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编号:10484163
中药材GAP实施的复杂系统论——生产基地的选建:生态、文化和经济
http://www.100md.com 2004年10月13日 中国中药材GAP网
     作者:黄璐琦 吕冬梅 郭兰萍 周荣汉 戴汝为 来源:中国中医药网

    [摘要] 目的:探讨中药材GAP生产基地建设所应注意的问题和原则。方法:从生产基地建设的生态、文化、经济内涵入手,分析其相应的规律。结果:生产基地的建设中生态、文化、经济等因素相互影响制约,组成一个复杂系统。结论:中药材GAP实施的生产基地建设,要把生态、文化、经济等因素考虑进去,兼顾环境、社会、经济综合效益,才能体现出中药材GAP生产基地建设的要求。

    [关键词] 中药材;GAP;复杂系统;基地建设

    中药材GAP的实施是复杂系统,包括多个子系统:药材生物系统、环境系统和管理经营系统[1]。其中管理经营系统的核心是生产基地建设,要求生产基地建设体现资源的合理布局和生产力合理配置,生态的合理保护和社会、经济效益的显著提高。为达到这一要求,本文对生产基地建设中所涉及的因素,从生态、文化、经济等方面作系统分析,以此,提出中药材GAP的生产基地建设达到上述要求所应注意的问题和原则。
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    1.基地的生态建设和研究

    1.1生态影响和GAP要求

    药用(动)植物的环境生态是指与(动)植物活动直接有关的空气、水、土壤、光照等生态因子的总称[2]。生物在其生长发育过程中,一方面依靠自然环境提供生长发育、繁衍后代所需的物质与能量,即生物受自然环境的制约;另一方面,它们也不断地影响和改变环境。

    因此,生态环境的建设是中药材GAP生产中重要的环节之一,对此,中药材生产质量管理规范(GAP)第二章中,对产地环境生态提出了如下要求:○1生产基地应按中药材产地适宜性优化原则,因地制宜、合理布局。○2生产基地的环境应符合国家相应标准;土壤应符合土壤质量二级标准;灌溉水应符合农田灌溉水质量标准;药用动物饮用水应符合生活饮用水质量标准。○3药用动物养殖基地应满足动物种群对生态因子的需求及与生活、繁殖等相适应的条件[3]。其中,“产地适宜性优化原则”在基地的生态建设上主要体现了“生态适生地确定”与“景观生态建设”两方面。
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    1.2生态适生地确定与景观生态建设

    1.2.1生态适生地确定

    适生地的选择是药材基地成功的最重要的一个因子,它包括土地的位置、地表径流、走势、朝向、土质情况、水利条件和地下水位的高度,土地是生荒地还是熟地,前茬是什么样的作物;当地的气候条件、年降水量、无霜期、光照、积温、当地的自然植被,有无种植药材的历史等[4]。例如:种植黄连,须选择海拔1500m以上的山区,并具备冷凉潮湿的气候,土壤肥厚而排水良好的土地。种植泽泻则选择低湿地带,需气候温暖、排灌通畅、土质湿润的水田或沟渠、池塘周围[5]。不同地区生态环境的不同,药材质量会有很大差异。“诸药所生,皆有其界”,中药材中的“地道”观念贯穿于中药材生产的全过程,地道产地是公认的药材优生地。

