、微波等，從而對調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物進(jìn)行分析。在室內(nèi)對植物遙感圖像進(jìn)行判讀后還需在代表性區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，對室內(nèi)判讀進(jìn)行驗證與修訂，提高準(zhǔn)確性。RS技術(shù)對綠色植物及開花期植物尤其敏感，對栽培藥用植物的資源調(diào)查適用性較好。陳士林等[31]于2005年建立基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的人參資源調(diào)查技術(shù)路線及方法，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對人參種植區(qū)的種植面積進(jìn)行估算，并通過抽樣調(diào)查進(jìn)行估產(chǎn)；同樣的技術(shù)也被應(yīng)用于栽培三七的資源調(diào)查研究[32—33]，監(jiān)控植物病蟲害情況[34]。RS也可用于特定野生藥用植物的分析，如張本剛等[35]以遙感技術(shù)為基礎(chǔ)，計算出甘草分布的面積和蘊(yùn)藏量。

無人機(jī)遙感技術(shù)(UAVRS)即采用無人機(jī)搭載遙感設(shè)備對調(diào)查區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，屬于低空遙感技術(shù)，相較于衛(wèi)星遙感，其遙感監(jiān)測范圍較小，但不受大氣影響，可獲取近距離遙感數(shù)據(jù)，分辨率高，且同時具有低門檻、低損耗等特點(diǎn)，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)[36]、森林資源調(diào)查[37]、應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害[38]、農(nóng)業(yè)監(jiān)測[39]等領(lǐng)域。謝彩香等[40]分析了無人機(jī)遙感技術(shù)在藥用植物資源調(diào)查研究中的優(yōu)勢及可行性，指出該技術(shù)具有技術(shù)可行性的調(diào)查方案。大范圍使用高分辨率衛(wèi)星遙感成本過高，而單獨(dú)使用無人機(jī)遙感對調(diào)查區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測效率較低。將衛(wèi)星遙感、無人機(jī)遙感及野外調(diào)查相結(jié)合，形成多級遙感調(diào)查系統(tǒng)[41]，可有效提高藥用植物資源調(diào)查的多種要求，減少經(jīng)費(fèi)投入，提高藥用植物資源調(diào)查的精度和準(zhǔn)確性。

3 調(diào)查方法的改進(jìn)

傳統(tǒng)的調(diào)查方法在方法學(xué)上相對成熟，加強(qiáng)現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前調(diào)查方法發(fā)展的主要方向?；凇?S”技術(shù)的樣方調(diào)查法是目前應(yīng)用最廣的藥用植物調(diào)查方法，其結(jié)果的準(zhǔn)確性主要受兩方面影響：一是野外調(diào)查工作量較大，尤其在野外自然資源豐富的地區(qū)，野外調(diào)查困難，在獲取調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物信息時因人為因素而產(chǎn)生一定的誤差；二是現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)中遙感技術(shù)的分辨率有限，遙感信息與藥用植物的基礎(chǔ)資料建立的關(guān)系模型在面對復(fù)雜生態(tài)環(huán)境的分析研究時，衛(wèi)星判讀結(jié)果與實(shí)際差別較大。對于人為因素所產(chǎn)生的誤差，可通過加強(qiáng)野外調(diào)查人員的技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)、合理安排調(diào)查研究進(jìn)度進(jìn)行控制。引進(jìn)新的現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)是改進(jìn)藥用植物資源調(diào)查方法的重要方向，現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)中高光譜遙感技術(shù)相對于一般衛(wèi)星遙感分辨率有了較大提升，“5S”集成技術(shù)可有效提升遙感信息模型及室內(nèi)判讀的準(zhǔn)確性。

3.1 高光譜遙感技術(shù)

高光譜遙感是現(xiàn)代遙感技術(shù)中的前沿技術(shù)，國內(nèi)主要應(yīng)用于對植被長勢及災(zāi)害的監(jiān)測[42]以及大氣環(huán)境中氣體、水氣及溫度的測定，地質(zhì)礦產(chǎn)資源的評價等[43]。高光譜遙感根據(jù)設(shè)備載體不同分為地面、機(jī)載、星載三種，與一般光譜遙感相比，其獲取的光譜波段較多，且光譜在一定范圍內(nèi)連續(xù)成像，在300～2500 nm波長下，分辨率小于10 nm。衛(wèi)星遙感在森林及農(nóng)業(yè)監(jiān)測中適用性較好，但一般遙感難以準(zhǔn)確獲取復(fù)雜生境中野生藥用植物所產(chǎn)生的光譜信息，具有高分辨率的高光譜遙感技術(shù)在野生藥用植物資源調(diào)查中具有較大的技術(shù)優(yōu)勢。張小波等[44]分析了高光譜遙感在藥用植物監(jiān)測研究中的應(yīng)用價值，認(rèn)為高光譜遙感在識別藥用植物物種、監(jiān)測藥用植物的生長現(xiàn)狀、監(jiān)測藥用植物生物量以及監(jiān)測中藥材品質(zhì)中具有技術(shù)應(yīng)用的可行性。但當(dāng)前國內(nèi)高光譜遙感衛(wèi)星數(shù)量較少，覆蓋范圍小，重訪周期長，且高光譜遙感主要通過地面反射數(shù)據(jù)建立應(yīng)用模型，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜[45]，大范圍應(yīng)用于藥用植物資源監(jiān)測難度較大。通過無人機(jī)搭載高光譜遙感系統(tǒng)，采用近地遙感技術(shù)，獲取調(diào)查區(qū)域內(nèi)具有代表性的區(qū)域遙感信息，建立高精度遙感模型，應(yīng)用于一般光譜遙感衛(wèi)星獲取的遙感信息分析，可提高對調(diào)查區(qū)域內(nèi)藥用植物資源監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

