浙贝母产地适宜性分析

浙贝母产地适宜性分析

浙江贝母。浙贝母以栽培为主,为著名的“浙八味”之一。浙贝母的野生资源目前只分布在浙江宁波。家种生产主要分布在浙江、江苏、上海,湖南、安徽、福建等地也有少量种植。从生态气候适宜性角度了解江苏、上海等地与浙江等地有何差异,全国有无其他适合浙贝母生长的地区。这些研究对于了解浙贝母的道地产地形成,及浙贝母的生产发展有着重要的意义。如何利用定量和信息技术确定中药材的适宜产地,一直是中药材栽培和GAP发展的主要瓶颈之一。项目组在国家主管部门的支持下,以GIS为基本平台,成功开发了《中药材产地适宜性分析地理信息系统》(TCMGIS-I)。早期研究中,项目组采用点对点数值分析方法,以计算机为辅助工具,研究了药材的适宜产地和区划;也曾尝试性地利用了《生物适生地分析系统》开展了柴胡、地黄等药材的适宜产地分析。本文报道了运用TCMGIS-I分析浙贝母在全国的适宜产地的结果。为合理布局发展浙贝母生产、确定浙贝母区划、避免盲目引种、保证浙贝母品质提供有效指导。1ecd-i的原理和分析流程1.1数据来源及数据库ade系统基于WindowsXP,采用C#开发。后台数据库平台为SQLServer2000,GIS组件为ArcEngine9.0。共用数据库包括:气象数据库—基于全国气象站点30年(1971～2000年)地面气象数据计算所得的按栅格数据(1km2)及衍生数据;土壤数据库—1∶4000000第三次全国土壤普查至亚类的土壤数据库;空间数据库—全国1∶1000000地图的矢量数据库。矢量数据、栅格数据等空间数据和相应的属性数据通过ArcGIS的空间数据引擎ArcSDE存放于数据库中,其他属性数据通过ADO.NET进行存取。适宜产地的基本分析原理为气候、土壤的相似,即根据引种地与原产地(道地产地)气候、土壤的相似程度,划分为不同级别的适宜产地。相似性分析采用基于单元网格的相似性聚类分析,即将空间划分为有限数目、可以进行聚类分析的正方形网格(1km2),每个网格相当于一个数据对象,所用空间数据、气候土壤数据等存放在相应网格的属性表中,聚类以网格为单位进行。1.2气候、土壤因子的确定确定分析药材的道地产地作为分析的基点。在此基础上确定影响药材分布的关键性地理生态因子。格栅数据聚类前必须对数据进行标准化处理,系统提供了多种传统经典的方法。标准化后的数据可以进行距离计算。分别计算气温、降水量、土壤、海拔等气候及土壤因子对目标值的距离(相似系数,Si,Similarityindex),根据距离分别将各个指标进行重分类。也可以将气候、土壤因子等各个因子进行综合计算后得出一个综合相似系数SI,这需要根据每种药材对生态因子的要求确定权重。根据相似系数的大小将适宜区划分为最适宜区(SI≥90%),适宜区(90%>SI≥80%),次适宜区(80%>SI≥70%)。2数据处理方法浙贝母原生地(道地产区)为浙江鄞县、余姚市,其生长环境要求的气候因子数据如下:气温:最低温度不能低于-3℃,最高温度不能高于30℃;降雨量:1300～1450mm;海拔:100～300m;土壤:黄壤。聚类分析前对数据进行标准化处理。采用绝对偏差均值标准化方法:sf=1n(|x1f−mf|+|x2f−mf|+⋯+|xnf−mf|)sf=1n(|x1f-mf|+|x2f-mf|+⋯+|xnf-mf|)其中:mf=1n(x1f+x2f+⋯+xnf)mf=1n(x1f+x2f+⋯+xnf)标准化值:zif=xif−mfsfzif=xif-mfsf栅格聚类分析方法采用加权绝对值距离法,其公式为dij=∑n|xik−xjk|∗wkdij=∑n|xik-xjk|*wk,气温、海拔、降雨量、土壤类型4个因子的权重分设为0.25。3灰色区域为最适宜产地3.1根据上述目标值及分析方法,采用TCMGIS-I分析后得出了浙贝母的最适宜产地(表1,图1、图2,图中灰色区域为最适宜产区)共129个县市,其中适宜区面积较大的24个县市列于表1。3.2适宜产地与道地产区的相似系数上述适宜县与浙贝母道地产区浙江鄞县的气候、土壤等因子的综合相似系数SI分布如图3、4所示。4与浙江相似的气候土壤适宜性分析浙贝母主产区在我国的浙江鄞县、余姚市、杭州市郊,上海县(现闵行区一部分)、江苏的大丰、南通、海门、如东也是主产区。另外浙江的磐安、东阳、缙云、永康等地有东贝母(F.thunbergiiMiq.Var.chekaangensisHsiaoetK.C.Hsia)栽培。以浙江鄞县为道地药材分析的基点,气候土壤适宜性分析表明,与浙江鄞县相似的适宜地区在浙江、安徽、上海、江苏等地均有较多分布。上海县与鄞县、杭州市郊、余姚等均为最适宜区,但江苏几个主产区大丰、南通、海门、如东的气候土壤条件与鄞县有一定差异,这从侧面说明了为什么浙贝母以浙江产的最为著名。另外,气候土壤适宜性表明与与浙江鄞县相似的地区在浙江、安徽、上海等地较多,但道地产地却集中在浙江的鄞县一带,因此一个药材道地产区的形成,并不仅仅取决于生态气候等环境因子,还受到各种社会因素、各地的种植习惯等的影响。限于篇幅,本文分析得到的适宜区不是指该县全部的区域,具体细化的生