    因此,生产基地最好选在地道产区,或与地道产区生态特征近似的地区作为中药材GAP的建设基地,为此,要做好中药材适生地分析。要综合分析多种因素,包括气候、水文、土壤、地形等,选出与影响药材质量相关的各种因子。由于实地考察的信息量很大,工作也比较繁琐,目前在生态研究领域引入了遥感技术以及地理信息系统,来对空间信息、地理信息及生态数据进行分析,对土地利用进行规划,对资源进行管理,从而大大的节省了人力物力。这些先进的技术可以引用到中药材适生地分析当中,一定会为中药材GAP实施做出巨大的贡献,同时也会为地道药材的产生及发展作出合理的解释。
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    这里,还需要特别指出“边缘效应”的特殊性。“地道产区”被认为是这一环境范围内最适宜植物生长的地方,即该植物的某居群在某生境下表现出最大的适宜性[6]。但应该清楚的认识到,决定药材疗效的物质基础是有效成分,有些有效成分在正常的情况下没有或很少,只有当受到外界刺激(如干旱、严寒、伤害)时才会产生,这类物质属于异常二次成分,被称为保护素(phytoalexin)[7],而这种对生物残酷的环境是出于这一生物的分布区的边缘,可见,“地道产区”不仅在药材分布区的密度中心,也有可能在边缘,如甘草、大黄、枸杞、防风等药材的地道产区,这在实际应用上的意义就在于提示了建立药材生产基地时不仅考虑适合药材生长的的区域[8],还要考虑所种中药材中成分与生态环境的关系。

    与此同时,还应注意安全性的原则。安全性,即要求药材不受污染。药材生产地区无污染源(如矿山、化工厂等)。空气、土壤、水源应尽量达到规定的质量标准,以保证生产的药材符合国家规定的安全指标[2]。不同生态环境对中药材所造成的外源性污染是不一样的。中药的外源性污染物包括重金属、农药残留、致病细菌、霉菌等。这些外源性污染物附着在中药材上,对其质量造成外源性破坏,长期使用污染物超标的中药材对人体的危害也很大。因此,必须制定出中药材安全限量及其过程控制标准用以规范中药材的基地建设,保证临床用药安全。
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    所以,生态适生地的确定应立足于“地道(主)产区”和“安全产区”这两个基本点。即符合区域性和安全性等原则[2]。

    1.2.2景观生态建设

    景观是由气候、水文、土壤、植被等自然要素以及文化现象组成的地理综合体。景观生态学是一门新兴的交叉学科,主要研究空间格局和生态过程的相互作用[9]。景观生态建设是对整体生态系统进行全面设计和建设,而不是孤立的对某一景观元素进行设计建设,是一种多目标设计建设:为人类需要,也为动植物需要而设计,为高产值而设计,也为环境协调美而设计;设计的目的是整体优化。

    进行基地建设的同时,势必会将一部分农田或自然景观划为药材种植基地,从而造成一些农田或具有生态功能的景观元素消失,为了避免生物多样性和景观多样性的降低,必须运用景观生态学的理论方法来合理的选择中药材种植基地。

    景观生态系统的结构有多种,如水平结构,垂直结构及食物链结构等。选地时,应注意合理而充分利用土地,按照生态学原理,合理的利用土地、光能、空气、水肥和热能等自然资源,使之适当加厚垂直利用层的厚度,使投入的能量和物质尽可能多的转化为经济产品,以获取优质高产。进一步探索和搞好药材与农作物间套作,药材与林木混交种植、药材与药材混种等多种立体种植经营模式[5]。例如温带湿润地区的针阔叶混交林,经砍伐后变成的次生阔叶林,改变了原来的第一乔木层、第二乔木层、灌木层、草本层和地下层的垂直结构,有的变成单层林,因而对能量和物质的保存功能下降,生产力大为降低。人们认识到这种结构与功能关系,调整系统结构,以便改善功能。采取“栽针保阔”的方法,即保留原来的阔叶树补栽红松(Pinus koraiensis)、油松(Pinus tabulaeformis)或樟子松(Pinus sylvestris);在林间空地或林缘补种胡枝子(Lespedeza)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)等林下灌木,林下种植东北细辛(Asarum heterotropoides)等药用植物,恢复自然原型的垂直结构,既增强系统对物质和太阳能的保存功能,也提高了系统的生产功能。北五味子(Schizardra Chinensis)是珍稀濒危的药用植物。它是林下、林缘的藤本植物,生长于水肥条件好的落叶阔叶林或针阔混交林内。可通过景观生态建设恢复多层林相的过程中.就地保护或移地保护。中国林蛙(Rana chensinensis)是三类保护动物.其输卵管即田鸡油(Rana temPoraia chensinensis David)是高级营养补品,因过度滥捕,其分布区已大为缩小。而林蛙夏季必须在茂密的针阔叶混交林下生活,在1km的范围内必须有经常流水的水面,必须有厚的枯枝落叶层和丰富的昆虫。冬季必须有越冬的水面。通过景观生态建设给林蛙创造这些必要的生态条件,人工养殖林蛙是不困难的。只要建造合适的产卵孵化池、变态池、有计划地选择放养场及建造越冬池、满足林蛙生活、繁育等生态条件,完全可以防止林蛙的灭绝[10]。
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    1.3生态系统的评价

