第一节 自然环境对中药资源的影响
一、自然环境对中药资源形成及分布的影响
（一）光照条件
光对中药植物生长发育的影响由光质、光强、光照时间的对比关系构成，它们各有其空间和时间的变化规律，且随着不同的地理条件和不同的时间而变化。
太阳辐射连续光谱，可分为红外光、可见光和紫外光三个光谱区。不同波长的光质，对植物生长发育影响不一。红外光谱区辐射具有促进植物茎延长生长的作用。可见，光谱区辐射既有热效应，又有光效应，对植物的光合作用和生长发育、动物的视觉等都具有重要作用。紫外光谱区辐射对病菌和病毒都有杀灭作用，对生物体也有一定影响，能引起植物的日灼、生长停止和蛋白质凝固等。
光对植物的生态习性有着重要影响，在不同光照强度下，形成了阳生、阴生和耐阴性三种类型。阳生植物指在强光照条件下生长发育健壮的植物，多分布于旷野、向阳坡地等，如蒲公英、甘草、麻黄、黄芩、红花、芍药等；阴生植物是在微弱光照条件下生长发育健壮的植物，多生于潮湿、背阴或密林之下，如人参、三七、黄连、细辛等；耐阴植物介于阳性植物和阴性植物之间，在光照良好和稍有荫蔽的条件下均可正常生长，如麦冬、侧柏、桔梗、党参、沙参等。
光照时间主要影响中药植物花芽分化、开花结实、地下贮藏器官的发育、休眠等，根据植物对日照长短的适应可分为长日照、短日照和中日照三类。光周期决定了植物的地理分布和生长季节，低纬度地区日照时间较短，分布的植物种类多为短日照植物；高纬度地区日照时间较长，分布的植物种类多为长日照植物；在中纬度地区将混合分布着长日照植物和短日照植物。
（二）水分条件
药用植物的光合作用、呼吸作用、组成等均离不开水分。一般植物的含水量占鲜重的70％～90％，水生植物含水量最高可达鲜重的90％以上，肉质植物的含水量约为90％，草本植物的含水量一般为80％，木本植物约为70％。可见，水分是植物生长发育必不可少的条件之一，直接影响其生长发育，根据植物对水分的适应能力和适应方式划分为旱生、中生、湿生和水生等类型。
中药植物在不同的生长发育阶段对水分的需求也不同。一般前期需水量少，中期需水量多，后期需水量居中。另外，植物的需水量还受气候条件和栽培措施的影响。低温、多雨时需水量减少；反之，高温、干旱时需水量增加。此外，植物在严重缺水时造成的干旱及长期阴雨天气导致田间水分过多时均会对植物的生长发育造成严重影响，甚至死亡。植物对水分最敏感的时期，称为需水临界期，该时期如果水分亏缺，将造成药材产量的损失和品质的下降，后期也不能弥补。因此，应根据中药植物不同生长发育时期的需水规律、气候条件、土壤水分状况，适时、合理地灌溉和排水，以确保中药材产量及质量的稳定、优良。
（三）温度条件
不同的中药植物类群，分布的地理格局与温度条件密切相关。如人参与三七为同属植物，但其生理生化和生长发育过程对温度具有不同的适应范围，从而形成南北不同的分区。中药植物种类繁多，对温度的要求也各不相同，但每种植物对温度都有最佳的适应范围，即最适点、最低点和最高点，称为温度三基点。超过两个极限温度范围，都会对植物造成影响。如人参的适宜生长温度是10～34℃，超过这一温度，叶片将会被灼伤以致枯死。
每种中药植物较为恒定的温度条件是与分布区相联系的，根据中药植物对温度的不同要求，可分为以下4类。
1.耐寒植物 一般能耐-2～-1℃的低温，短期内可忍耐-10～-5℃低温，最适同化作用温度为15～20℃，如人参、百合、平贝母、大黄、羌活。根茎类药材在冬季地上部分枯死后，地下部分越冬仍能耐0℃以下，甚至-10℃的低温。
2.半耐寒植物 这类植物通常能耐短时间-2～-1℃的低温，最适同化作用温度为17～23℃，如枸杞、菘蓝、知母等。
3.喜温植物 植物的生长发育过程中均需要较高的温度，如种子萌发、幼苗生长、开花结果时期等。这类植物如花期气温低于10～15℃则不宜授粉或易落花、落果等。同化作用最适温度一般为20～30℃，如忍冬、颠茄、枳壳、川芎等。
4.耐热植物 生长发育时期要求温度较高，个别植物甚至可在40℃下正常生长，同化作用最适温度一般在30℃左右。
温度对植物生长的影响极为复杂。许多中药植物种子的萌发需要低温处理，有的甚至需要高温和低温交替作用才能萌发，如西洋参种子需要高、低温交替处理方能萌发。菘蓝秋播或春播太早，当归、白芷秋播过早，均会引起开花结籽，造成根部空心不能药用。各种器官的生长对温度的要求也不相同。根在地温20℃左右的春秋季节生长迅速，而炎热的夏天较慢。低温对中药植物的开花有促进作用（即春化作用），如当归、白芷、牛蒡、菘蓝等都需要经过一段时间低温春化，才能开花结实。需要春化的植物有一年生植物、大多数两年生植物及一些多年生植物。如当归的栽培，应根据栽培目的合理控制春化的温度及时期，若采收药材则要防止早期抽薹，若要采种则要进行低温春化处理，促使其开花结实。
（四）土壤因素
