廣佛手全球產地生態適宜性分析

汪 耀 吳明麗 李西文 徐 江

(1 中國中醫科學院中藥研究所，北京，100700; 2 蚌埠醫學院生物科學系，蚌埠，233000; 3 湖北中醫藥大學藥學院，武漢，430065)

廣佛手全球產地生態適宜性分析

汪 耀1,2吳明麗2,3李西文1徐 江1

(1 中國中醫科學院中藥研究所，北京，100700; 2 蚌埠醫學院生物科學系，蚌埠，233000; 3 湖北中醫藥大學藥學院，武漢，430065)

目的：通過對名貴南藥廣佛手進行全球產地生態適宜性分析，為其保種、引種和擴種選址提供科學合理的依據。方法：采用中國中醫科學院中藥研究所藥用植物全球產地生態適宜性信息系統(Geographic Information System for Global Medicinal Plants，GMPGIS)，基于廣佛手野生分布區、主產區及道地產區的330個分布點數據，對廣佛手的全球產地生態適宜性區域進行預測分析。結果：預測分析表明，中國為廣佛手全球產地生態適宜性區域最大的國家，適宜區面積約占全球產地生態適宜性區域的89.98%，其主要分布于中國南部各省如廣西壯族自治區、湖南省、江西省、四川省、貴州省、廣東省、云南省、福建省等。此外，巴西為廣佛手全球產地生態適宜性區域的潛在拓展地區，其生態適宜性面積約占全球產地生態適宜性區域的5.87%。結論：本研究分析結果與目前廣佛手生產實情相符合，可為廣佛手全球區域的引種生產布局提供科學合理的依據。

廣佛手；GMPGIS；生態適宜性

佛手又稱佛手柑、密蘿柑、福壽柑、五指柑等，為蕓香科柑橘屬植物佛手CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle的成熟果實，我國廣東、廣西、四川、福建、云南等地均有栽培。其中產地位于廣東、廣西的藥用佛手稱為“廣佛手”[1]。廣佛手主產于化州、德慶武壟、高要悅城、云浮、郁南等廣東西南部地區，栽培歷史悠久，為廣東省道地藥材[2]。其中尤以肇慶高要地區量多且質優。與其他品種的佛手比較，廣佛手具有生長快、果形大、品質好、產量高等特點[3]。單果重1 kg左右，大者可達2 kg以上，每666.7 m2產量最高達4 000 kg，是專業性商品栽培的首選良種[1]。廣佛手為我國傳統名貴南藥，據《圖經本草》記載：將佛手果切片曬干，配入藥劑可以“行氣止痛，健胃化痰”。李時珍《本草綱目》云：佛手柑，氣味辛、酸、無毒；主治下氣，除心頭痰水；煮酒飲，治痰多咳嗽；煮湯，治心下氣痛；“辛、苦、甘、溫、無毒”“入脾、肝、胃三經”，花、葉、果實均可入藥，可單味用沸水沖泡當茶飲，又可配伍煎服。實驗表明，佛手乙醇提取物能擴張動物的管狀動脈，并對大鼠腸管運動有顯著抑制作用[4]，其含有的布枯葉甙和橙皮甙等黃酮類化合物還有抗炎、抗病毒之功效[5]。中醫學認為其具有疏肝理氣，和胃止痛，燥濕化痰等功效，常用于治療肝胃氣滯所致胸脅脹痛，胃脘痞滿，食少嘔吐，咳嗽痰多[6]。廣佛手果形奇特美觀、色澤金黃秀麗、芳香濃郁持久，極具觀賞價值，古代皇宮常有擺設佛手的場面。唐宋之后，佛手逐漸成為宮廷御花園花卉。現代醫學發現廣佛手對胃癌、肝癌、肺癌等癌癥也有著一定的防治功效[5]，其油制品對皮膚燒傷、燙傷也有著很好的療效，不會留下疤痕[7]。除藥用外，還可提取香精，加工成佛手糖、果脯蜜餞、佛手酒、佛手解酒茶、佛手戒煙糖等保健食品[8]。如今，隨著人民生活水平提高，醫藥保健意識增強，國內外市場不斷擴大。廣佛手發展前景也是越來越被看好，為種植民眾帶來更高的經濟效益。目前，國內對川佛手、金華佛手栽培、生態等方面研究較多，而對于廣佛手相關研究則較少。縱觀目前文獻對于佛手類的研究工作，主要關注點在于其栽培管理、相關制品化學成分的測定和藥理作用研究等方面，對于其產地生態適宜性相關研究則較少。本文立足于全球產地生態適宜性分析，利用中國中醫科學院中藥研究所自主研發的“藥用植物全球產地生態適宜性信息系統”(Geographic Information System for Global Medicinal Plants，GMPGIS)，對廣佛手這一傳統名貴南藥進行世界范圍內的生態適宜性區域分析，以期為廣佛手的保種、引種和擴種選址提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 采樣點選擇 依據德國學者瑪依爾為引擴種提出的農業氣候相似性原理[9]，廣佛手的引種和擴種種植除了其自身生物學特性這一主要要素之外，還與其產地與引種擴種地區之前各聲討環境條件密切相關。因此，本文按照野生分布區、主產區、道地產區這一原則進行廣佛手采樣點選取工作，選取廣東省、四川省、重慶市、云南省、廣西壯族自治區、福建省、安徽省、浙江省等省市地區共計330個樣點。見圖1。