    生态系统评价是针对不同的目标,对不同尺度上的生态系统进行评价。对不同的生态系统的因子进行评价,才可深入了解生态系统的变化及其所产生的服务功能,评价生态系统对人类的贡献,评价的意义在于确定生态系统的健康状况及对生态系统进行可持续管理。其中包括生态系统服务功能评价、健康评价、综合评价等许多内容[9]。

    建成后的中药材种植基地形成了新的生态环境和景观格局,具有了新的生态功能,提供了中药材。但由于中药商品的特殊性,在进行生态系统服务功能价值评估时,除了中药材的产量以外,一个重要的参数就是中药材有效成分的含量,有效成分是衡量中药材质量好坏的关键性指标,而中药材质量的好坏与人的生命息息相关,这种隐含的、潜在的价值应被考虑进去,而对这种价值的评价,直接影响到基地生态系统服务功能的总价值。总之,对基地生态系统进行不同尺度的评价对于指导今后的生产基地选择,完善中药材GAP实施、维持生态环境的可持续发展十分有益。
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    2.基地文化内容及分析

    2.1文化概念与表现

    文化指任何社会的总体生活方式,包括社会行为、知识、艺术、宗教、信念、道德、法律、传统、规范、风俗习惯以及人作为社会成员所获得的任何其他能力。文化不仅在同代间传播,同时也代代相传。一些文化因素如价值观、思想意识体系、法律以及人们的知识水平直接影响着土地利用的变化;同时文化通过影响人口增长,居住模式、消费水平和政经体制等因素来影响土地利用变化[9]。

    基地的文化内涵最直接的表现,就是人类活动和人类文明对自然景观的进行有目的的修饰和改造,形成一定的文化现象。例如传统的地道药材产区,有着几百年几千年的历史,带有浓郁的文化色彩。它也是一个文化概念,是地方传统文化的标志,反映了当地人民在药材生产和栽培技术上的造诣。地道药材与中医理论一样,既要依藉前人的经验,还要经得起历史的考验。继承、发展、再继承、再发展的唯物史观,是地道药形成的文化条件和历史条件[11]。
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    同时,在基地建设过程当中,是以人的思想为指导,其中不自觉的加入了人文的特征,这就是基地建设体现出的文化内涵。中医药是华夏民族文化的重要组成部分,在我国具有广泛的民众基础[12],基地建设所面对的对象不是单纯的土地与药材,而是与自然、社会、人类所构成的一个整体。所以,药材生产基地既要求适宜的自然条件,同时,充分考虑当地的风俗习惯,人们的文化水平、生活方式等,也是衡量生产基地建设可操作性[2]的重要指标。

    2.2文化建设与基地关系

    文化建造景观,具有几千年的文明史的中国人以自己特有的方式来选择合适的居住地,选择最满意的生态环境。用风水学来表达最古老的审美观。不仅如此,还以此观点来选择园林山水建筑等景观布局,从今天的科学的角度看,这也有一定的道理。所以人们在选择中药材基地建设的同时,会受这种潜移默化的思想影响。

    人们根据自己对环境的感知、认识、美学准则、信念等文化背景来建造生产基地。从而达到最优的审美和经济效果。例如,在基地建设的过程中考虑到边缘地段、闭合与尺度应、豁口及走廊结构等特点的地段[13]。
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    与此同时,景观也在一定程度上影响着文化。地道药材产区就是一种文化的象征,药材基地的建设也会形成一定的文化。这不仅包含基地文化,还包含企业文化等等,对这些文化加以保护、利用和继承也是人类宝贵经验与财富。

