基于MaxEnt和ArcGIS的黄连生长适宜性区划研究

针对黄连种植适生地选择的迫切要求,该文在基于生态位理论模型MaxEnt和ArcGIS的黄连区划体系研究基础上,对黄连进行了生长适宜性区划的分析,并利用统计学分析的相关方法结合Arc GIS软件,对黄连的潜在分布区进行了生长适宜性等级划分,生成黄连生长适宜性区划图。结果发现,黄连生长最适宜区主要分布在重庆石柱、武隆、巫溪、湖北利川、恩施等地。海拔、9月降水量以及2月降水量等7个生态因子是影响黄连生长的主要生态因子,相关分析结果显示,在一定范围内,降水量与海拔的升高有利于黄连中总生物碱含量的积累。研究结果不仅阐释了最适合黄连生长的自然环境,也为黄连的生产区划、也是抚育及规模化人工种植提供科学依据。     

基于3S技术的羌活区划研究Ⅲ.基于生长适宜性和品质适宜性的羌活功能型生产区划研究

为解决药材生长最适宜生长区域与高品质区域空间分离的问题,建立具有针对性生产指导的区划,该文以羌活药材为例提出综合考虑药材生长适宜性和品质适宜性的中药材功能型生产区划方法。基于前期羌活生长适宜性和品质适宜性区划的研究结果,将羌活生长适宜性空间矢量数据与药材品质适宜性空间矢量数据进行空间加权总和处理,获得羌活生产适宜性空间矢量数据,发现优质高产区域主要分布在道地产区四川省境内;利用研究区域的土地利用现状遥感监测数据进一步对羌活生产适宜区进行功能划分,发现适宜羌活规模化种植和野生林地抚育区主要分布在四川阿坝州和甘孜州境内,与实地调研结果一致。该研究结果将为羌活的道地性研究、野生资源保护、产业化种植和野生林地抚育提供科学的理论依据与技术支持。     

基于MaxEnt模型和ArcGIS的红芪生境适宜性评价

目的 基于MaxEnt模型和ArcGIS评价红芪生境适宜性。方法 运用MaxEnt模型筛选影响红芪分布的生态因子,建立评价模型,利用ArcGIS软件评价红芪生态适宜性,得到全国红芪生境的高度适生区、中度适生区、低度适生区、非适生区。结果 红芪在我国的适生区面积为1.29×10⁶ km²,其中高度适生区面积为5×10⁴ km²,中度适生区面积为3.38×10⁵ km²,低度适生区面积为9×10⁵ km²,在生境适宜区占比分别为4.03%、26.20%、69.77%,高度适生区主要分布于甘肃省。影响红芪分布的主要生态因子为海拔、最热季度降水量、9月和12月太阳辐射量、温度季节性变化偏差和上层土壤(0～30 cm)基本饱和度。结论 本研究结果与文献记载相吻合,可为红芪引种栽培及资源可持续利用提供理论依据。     

基于3S技术的羌活区划研究Ⅱ.基于协同克里金插值的羌活品质适宜性分析及评价

药用植物经济价值关注药效物质为基础的质量特征。很多药材的道地产区与其生长适宜区并不重合,这使得基于生态适宜性的传统区划方法在中药材生产实际应用中有很大局限。为解决药材的高品质区域与高产量区域空间分离的问题,该研究以羌活药材为例提出综合药材品质参数的中药材区划方法。该文在基于协同克里金,结合药材品质空间差异,进行空间插值并进行空间叠加,得到羌活药材品质适应性区划图,再对药材品质与生长适宜性区划图进行空间叠加,构建优质高产药材区划图。结果显示,协同克里金插值构建基于药材品质数据的空间插值是可行的,理论值与实测值极显著相关,为建立基于品质适宜性的药材生产区划方法提供了理论基础;羌活药材品质区划显示品质最适区主要分布在四川省(约占29.42%),但品质适宜性与生态适宜性在空间分布上不完全吻合,显示羌活药材的品质适宜性与生态适宜性存在空间分布差异。研究结果有助于为生态适宜性和品质适宜性空间不重合药用植物的优质高产人工栽培的生产和区划提供定量依据。     

