论气候变化对中药资源的影响及应对策略
2019-05-24 16:33:13 浏览：25772 来源：中华中医药杂志
夏梅梅,钟宛凌,张子龙,秦梦圆
(北京中医药大学中药学院,北京102488)
《联合国气候变化框架公约》将气候变化定义为除气候随时间的自然变异之外,由于直接或间接的人类活动改变了大气的组成而造成的气候变化｡本文研究的气候变化是指19世纪中叶以来,人类大量燃放化石燃料,使大气中CO2等温室气体浓度增加,改变地球表面的辐射平衡,导致以气候变暖为主要特征的气候系统变化｡PICC第五次评估报告指出,1880年至2012年全球平均温度上升0.85℃,20世纪以来全球气候呈变暖趋势,研究显示,北极暖化加剧导致全球变暖趋势持续｡预计未来中长期全球气候会呈整体变暖､局部降温的趋势,21世纪中叶气候变化将会更强烈｡气候变化有潜在的不可逆转的影响,已威胁到全人类健康,并造成了不可估量的资源损失｡
中药资源是我国中医药事业发展的重要战略资源,属自然资源,按来源可分植物药､动物药､矿物药､菌物药资源等｡随着全球气候变化和水循环的改变,极端天气的频度和强度明显增加,对农､林､牧等产业造成了严重影响｡中药资源作为特殊的农业资源,其栽培､生长和采收也会受到气候变化的极大影响｡此外,气候变暖导致的中药材品种萎缩和药性改变等问题将对中医药发展造成难以预知的影响｡
气候变化对中药资源数量的影响
中药资源数量受地理环境､气候环境和人类活动的影响｡据调查,野生甘草20世纪50年代蕴藏量达200多万吨,现在不到35万吨;麝香资源比20世纪50年代减少70%;冬虫夏草､霍山石斛､人参､蛤蚧､杜仲､麻黄等野生个体已极度匮乏｡气候变化导致的环境恶化与丧失正是野生资源数量下降的主要原因之一｡气候变化加剧了氮沉降和极端气候的发展｡模拟氮沉降发现,氮沉降增加会降低土壤微生物多样性,破坏土壤理化性质,对部分中药资源构成威胁｡面对日益加剧的气候变化挑战,加强技术研究､完善中药资源动态监测信息体系､实现对中药资源的全方位保护,成为当前紧迫又艰巨的任务｡
气候变化对中药资源分布的影响
1.气候变化对中药资源区划的影响 中药资源区划是指以气候条件相似性为原则,将全国划分为不同级别的中药资源保护管理和中药资源生产区域｡气候变化会导致中药资源的适宜生长环境发生迁移或缩减｡如红花龙胆宜生长于温暖､湿润的条件下,调查红花龙胆适生区时发现,未来年平均温度增加会使红花龙胆的主要分布区向更高海拔扩张｡周云等研究表明,相较于当前适生区分布格局,大黄原植物适生区总面积将有不同程度的减少｡可见,气候变化会使中药资源适生区向更适宜的环境迁移,且面积呈现减少趋势｡中药资源适生区变化将对中药材品质和药效带来深远影响｡
2.气候变化对中药资源道地产区的影响 “道地药材”是指经中医临床长期应用筛选出来的,历史悠久､品种优良､疗效显著､具有明显地域特色,且质量优于其他产地的中药材｡但中药材的道地产区并非固定不变,历史时期的气候变化可能使中药资源道地产区发生扩张､收缩或迁移｡程春松等发现,历史气温的回暖和降水过多使黄芪道地产区向东北方向迁移;对气候变化敏感的热带和亚热带药用植物的道地产区在明清时发生了由南向北移动,该情形与近2000年的气候变迁特点一致｡综合模型预测和历史资料研究结果,气候变化造成的中药资源道地产区变迁会使中药药性改变,对中药质量､临床疗效和用药安全具有潜在影响｡
气候变化对中药资源生产的影响
1.对植物药资源生长发育的影响 研究发现,全球变暖正在改变生物物候,对野生中药资源生长发育有着深远影响｡在气候变化背景下,全球变暖引发的UV-B辐射增强､氮沉降加剧等日趋严重,这都会对中药资源造成不同程度的影响｡如,UV-B辐射增强使铁皮石斛幼苗叶片出现焦黄,甚至脱落的现象;UV-B辐射缩强导致土壤有机碳的稳定性改变,土壤的营养结构发生变化,严重影响植物的生长发育｡土壤中可利用氮随着大气氮沉降的增加而增加,土壤氮含量过高势必影响植物的生长发育｡