    文化与基地建设是相互影响,相互启发的。我国悠久的文明史与传统的中医药文化一定能在生产基地建设上发挥应有的优势。

    3.基地的经济建设

    3.1经济建设的要求和原则

    GAP中药材基地经济建设,首先要与市场需求相结合,根据市场需求来组织生产和销售,达到最大的经济效益;同时考虑到一定地域内的生产资源的合理有效配置问题,使得在该地域内生产中药比从事其他产业的经济效益要高;另外应当考虑到生产基地在地域内分布上的相对集中性,这样易使中药生产形成一定的规模,从而为其产品市场性的提高奠定基础;最后应适当考虑到药地区域内的道路交通、电力、技术、信息等条件。兼顾到以上几点,可以大大减少人力物力的浪费。药材栽培的投入和产出基本遵循“水桶理论”,即各项因子中,因为某一个因子表现不好,其效益状况按最低水平计算[4]。低投入、高产出、优质高效及坚持可持续发展是GAP中药材基地经济建设的重要原则。
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    3.2经济建设应注意的问题

    3.2.1规模经济:规模经济在中药材GAP实施中,主要体现在种植面积的选择上,应合理的划定种植面积,不是越大越好,目的是对有限的土地资源进行合理的利用,以达到土地与资源合理的配比,从而产生更大的经济利益。对此,可以借鉴Arhenius和Gleason在岛屿生物地理学中的研究成果,把种植面积表示为[9]:

    (1)

    S为所种物种面积;C为所种物种数目;A为所种单个药材所需的空间面积;z为统计指数。

    (2)

    X为由空间坐标u、v、w所决定的三维分布位置,即所选基地的空间位置,Y(x)为与空间位置相邻的地域状况,M为代表疗效的指标。由于考虑到中药材的特殊性,既要注意基地建设所选择的地理位置,又要兼顾药效学指标。只有充分考虑到这些特殊问题,才能在基地面积的规划上有所依据,取得较大的经济效益。
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    3.2.2最优经济效应:为了保证达到最优的经济效应,使药材基地种植不被其他的经济开发所代替,就要充分考虑系统工程中的最优经济效益性[1][14]。

    3.2.3生态经济的可持续发展

    持续发展是中药材生产基地建设的核心所在。生态破坏,环境污染,从根本上来说,主要由于资源不合理开发和不充分利用造成的。

    按照生态经济持续发展的观点。经济发展除了包括主要经济指标(总量、人均等)的增长外,至少还应包括经济效益、社会的稳定进步、生态环境的保护和再生及人的全面发展等几个方面[15]。只关心经济效益,不关心社会和生态质量的观点是不可取的。对于无限的经济发展,资源环境的数量毕竟是有限的。如果仅仅认为发展就是经济指标的增长,就会助长对资源环境的无情破坏。内蒙古是我国甘草的重要产区之一,那里的自然气候及环境条件十分适合甘草的生长,但由于连续几十年的过度放牧、掠夺性采挖和无序的经营,这一宝贵的资源遭到严重的破坏,野生资源急剧减少。据调查,野生甘草的保存面积由解放初的533333.3hm3下降到1999年的280000h m3,荒储量也由7.8亿kg减少到3.98亿kg,不仅质量下降,其等级草比例也由50年代的80%下降到不足50%,部分地区到了资源枯竭的境地。这种粗放式的经营和过度放牧,导致草地退化和沙化,植被覆盖度极具下降,加剧了水土流失和土地的荒漠化,对本地区乃至黄河上中游地区的生态环境造成极大威胁,到了非治不可的地步[16]。
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    必须协调好发展与环境的关系,合理利用各类自然资源,达到既促进社会经济发展。又保护环境,创建一个高效的中药材生产基地。

