广佛手全球产地生态适宜性分析

汪 耀 吴明丽 李西文 徐 江

(1 中国中医科学院中药研究所，北京，100700; 2 蚌埠医学院生物科学系，蚌埠，233000; 3 湖北中医药大学药学院，武汉，430065)

广佛手全球产地生态适宜性分析

汪 耀1,2吴明丽2,3李西文1徐 江1

(1 中国中医科学院中药研究所，北京，100700; 2 蚌埠医学院生物科学系，蚌埠，233000; 3 湖北中医药大学药学院，武汉，430065)

目的：通过对名贵南药广佛手进行全球产地生态适宜性分析，为其保种、引种和扩种选址提供科学合理的依据。方法：采用中国中医科学院中药研究所药用植物全球产地生态适宜性信息系统(Geographic Information System for Global Medicinal Plants，GMPGIS)，基于广佛手野生分布区、主产区及道地产区的330个分布点数据，对广佛手的全球产地生态适宜性区域进行预测分析。结果：预测分析表明，中国为广佛手全球产地生态适宜性区域最大的国家，适宜区面积约占全球产地生态适宜性区域的89.98%，其主要分布于中国南部各省如广西壮族自治区、湖南省、江西省、四川省、贵州省、广东省、云南省、福建省等。此外，巴西为广佛手全球产地生态适宜性区域的潜在拓展地区，其生态适宜性面积约占全球产地生态适宜性区域的5.87%。结论：本研究分析结果与目前广佛手生产实情相符合，可为广佛手全球区域的引种生产布局提供科学合理的依据。

广佛手；GMPGIS；生态适宜性

佛手又称佛手柑、密萝柑、福寿柑、五指柑等，为芸香科柑橘属植物佛手CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle的成熟果实，我国广东、广西、四川、福建、云南等地均有栽培。其中产地位于广东、广西的药用佛手称为“广佛手”[1]。广佛手主产于化州、德庆武垄、高要悦城、云浮、郁南等广东西南部地区，栽培历史悠久，为广东省道地药材[2]。其中尤以肇庆高要地区量多且质优。与其他品种的佛手比较，广佛手具有生长快、果形大、品质好、产量高等特点[3]。单果重1 kg左右，大者可达2 kg以上，每666.7 m2产量最高达4 000 kg，是专业性商品栽培的首选良种[1]。广佛手为我国传统名贵南药，据《图经本草》记载：将佛手果切片晒干，配入药剂可以“行气止痛，健胃化痰”。李时珍《本草纲目》云：佛手柑，气味辛、酸、无毒；主治下气，除心头痰水；煮酒饮，治痰多咳嗽；煮汤，治心下气痛；“辛、苦、甘、温、无毒”“入脾、肝、胃三经”，花、叶、果实均可入药，可单味用沸水冲泡当茶饮，又可配伍煎服。实验表明，佛手乙醇提取物能扩张动物的管状动脉，并对大鼠肠管运动有显著抑制作用[4]，其含有的布枯叶甙和橙皮甙等黄酮类化合物还有抗炎、抗病毒之功效[5]。中医学认为其具有疏肝理气，和胃止痛，燥湿化痰等功效，常用于治疗肝胃气滞所致胸胁胀痛，胃脘痞满，食少呕吐，咳嗽痰多[6]。广佛手果形奇特美观、色泽金黄秀丽、芳香浓郁持久，极具观赏价值，古代皇宫常有摆设佛手的场面。唐宋之后，佛手逐渐成为宫廷御花园花卉。现代医学发现广佛手对胃癌、肝癌、肺癌等癌症也有着一定的防治功效[5]，其油制品对皮肤烧伤、烫伤也有着很好的疗效，不会留下疤痕[7]。除药用外，还可提取香精，加工成佛手糖、果脯蜜饯、佛手酒、佛手解酒茶、佛手戒烟糖等保健食品[8]。如今，随着人民生活水平提高，医药保健意识增强，国内外市场不断扩大。广佛手发展前景也是越来越被看好，为种植民众带来更高的经济效益。目前，国内对川佛手、金华佛手栽培、生态等方面研究较多，而对于广佛手相关研究则较少。纵观目前文献对于佛手类的研究工作，主要关注点在于其栽培管理、相关制品化学成分的测定和药理作用研究等方面，对于其产地生态适宜性相关研究则较少。本文立足于全球产地生态适宜性分析，利用中国中医科学院中药研究所自主研发的“药用植物全球产地生态适宜性信息系统”(Geographic Information System for Global Medicinal Plants，GMPGIS)，对广佛手这一传统名贵南药进行世界范围内的生态适宜性区域分析，以期为广佛手的保种、引种和扩种选址提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样点选择 依据德国学者玛依尔为引扩种提出的农业气候相似性原理[9]，广佛手的引种和扩种种植除了其自身生物学特性这一主要要素之外，还与其产地与引种扩种地区之前各声讨环境条件密切相关。因此，本文按照野生分布区、主产区、道地产区这一原则进行广佛手采样点选取工作，选取广东省、四川省、重庆市、云南省、广西壮族自治区、福建省、安徽省、浙江省等省市地区共计330个样点。见图1。

