全国中药资源普查方案设计

　　中药资源作为一种再生性资源，具有周期长、分布地域广，动态性很强的特点。易受人为因素及自然力的影响，蕴藏量易发生变化。以中药资源为基础的中药业生产迫切需要及时了解中药状况，掌握其变化规律，从而制定科学的中药业管理决策。重点中药资源物种普查是中医药行业发展的重大战略任务，国家“十五”重大项目已立项进行规划方案研究，本研究将有关中药资源普查方案设计的初步思路和方法提出来和大家一起探讨。

1项目背景及意义

1.1是中药现代化的迫切要求和基础工作
    国家主管部门及业内专家对全国中药资源普查项目予以高度关注与肯定，认为这是一个关乎中医中药走向兴盛还是走向衰败的大事，也是关乎国民健康的一个迫在眉睫和无法回避的基础性、公益性工作。《中药现代化发展纲要》将“开展中药资源普查，建立野生资源濒危预警机制”列为中药现代化发展的关键之一。中药资源的可持续利用和中药产业的可持续发展是中药现代化的基本原则之一，20世纪80年代我国进行了中药资源普查，并在此基础上出版了一套丛书《中国中药资源》、《中国中药资源志要》、《中国中药区划》等，全套丛书对中药生产、经营、科研、教学、资源保护等具有一定的实用和参考价值，但现在距上次中药资源普查已相隔近20年。这期间，正值中药行业由计划经济向市场经济过渡、中药材市场由封闭走向开放的时期，中药材的需求量、资源蕴藏量以及主产区分布等与以前比均发生了巨大变化。这种变化的主要趋势是：社会对中药材的需求激增，野生中药资源锐减和药材质量普遍下降以及由于各地产业结构的调整导致传统药材主产区的变迁等。因此急需开展全国中药资源普查，并在此基础上建立野生资源濒危预警系统和种植养殖中药生产信息咨询系统。这是我国制定切实可行的中药资源保护策略的前提和基础，也是中药现代化的基本原则的充分体现。

1.2是保护资源和环境，保护生物多样性和生态平衡，实现可持续发展战略的需要
    近年来，生物资源的生物多样性和生态环境问题已引起国家政府和国际社会的广泛关注。对中药资源物种进行科学普查已提上议事日程。我国中药物种资源丰富，是生物多样性最丰富的国家之一，但同时中药资源面临优势与危机并存，也是生物多样性丧失和生态环境破坏最严重的地区之一．长期以来，由于毁林开荒，滥砍乱伐，人们对野生药材肆意采挖，森林面积减少，生态平衡遭到严重破坏，改变了药用动植物的生存条件，使野生药材蕴藏量急剧下降，不少药用动植物面临濒危状态，种质资源面临消失和解体，如滥挖红景天、肉苁蓉、川贝母、石斛、冬虫夏草、甘草等药用植物，枪杀珍稀濒危药用动物等将导致这些动植物资源的破坏乃至整个生态环境的恶化。在这种情况下，对我国中药资源进行普查，确切了解中药资源的真实蕴藏量对中药行业的整体决策意义重大。

1.3是对中药行业重大决策及中药产业化、国际化的战略需求
    中药产业的稳步发展必须建立在稳定的药材来源的基础上，而目前中药企业对许多药材的资源量及相关基础数据不清楚，致使产业发展受到限制。目前中药行业引用数据基本来源于20年前的统计资料。数据以药材公司收购量推算为主结合经验推测和估计，统计学和计算机等现代技术应用较少，对野生药材和市场需求的数据等缺乏前瞻性，科学性和客观性，远不能满足当前的需要。特别是近20年资源状况已发生了极大的变化，这些都急需重新对中药资源进行普查。近年来中药资源正在面临前所未有的破坏和外国企业的争夺。如不紧急抢救和保护中药资源，我国的中药工业、生物制药业和生物工程等领域将会蒙受巨大损失。中药资源普查对中药行业掌握科学真实中药资源数据，指导生产实践，中药产业发展壮大企业，及增强国际竞争力起到综合带动作用。

1.4对树立中药可持续发展的国际形象具有重要意义
    CITES“濒危野生动植物国际贸易公约”的资料所列出的640种世界性濒危物种中，中国占156种，约为其总数的四分之一，其中中药和药用涉及到相当比例。随着对中药的需求量的成倍增长，野生物种仍将继续受到威胁。国际上常有关于中医药威胁到很多野生动植物种生存的事件的报道，造成了不良影响。对中药资源普查给予高度重视，建立野生濒危预警系统，建立保护区，给予稳定充足的经费投入，保护濒危物种并保证药源的可持续供应，从而树立良好的中药资源物种可持续发展的国际形象。