土壤是植物赖以生存的物质基础，是中药植物生长发育所必需的水、肥、气、热的供应者。除了少数寄生、水生植物外，大多中药植物均生长在土壤中。它由液体、气体、固体三部分组成，按质地将其分为沙土、黏土和壤土。沙土通气透水性能好、土温变化快，但保水、保肥能力差，有些中药植物适合在沙土上生长，如珊瑚菜、甘草、麻黄等。黏土土壤结构致密、耕作阻力大、通气透水能力差，但保水、保肥能力强，适宜在黏土上种植的中药植物较少，如泽泻等。壤土是最优良的土质，其性质介于沙土和黏土之间。土质疏松、透水良好，保水、保肥能力又较强，适宜种植的中药植物种类较多，特别是根和根茎类中药材适宜在此土壤上种植，如地黄、当归、丹参、黄连等。
土壤肥力是指土壤供给植物正常生长所需的水、肥、气、热的能力。按其来源不同分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是土壤原有的肥力；人为肥力是在自然土壤的基础之上，通过耕作、施肥、改良、种植等措施人为创造出来的肥力；两者在栽培植物当季产量上的综合表现，称为土壤的有效肥力。中药植物产量的高低与土壤的有效肥力密切相关，需要根据中药植物的需肥规律和土壤的肥力状况，科学地调整中药植物与土壤的关系，通过相应的耕作改土、灌溉施肥及调整种植方式等，达到用地、养地相结合的生产目的。
土壤水分是植物生存和发展的必要条件。当土壤相对含水量为80％时，人参根增重快，生长健壮，药材产量高、质量好；土壤相对含水量在60％以下时，人参根生长缓慢，并有烧须现象发生；土壤过湿（相对含水量100％）则烂根现象严重。细辛适宜生长的土壤相对含水量为40％～50％，砂仁开花要求土壤含水量为22％～25％。土壤酸碱性对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的分解、土壤营养元素的释放等有很大影响。中药植物对土壤的酸碱度都有一定的要求。多数适宜在微酸性或中性土壤上生长，但也有比较耐酸的植物，如荞麦、肉桂、黄连、槟榔等，而有些中药植物则比较耐碱，如红花、甘草、枸杞、土荆芥等。
（五）生物因素
影响中药资源分布的生物因素主要包括种群因素和群落因素。
1.种群因素对中药资源分布的影响 种群是同一物种占有一定空间和一定时间的个体集合群。每个物种都有自己特有的空间范围，即分布区。植物分布区的形状和大小主要是受种系发生的年龄、繁殖和传播的能力，以及自然环境条件或人类活动的影响，地理的隔离和障碍也有很大的作用。
中药资源物种之间相互作用形成种间关系，种间关系是物种进化、群落演替的基础和表征，基本类型可以分为正相互作用和负相互作用。正相互作用按其作用程度分为偏利共生、原始协作和互利共生三类。负相互作用包括竞争、寄生和偏害等。例如，菟丝子常攀缘于豆科植物，吸收寄主的营养，继续迅速蔓生；冬虫夏草是麦角菌科真菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体。
2.群落因素对中药资源分布的影响 生物群落是指在一定时间和空间内分布各物种的种群集合，包括动物、植物、微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。居住在一个地区的一切生物所组成的共同体，它们彼此通过各种途径相互作用和相互影响，是不同种群之间通过种间关系（互利共生、竞争、寄生、捕食等）形成的有机整体。
在自然群落中，多种群群落更为普遍，群落内的种群成分按照自身的生理生态特性占据一定的空间，执行一定的生态功能。优势种、建群种对群落的性质和结构有显著的决定作用，一般分布在群落的最上层。如在落叶阔叶林中，群落的垂直结构可分为乔木层、灌木层、草本层和地被层，苍术、芍药、九节菖蒲等分布在草本层中，而杜仲、厚朴等高大乔木则分布于乔木层中，还有一些特殊的植物，如北五味子、中华猕猴桃等藤本植物，依附于乔木向上生长，称为层间植物。中药植物群落是具有特定药效的植物群落。
随着经纬度、海拔高度和温度的变化，中药植物群落分布具有一定的地带性，可分为水平地带性、垂直地带性和分布过渡带。
（1）水平地带性 主要包括热量变化所形成的纬向地带性和水分变化引起的海洋至大陆的径向地带性；纬向地带性，从南向北形成了各个热量带，每一个带从东向西延伸又由北向南更替。与此相应，各种植被也呈带状分布，所有植物都有一定的分布范围，如杜仲主要分布于长江以南的部分地区、长江中游及秦巴山地等，超出这些区域，杜仲在自然界将会消失。经向地带性，以水分条件为主导因素，引起植被分布由沿海向内陆发生更替。例如，在我国温带地区，沿海空气湿润，降水量大，分布夏绿阔叶林；离海较远的地区，降水减少，旱季加长，分布着草原植被；到了内陆，降水量更少，气候极端干旱，分布着荒漠植被。
（2）垂直地带性 海拔高度不同导致植被成带状分布，一般山体愈高，垂直分布的类型越多，种类的构成也越复杂；从低温山地到高温山地，中药植物的垂直分布带谱由简变繁，垂直带的高度也逐渐由高到低。
（3）分布过渡带 两个不同群落交界的区域，在此地带中，生物生活的环境条件往往与两群落的核心区域明显区别。例如，在森林和草地的交界处，林缘风速较大，水分蒸发加快，故较为干燥，太阳的辐射也强。