GIS技术在中药资源领域的应用

成都中医药大学，四川 成都 611137

中药资源是我国传统的优势资源，也是中医药事业和中药产业健康持续发展的物质基础，其可持续利用和发展对我国经济、社会、生态影响巨大。中药形成了以野生中药资源管理、栽培中药材种植、产地加工、专业市场和中药材生产等环节的产业链。目前在中药资源领域面临着过度开发和利用、环境和原产地破坏等问题，亟待对中药资源进行科学化、合理化的管理，特别是利用当今先进的科学技术手段展开研究，以增强中药产业的规范化、规模化和产业化。

随着计算机科学和通信信息技术的变革，信息化成为新的创新驱动力和新的发展方向。地理信息系统(Geographic Information System，GIS)技术作为目前空间信息管理和分析的最强大的工具，依据其在信息获取、处理和应用的特殊优势，广泛应用于国土资源、交通运输、气象、农林业等领域，并在资源和环境的监测与保护呈现出明显的优势与潜力[1]。中药资源的研究和管理与地理环境和空间位置息息相关，其分布具有明显的地域性，GIS技术已在中药资源调查、中药资源动态监测、道地药材、中药区划、中药生产和管理等研究工作中取得了十足的进展。本文通过文献查阅，对近年来GIS技术在中药资源领域的应用现状进行综述，旨在为中药资源领域的研究提供新的方法和思路。

1 GIS技术的发展现状

GIS技术是基于计算机技术，采集、存储、分析和管理地理空间分布数据的新型综合空间信息通用技术[2]，可通过软件开发和数据库构建实现对空间分布数据依照地理坐标和空间信息进行分析处理，同时把使空间地理信息多维化，提升安全性和时效性，为后续的数据处理与分析奠定坚实基础。GIS技术的发展一种伴随计算机科学的发展，也在不断改变使用方式和水平，其最初构建的基础是地理学和测绘学，已发展出单机终端式GIS、网络GIS系统平台、移动GIS技术服务平台等多种系统平台模式，一定程度上增强了地理服务系统的适应性。特别是移动GIS技术，具备移动性、分布式、实时性处理移动地理信息，使得GIS技术的大众化应用得到快速发展[3]。总之，GIS技术已成为空间信息处理和集成、数据可视化和多维化的强大工具，其极大的推动了空间信息技术在各领域的发展和应用。

2 GIS技术在中药资源领域的应用

2.1 GIS技术在中药资源调查与动态监测的应用 我国的中药资源蕴藏丰富，种类繁多，具有不同的生态环境、生长习性和地理特征。中药材主要以药用植物为主，其分为栽培中药材和野生中药材两大类，野生中药资源又可分为野生稀有中药、野生广布中药和特殊生境中药等[4]。GIS技术应用于中药资源的调查与动态监测，可对不同生境因子和空间信息进行提取，实现信息和时空数据的高效管理。

中药资源调查集中在资源分布、蕴藏量和产量估算等方面，结合传统的中药资源调查方法和空间信息技术可有效改善传统调查方式费事、周期长等弊端，提高中药资源调查的效率和精度，避免人为因素的干扰。如刘金欣等[5]利用GIS 技术可集合网格提取、数字嵌套和叠加技术使不规则自然因子匹配至规则网格，通过对不同生境条件将目标区分层和随机抽样，可构建特定生境类型黄芩储量计算模型，实现野生资源的蕴藏量和产量的估算。江源等[6]基于GIS与群落调查统计方法实现对北京市野生北柴胡资源蕴藏量测算。孙宇章等[7]通过采集影响苍术生物量的生境因子，利用GIS技术进行茅山地区苍术资源分布分析。

中药资源的种类、分布、蕴藏量和产量处于动态变化中，GIS技术常结合遥感技术实现对中药资源的动态监测，如孙宇章等[8]利用RS和GIS联合技术并结合实地调查数据获取邳州市银杏空间分布及多年动态变化规律。

2.2 GIS技术在中药区划中的应用 中药资源分布具有明显的空间特性，如气候、土壤、海拔、地形等生态和地理环境会直接影响中药材的生长和品质，区划可实现空间属性最直观的分类和管理。中药区划是研究中药资源的空间分异规律，并依据其空间差异和规律进行区域划分，其是中药资源的禀赋特征。根据研究对象、目的和方法的不同，单味药区划类型可分为分布区划、生长区划、品质区划和生产区划等[9]。GIS技术以其强大的空间数据分析和管理在中药区划的应用显现出巨大的优势。

如孙成忠等[10]根据物种引种生态环境相似性原则，利用地理信息、气候因子、土壤等数据库，基于GIS技术构建中药材适宜性分析系统，实现中药材适宜性数值区划。李英等[11]对河北省北柴胡43个产地的海拔、坡度、坡向等不同地形因子进行统计分析，根据北柴胡有效成分柴胡皂苷类含量与地形因子之间的关系，利用GIS技术进行基于地形因子生态适宜性区划。严辉等[12]通过分析影响当归适宜性分布主要生态因子，如海拔、土壤亚类、5月份降水量和最暖月最高温等4个生态因子，利用GIS技术和最大信息熵模型分析当归适宜性分布和品质区划。

目前应用GIS技术中药区划研究的有人参、三七、薄荷、肉苁蓉、独一味、羌活、川木通、猪苓、甘草、黄连、川牛膝、附子等近30余种中药材[10、13]。GIS的数据存储和模型构建为中药区划实现数据客观化、分析快速化提供了可行的思路。同时，以GIS为核心的“3S”技术，可实现数据信息及时更新，进一步提高区划结果的应用价值。

2.3 GIS技术在中药资源信息化和管理中的应用 中药资源信息化是指通过GIS、数据库、网络、移动互联网等技术，获取、整合和深度挖掘中药资源分布信息，并服务于中药资源规划、管理和可持续利用的综合信息化平台。如赵玉洋等[14]集合环境因子数据、中药资源数据、国家基础空间数据等，通过GIS应用平台，开发中药资源信息空间数据库，并以甘草为例模拟数据库构建，实现中药资源生态环境的信息叠加。张恬等[15]基于GIS技术设计中药资源动态监测填报系统，根据业务需要设计12个表单，98项采集指标，可实现中药材的种植、生产、销售等数据的日常填报，动态监测包括中药材种植地、集散地、市场、企业等外业环境和信息收集。

GIS技术对于地理信息的采集、管理、分析和输出，可实现空间数据的多维化，提高数据的安全性、实用性和规范性，推动中药资源的信息化建设和科学化管理。同时为中药材资源政策制定提供数据参考具有显著的优势。

3 结语

现阶段我国中药资源的保护和可持续利用面临着诸多问题，如过度开发野生中药资源，野生稀有种中药濒临绝种，无序种植栽培中药材，道地药材随意引种等。GIS技术作为空间信息技术的核心，在中药资源领域的应用具有巨大的潜力。针对中药资源领域的应用仅局限于药用植物的调查、监测和区划，可探索融合交叉信息处理技术研究药用动物生境和种群分布。

目前GIS技术多与其他信息处理技术相集合，如3S技术(GIS、RS与GPS集成系统)、GIS与专家信息系统(EIS)、GIS与决策支持系统(DSS)等，不断扩展GIS技术在中药资源领域的应用场景。将以GIS技术为核心的交叉融合技术应用于中药资源调查、动态监测和中药区划，构建覆盖全国的中药资源与空间信息关联数据库和信息化管理平台，可进一步加强信息化建设和管理，为主管部门提供政策制定依据，提高企业的市场承载力，为指导中药材的栽培和生产提供科学依据。