图1

1.2 分析软件 GMPGIS借助GIS平台，以引种生态相似性为原则，采用空间分析的诸多方法，实现全球范围内药用植物的生态适宜性分析。该系统充分整合利用了各数据库(全球气候数据库、全球生物气候学建模数据库、全球土壤数据库等)，首先将采样点的环境因子数据栅格化，然后进行空间聚类分析。根据相似性程度划分不同的等级，从而确定药用植物的生态适宜区。

1.3 分析方法

1.3.2 相似性聚类分析 聚类对象视为每个空间栅格，每个栅格聚类条件为各不同生态因子经过标准化处理后的数值。按照距离因素将栅格进行空间最小距离聚类处理。其具体采用的公式为：

1.3.3 栅格重分类 依据上一步聚类分析结果[Mindij,Maxdij]，将栅格进行重新分类，找出生态相似度最大的区域。

2 结果与分析

2.1 广佛手生态因子值范围 根据所选取的广佛手采样点来提取GMPGIS数据库中的生态因子数据，获得广佛手采样点的各个生态因子阈值，其主要栽培区域最热季均温为19.7～29.1 ℃；最冷季均温为5.7～15.0 ℃；年均温为14.5～22.7 ℃；年均降水量为903～1 692 mm；年均相对湿度为63.40%～75.96%；年均日照为122.13～148.10 W/m2(表1)。生态因子数据结果显示广佛手生长在温度方面，表现为喜温暖；水分需求方面，表现出喜高降水的特点；在光照方面，表现为喜阳；土壤方面，适宜广佛手生长的土壤类型主要为强淋溶土、高活性强酸土、红砂土、黑钙土、潜育土、粗骨土等。

2.2 广佛手全球生产布局 依据广佛手主要生长区域的生态因子阈值，使用GMPGIS软件计算分析其全球产地生态适宜性区域，得到广佛手全球最大生态相似度区域分布图(图2)及对应的生态相似度最大区域面积。见表2。

图2 广佛手全球最大生态相似度区域分布图

表1 广佛手主要生态因子值

表2 全球广佛手生态相似度最大区域面积国家排名

图3 广佛手中国境内最大生态相似度区域分布图

图4 广佛手中国境内最大生态相似度区域面积

由图2和表2可见，广佛手于全球范围内的最大生态相似度区域主要分布于中国境内，少部分位于巴西、越南、美国、葡萄牙、日本、老挝境内。这一情况与目前全球广佛手主产区范围相符合[10]。其中，中国为广佛手全球范围内生态适宜性区域面积最大地区，其面积所占比例约为89.98%。除中国外，全球范围内广佛手最大生态适宜性区域主要分布在巴西、越南、美国、葡萄牙、日本、老挝、意大利等，其生态适宜性区域面积累加值约占9.83%。其中巴西境内生态适宜性面积所占比例约为5.87%，可作为广佛手全球范围内潜在拓展种植地区。

