Page 72 - 2020年2月第31卷第3期
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KEYWORDS Astragalus membranaceus var.mongholicus；Dingxi city；Suitability zoning；Geographic information system


            黄芪为蒙古黄芪[Astragalus membranaceus（Fisch.）         辨率为 1 km×1 km 的格网数据；土壤类型数据采用
        Bge.var.mongholicus（Bge.）Hsiao]或荚膜黄芪[Astraga-       FAO-90 土壤分类系统，是根据第二次全国土壤调查
        lus membranaceus（Fisch.）Bge.]的干燥根，具有补气升            《1 ∶ 100万中华人民共和国土壤图》制成；植被类型数据
        阳、固表止汗、利水消肿、生津养血、行滞通痹、托毒排                           来源于中科院植物所《1∶100万中华人民共和国植被图》
                                                                            [13]
        脓、敛疮生肌的功效         [1-2] 。黄芪是中国传统中药，也是中              中的植被亚类数据 。
        医最常用中药之一，首载于《神农本草经》，并列为上                            2 方法
        品。现代药理研究表明，黄芪具有抗肿瘤、抗氧化、保肝                           2.1 MaxEnt模型参数及生态因子选择
        等作用，对免疫系统、心血管系统、神经系统等均有保护                               将采集到的 1 001 个蒙古黄芪样本的经、纬度信息
        作用  [3-4] ，特别是在治疗糖尿病和心血管等疾病上有显著                     和生态因子数据添加到 MaxEnt 对应的对话框中，按照
        疗效  [5-7] 。                                         要求设定参数，随机选取75％的蒙古黄芪样本数据作为
            定西市位于甘肃中部，地处黄土高原、青藏高原和                          训练集，以另外 25％的蒙古黄芪样本数据作为测试集，
        西秦岭交汇地带，通称“陇中”，是古丝绸之路重镇和新                           设定最大迭代次数为 10 ，其余采用模型的默认选项。
                                                                                 6
        欧亚大陆桥必经之地，也是甘肃省内蒙古黄芪主产地之                            运行程序，剔除结果中贡献率为0的生态因子，并再次运
        一。其辖下有安定区及通渭、陇西、渭源、临洮、漳县、岷                          行程序，最终筛选出对蒙古黄芪生长有影响的生态因
        县等 1 区 6 县，并且其中的陇西县素有“中国黄芪之乡”                       子。利用刀切法（反映不同生态因子在影响蒙古黄芪的
        的美称。目前，蒙古黄芪从种子萌发到高产的栽培种植                            生长适宜度中所占的权重）检验权重，研究各生态因子
        都有成熟的技术支持，但膜荚黄芪栽培质量不好、产量                            对蒙古黄芪生长的贡献率 。刀切图结合 MaxEnt 预测
                                                                                   [16]
        不高  [8-11] ，故现代栽培主要以蒙古黄芪为主。杨长花等               [12]  结果综合得出影响蒙古黄芪生长的生态因子。
        对4个主要黄芪产地的黄芪质量进行比较后发现，不同                            2.2  模型精确性验证
        产地黄芪中有效成分含量有差异，其中以内蒙古、甘肃                                受试者工作特征曲线（ROC 曲线）分析法在物种潜
        等地产黄芪中有效成分含量较高。                                     在分布预测模型评价中得到了广泛应用，用ROC曲线下
            最大熵模型（MaxEnt）可在最大熵原理的基础上较                       面积（AUC，其大小可作为预测模型准确度的衡量指
                                                  [13]
        为精确地推断和预测不同物种的生态适宜区域 。地                             标）进行模型精确度预测 。AUC 取值范围为 0.5～1，
                                                                                  [17]
        理信息系统（ArcGIS）利用的是生态学原理和数据分析，                        数值越接近1说明该预测的结果越好，其模型预测的结
        对物种的潜在分布区域进行预测并将成果展示出来，在                            果就越准确。当AUC在0.6以下时，说明该模型预测失
        中药相关领域也得到了广泛应用                [14-15] 。故本研究利用       败；当 AUC 在 0.6～0.9 之间时，说明该模型预测结果一
        MaxEnt 和 ArcGIS 相结合的方式，对定西市蒙古黄芪的                    般；当AUC在0.9以上时，说明该模型预测结果非常好。
        资源分布进行整合，并对其进行生态适宜区预测，为蒙                            2.3  定西市蒙古黄芪适宜区域划分标准
        古黄芪的合理种植提供理论支持。                                         利用 ArcGIS 软件 Arctoolbox 模块中的 Conversion
        1 仪器与信息来源                                           Tools将MaxEnt软件迭代运行得到的最终结果转换为栅
        1.1  仪器                                             格数据，用“按掩膜提取”工具将定西市的预测结果从全
            Rino 530HCx 型便携式卫星导航仪（北京佳明航电                    国预测结果中提取出来。在提取结果的属性表中计算
        科技有限公司）。                                            得到最大值（max）、最小值（min）、平均值（μ）、标准差
        1.2 样本信息                                           （σ）、平均值与标准差相加（μ+σ）、平均值与标准差相减
            蒙古黄芪样本由定西市经济作物技术推广站于                           （μ－σ）的值。以[0，μ－σ]为不适宜区，[μ－σ，μ]为次适
        2018 年 10 月进行批量采集（原则是以每个有蒙古黄芪                       宜区，[μ－σ，μ+σ]为适宜区，可得到其区划等级分布。
        栽培的自然村为采集单位进行样本采集），并利用便携                            3 结果
        式卫星导航仪记录每个样本的海拔和经、纬度信息。共                            3.1 MaxEnt模型的预测结果分析
        采集到1 001个蒙古黄芪样本，其中安定区34个、临洮县                            按上述方法建立MaxEnt模型重复运行5次后，得到
        108个、陇西县181个、岷县346个、通渭县35个、渭源县                      的训练集样本的 AUC 为 0.970，测试集样本的 AUC 为
        219个、漳县78个。所有样本均由甘肃中医药大学药学                          0.968，表明 MaxEnt 模型对定西市蒙古黄芪生态适宜区
        院晋玲教授鉴定为蒙古黄芪真品。                                     的预测效果良好。刀切图中显示，有16个生态因子贡献
        1.3  生态因子信息                                         率不为 0，对蒙古黄芪生长有影响见图 1（只变量：生
            从《中药资源空间信息网格数据库》中下载相关生                          态因子；不变量：生长适宜度；全部变量：有贡献率的
        态因子信息，共55项。其中气候变量数据是根据我国气                           生长因子）。定西市蒙古黄芪ROC曲线见图2。
        象观测站 1950－2000 年的气候观测数据插值成空间分                       3.2 主要生态因子的确定


        ·322  ·  China Pharmacy 2020 Vol. 31 No. 3                                   中国药房    2020年第31卷第3期
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