基于Maxent和ArcGIS的山茱萸生态适宜性区划研究

通过区划研究,预测山茱萸适宜种植区。通过走访和实地调查,收集山茱萸在全国主产区的样品分布信息。以山茱萸药材主产区14个产地89个采样点为分析基点,利用Maxent和ArcGIS对山茱萸进行生态适宜性研究,分析山茱萸生长地的相关生态因子如气候、地形等。影响山茱萸生长的主要生态因子包括11月降水量、3月降水量、植被类型等9个生态因子,山茱萸生长最适宜区域分布在河南、陕西、浙江、重庆、湖北、四川、安徽、湖南、山东等地,对山茱萸的潜在分布区进行了生长适宜性等级划分,生成山茱萸生长适宜性区划图。应用空间分析技术,阐释了山茱萸最适合生长的自然环境,也为山茱萸的野生抚育、引种栽培及人工规范化种植提供科学依据。     

基于MaxEnt模型与ArcGIS的线叶蓟生态适宜性区划研究

目的 预测线叶蓟在全国范围内的潜在适宜分布区,为线叶蓟野生资源开发及人工栽培驯化等提供理论依据。方法 收集248条线叶蓟样点分布数据,结合55个生态因子数据,应用最大熵模型和地理信息系统软件（ArcGIS）分析影响线叶蓟适宜性分布的主要生态因子。结果 影响线叶蓟适宜性分布的主导环境因子为11月降水量、3月降水量、5月平均气温、9月平均气温、最暖季平均温、植被类型和土壤类型。线叶蓟高度适生区主要集中于浙江、重庆、广西东北部、四川东部、湖北西北部和东部。结论 本研究结果可为线叶蓟野生资源开发利用及规范化种植提供参考。     

基于MaxEnt模型和ArcGIS的远志生境适宜性评价

目的 远志主产东北、华北、西北和华中地区以及四川省,不同产地的药用植物远志有明显质量差异,且远志的栽培区较为集中,在全国范围内针对远志的适宜性区划研究较少,为确定全国范围内的远志适宜区划,根据远志采样点所分布区域的生态因子,对全国范围内远志的生境适宜性进行评价分析。方法 运用MaxEnt模型筛选出影响远志生境分布的生态因子,构建评价模型,利用ArcGIS软件对远志的生境进行适宜性评价,得到全国范围内远志生境的高适宜区、中适宜区、低适宜区和不适宜区。结果 评价模型精度较高,得出远志在我国的适宜性分布区面积为3.21×10⁶ km²,其中高适宜区面积为0.52×10⁶ km²;中适宜区面积为0.96×10⁶ km²;低适宜区面积为1.73×10⁶ km²。高适宜区主要分布在山西省、河北省、山东省、陕西省、辽宁省和河南省。影响远志分布的主要生态因子有年均温变化范围、最干季度平均温度、最湿季度降水量、海拔、坡度、上层（0~30 cm）碳酸盐或石灰含量。结论 研究结果与相关文献的记载较为吻合,可为中药远志的野生资源保护与栽培种植提供理论参考。     

基于3S技术和MaxEnt的川牛膝在中国的潜在分布及种植空缺分析

研究川牛膝在全国范围的潜在分布及种植空缺,有利于为其实地保护及种植推广工作提供依据。该文结合63个川牛膝地理分布数据和49个相关生态因子,利用3S技术及Max Ent模型对川牛膝在全国的潜在分布进行预测及种植空缺分析。研究结果表明:(1)川牛膝在全国潜在分布面积约634 385.80 km2,主要分布于四川省的东北部、东南部,云南省的北部、东南部,贵州省的西部、西南部,重庆市的西南部、东北部,陕西省的西南部,甘肃省的东南部,湖北省的西部,广西省的西部,西藏自治区的东南部等区域;(2)影响川牛膝生长的主要生态因子是降水量、海拔、最冷月极低温度、土壤类型、月均温等;(3)全国川牛膝种植空缺区域主要位于四川省广元市、绵阳市、雅安市、乐山市、凉山州、攀枝花市,陕西省汉中市,云南省大理自治州、怒江自治州、楚雄自治州、保山市、曲靖市、文山自治州,贵州省黔西南自治州等。该研究结果对掌握川牛膝的生长环境、预测在全国的潜在分布及其栽培推广具有重要意义。     