3.2 “5S”集成技術(shù)

“5S”集成技術(shù)是在“3S”技術(shù)的基礎(chǔ)上，嵌入專家系統(tǒng)(ES)及智能決策支持系統(tǒng)(IDSS)集成一體化的現(xiàn)代調(diào)查研究技術(shù)，目前主要應(yīng)用于我國環(huán)境保護(hù)[46]、農(nóng)業(yè)科學(xué)[47]、土地資源[48]等領(lǐng)域。圖2為“5S”集成技術(shù)在藥用植物資源調(diào)查中技術(shù)應(yīng)用示意圖。ES是目前人工智能領(lǐng)域的熱點(diǎn)分支，主要由“知識庫”和“推理機(jī)”兩部分組成，利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫由人類專家推理出計算機(jī)模型，解決現(xiàn)實(shí)問題中需要專家進(jìn)行解釋的復(fù)雜問題，是針對特定領(lǐng)域內(nèi)的決策問題。ES可利用已有的專家知識庫及問題求解子程序?qū)λ幱弥参镞b感及地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，提高數(shù)據(jù)分析的自動化與可靠性。藥用植物資源的合理開發(fā)利用與保護(hù)需綜合考慮藥用植物種質(zhì)資源利用的規(guī)劃與區(qū)劃、珍稀瀕危和特有物種的保護(hù)、生態(tài)環(huán)境效益與社會發(fā)展，以及藥材和原料的多級開發(fā)、區(qū)劃種植及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等多個方面[49]。IDSS是建立在ES基礎(chǔ)上的決策支持系統(tǒng)(DSS)，通過分析多個經(jīng)ES處理的不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)，建立涉及多領(lǐng)域的模型、推理與數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并采用人機(jī)交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)-知識-信息-知識-數(shù)據(jù)的循環(huán)或網(wǎng)狀發(fā)展，輔助決策者解決現(xiàn)實(shí)問題。依靠“5S”技術(shù)提供的半結(jié)構(gòu)化決策支持，可提高藥用植物資源遙感信息判讀的準(zhǔn)確性及資源開發(fā)利用的科學(xué)性。

圖2 藥用植物資源調(diào)查研究“5S”集成技術(shù)示意圖Fig.2 Diagram of 5S integration technology in resources survey of medicinal plants

4 我國藥用植物資源監(jiān)控機(jī)制

2016年，由黃璐琦院士牽頭，國家中醫(yī)藥管理局組織開展的第四次全國中藥資源普查試點(diǎn)工作取得階段性成果[50]，此次試點(diǎn)工作大量應(yīng)用現(xiàn)代化調(diào)查技術(shù)，初步形成了包括1個中心平臺、28個省級中藥原料質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)服務(wù)中心，66個縣級監(jiān)測站的中藥資源動態(tài)監(jiān)測信息和技術(shù)服務(wù)體系，用于實(shí)時掌握我國中藥材產(chǎn)量、流通量、價格和質(zhì)量等變化趨勢，同時開展中藥材質(zhì)量、田間管理等十大類的技術(shù)服務(wù)，促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)藥用植物資源從掌握資源總量向監(jiān)控資源整體的跨越式轉(zhuǎn)變，首先需充分利用現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)保障調(diào)查結(jié)果的高準(zhǔn)確性，同時結(jié)合我國野生及栽培藥用植物資源的特點(diǎn)分別進(jìn)行監(jiān)控，并具有長期運(yùn)作的可行性。野生藥用植物資源動態(tài)性較強(qiáng)，可將衛(wèi)星遙感與周期性實(shí)地調(diào)查相結(jié)合，建立衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測平臺，結(jié)合周期性實(shí)地調(diào)查修正遙感信息的判讀，從而監(jiān)控野生藥用植物資源。我國栽培藥用植物資源規(guī)模不斷擴(kuò)大，衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測適用性較好，但質(zhì)量良莠不齊、栽培計劃缺乏科學(xué)指導(dǎo)等問題長期存在，也是制約中藥現(xiàn)代化的重要因素，可以企業(yè)為單位，由國家相關(guān)部門強(qiáng)制監(jiān)督，制定系統(tǒng)化的統(tǒng)計報表制度，從而把控中藥產(chǎn)業(yè)全程質(zhì)量，指導(dǎo)藥材合理生產(chǎn)。

