Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 14
РЕСУРСОВЕДЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
Ресурсоведение лекарственных растений — большой и важ ный раздел научно-практической деятельности различных специалистов.
Вся ресурсоведческая деятельность складывается из двух основных аспектов: теоретического и практического, тесно связанных друг с другом.
Теоретический аспект ресурсоведческих проблем включает:
- разработка общих положений теории ресурсоведения и методик для долгосрочных и единовременных ресурсоведческих оценок территорий;
- проблемы охраны природы, экологического зонирования территорий, вопросы по изучению степени загрязненности сырья в резуль тате антропогенного воздействия.
Практическое ресурсоведение включает теоретические разработки и рациональные организации заготовок, которые и осуществляются совместными усилиями ученых и практиков.
Растительные ресурсы относятся к природным ресурсам.
Растительными ресурсами принято называть любые объекты растительного происхождения, необходимые людям для получения материальных, а в некоторых случаях и духовных благ, которые можно реализовать при существующих техноло гиях.
Различают пять основных сфер, где прямо или косвенно используют растения:
1) в качестве продуктов питания для человека и корма для жи вотных;
2) как источник сырья для промышленности и хозяйственной деятельности человека;
3) в декоративном озеленении;
4) в охране и улуч шении окружающей среды;
5) как лекарственные средства и сырье для получения медицинских препаратов.
Под ресурсами лекарственных растений понимают всю совокупность объектов растительного происхождения, которые в том или ином виде используются или могут быть использованы в медицинской практике.
Ресурсы лекарственных растений являются предметом изучения особого раздела знаний — ресурсоведения лекарственных растений и занимает пограничное положение в системе наук, располагаясь на стыке ботаники, фармации и медицины.
Основная цель ресурсоведения лекарственных растений состоит во все сторонней мобилизации ресурсов растительного мира для нужд медицины. Объектом работы в ресурсоведении лекарственных рас тений служат их конкретные виды, дающие сырье.
Основной задачей ресурсоведения является выявление среди дикорастущей флоры тех видов, препараты которых обладают выраженным фармакологическим действием и терапевтическим эффектом.
Затем проводят отбор наиболее перспективных из них для введения в медицинскую практику. Исследуются химический состав растения, динамика накопления важнейших биологически активных веществ, зависимость их качественного состава и количественного содержания от местонахождения и факторов среды.
Параллельно организуются фармакологические испытания, при которых определяются: специфическая активность, острая и хроническая токсичность, тератогенность, канцерогенность. Выполнение этих исследований является достаточно трудоемким и дорогостоящим, кроме того требуются совместные усилия ряда специалистов. В тех случаях, когда предварительные испытания подтверждают перспективность введения в медицину исследуемого вида, то в дальнейшие разработки включаются специалисты-технологи, доводящие разработку до стадии получения препарата и лекарственного средства.
Количественная оценка ресурсов лекарственного растительного сырья требует наряду с использованием литературных и картографических научных материалов по флоре и растительности региона, экспедиционного обследо вания территории или многолетних стационарных наблюдений.
Принципиально возможны два основных подхода к ресурсоведческой оценке объектов и территорий:
1 - единовременное изучение ресурсного состояния территории или конкретных видов растений. Он реализуется в ходе экспедиционных обследований разного уровня точ ности.
2 - связан с многолетними стационарными наблюдениями и в конечном счете направлен на организа цию мониторинга среды и главнейших промысловых массивов.
Одновременно с проведением ресурсоведческих исследований изучается биология лекарственных растений (местообитание, сообщества, экологичес кие условия, интенсивность нарастания растительной массы, возобновление зарослей и т.д.).
Все эти работы имеют большое практическое значение, связанное с вопросами заготовки лекарст венного сырья, сохранением и восстановлением природных зарослей лекар ственных растений.
При выявлении новых зарослей лекарственных растений изучается вли яние факторов окружающей среды на образование и динамику накопления действующих веществ в отдельных частях растения в зависимости от фазы вегетации. Это дает возможность определить оптимальные сроки сбора лекарственного сырья и повысить продуктивность заготовок.
Экспедиционное ресурсоведческое обследование
Экспедиционное обследование складывается из нескольких этапов:
а) от бора объектов ресурсоведческого обследования;
б) подготовительных работ;
в) собственно экспедиционных полевых исследований по сбору необходи мых данных;
г) камеральной обработки данных, полученных во время по левого обследования и составления отчетных документов.
