馬曉輝，劉立，孫少伯，晉玲，3*

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，甘肅 蘭州 730000；2.中(藏)藥資源研究所，甘肅 蘭州 730000；3.甘肅省高校中(藏)藥化學(xué)質(zhì)量研究省級重點實驗室，甘肅 蘭州 730000

淫羊藿EpimediumbrevicornuMaxim.為常用中藥材，是《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)淫羊藿藥材來源之一，其干燥葉具有補腎陽、強筋骨、祛風(fēng)濕的功效，主要用于治療腎陽虛衰、陽痿遺精、筋骨痿軟、風(fēng)濕痹痛、麻木拘攣等[1]，臨床上主要用于治療骨質(zhì)疏松、更年期綜合征、乳房腫塊、高血壓、冠心病等疾病[2-3]。近年來由于國內(nèi)外淫羊藿提取物需求量不斷擴大，導(dǎo)致淫羊藿被無序采收，甚至采收中將野生植株連根拔起，致使野生資源被大面積破壞，資源呈現(xiàn)瀕危趨勢[4-5]。因此開展淫羊藿的資源現(xiàn)狀、市場調(diào)查以及生態(tài)適宜性研究對淫羊藿資源的合理開發(fā)與保護具有指導(dǎo)意義。

1 淫羊藿資源現(xiàn)狀

1.1 分布及生境特征

根據(jù)實地調(diào)查和文獻查閱，淫羊藿主要分布于以祁連山東沿-興隆山-賀蘭山東段、岷山山脈北側(cè)-六盤山-秦嶺南側(cè)-大巴山山地以及太行山西側(cè)在松林和灌叢及溝谷等隱蔽度較大背光潮濕地帶，海拔跨度為450～3200 m，分布區(qū)土壤以棕壤、褐土、黑土為主，土壤質(zhì)地適中，為中壤或輕壤，部分土壤層有0.8～1.5 cm落葉腐質(zhì)層，通透性好，有機質(zhì)含量較高[6-8]。其中伴生植物喬木層為青扦、遼東櫟、榆、油松為主；灌木層為胡枝子、黃刺玫、榛子、火棘、繡線菊；草本層為羊胡草、茜草、扭柄花等。

1.2 淫羊藿品質(zhì)情況

不同產(chǎn)地淫羊藿品質(zhì)相差甚遠，調(diào)查發(fā)現(xiàn)甘肅榆中縣興隆山，南部的成縣、禮縣、徽縣、西和縣和宕昌縣等地區(qū)淫羊藿指標(biāo)成分含量相對穩(wěn)定；陜西寧陜以北地區(qū)，山西晉城、陵川等區(qū)域土壤肥沃，降雨較多，淫羊藿生長情況良好，植株個體較大；河南登封、寧夏固原等地區(qū)呈零星分布，指標(biāo)成分含量相對較低。

1.3 市場流通情況

對蘭州黃河、隴西文峰、成都荷花池和河北安國藥材市場的調(diào)查結(jié)果表明，近年來淫羊藿除以中藥飲片流通外，部分藥材進入制藥企業(yè)以中成藥或提取物形式用于藥品領(lǐng)域，同時在保健酒和其他功能性食品市場亦被大量使用。其價格也從十多年前的幾元一路上漲到百元，其中以甘肅隴南地區(qū)產(chǎn)價格最高。目前甘肅產(chǎn)淫羊藿年產(chǎn)在350 t左右，市場流通較少，大部分在產(chǎn)地直接由藥企委托收購。

2 淫羊藿潛在分布預(yù)測研究

2.1 方法

2.1.1樣本收集 查閱相關(guān)文獻記錄淫羊藿分布范圍，依據(jù)分布范圍，于2014—2018年開展野外實地調(diào)查，利用GPS記錄經(jīng)緯度、海拔信息，同時查閱中國數(shù)字標(biāo)本館(CVH)，收集淫羊藿的經(jīng)緯度及海拔信息。本次研究共采集到甘肅、陜西的淫羊藿樣本48份，從CVH中獲得的淫羊藿分布信息共146條，得到有效數(shù)據(jù)為194條。將淫羊藿的采樣信息和環(huán)境數(shù)據(jù)按物種名、分布點經(jīng)度和緯度順序從Excel表中導(dǎo)出，按最大熵模型(MaxEnt)軟件所需保存為為.csv格式文件。

