“3S”技术与中药资源可持续利用

  □ 张东风本报记者

  什么是“3S”技术?它与中药有什么关系?最近,中国中医科学院中药研究所和中国林业科学研究院的研究人员的基础性研究揭示了其中的奥秘,并展示了它的发展前景。

  “3S”技术——RS、GPS、GIS

  “3S”技术,是指遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)。三者集成的“3S”技术,是用于空间信息分析的核心技术。RS是指不直接接触被研究的目标,感测目标的特征信息(一般是电磁波的反射、辐射等),经传输、处理,从中提取人们感兴趣的信息。GPS是当今最具优势的空间定位系统,具有全天候、自动化、功能多、抗干扰的特点,可解决传统定位方法精度低、工作量大、复位难的问题。GIS是当今空间信息管理和分析的最强大工具。

  “3S”技术已发展到成熟应用阶段,在信息获取、处理、应用方面的突出优势,使其在国防、交通、农业等领域得到了广泛应用,并在资源监测和保护、灾害预警和监测、环境保护等领域显现出巨大的优势和潜力。

  中药资源的分布、产量及质量变异都与地理环境变异有直接关系。道地药材作为中药特定种质在特定空间环境下的产物,充分体现了空间环境对中药资源的巨大影响。换句话说,中药资源的分布、产量及质量信息都具有空间信息的特征。因此,对空间信息的研究利用是中药资源保护和利用的关键问题。目前“3S”技术在中药资源研究和保护中的应用刚刚起步,但已展现出了良好的前景。

  “3S”技术在中药资源可持续利用方面应用广泛

  由于中药资源中80%以上为植物资源,研究人员主要以药用植物资源为主进行了探讨,“3S”技术在中药资源可持续利用中的应用主要包括以下几方面:

  “3S”技术在中药资源监测中的应用郭兰萍等研究人员指出,近20年来,由于对中药资源的掠夺式开发以及环境破坏都造成了中药资源的急剧下降。目前,我国中药资源总体处于家底不清、保护及开发利用依据不足的状态。全面实施中药资源的普查所需的人力、物力和财力极大,而且中药资源的蕴藏量在随时改变,因此,如果按传统方法进行资源调查,新的普查结果会很快失去可靠性。因此,对中药资源及其蕴藏量进行实时监测是中药资源研究、保护及利用的首要问题。

  “3S”技术以其快速、经济、方便等特点,在资源调查及监测方面显示出极大的优势。其在农林牧业等领域资源动态监测方面的应用和推广,为中药资源的动态监测提供了理论方法。目前,“3S”技术用于在群落中占绝对优势的成片存在的乔木、灌木类中药资源动态监测技术成熟,如杜仲麻黄甘草等。而对于林下资源或稀有资源的监测,如黄连贝母冬虫夏草等,则需要结合实地调查摸索新的思路和方法,如运用“3S”技术对有标记作用的伴生植物进行监测和分析,结合实地调查,可能为解决此类稀有资源调查提供思路。

  对栽培中药材长势的监测和产量的估测,也是中药资源动态监测的一重要方面。在这方面,研究人员利用“3S”技术对农作物估产模式和方法进行的研究,都可以作为栽培中药材的参考。

  “3S”技术在中药资源生态研究中的应用植物信息提取和植被分类是中药资源生态研究的基础。借鉴植被及农作物研究的经验,运用RS和GPS提取中药材遥感信息,可以研究中药材的长势、生物量等,对于野生中药材,还可以研究其所处群落的植被类型等。

  遥感对大面积农田土壤水分宏观动态监测方便、快捷、精度高。将日趋完善的“3S”技术用于中药资源尤其是栽培中药材土壤水分监测,建立卫星图像资料接收系统和快速处理分析及传输系统,将会提高大面积栽培中药材土壤水分监测和控制的能力。

  针对目前我国土壤养分管理和施肥技术的现状,从与土壤肥力、施肥、作物有关的因素着手,采用“3S”等技术手段,以精准农业理念为指导,在中药材栽培中进行合理施肥,具有很好的实用性和推广价值。

  利用“3S”技术还可以及时掌握中药资源发生病虫害情况,在病虫害还未大面积蔓延时及时采取防治措施,从而降低损失,提高产量。

  “3S”技术在中药资源区划及道地药材研究中的应用区划是对有空间特性事物最直观的分类和管理过程,“3S”技术尤其是GIS,在资源、气候、农业、灾害等的区划方面显示了巨大优势。通过GIS利用大量空间信息及相应的模型对中药资源进行区划,可克服传统凭经验区划的主观性。配合GPS和RS,还可以及时进行信息新,使区划结果更科学更有意义。

  中药道地药材是指源于特定环境的优质中药材。揭示生态环境在其形成中的作用机理,是阐明其成因的关键。“3S”技术为道地药材生态学研究提供了崭新的技术、思路和平台,必将使研究取得前所未有的成果。

  研究者认为,以“3S”集成技术系统和国家中药资源及环境数据库为基础,对中药资源及环境数据库进行定期的准同步更新,建立反馈和综合协调机制,可提高对资源与环境的宏观调控能力,为社会提供全方位的中药资源及环境信息,为中药资源的合理开发和利用提供科学依据,这一切对中药资源的可持续利用具有深远意义。

  资料来源:中国中医药报