陈皮为芸香科植物橘Citrus reticulata Blanco及其栽培变种的干燥成熟果皮^[1]，为常用中药材之一，2010版《中国药典》收载的1063个成方药剂中含陈皮的就有131个^[2]。陈皮药材分为“陈皮”和“广陈皮”。广陈皮被历代名医所推崇且被奉为道地药材，至今已有700年历史。广陈皮一般来自橘主要栽培变种之一的茶枝柑C.reticulata ‘Chachi’，主产于广东新会，故又称新会陈皮^[3]，广东新会、四会产量约占总量的80%。但随着城市经济的快速发展，陈皮的种植面积骤减，因此根据生态相似性原理，开展广陈皮全球产地适宜性分析发现潜在的可替代种植区具有重大现实意义^[4]。

“药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统”(global geographic information system for medicinal plant, GMPGIS)是以地理信息系统(geographic information system，GIS)和“中药材产地适宜性分析地理信息系统”(traditional Chinese medicine geographic information system，TCMGIS)为基础的国际上第一个专业化的药用植物全球产地适宜性分析系统。本研究依据实地采集的广陈皮标本地理信息、标本馆腊叶标本及文献调研分布数据，依托GMPGIS系统，首次对广陈皮进行全球范围生态适宜产区定量化、可视化分析，并结合道地性和品质指征分析，为今后广陈皮的扩大种植提供参考。

1 数据和方法 1.1 广陈皮分布点数据

通过查阅《中国植物志》英文修订版(Flora of China)、中国数字植物标本馆(Chinese virtual herbarium, CVH)、全球生物多样性信息网络(global biodiversity information facility, GBIF)等网站和国内主要植物标本馆及相关文献的查询，选择广陈皮药材道地产区、主产区和野生分布区的101个样点采集生态因子开展全球产地生态适宜性分析。

1.2 生态因子数据

本系统采用的气候数据主要来源于CliMond全球生物气候学建模数据库(CliMond:global climatologies for bioclimatic modelling)和WorldClim全球气候数据库(WorldClim-Global Climate Data)。土壤数据来自全球土壤数据库(harmonized world soil database，HWSD)^[5]。本文选取年均温、最热季均温、最冷季均温、年均降水、年均辐射、年均相对湿度和土壤类型共7个生态因子用于广陈皮药材的产地适宜性分析。

2 方法

GMPGIS相似性算法参见《人参全球产地生态适宜性分析及农田栽培选地规范》^[5]，包括数据标准化、相似性聚类分析和栅格重分类。

3 结果分析

基于广陈皮在全球分布区的101个样点信息从数据库提取广陈皮生态因子数值范围(表 1)。依据生态相似性原理，GMPGIS系统分析得到广陈皮全球最大生态相似度区域分布图。见图 1。

3.1 广陈皮全球最大生态相似度区域分析

从图 1中可以看出，广陈皮在全球的最大生态相似度区域主要分布在中国，另有小部分区域分布于越南、巴西和日本。其中，中国国内最大生态相似度区域面积约占全球最大生态相似度区域总面积的92.79%。见图 2。

3.2 广陈皮国内最大生态相似度区域分析

由图 3、图 4可知，国内广陈皮最适种植面积最大的地区为广西壮族自治区，面积达到16.35万平方公里；广东省次之，在福建、贵州、湖南、江西、四川、重庆、云南也有分布。根据此分析结果，结合茶枝柑生物学特性，并综合考虑当地自然条件、经济条件及栽培技术，建议引种种植区域主要以广西、广东、福建、湖南、江西等省区为宜。

3.3 广陈皮生态适宜区环境因子分析

橘生物学特征为：常绿小乔木或灌木，喜高温湿润，不耐寒，稍耐荫，在年均温高的环境中适宜生长，但高温易使其停止生长，低温则造成冻害，宜选择光照充足、降水充裕、地势较高、土层深厚、通气好的沙质壤土中栽培^[6]。由GMPGIS系统分析得到的广陈皮主要生长区域生态因子范围如表 1所示。可以看出，本研究获得的广陈皮主要生长区域的生态因子范围与其生物学特性相吻合。

4 讨论 4.1 广陈皮道地性分析

芸香科植物有较大的经济价值，大多数是民间草药，有些属、种是经典中药原料，如花椒、吴茱萸、黄檗、白鲜、枳、陈皮等；在陈皮所属的柑橘属中，就有陈皮、化橘红〔C.grandis ‘Tomentosa’或柚C.grandis(L.) Osbeck〕、佛手(Citrus medica L.var.sarcodactylis Swingle)、香橼(枸橼C.medica L.或香圆C.wilsonii Tanaka)、枳实枳壳(酸橙C.aurantium L.及其栽培变种)等一系列南药品种，主产于约北纬33°以南至海南气候较炎热地方^[7]。其中不同的栽培变种经临床应用实践被分为不同的商品等级，如陈皮与广陈皮，甚至归为不同的中药材，如佛手与香橼。