中麻黄生态适宜性区划研究

利用最大熵Maxent模型并结合GIS技术对中麻黄在我国的生态适宜性进行预测,以寻找影响中麻黄适宜性分布的主要生态因子及适宜生长区域。对采集到38份中麻黄样本和从CVH中获得的116条中麻黄分布信息运用ArcGIS技术进行分析。利用MaxEnt模型对中麻黄在我国的生态适宜区进行预测。中麻黄MaxEnt模型ROC曲线训练数据集和测试数据集的AUC依次分别是0.986,0.958,均大于0.9,趋近于1。中麻黄较高适宜度主要集中在甘肃西部、青海东部、新疆西北部、内蒙古中部和西藏东北部。模型运算得出的中麻黄生境适宜度具有很高的准确度和可信度,表明MaxEnt模型对中麻黄在中国潜在分布区的预测效果非常好。为野生资源的探测和栽培区域的选择提供参考依据。     

基于MaxEnt模型及ArcGIS预测浙贝母适生区分布

目的:研究浙贝母Fritillaria thunbergii Miq.的生态适宜性,为其产地适宜性区域选择提供一定的参考。方法:通过数据收集、实地采样及文献查询,得到47个浙贝母分布点数据,通过百度拾取坐标系统确定分布点经纬度坐标,结合19个生物气候因子、4个(10月至次年6月)单月数据(降水量、太阳辐射、最低温、最高温),3个地形因子及10个土壤因子,采用MaxEnt数学模型和ArcGIS软件进行分析。结果:浙贝母的适生区主要集中在东南区域,总面积占国土面积的14.7%,其中高适生区占0.7%,中适生区占4.3%,低适生区占9.7%。高适生区主要分布于浙江、江苏、安徽三个省份,集中在三省交界处。影响浙贝母适生区分布的主导环境因子为12月最低温度(Tmin12)、5月最低温度(Tmin5)、3月降雨量(Prec3)、11月降雨量(Prec11)、降雨量季节性变异系数(Bio15)、5月太阳辐射(Srad5)。结论:该研究可为浙贝母产地适宜性区域的选择提供一定的科学依据。     

基于ArcGIS和Maxent的栀子生态适宜性研究

应用ArcGIS和Maxent模型分析栀子在全国的生态适宜性。以85批栀子药材为分析基点,选取适合栀子生长的生态因子。研究结果表明4月均降水量、11月均降水量和8月均温度等是影响栀子的生长最关键的生态因子,栀子适宜生长区域相对集中,北至陕西南部、河南南部、安徽中部,南至海南省北部,西至四川省中部,东至浙江沿海地区、台湾东北部。     

基于空间分析的昭通天麻生态适宜性区划研究

利用最大信息熵模型(Maxent)与地理信息系统(Arc GIS),综合气候、地形、土壤、植被等相关生态因子,对昭通天麻的潜在分布区域进行了生态适宜性等级划分。结果表明,昭通天麻的最适生区(适宜系数0.6)主要集中分布在云南昭通(镇雄、彝良和大关,总面积2 872 km2)和贵州毕节(赫章、毕节和威宁,总面积1 251 km2)境内。影响昭通天麻分布的主要环境因素为海拔、11月平均降雨量、10月份降雨量、植被类型、3月平均降雨量、4月平均降雨量、土壤类型、等温性、6月平均降雨量等。昭通天麻最适区环境参数为海拔1 450~2 200 m,年平均气温为11~13.0℃,最冷月(1月)平均气温2.8~4.0℃,最热月(7月)平均气温18.0~20.4℃,年均降雨量在900 mm左右,土壤为黄壤、黄棕壤,酸性或微酸性的砂壤土。研究结果可为昭通天麻的生产区划和仿野生栽培的选址工作提供科学依据。     

甘肃省羌活病害种类调查及病原鉴定

目的:对甘肃省岷县、渭源等地的羌活病害进行了调查和病原鉴定.方法:采取五点取样,每点调查10株,记载发病率,严重度.结果:共发现病害8种:壳二胞褐斑病Ascochyta levistici、白粉病 Erysiphe heraclei、链格孢灰斑病Alternaria burnsii壳针孢叶斑病 Septoria dearnessii、角斑病Pleospora sp.、茎点霉条斑病Phoma sp.、细菌性角斑病(属种待定)和1种病毒病(毒源待定).结论:白粉病和细菌性角斑病为害严重,是急待解决的问题.以上病害均为国内首次报道.     