2.1.2淫羊藿生長分布預(yù)測

2.1.2.1生態(tài)因子數(shù)據(jù)的獲取 在眾多物種潛在分布預(yù)測模型中，MaxEnt具有操作界面簡潔、模擬性能優(yōu)越、預(yù)測精度較高等方面的優(yōu)勢，在植物與氣候關(guān)系、資源現(xiàn)狀、外來物種入侵等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因此本研究選用MaxEnt(3.3.3版)軟件來預(yù)測淫羊藿的潛在分布區(qū)。本研究生態(tài)因子數(shù)據(jù)來源于“中藥資源空間信息網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫”，包括55項生態(tài)因子，其中19項生物氣象數(shù)據(jù)為1950—2000年監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值。

2.1.2.2MaxEnt模型參數(shù)設(shè)置 將.csv格式數(shù)據(jù)傳入MaxEnt軟件，導(dǎo)入所有生態(tài)因子。設(shè)置模型參數(shù)，具體參數(shù)如下：隨機測試比例為25%，其中75%的數(shù)據(jù)用于建模，另外25%的數(shù)據(jù)用于模型的驗證。設(shè)置最大迭代次數(shù)為1×106，設(shè)置受試者工作曲線(ROC曲線)和刀切法(jack knife)檢驗權(quán)重，其他參數(shù)為默認(rèn)值。

2.1.2.3模型預(yù)測評價 通過觀察曲線下面積(AUC)值評測模型精度。

2.1.2.4生態(tài)因子篩選 將194份淫羊藿分布信息及55個生態(tài)因子導(dǎo)入MaxEnt模型中進行迭代運算，棄去運算結(jié)果中貢獻率為0的生態(tài)因子，進行第2次運算，直至沒有貢獻率為0的生態(tài)因子出現(xiàn)，停止運算。得到所有對淫羊藿生長具有貢獻率的生態(tài)因子。

2.1.3淫羊藿在我國的生態(tài)適宜性區(qū)劃分析 根據(jù)MaxEnt運算結(jié)果中樣本分布點生境適宜度值，以提取結(jié)果中最小值作為適宜生長和不適宜生長的分界線。對于適宜生長區(qū)的空間，則以正態(tài)分布中的μ，δ為界區(qū)，即[0，最小值]為不適宜區(qū)，[最小值，μ-δ]為次適宜區(qū)，[μ-δ，1]為最適宜區(qū)[9]。利用 ArcGIS繪制淫羊藿生態(tài)適宜性區(qū)劃分布圖。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1模型預(yù)測評價 模型預(yù)測準(zhǔn)確度是以AUC值的大小的衡量指標(biāo)，其取值為0～1，AUC值的大小與模型判斷能力的強弱成正比[10-11]。淫羊藿MaxEnt模型ROC曲線訓(xùn)練數(shù)據(jù)集AUC=0.991，測試數(shù)據(jù)集AUC=0.987，表明由MaxEnt模型模擬效果非常好，由模型運算得出的淫羊藿生長適宜度具有很高的準(zhǔn)確度和可信度。

2.2.2主要生態(tài)因子的選擇 本研究使用的生態(tài)因子數(shù)據(jù)(氣候、土壤、地形和植被類型)來源于“中藥資源空間信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫”。從中國數(shù)字標(biāo)本館(CVH)獲取的淫羊藿經(jīng)緯度數(shù)據(jù)經(jīng)MaxEnt運算，剔除貢獻率為0的生態(tài)因子，經(jīng)7次運算后剩余24個具有貢獻率的生態(tài)因子，其中有15個氣候因子(總貢獻率為78.0%)、3個地形因子(總貢獻率為19.2%)、5個土壤因子(總貢獻率為2.1%)、1個植被類型因子(貢獻率為0.8%)，可見氣候因子對淫羊藿的影響最大。貢獻率>1%的生態(tài)因子貢獻率及適宜值范圍如下：根據(jù)生態(tài)因子響應(yīng)曲線結(jié)果，4月降水量貢獻率最高為22.9%，適宜值為30～90 mm；海拔貢獻率為13.8%，適宜值為400～3200 m；5月降水量貢獻率11.6%，適宜值為40～140 mm；6月降水量貢獻率為9.8%，適宜值為50～180 mm；溫度季節(jié)性變化標(biāo)準(zhǔn)差貢獻率8.6%，適宜值為50.1～62.0 ℃；3月降水量貢獻率8.4%，適宜值為20～50 mm；年平均溫度貢獻率為5.3%，適宜值為5.0～23.1 ℃，1月份平均溫度貢獻率為4.1%，適宜值為-4.5～1.8 ℃，坡度貢獻率為3.7%，適宜值為3～70 ℃，最冷月最低溫貢獻率為4.1%，適宜值為-20～-10 ℃，12月份平均溫度貢獻率1.3%，適宜值為-2.5～3.0 ℃。