古语云“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同”，说明产地对橘肉口味影响较大，如入药用则可能影响药材的性味归经，即“水土异也”会影响药材的道地性。不同于枳实枳壳古今药用品种的延续和变迁(基原物种由宋代以前应用的产于北纬33.8°~34.2°的枸橘Poncirus trifoliata(L.) Raf.变为明、清以来南方盛产的酸橙)^[8]，陈皮一直以橘C.reticulate及其栽培变种为正品，道地产区随历史南移并于明朝集中产于广东(“新会”及周边地区)^[9-10]，而后一直以广陈皮为道地。因此，长期应用实践已经证实了广陈皮的优良品质，并形成了独特的制作技艺和文化底蕴^[11]。

由此可知，广陈皮的道地性由内因(基因)和外因(生境)等多方面因素决定，同时也不能忽视人为因素，如图 5所示。

4.2 广陈皮道地性品质指征 4.2.1 DNA特征

杨桂玲等^[12]通过trnH-psbA序列分析发现广陈皮样本与橙类果皮样本之间有明显的差异，但由于广陈皮所在的柑橘属变种较多，亲缘关系都较近，因此条形码序列不能有效鉴别柑橘内或橙类内样本的差异。

4.2.2 厚薄、颜色等性状

时珍曰“橘皮纹细色红而薄，内多筋脉，其味苦辛；柑皮纹粗色黄而厚，内多白膜，其味辛甘；柚皮最厚而虚，纹更粗，色黄，内多膜无筋，其味甘多辛少”；广陈皮厚度均匀约1 mm，质较柔软，陈皮厚1~4 mm，而其近缘物种化橘红、枳实等果皮更厚^[1]。因此，厚度可作为广陈皮道地性的一项指征。李旻等^[13]证明分光测色计获取的颜色信息可实现陈皮药材品种的鉴别。

4.2.3 成分种类及含量

严寒静等^[14]采用GC-MS-DS法对3种来源的陈皮挥发油化学成分及含量进行分析，其中茶枝柑鉴定出20种(而行柑、蕉柑分别为11种和8种)；另有特异性成分2-甲氨基-苯甲酸甲酯成分的报道^[15]及独特的成分含量比例(广陈皮中橙皮苷、川陈皮素和橘皮素含量比值为19：2：1)^[16]。

4.2.4 色谱、光谱整体特征

郭念欣等^[17]建立了广陈皮和陈皮的HPLC指纹图谱，并可用于区别陈皮和广陈皮；闫珂巍等^[18]采用近红外光谱技术(NIRS)建立广陈皮的定性分析模型，表明在4 000~10 000 cm^-1广陈皮和川陈皮能够较好地区分，内部验证准确率高达100%，外部验证准确率达到90.91%。

4.3 广陈皮引种区划及评价

中药材引种以气候相似为基本原则，即引种区与原产区的气候条件相似^[19]，依据气候相似性引种是保证药用植物正常生长和药材品质的重要前提。光照、温度、水分作为构成气候条件的主要因子，是中药材产地适宜性评价的主要指标^[20]；同时中药材品质与土壤条件密切相关^[21]。因此，本课题组自主研发的药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)，对中药材生长的主要生态因子进行量化和综合分析，以期能科学、快速、准确地预测出与药材道地产区最为相近的区域，从而科学地引导中药材引种、扩种及区划。同时，通过对广陈皮道地性分析，综合考虑品种种质、产地生境及炮制加工等因素，为广陈皮引种提供理论指导，并通过引种后商品药材指征分析进行验证，保障广陈皮高品质药材的原料供应。

本文首次采用GMPGIS系统进行广陈皮全球生态适宜性区域分析，并得到了主要分布区域的生态因子范围及最大生态相似度区域分布图，预测所得区域主要分布在中国、巴西、越南等。为广陈皮药材的引种、扩种以及种植区划提供了理论依据。当然，GMPGIS系统也存在一些不足之处，但随着今后全球气候因子数据库、土壤数据库等各项基础数据库的日益完善，以及对算法、各生态因子研究的进一步深入，药用植物全球产地生态适宜性分析将更加科学合理^[22]。