羌活不同地理种群ITS序列变异及系统发生分析

利用核糖体rRNA基因内转录间隔区(ITS)序列,对我国羌活31个野生群体的遗传结构进行了分析。经PCR扩增测序,获得长度为634~635 bp的ITS核苷酸序列,其平均G+C量(57.8%)显著高于A+T量。在羌活31个居群402条序列中共检测到31个变异位点,多态位点比例为4.88%,其中,简约信息位点为12个,共有31种单倍型。AMOVA分析结果显示:羌活大部分的遗传变异发生在居群间(57%)。以宽叶羌活为外群构建的NJ树显示:31个单倍型并没有按地理分布形成明显的族群,各地理单元中的单倍型相互混杂,没有明显的地理分化模式。     

不同氮浓度对羌活幼苗生长及抗氧化酶系统的效应

目的:研究不同氮浓度对羌活幼苗的生长发育及抗氧化酶系统的影响,为羌活人工栽培的科学施肥提供理论依据。方法:基于室内水培实验,采用酶标仪动态监测不同N浓度(0,10,15,20,40 mmol·L-1)处理下,羌活根茎抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性的变化规律。结果:氮浓度介于15~20 mmol·L-1时,可有效促进羌活地上部分和地下部分生长;氮浓度超过20 mmol·L-1时,羌活地上部分生长受到明显抑制。随着氮浓度的增加,羌活根茎的SOD和POD活性呈现"V"型变化规律。即低N(10 mmol·L-1)和高N(40 mmol·L-1)处理下SOD和POD活性较高,中N(15 mmol·L-1)处理的最小。对于CAT和APX,培养初期各处理间酶活性无显著性差异,但培养至42 d,高N处理下酶活性最高且显著高于中N处理的对应值。结论:羌活对氮素营养状况存在剂量-效应关系,即低浓度和高浓度N都不利于羌活植株的生长,且高N环境下羌活植株抗氧化酶系活性显著高于其他浓度较低处理。     

羌活属植物在不同海拔引种的生态适宜性研究

采用人工引种栽培方式研究不同海拔梯度下羌活与宽叶羌活的生长状况、地下生物量和有效成分含量的变化规律,筛选羌活属植物的最佳种植区域。结果表明:(1)从栽培植株成活率和生物量等指标来看,羌活的生态适应范围是2 600~4 100 m;宽叶羌活生态适应海拔高度是1 700~3 600 m。(2)从药用部位有效成分含量与总量来看,羌活有效成分含量与总量较高的海拔范围是2 600~3 600 m,而宽叶羌活有效成分含量与总量较高的海拔则是1 700~3 600 m。综上所述,羌活生态和品质亚最适宜范围为2 600~3 600 m;宽叶羌活对应区域较宽,为1 700~3 600 m。该结果将为羌活属植株的野生驯化与人工栽培提供科学依据。     

羌活人工栽培下生物量及元素积累动态研究

通过对原产地大田移栽定植后羌活实生苗开展连续3年的定期采样观测与分析,确定人工栽培条件下,羌活地上与地下部分生长动态与元素积累的季节动态与年际动态,揭示人工栽培条件下羌活的生物量和元素动态积累规律。结果表明:(1)移栽2年后羌活植株地下部分生物量干重增加32倍,而第1年和第3年仅分别增加6倍和2倍,由此说明人工栽培羌活的产量关键是在移栽后第1年和第2年,缩短移栽后的恢复生长时间有利于缩短生产周期和提高产量。(2)移栽第1年和第2年羌活地下部分元素累积量呈稳定增长状态,第3年生长季节前期急剧下降,而后到7—8月再超过第2年秋季的积累量。(3)不论是对于地下部分增重还是地上部分生长,钙(Ca)、铁(Fe)、硼(B)和锌(Zn)均是羌活栽培后期(第2年和第3年)需求量较大的重要营养元素。该结果将为实现羌活的人工栽培技术规范制定以及专用肥配制等提供理论依据。