圖1

1.2 分析軟件 GMPGIS借助GIS平臺，以引種生態相似性為原則，采用空間分析的諸多方法，實現全球范圍內藥用植物的生態適宜性分析。該系統充分整合利用了各數據庫(全球氣候數據庫、全球生物氣候學建模數據庫、全球土壤數據庫等)，首先將采樣點的環境因子數據柵格化，然后進行空間聚類分析。根據相似性程度劃分不同的等級，從而確定藥用植物的生態適宜區。

1.3 分析方法

1.3.2 相似性聚類分析 聚類對象視為每個空間柵格，每個柵格聚類條件為各不同生態因子經過標準化處理后的數值。按照距離因素將柵格進行空間最小距離聚類處理。其具體采用的公式為：

1.3.3 柵格重分類 依據上一步聚類分析結果[Mindij,Maxdij]，將柵格進行重新分類，找出生態相似度最大的區域。

2 結果與分析

2.1 廣佛手生態因子值范圍 根據所選取的廣佛手采樣點來提取GMPGIS數據庫中的生態因子數據，獲得廣佛手采樣點的各個生態因子閾值，其主要栽培區域最熱季均溫為19.7～29.1 ℃；最冷季均溫為5.7～15.0 ℃；年均溫為14.5～22.7 ℃；年均降水量為903～1 692 mm；年均相對濕度為63.40%～75.96%；年均日照為122.13～148.10 W/m2(表1)。生態因子數據結果顯示廣佛手生長在溫度方面，表現為喜溫暖；水分需求方面，表現出喜高降水的特點；在光照方面，表現為喜陽；土壤方面，適宜廣佛手生長的土壤類型主要為強淋溶土、高活性強酸土、紅砂土、黑鈣土、潛育土、粗骨土等。

2.2 廣佛手全球生產布局 依據廣佛手主要生長區域的生態因子閾值，使用GMPGIS軟件計算分析其全球產地生態適宜性區域，得到廣佛手全球最大生態相似度區域分布圖(圖2)及對應的生態相似度最大區域面積。見表2。

圖2 廣佛手全球最大生態相似度區域分布圖

表1 廣佛手主要生態因子值

表2 全球廣佛手生態相似度最大區域面積國家排名

圖3 廣佛手中國境內最大生態相似度區域分布圖

圖4 廣佛手中國境內最大生態相似度區域面積

由圖2和表2可見，廣佛手于全球范圍內的最大生態相似度區域主要分布于中國境內，少部分位于巴西、越南、美國、葡萄牙、日本、老撾境內。這一情況與目前全球廣佛手主產區范圍相符合[10]。其中，中國為廣佛手全球范圍內生態適宜性區域面積最大地區，其面積所占比例約為89.98%。除中國外，全球范圍內廣佛手最大生態適宜性區域主要分布在巴西、越南、美國、葡萄牙、日本、老撾、意大利等，其生態適宜性區域面積累加值約占9.83%。其中巴西境內生態適宜性面積所占比例約為5.87%，可作為廣佛手全球范圍內潛在拓展種植地區。

2.3 中國廣佛手生態適宜性分析 目前廣佛手在中國境內主產于廣西、廣東西南部化州、德慶武壟、高要悅城、云浮、郁南等地區，栽培歷史悠久，為廣東道地藥材。幾年前，尚有報道稱廣東英德地區引種廣佛手成功[2]。隨著人民生活水平不斷提高，對保健品需求日益增加。廣佛手作為觀賞、入藥2用植物，廣泛應用于食品、藥品與化妝品中。其經濟效益高，已經成為產地農戶提高收入的重要經濟作物，國內外市場需求日益增大。因此，本研究對廣佛手中國境內除主產區外的其他潛在產地生態適宜性區域也進行了計算分析，以期為國內廣佛手的保種、引種和擴種種植提供科學依據。

由圖3和圖4可以看出，廣佛手中國境內最適栽培地區為廣西壯族自治區，面積達191.582 79×103km2；其次為湖南省和江西省，生態適宜性面積分別達到165.906 27×103km2和133.826 71×103km2。廣佛手在中國境內除主產區廣西、廣東西南部化州、德慶武壟、高要悅城、云浮、郁南等地區外，湖南省、江蘇省、四川省、貴州省、云南省、福建省、浙江省、重慶市等地區可適宜栽種面積并不亞于主產區。這對于廣佛手保種、引種、擴種種植無疑是一有力幫助。根據此分析結果，結合廣佛手生物學特性，并綜合考慮當地自然條件、經濟條件及栽培技術，建議選擇引種種植區域主要以廣西、湖南、云南、江西、四川等省地區為宜。但由于產于四川、云南等地的佛手稱“川佛手”，產于浙江金華的稱“浙佛手”或“金佛手”[11]。廣佛手在四川、云南、浙江等地的引種對當地佛手種質資源有無改變，還需進一步實驗探究。