2普查对象、项目组织及运营模式
    项目以国家负责基础投入和体系建立，地方政府负责保护区建设和相关配套管理，企业以会员制介入，分享体系信息，采取谁投资谁受益的原则，科研单位以部分硬件、研究成果、技术力量等投入，并以技术和信息服务为主维持以后的运转。

2.1普查品种确定
    中药资源普查是一项深入细致、技术要求高、实用价值大的工作。第一期选定了约300种药材作为普查对象。侧重开发的品种：临床及中成药工业常用药材、地道药材、资源急剧减少的紧缺药材、具有显著功效的民族药、民间药、有较大开发价值的原料药、新发现的药用植物；侧重保护的品种：名贵药材、濒危药材、与维护生态平衡紧密相关的药材、种质外流的药材。

2.2组织形式
    以国家主管部门组成管理委员会及领导小组，在国家相关研究所设立办公室具体负责该项目的实施，由各地研究所及大专院校等共同配合，以品种为单元，注重顶层设计，借鉴、移植自然资源定量普查方法和农业普查统计方法，统一培训、确定方法；以单品种课题制，组成专题结合各地中医药大学、研究所、药检所、药材公司来完成项目。各大企业重点生产品种由企业投资，采取谁投资谁受益的原则。

2.3运营方式
    实行管理委员会领导下的主任负责制，管理委员会由主管部门领导、技术依托单位以及成员单位领导专家组成；管理委员会负责制定发展方向、规划、协调成员单位关系等，负责各项规划计划的组织落实和日常运营管理工作。广泛吸纳国内相关研究人员、留学回国人员和进修人员协助开展科研开发工作，培养青年科技骨干。以信息为国家主管部门和相关企业服务，企业出资获得其自身主要品种其资源动态服务。

    企业通过以会员制介入，可获得其自身主要品种其资源以3s技术和计算机技术为支柱监测体系和保护体系的信息源，可及时、全面掌握企业需求资源的使用、保护、蕴藏和耗损的现状，以利于企业的可持续利用和科学管理。

3普查内容
3.1野生药材资源普查
    以现场调查、路线调查、访问调查和野外样方调查技术为基本方法，结合引进3s技术和计算机数据库等现代技术方法进行调查，根据不同药材的特性实施合适的调查统计方法。在部分适用药用植物资源量和野生抚育药材基地调查中可通过计算不同植物对光谱的贡献率，研究利用卫星遥感平台调查目标药材的生态环境条件及该植物分布的主要群落植被类型，利用中高分辨率卫星遥感数据调查植物种群的分布区域特征，并分析其光谱特征，从而划分出野生中药资源的产区分布，结合具体实地样方调查数据推算其分布面积、产量，分析其资源的蕴藏量及其变化特征、资源的最大可利用量等。并在此基础上建立野生资源濒危预警机制保护种质和遗传资源。

3.2栽培药材资源调查
    以产区调查为主包括产区的分布、种质资源、年产量、单位面积产量、种植面积、栽培技术、病虫害种类、农药使用及污染情况分析、药材质量状况等项基础数据。结合统计及卫星遥感调查分析、地理信息系统技术、数据库技术等建立栽培药材基地的数据库应用系统和资源量分析体系。

3.2.1  重要中药材种质资源调查、收集和评价  中药质量不稳定和某些品种质量下降的原因之一与中药材种质不确定有关，大宗栽培品种存在着类型混杂、种质退化和变异的问题，如川郁金的两个栽培变种之间总姜黄素的含量相差近 10倍，革叶银花是勺叶银花绿原酸含量的1.54倍。种质资源是中药材生产的源头，种质的优劣对药材的产量和质量有决定性的影响，因此，对种质的收集、鉴定、评价和创新是更好利用中药资源所必须的。建立中药数据库。种质资源库，收集中药品种，产地等相关数据，保存中药材种质资源。调查内容包括生产中种源来源；品种退化情况；不同种源之间形态差异性；农艺性状差异性；质量主要指标差异性。