2.2.3淫羊藿在我國的生態(tài)適宜性區(qū)劃 采用地理信息系統(tǒng)(GIS)提取MaxEnt模型預(yù)測結(jié)果的生態(tài)適宜度值，運用GIS軟件中的分類功能模塊，將淫羊藿適宜區(qū)劃按照適生指數(shù)從低到高分為適宜區(qū)、次適宜區(qū)和不適宜區(qū)3類。利用GIS軟件中類功能，繪制淫羊藿生態(tài)適宜區(qū)劃圖。淫羊藿生態(tài)適宜性區(qū)劃見圖1。如圖1所示，淫羊藿較高適宜度主要集中在甘肅東南部、陜西南部、山西南部、河北西南部。

3 結(jié)論

本研究基于淫羊藿的自然分布信息及環(huán)境因子數(shù)據(jù)，采用MaxEnt預(yù)測其在我國的生態(tài)適宜性分布，模型預(yù)測結(jié)果經(jīng)ROC曲線評價表明預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確度及可信度較高(AUC>0.9)。MaxEnt模型估算結(jié)果經(jīng) GIS制圖，基于實際分布點的生態(tài)適宜度值及正態(tài)分布曲線劃分其生態(tài)適宜區(qū)，結(jié)果表明淫羊藿最適宜分布區(qū)集中在我國北方以祁連山東沿-興隆山-賀蘭山東段、岷山山脈北側(cè)-六盤山-秦嶺南側(cè)-大巴山山地、太行山西側(cè)、呂梁山西側(cè)等山系為主的區(qū)域并呈帶狀分布。各省、自治區(qū)、直轄市淫羊藿生態(tài)適宜區(qū)分布縣 (區(qū)) 見表1。

注：審圖號為GS(2019)1823號。圖1 淫羊藿在我國的生態(tài)適宜性區(qū)劃

表1 淫羊藿在各省生態(tài)適宜性分布區(qū)

4 討論

本研究以生態(tài)因子為基礎(chǔ)對全國淫羊藿的生境適宜區(qū)劃進行了預(yù)測。試驗所得分布區(qū)與《中國植物志》中的淫羊藿的分布區(qū)域基本吻合，與2014—2018年走訪調(diào)查的實際信息相吻合。

當(dāng)前，我國淫羊藿資源的開發(fā)應(yīng)用進展較快，一些學(xué)者就淫羊藿引種、馴化與栽培做了大量工作[12-16]。但在淫羊藿種質(zhì)繁育推廣等方面研究工作進展依然薄弱，淫羊藿繁殖以無性繁殖和種子繁殖進行，雖然在分蘗芽種植及組培等方面有大量的試驗[17-18]，大田規(guī)?；N植依然難以突破，同時淫羊藿種子有深休眠的特性，加之其習(xí)性在蔭蔽度較大背光潮濕的特殊環(huán)境生長的特點，大田移栽也面臨考驗。

存在的問題及建議：1)淫羊藿干燥葉藥用，調(diào)查發(fā)現(xiàn)藥農(nóng)或商販為了提高采收效率及產(chǎn)量，一般將野生淫羊藿連根帶莖全株拔起，這種竭澤而漁式的濫采濫挖致使野生淫羊藿資源日漸枯竭；2)淫羊藿藥材一般以6—9月莖葉生長茂盛指標(biāo)性成分含量較高時采收，但受利益驅(qū)動5月份便有藥販進入生長區(qū)對其進行收購，致使藥材質(zhì)量層次不齊，嚴(yán)重影響藥材品質(zhì)；3)雖然近年來開展了一些淫羊藿野生資源保護、撫育與可持續(xù)利用研究并取得了一些進展，但其人工繁育研究依然存在難度。為保護淫羊藿野生資源，應(yīng)在適生區(qū)有計劃地建立包括淫羊藿在內(nèi)的野生資源自然保護區(qū)，同時建立淫羊藿種子庫；在移栽過程中通過人工模擬野生生境，構(gòu)建半野生狀態(tài)的居群[19]；繼續(xù)加強栽培馴化及組培研究，為淫羊藿資源保護與開發(fā)提供保障。