2.3 中国广佛手生态适宜性分析 目前广佛手在中国境内主产于广西、广东西南部化州、德庆武垄、高要悦城、云浮、郁南等地区，栽培历史悠久，为广东道地药材。几年前，尚有报道称广东英德地区引种广佛手成功[2]。随着人民生活水平不断提高，对保健品需求日益增加。广佛手作为观赏、入药2用植物，广泛应用于食品、药品与化妆品中。其经济效益高，已经成为产地农户提高收入的重要经济作物，国内外市场需求日益增大。因此，本研究对广佛手中国境内除主产区外的其他潜在产地生态适宜性区域也进行了计算分析，以期为国内广佛手的保种、引种和扩种种植提供科学依据。

由图3和图4可以看出，广佛手中国境内最适栽培地区为广西壮族自治区，面积达191.582 79×103km2；其次为湖南省和江西省，生态适宜性面积分别达到165.906 27×103km2和133.826 71×103km2。广佛手在中国境内除主产区广西、广东西南部化州、德庆武垄、高要悦城、云浮、郁南等地区外，湖南省、江苏省、四川省、贵州省、云南省、福建省、浙江省、重庆市等地区可适宜栽种面积并不亚于主产区。这对于广佛手保种、引种、扩种种植无疑是一有力帮助。根据此分析结果，结合广佛手生物学特性，并综合考虑当地自然条件、经济条件及栽培技术，建议选择引种种植区域主要以广西、湖南、云南、江西、四川等省地区为宜。但由于产于四川、云南等地的佛手称“川佛手”，产于浙江金华的称“浙佛手”或“金佛手”[11]。广佛手在四川、云南、浙江等地的引种对当地佛手种质资源有无改变，还需进一步实验探究。

3 广佛手品质生态学概述

广佛手作为我国传统名贵南药，广泛应用于食品、药品、化妆品等行业。国内外市场需求日增，经济效益巨大。钟云等[12]以广佛手不同成熟期的鲜果为材料，采用顶空固相萃取及GC-MS法，分析其挥发性物质含量成分及变化。其结果表明从花后160～200 d的5个成熟期共鉴定出25种成分，各成熟期成分的种类、数量基本相同。挥发性物质成分以烯类为主，占含量的96%以上，其中又以柠檬烯和松油烯为主，分别占含量的44%和27%以上。这些主要成分的含量之和先上升后下降，在花后180 d达到最高值，证明花后180 d为佛手最佳采收期。陈玉山、陈家华等[13-14]研究发现广佛手果皮中含大量挥发油，其中具有生理活性的药效成分主要有：柠檬烯、萜品油烯、β-月桂烯、顺式-牡牛儿醇、β-蒎烯、邻-散花烃等。柠檬烯对肝炎双球菌、金黄色葡萄球菌有抑制作用；萜品油烯、β-月桂烯、β-蒎烯等萜烯类成分有显著的抗炎、祛痰、镇咳作用。李小凤等[15]对广佛手微量元素含量进行分析，发现广佛手中的Ca、Mg元素含量特别高，Fe、Zn、Mn元素含量也比较高，而Cd、Co、As等有害元素含量都很低，与川佛手的微量元素在含量上有较大差别。与广佛手相比，川佛手的Se、Cu元素含量高，Fe元素2者一样，而Al、Zn、Mn等元素含量差别较大。林乐维等[16]测定了广佛手不同采收期中5，7—二甲氧基香豆素的含量，结果表明广佛手中5，7—二甲氧基香豆素含量最高期为8月，8月前随生长期的延长逐渐增高，8月后逐渐降低。得出以5，7—二甲氧基香豆素为指标成分，广佛手最佳采收期为8月份。农东红等[17]对不同种质佛手微量元素分析发现：除广佛手外，硒在金佛手、建佛手、云佛手和川佛手中均未检出，广佛手中硒的含量最高为1.75 μg/g。梁社坚等[18]研究认为广佛手果实中挥发油是由分泌囊的上皮细胞合成，并转运至腔道中贮藏。钟艳梅等[19]认为在正离子模式下香豆素类成分(6，7—二甲氧基香豆素、5，7—双乙酸基—8—甲基香豆素、5—甲氧基—8—羟基补骨脂素、7—羟基—6—甲氧基香豆素)的含量差异是区分佛手药材的关键指标。