3.2.2药材栽培技术的调查  泛栽滥种、不适当的盲目引种、不规范不科学的栽培方法也是造成药材质量不稳定的重要原因。对重要中药材特别是道地药材栽培技术的调查，有利于了解种植方法与质量形成的关系，有利于中药材生产现状的了解和科学管理，有利于SOP的制定和评价。调查应该包括栽培历史、繁殖方法、育苗管理、中期田间管理、最佳收获期等。

3.2.3  病虫害危害及农药使用情况调查  野生药材及栽培药材在生长过程中均会受到各种病虫害的危害，这些药材病虫害种类各异、发生危害规律不同，对野生药材生长量及蕴藏量、对栽培中药材的产量及质量都会产生严重影响。调查的具体内容如下：野生药材病虫害种类、天敌种类调查及其发生危害程度调查；栽培中药材病虫害种类、发生危害程度及植保工作现状调查；中药材农药残留及重金属污染状况调查；对我国大宗常用中药材农药残留及重金属污染状况进行调查、测定，分析污染原因，为药材生产及基地建设提供依据。预期完成我国野生及栽培中药材病虫害、天敌资源名录、并建立数据库；建立我国中药材生产农药使用现状、药材农药残留及重金属污染状况数据库。 

4　应用技术和方法
　　中药资源普查是通过一定的技术与调查方法，查清资源的数量和质量，了解资源的现状和动态变化状况，为中药资源的发展规划、决策、保护与利用活动提供必要的基础数据。

4.1　传统方式  传统中药资源普查一直采用收购量推算、人为主观估计和地面调查相结合。①外业调查是取得中药资源蕴藏量第一手资源的重要方法。在充分掌握被调查地区的地形、土壤、气候、植被和农业、林业牧业等有关资料的基础上，制定切实可行的调查路线和调查方案，进行实地调查。调查的内容包括药材的来源及其分布范围，采集标本进行样方或样地测量实地测定蕴藏量。详细记录调查品种的原植物(动物)名称、药用部位、生长高度、多度、频度、密度、生活型、生态型、林龄以及地形、海拔高度、坡向、土壤、伴生植物等项内容。②内业整理是对野外调查取得的原始数据、资料、标本进行分类鉴定和系统整理，并分析研究药材的历史资料和数据。统一制定中药资源调查表和重点药材购销情况调查表及研究方案，按照种类填报数据、整理资料、建档等。然而这些方法存在着调查时间长、费用多、工作量大，提供资源数据速度慢、精度受人为因素影响大等缺陷，浪费大量的人力、物力，财力，数据可靠性和客观性差，且很难满足和适应现代中药产业需要。

4.2  现代技术  应用3s技术、计算机数据库和网络技术、现代仪器分析技术、群落学、统计学及等综合技术的多学科组合技术到中药资源调查中去，给中药资源调查方法带来质的飞跃，卫星遥感技术的发展和计算机技术的进步使中药资源调查容易操作，可重复，费用少，提供信息及时。3s技术(RS，GIS，GPS)近年来3S技术在农业、林业、牧业、渔业、地矿等资源普查及监测中显示出巨大优势。

　　遥感(remote sensing，RS)广义指各种非接触的、远距离的探测技术；狭义指从远距离、高空，以至在外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物体的性质和运动状态的现代科学技术。具有宏观、快速、动态性等特点。利用遥感影像对中药材进行资源普查，简化的程序，不再全部实地野外调查，只抽取部分明显地段进行建标，降低了成本于劳动强度；由于卫星遥感具有视野宏观、动态监测等特点，还能减少人为误差，能提高数据的客观性、科学性、准确性，与传统调查方法有着不可比拟的优势。

　　地理信息系统(geographical information system，GIS)为资源动态监测提供了非常有力的手段。地理信息系统是以地理坐标为控制点，对空间数据和属性数据进行管理和分析的工具。它的特点是将空间特征和属性特征紧密联系起来，进行交互方式的处理，结合各种地理分布模型，进行区域分析评价并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。可方便地建立生长、预测、经营、决策等数学模型。

　　全球定位系统(global positioning system，GPS)技术是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统，具有实时或准实时、全球性、全天候、高精度、功能多、抗干扰性强的特点，可 以解决传统方法定位精度低、复位难、工作量大的问题，是目前最理想的空间对地、空间对空间、地对空间定位系统。