2.对植物药资源病虫害发生的影响 温室气体大量排放､森林破坏,使大气中CO2含量逐年增加,使全球变暖加剧｡因此,药用植物病虫害地理范围扩大､害虫繁殖速率加快｡研究表明,气候变化下东北和西北东部,华北地区年均土温有明显升高趋势,益于冬季土壤病虫微生物的越冬和早发,导致次年春夏季病虫害的发生和蔓延;气候变暖使病原微生物更易存活､繁殖,利于疫病的传播感染,使寄生虫的抗药性增强,驱虫阻力加大｡气候变化使植物病虫害的时间延长､危害程度加重,最终可导致中药资源产量和品质降低｡
3.对植物药资源产量的影响 随着全球气候的不断变化,我国干旱情况也随之改变｡具体表现为南部地区干旱减缓而北部地区干旱严重｡干旱情况加重使植物药产量严重下降｡如山茱萸在花果期遭遇干旱会造成大量落果,降低产量和品质;宁夏生长的中药材种类达1200余种,蕴藏量达4×108kg,但近年的干旱程度受气候变化影响而愈发严重,使中药生产的风险大大增加｡
4.对动物药资源的影响 野生动物入药自古以来是我国中医药的一大特色,如用于治疗骨伤顽疾的“虎骨”､抢救高热神昏重症的“犀角”等｡气候变化导致的生态环境恶化､遗传变异和物候改变等是野生动物药材极度匮乏的部分原因｡
气候变化对中药资源品质的影响
中药资源品质形成受到内外因素的影响,包括遗传特性､生态环境和人为因素等,其中,生态环境中的气候因素影响尤为显著｡
大气氮沉降会改变药用植物地上､地下部分生物量分配,短期氮沉降会显著促进药用植物地上部分生物量分配,过高的氮沉降量将抑制植物生长;过量氮沉降也会影响外生菌根真菌与寄主植物间养分的分配和循环,降低菌类药材的品质｡UV-B辐射可通过影响药用植物次生代谢影响药材的品质｡如,导致铁皮石斛的多糖､总黄酮､生物碱含量增加;显著提高土贝母鲜品中的有效成分含量和抗氧化活性;导致黄檗不同器官抗氧化物质和药用活性成分含量发生不同的变化｡
气候变化对中药资源品质有显著影响,进而会直接关系到中药的临床疗效与中药安全问题｡探讨气候变化对中药资源品质形成的影响,将对保障中药用药安全,促进中医药事业可持续发展起到重要作用｡
中药资源应对气候变化的策略
1.采取措施减缓气候变化 减缓气候变化是保障中药资源可持续发展的根本战略｡如倡导低碳生活､提高能源利用率､生态种植代替化学种植等均可适当缓解气候变化｡大量种植保持水土､防风固沙的药用植物,既可在一定程度上缓解气候恶化,又能提高中药资源产量｡另外,可充分利用“一带一路”发展机遇,探索具有经济和环境效益的友好技术和气候治理机制｡
2.重视中药资源对气候变化响应研究 持续的气候变化对中药资源的作用会影响中药材产量与质量的形成,直接关系到中药产业发展和人类用药安全,因此,加强中药资源对气候变化响应的研究极为重要｡应积极开展中药资源应对气候变化的各类研究工作,探索不同类型中药资源对气候变化的响应特点及规律,为更好地应对气候变化提供科学依据和重要参考｡
3.加强中药资源监测与保护 气候变化趋势短期内无法有效改变,因此必须加强气候变化监测力度,建立针对中药资源种植､生长和采收的专用气象预警系统,快速､准确地获得相关信息,做到有效预防和缓解气候变化对中药资源的威胁｡进一步推广气象观测技术､中药资源监测技术､水利灌溉技术､计算机数值模拟和预测技术等先进技术,及时掌握中药资源数量和分布在气候变化下的动态改变,为中药资源相关领域的研究提供科学依据｡
4.培育抗逆性强的优质品种 种质在中药资源生产中有决定性作用｡我国人工培育优良品种的技术已达到较高水平,今后可针对我国气候变化的特点,人工培育更多抗旱､耐极端高(低)温等抗逆性强的中药资源优质品种,以更好的适应气候变化｡
5.利用药用植物亲缘关系扩大药源 鉴于中药资源受气候变化影响严重,数量呈递减趋势,利用药用植物的亲缘关系寻找和扩大新药源已成为一个重要的研究方向,并具有良好应用前景｡基于药用植物间的亲缘关系挖掘新药源有益于减轻气候变化不利影响,对保障植物药资源的可持续利用具有重要意义｡