3 廣佛手品質生態學概述

廣佛手作為我國傳統名貴南藥，廣泛應用于食品、藥品、化妝品等行業。國內外市場需求日增，經濟效益巨大。鐘云等[12]以廣佛手不同成熟期的鮮果為材料，采用頂空固相萃取及GC-MS法，分析其揮發性物質含量成分及變化。其結果表明從花后160～200 d的5個成熟期共鑒定出25種成分，各成熟期成分的種類、數量基本相同。揮發性物質成分以烯類為主，占含量的96%以上，其中又以檸檬烯和松油烯為主，分別占含量的44%和27%以上。這些主要成分的含量之和先上升后下降，在花后180 d達到最高值，證明花后180 d為佛手最佳采收期。陳玉山、陳家華等[13-14]研究發現廣佛手果皮中含大量揮發油，其中具有生理活性的藥效成分主要有：檸檬烯、萜品油烯、β-月桂烯、順式-牡牛兒醇、β-蒎烯、鄰-散花烴等。檸檬烯對肝炎雙球菌、金黃色葡萄球菌有抑制作用；萜品油烯、β-月桂烯、β-蒎烯等萜烯類成分有顯著的抗炎、祛痰、鎮咳作用。李小鳳等[15]對廣佛手微量元素含量進行分析，發現廣佛手中的Ca、Mg元素含量特別高，Fe、Zn、Mn元素含量也比較高，而Cd、Co、As等有害元素含量都很低，與川佛手的微量元素在含量上有較大差別。與廣佛手相比，川佛手的Se、Cu元素含量高，Fe元素2者一樣，而Al、Zn、Mn等元素含量差別較大。林樂維等[16]測定了廣佛手不同采收期中5，7—二甲氧基香豆素的含量，結果表明廣佛手中5，7—二甲氧基香豆素含量最高期為8月，8月前隨生長期的延長逐漸增高，8月后逐漸降低。得出以5，7—二甲氧基香豆素為指標成分，廣佛手最佳采收期為8月份。農東紅等[17]對不同種質佛手微量元素分析發現：除廣佛手外，硒在金佛手、建佛手、云佛手和川佛手中均未檢出，廣佛手中硒的含量最高為1.75 μg/g。梁社堅等[18]研究認為廣佛手果實中揮發油是由分泌囊的上皮細胞合成，并轉運至腔道中貯藏。鐘艷梅等[19]認為在正離子模式下香豆素類成分(6，7—二甲氧基香豆素、5，7—雙乙酸基—8—甲基香豆素、5—甲氧基—8—羥基補骨脂素、7—羥基—6—甲氧基香豆素)的含量差異是區分佛手藥材的關鍵指標。

4 討論

本文借助GMPGIS系統對廣佛手進行了全球產地生態適宜性分析，以期為廣佛手保種、引種、擴種種植提供科學的理論依據。其分析結果表明，中國為廣佛手全球范圍內生態適宜性區域面積最大地區，其面積所占比例約為89.98%。除中國外，全球范圍內廣佛手最大生態適宜性區域主要有巴西、越南、美國、葡萄牙、日本、老撾、意大利等。其生態適宜性區域面積累加值約為9.83%，其中巴西境內面積所占比例為5.87%，可作為廣佛手全球范圍內潛在拓展種植地區。廣佛手于中國境內除主產區廣西、廣東西南部化州、德慶武壟、高要悅城、云浮、郁南等地區外，湖南省、江蘇省、四川省、貴州省、、云南省、福建省、浙江省、重慶市等地區可適宜栽種面積并不亞于主產區，但由于產于四川、云南等地佛手稱“川佛手”，產于浙江金華的稱“浙佛手”或“金佛手”[11]。廣佛手引種于以上地區對于種質、品質的影響需進一步實驗探究。除此之外，根據分析結果，結合廣佛手生物學特性，并綜合考慮當地自然條件、經濟條件及栽培技術，建議選擇引種種植區域主要以廣西、湖南、云南、江西、四川等省地區為宜。

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(2017-04-10收稿 責任編輯：徐穎)

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

國家重大新藥創制專項(編號：2014ZX09301308-007)；中國中醫科學院“十三五”重點領域研究專項(編號：ZZ10-007)

徐江，助理研究員，研究方向：從事中藥基因自學及分子生物學研究，E-mail：jxu@icmm.ac.cn

[R282.2]

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2017.05.009