    4.小结

    中药材GAP实施中生产基地建设的这三方面:生态、文化与经济相互影响,相互制约,相互渗透,具有复杂系统多层次、交互错杂以及系统行为随时间不断改变的特性[17]。生态环境与人类文化直接或间接的关系到经济利益的好坏,而文化与经济也会反过来作用于基地的生态环境。与此同时,在不同层次上不断的产生不同类型的文化。

    中药材GAP实施应把基地建设作为生态、文化、经济复合系统,是中药材GAP实施这一复杂系统的子系统。从基地建设这一源头抓起,立足本地实际,充分发挥资源优势,在传统文化的启迪下,既遵循自然规律,又遵循经济规律,运用生态学的原理进行建设,合理利用自然资源,达到少投入高产出的目的,实现经济、社会、环境综合效益,从而更好的指导中药材GAP的实施。
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    【文献】

    [1] 黄璐琦,崔光红,戴汝为.中药材GAP实施的复杂系统论.中国中药杂志,2002,27(1):1.

    [2] 任德权、周荣汉主编.中药材生产质量管理规范(GAP)实施指南.北京:中国农业出版社,2003.9.

    [3] 国家药品监督管理局令第32号.中药材生产质量管理规范(试行).GAP研究与实践,2002,6(2):3-5.

    [4] 周成明.中药材基地建设应考虑的问题.现代中药研究与实践,2003,2:8-10.

    [5] 秦民坚.药用植物栽培和田间管理的基本知识.GAP研究与实践,2002,6(2):51-55.

    [6] 肖小河.中药材品质变异的生态生物学探讨.中草药,1989,20:46.
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    [7] 周荣汉主编.药用植物化学分类学.上海:上海科学技术出版社,1988:11.

    [8] 黄璐琦,张瑞贤.“地道药材”的生物学探讨.中国药学杂志,1997,32(9):563-566.

    [9] 傅伯杰等.景观生态学原理及应用.北京:科学出版社,2001.7.

    [10] 刘惠清,许嘉巍,刘凤梅.景观生态建设与生物多样性保护.地理科学,1998,18(2):156-162.

    [11]苏天安,范少敏,雷国莲.论地道药材的起源与发展.现代中医药,2000,3,46-47.

    [12]张瑞贤,黄璐琦.中医药文化的根本在于民族性.中国中医基础医学杂志.1997,3(6):55-57.

, 百拇医药     [13]俞孔坚.景观:文化、生态与感知.北京:科学技术出版社

    [14]李正吉.岩土植物大系统研究Ⅰ.岩土果树大系统.北京:科学出版社,1996.

    [15]蒙吉军,陈仲全.张掖绿洲生态经济系统与持续发展.干旱区资源与环境,1997,11(2):64-70.

    [16]尹成国,李秉.野生甘草资源的保护及人工种植示范工程.GAP研究与实践,2001,1(1):47-48.

    [17]钱学森,于景元,戴汝为.一个科学新领域棗开放的复杂巨系统及其方法论[J].自然杂志, 1990,13(1).

    Study on Complex System of Chinese Crude Drugs GAP FulfiIIing—Selection and Construction of Production Base:Ecology,Culture and Economy
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    HUANG Lu-qi1,LV Dong-mei1,GUO Lan-ping1, ZHOU Rong-han2,DAI Ru-wei3

    (1.China Academy of Traditional Chinese Medicine,Beijing,100700;

    2. China Pharmaceutical University,Nanjing,210038;

    3. Institute of Automation Chinese Academy of Sciences,Beijing,100080)

    [Abstract] Objective:Discussing that we should pay attention to the problems and rules in production base of Chinese crude drugs GAP FulfiIIing.Method:Analyzing the ecology,culture and economy meaning and rules on production base. Result:The ecology,culture and economy of production base affect and restrict each other and compose a complex system. Conclusion:It should consider the factors of ecology,culture and economy on the production base of Chinese crude drugs and consider the benefits of environment ,society and economy.Accordingly satisfy the requirements of the production base on Chinese Crude Drugs GAP fulfilling.

    [Key Word] Chinese Crude Drugs;GAP;Complex System;Production Base, 百拇医药