基於地形因子的白術生態適宜性區劃研究
資源與鑒定
作者：譚喆天 黃璐琦 李國川 侯方潔 朱壽東 鄭玉光
[摘要] 通過對白術中白術內酯類成分含量與地形因子之間的相關性研究，對白術在全國主產區5省份的地形適宜性進行區劃研究，為開展白術種植的合理區域選取提供科學的依據。在對全國5省份40個產地白術實地采樣的基礎上，應用統計分析方法，全麵分析了不同地形因子條件下白術內酯類成分含量的變異，海拔、坡度、坡向對白術內酯類成分含量的影響。並應用空間技術，依據白術內酯類成分與地形因子之間的關係，進行了基於地形因子的白術生態適宜性區劃。在我國南方丘陵地區和山區適宜白術生長，白術內酯類成分含量較高，北方平原地區區域內地形條件不適宜白術的生長，但可以將白術種植在區域內地形條件適宜白術的生長的丘陵和山區地帶。最適宜白術內酯類成分積累的地形條件為海拔（200 m以上），坡度（3.00～4.99°）。
[關鍵詞] 地形；白術；生態適宜性；區劃
[收稿日期] 2014-06-19
[基金項目] 中央本級重大增減支項目（2060302）
[通信作者] *鄭玉光，Tel：（0311）83930859，E-mail
白術為菊科蒼術屬植物白術Atractylodis macrocephala Koidz.的幹燥根莖[1]，為浙八味之一。具有健脾益氣、燥濕利水、止汗、安胎的功效。富含揮發油和內酯類成分，主要為蒼術酮、蒼術醇、白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ等，其中內酯類成分具有抗炎、抗腫瘤作用[2-3]，並具有調節胃腸道功能和促進營養物質吸收的功效[4]，為白術的主要指標性成分之一。主要栽培產區為浙江、湖南、湖北、安徽、河北等地，但不同產區白術質量參差不齊，選取最適宜的區域進行白術引種栽培，才能保證白術藥材的質量。
本文在全國主產區5省份40份白術的采樣基礎上，應用空間分析技術，對白術內酯類成分含量與地形因子之間的關係進行分析研究，對全國主產區的5省份進行了地形生態適宜性分析，明確了白術內酯類成分的含量與地形條件之間的關係，為白術選擇最佳種植基地提供了依據[5]。
1 材料與方法
1.1 自然概況
研究區域內包含的省份由北向南依次為河北、安徽、湖北、浙江、湖南。海拔分布在0～1 000 m，地形由北部平原過渡到南部丘陵地區和山區，地貌類型複雜。由於受溫帶季風氣候的影響，南部省份多雨，北部少雨；年降水量河北、安徽在1 000 mm以下，湖南、湖北、浙江在1 000 mm以上，且主要集中在夏季；研究區域內年平均氣溫在15 ℃左右，最暖月最高溫在32 ℃左右。由於氣候與地形的不同組合，構成了多種多樣的生態環境類型。區域內特殊的生態環境為白術生長提供了不同的生態條件。
1.2 樣品采集
采集了浙江、安徽、河北、湖南、湖北5省份40個不同產地的二年生白術，采收時間為2013年11月，采集部位為根莖。
1.3 白術內酯類成分的含量測定
儀器和試劑：島津LC-15C高效液相色譜儀（日本島津製作所），SPD-15C紫外檢測器（日本島津製作所），島津LCsolution15C色譜工作站（日本島津製作所）；白術內酯Ⅰ，Ⅲ對照品（購自上海同田生物技術有限公司，批號分別為12101335，12090635），乙腈、甲醇、甲酸為色譜純，水為自製超純水。色譜條件：Agilent ZORBAXDB-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）（美國安捷倫科技公司）；乙腈-0.1%甲酸水（60∶40）為流動相[6]，流速1.0 mL·min-1，柱溫25 ℃，檢測波長為220 nm。測得40份白術樣品中白術內酯Ⅰ，Ⅲ含量，二者總和白術內酯類成分含量。
1.4 數據分析
1.4.1 白術內酯類成分含量地理變異分析 使用SPSS 19.0統計軟件，對40個產地的白術內酯類成分含量進行正態性檢驗，並以省份為單位，分析不同產地間的白術內酯類成分含量的差異性。對白術內酯類成分含量與經度、緯度進行相關分析，分析白術內酯類成分含量與地理位置的關係。
1.4.2 白術內酯類成分含量與地形因子之間的關係分析 使用SPSS 19.0統計軟件對白術內酯類成分含量與海拔高度、坡度、坡向進行相關分析，並分析各地形因子對白術內酯類成分含量的影響。對白術內酯類成分含量與海拔高度進行回歸分析，構建白術內酯類成分含量與海拔高度間的關係模型。
1.4.3 基於地形因子的白術生態適宜性區劃 將白術中對白術內酯類成分含量變化有影響的各地形因子劃分為不同的適應性等級，應用ArcGIS軟件，按各地形因子的適宜性等級分類結果，提取得到各地形因子的空間分布和適宜白術內酯類成分含量積累的等級分布圖。並在此基礎上將各地形因子的適宜性等級分布結果進行空間疊加，得到白術地形因子的生態適宜性等級分布圖。
2 結果
2.1 白術內酯類成分含量地理變異分析
對40份白術樣品以省份為單位進行方差檢驗，不是所有省份均符合正態分布，選用秩和檢驗對各省份白術內酯類成分含量進行差異比較，從平均秩可以看出，白術內酯類成分含量最高的為浙江，其次為湖北，最低是安徽。Kruskal Wallis秩和檢驗結果卡方值（Chi-Square）為19.731，P<；0.05，各省份白術內酯類成分含量存在顯著差異。
對白術內酯類成分含量、經度、緯度數據進行正態性檢驗，3個指標數據均不符合正態分布（P<；0.10），因此選用Spearman法對上述3個指標進行相關分析。白術內酯類成分含量與經度正相關（P≤0.05），與緯度顯著負相關（P<；0.01）。