　　3s技术是以RS，GIS，GPS为基础，是将三者独立技术中的有关部分与其他高新技术领域中的相关部分有机构成一个整体而形成的一项新的综合技术。3s集成技术包括RS与GIS的集成、RS与GPS的集成、GIS与GPS的集成，Rs、GIS和GPS的集成。本次普查注重定量方法及现代技术(如样方、GPS定位、GIS成图、RS遥感解译、计算机数据库和网络技术、现代仪器分析技术等)的结合应用。确定每种中药资源种类的蕴藏量、产量、资源蕴藏量、主产区分布、需求量等。在3s技术中，GPS用于实时、快速地提供目标的定位定向信息；RS用于实时、准时地提供目标环境的语义或非语义信息，发现地球表面的各种变化，及时对GIS数据更新、具有视野宏观、动态监测等特点；GIS作为集成系统的基础平台，可对源时空数据进行综合处理，集成管理、动态存取、及时分析决策，形成一个完整的闭环控制系统。因此采用3s技术、环境生态学、植被群落学等技术进行中药资源普查，比传统方法节约资金和人力，可以提高普查精度与准确性，达到优化和完善调查方法的目的。增强成果的科学性、客观性。3s技术在中药资源的调查，实时动态监控，面积，产量估测，病虫害监测方面应用前景广阔。我国药用植物资源丰富，种类繁多，分布区域类型复杂，气候类型多，对利用3s技术在中药资源中的应用增加了一些难度，这也是该项目中需要解决的主要问题。拟将3s等技术应用到该次中药资源  监控和调查工作中，结合传统的调查方法以达到预期的目的。

4.3中药资源普查和监控中的关键应用技术    
4.3.1电磁波波谱曲线法在中药资源监控和调查中的应用    
    利用低空地面构架平台，研究载培种群和野生种群的样方调查。通过对目标药材进行电磁波波谱曲线的测定，找学探测具体目标药材的根据及具体药材的生长状况和病虫害危害情况的信息依据；利用低空遥感的微距平台，检测中药材微观信息与药材的品质的关系。  
  
4.3.2遥感技术．航天遥感(卫星)及航空遥感结合确定中药生态环境及种群分布及生物量研究利用卫星遥感平台寻找目标药材的生态环境条件，利用高分辨率卫星数据或航空遥感影像调查分析药用植物种群的分布及不同时间的生物量。

4.3.3遥感技术在建群种调查，中药资源分布，生存状况及生物量变化关系等方面的应用  探讨遥感技术在中药资源监测和调查中方法学上的研究和应用一建群种的监测调查技术；不同海拔高度的中药资源的分布；不同地貌条件下(如坡向、坡度)中药资源的分布状况；不同的土壤质地和地球化学特征区域与中草药资源分布特征之间的关系；不同荫蔽度下的中草药资源的生存状况及生物量的变化关系；在不同生态条件下中药资源的物候表现的关系等。

4.3.4卫星定位系统与遥感技术结合应用于中药资源研究
研究卫星定位系统与遥感应用技术相结合解决中药材的定点资料的动态监测技术，以判断药材的生长期，从而推测该药材的生物量；利用卫星定位系统和遥感探测的几何信息，光谱信息，综合相关信息确定中药材的资源状况。

4.3.5计算机数据库及网络技术在中药资源监控系统中的应用研究计算机数据库及网络技术在中药资源监测中的应用，包括建立中药综合数据库，数据分析，数据的应用，数据的发布与更新，信息资源共享，分析中药资源动态变化及市场变化预测。

5结语
    本项目的总体目标是，在继承和发扬中医药优势和特色的基础上，将传统外业调查、内业整理与现代技术相结合，充分利用3s等现代科学技术的方法和手段，对全国重点中药品种的进行资源调查，调查目的是为了建立中药材可持续发展体系的内容——监测体系和保护体系如植物园、自然资源保护区、基因库等，以满足中药资源物种情况、监测、规划经营、合理开发利用及生态环境保护和生物多样性保护的需要，同时也是中药资源可持续发展的需要并进一步推动中药现代化的进程。本项目的开展和建成能客观的全面的掌握我国中药材资源的基本状况，及时了解其变化趋势，为政府部门和企业决策提供及时全面准确的信息支持，为我国中药资源的宏观管理提供科学依据，为中药产业发展提供保障。达到科学保护，适度开发，合理利用中药资源的和谐统一的目的，同时维护生态环境，保持中药资源生物多样性，保证中药资源的可持续利用，最终实现中药资源的可持续发展。