4 讨论

本文借助GMPGIS系统对广佛手进行了全球产地生态适宜性分析，以期为广佛手保种、引种、扩种种植提供科学的理论依据。其分析结果表明，中国为广佛手全球范围内生态适宜性区域面积最大地区，其面积所占比例约为89.98%。除中国外，全球范围内广佛手最大生态适宜性区域主要有巴西、越南、美国、葡萄牙、日本、老挝、意大利等。其生态适宜性区域面积累加值约为9.83%，其中巴西境内面积所占比例为5.87%，可作为广佛手全球范围内潜在拓展种植地区。广佛手于中国境内除主产区广西、广东西南部化州、德庆武垄、高要悦城、云浮、郁南等地区外，湖南省、江苏省、四川省、贵州省、、云南省、福建省、浙江省、重庆市等地区可适宜栽种面积并不亚于主产区，但由于产于四川、云南等地佛手称“川佛手”，产于浙江金华的称“浙佛手”或“金佛手”[11]。广佛手引种于以上地区对于种质、品质的影响需进一步实验探究。除此之外，根据分析结果，结合广佛手生物学特性，并综合考虑当地自然条件、经济条件及栽培技术，建议选择引种种植区域主要以广西、湖南、云南、江西、四川等省地区为宜。

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(2017-04-10收稿 责任编辑：徐颖)

Suitability Assessment on the Global Producing Areas of Citrus Medica L var.sarcodactylis Swingle

Wang Yao1,2,Wu Mingli2,3,Li Xiwen1,Xu Jiang1

(1InstituteofChineseMateriaMedicaChinaAcademyofChineseMedicalSciencis，Beijing100700，China; 2BengbuMedicalCollege，Bengbu233000，China；3PharmacycollegeofHubeiuniversityofChinesemedicine,Wuhan430065，China)

Objective:In this study，the ecological suitability of citrus medica L var.sarcodactylis Swingle was explored to provide a scientific and rational basis for its conservation，introduction and expansion.Methods:Based on 330 sites from the original appellations，main producing areas and distributions of the plant，the similarity in distribution was predicted with spatial analysis by GMPGIS.Results:The results show that China possessed the largest ecological similarity region，whose suitable area was about 89.98% of global ecological suitability region.And the domestic main suitability was distributed in the southern part of China，such as Guangxi，Hunan，Jiangxi，Sichuan，Guizhou，Guangdong，Yunnan，Fujian Province.In addition，Brazil was a potential extension area for the ecological adaptability region of citrus medica L var.sarcodactylis Swingle，and its ecological suitability area accounted for 5.87% of global ecological suitability region.Conclusion:The results of this study are consistent with the current production conditions of citrus medica L var.sarcodactylis Swingle，which can provide scientific and reasonable basis for the introduction and production of the plant in global region.

Citrus medica L var.sarcodactylis Swingle;GMPGIS;Ecological suitability

国家重大新药创制专项(编号：2014ZX09301308-007)；中国中医科学院“十三五”重点领域研究专项(编号：ZZ10-007)

徐江，助理研究员，研究方向：从事中药基因自学及分子生物学研究，E-mail：jxu@icmm.ac.cn

[R282.2]

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2017.05.009