4.1 衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測平臺

野生藥用植物資源在國外大多歸為森林資源，其動態(tài)性強(qiáng)，調(diào)查結(jié)果時效性短，實(shí)地調(diào)查周期較長、成本高，不適宜短時間內(nèi)多次使用，為實(shí)現(xiàn)對森林資源的監(jiān)控，需充分結(jié)合衛(wèi)星遙感技術(shù)。2003年，美國開始采用全國統(tǒng)一的核心監(jiān)測指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)對森林資源進(jìn)行監(jiān)測，采用衛(wèi)星遙感、地面調(diào)查、生態(tài)因子調(diào)查三階抽樣，實(shí)行逐年滾動式調(diào)查，每5年提供州級和國家級的分析報告，并完成網(wǎng)站在線數(shù)據(jù)的年度更新，其他國家也建立了類似的監(jiān)測體系，調(diào)查間隔期為5～12年不等[51]。自1973年開始，我國建立了以5年為周期的森林資源清查工作計劃，目前已實(shí)現(xiàn)以系統(tǒng)抽樣野外調(diào)查與遙感判讀相結(jié)合的宏觀監(jiān)測為主要信息源，以專項監(jiān)測和定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測等為輔助的森林資源監(jiān)測體系[52]。野生藥用植物大多與其他植物成群落分布，且大多數(shù)為低矮草本，其遙感信息易被周圍環(huán)境掩蓋，從而降低遙感信息判讀的準(zhǔn)確性。但隨著高光譜遙感、衛(wèi)星結(jié)合無人機(jī)的多級遙感、智能集成等技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，可提高野生藥用植物的遙感信息判讀準(zhǔn)確性，形成針對野生藥用植物的衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測平臺，結(jié)合滾動式實(shí)地調(diào)查計劃，參考已有的森林資源監(jiān)測體系，建立我國藥用植物資源的動態(tài)監(jiān)測平臺具有技術(shù)可行性，對我國中藥的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

4.2 中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報表制度

我國中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、中藥生產(chǎn)技術(shù)、中藥文化傳播的現(xiàn)代化，提高中藥產(chǎn)業(yè)國際市場份額，為確保中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需對藥材的生產(chǎn)、加工、銷售進(jìn)行監(jiān)控，協(xié)調(diào)栽培藥用植物的生產(chǎn)、野生藥用植物開發(fā)利用與市場需求。統(tǒng)計報表制度是一種自上而下布置，自下而上收集基礎(chǔ)統(tǒng)計資料的調(diào)查方法，其來源可靠，回收率高，方式靈活，符合中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計工作發(fā)展的內(nèi)在需求。全國統(tǒng)計報表制度是我國環(huán)境管理的基礎(chǔ)工作[53]，其從建立到發(fā)展完善，在規(guī)劃我國環(huán)境的同時獲取了大量的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，指導(dǎo)我國環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略的制定。我國中藥現(xiàn)代化發(fā)展同樣需要在解決現(xiàn)實(shí)問題的基礎(chǔ)上，收集規(guī)范化的基礎(chǔ)性資料指導(dǎo)我國中醫(yī)藥事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。貴州省開展的中藥現(xiàn)代化統(tǒng)計報表制度是以國家相關(guān)報表制度和貴州省產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報表制度為依托，是我國中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報表制度的良好開端。保持統(tǒng)計報表統(tǒng)一性的基本特點(diǎn)，確保指標(biāo)含義、計算方法、口徑的全國統(tǒng)一，由企業(yè)監(jiān)控藥材質(zhì)量，由國家強(qiáng)制規(guī)定統(tǒng)計報表的內(nèi)容并對企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督，建立全國范圍的中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報表制度對監(jiān)控我國市場中藥材產(chǎn)量與質(zhì)量，指導(dǎo)藥用植物資源的合理開發(fā)與應(yīng)用具有重要意義。

5 結(jié)語

藥用植物是中藥的主要來源，也是天然藥物開發(fā)的寶庫，野生藥用植物資源的合理保護(hù)與開發(fā)及栽培藥用植物的系統(tǒng)規(guī)劃管理是我國中藥資源可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。調(diào)查方法的設(shè)計需充分結(jié)合調(diào)查對象的特點(diǎn)及調(diào)查的預(yù)期目標(biāo)，加強(qiáng)現(xiàn)代調(diào)查技術(shù)的應(yīng)用是提高藥用植物資源調(diào)查效率及準(zhǔn)確性的主要方法。實(shí)現(xiàn)對資源的整體監(jiān)控是藥用植物資源調(diào)查研究的發(fā)展目標(biāo)，建立衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測平臺與發(fā)展中藥現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計報表制度均符合我國中藥發(fā)展的需求，具有一定應(yīng)用價值，有利于指導(dǎo)野生及栽培藥用植物的開發(fā)與生產(chǎn)，控制我國中藥材的質(zhì)量，促進(jìn)我國中藥事業(yè)的現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展。