Объекты ресурсоведческого обследования.
В странах СНГ в настоящее время используется сырье, заготавливаемое примерно от 60 видов дикорас тущих лекарственных растений.
Часть видов введена в культуру, поэтому сбор их в природе не имеет существенного значения (валериана, синюха).
Малоактуально изучение запасов видов сырья, объемы возможных заготовок которого в десятки или сотни раз заведомо превышают потреб ности здравоохранения.
Первоочередного и наиболее обстоятельного обследования заслуживают виды:
с ограниченным ареалом, занесенные в Красную книгу СССР и бывших союзных республик,
а также виды — источники дефицитного сырья.
Нередко представляются интересным изучение запасов сырья древесных и кустарниковых растений, интродуцированных в странах СНГ, или широко и традиционно культивируемых растений иноземных флор, таких как, софора японская, эвкалипты. Иногда возникает необходимость изучения запасов экспортируемых растений, таких как, барвинок малый, дягель лекарственный, или пищевых, таких как, клюква, папоротник, витаминных, дикорастущих плодов и технических растений.
Часто обследования проводятся в пределах определенных административных районов. Реже работа ограничивается тем или иным естественным природным массивом.
Для выявления районов, перспективных для организации заготовок многотоннажных и дефицитных видов лекарственного растительного сырья (адонис весенний), изыскания проводятся по всему ареалу.
При региональных ресурсных обследованиях производится либо учет запасов всех основных видов лекарственных растений, произрстающих на территории района, области, края, либо только тех видов, заготовку которых намечено производить.
Одновременно с определением запасов сырья производится сбор образцов для химической таксации крупных промысловых массивов. Химическую таксацию следует осуществлять по действующим НД на соответствующее сырье.
Подготовительные работы.
На первом этапе подготовительных ра бот определяются задачи исследова ния. Чаще всего это оценка запасов лекарственного сырья и определение объемов возможных ежегодных заго товок. Параллельно с определением задач планируются вероятные сроки и продолжительность экспедиционного обследования. В тех случаях, когда речь идет лишь об определении запа сов одного вида или нескольких ви дов, несколько административных районов могут быть обследованы в один экспедиционный сезон. При вы полнении работ, связанных с экспери ментальной оценкой сроков восста новления запасов после проведения заготовок, экспедиционные обследования занимают несколько полевых сезонов.
До начала полевых работ должны быть собраны все необходимые дан ные и приобретен нужный картогра фический материал. Прежде всего не обходимо составить достаточно пол ную эколого-ценотическую характе ристику обследуемых растений, т.е, установить, в каких растительных со обществах встречаются данные виды и какие местообитания наиболее бла гоприятны для их произрастания. Для этого используются соответствующие литературные публикации, а также по метки на этикетках гербариев, храня щихся в ботанических учреждениях.
В организациях, производящих заготовки лекарственного сырья, не обходимо получить сведения о факти ческих объемах заготовок за послед ние 5 лет.
Следует подготовить также необ ходимый картографический материал. Прежде всего необходимо позаботиться о получении (через систему ГУГК) топографических карт (в разных случаях используются карты масштаба 1 : 2 500 000; 1 : 600 000; 1 : 300 000 -этот масштаб наиболее удобен; реже 1 : 100 000). Помимо топографических, желательно приобрести средне- и крупномасштабные геоботанические карты, а также лесоустроительные и землеустроительные материалы, планы и карты. В качестве вспомогательного материала могут быть использованы почвенные карты и карты торфяных ресурсов. Карты позволяют в ходе выполнения работ прокладывать маршруты, устанавливать площади зарослей или ключевых участков.
На основании собранных данных намечаются вероятные маршруты предстоящего обследования. Эти маршруты должны охватывать возможно большее число участков, где могут произрастать лекарственные растения.
Помимо картографических ма териалов и литературных данных, воз можные местонахождения зарослей нередко устанавливаются в ходе са мой экспедиции путем опроса лесни ков, заготовителей и местного населе ния с последующим уточнением этих сообщений на местности. На подгото вительном этапе определяют также ос новной метод оценки запасов сырья.
Существует два основных метода ресурсоведческих работ:
Оценка запасов на конкретных за рослях дает достоверные для обследованных массивов, но в целом не полные (для всего изучаемого регио на) сведения. Данные, полученные та ким образом, целесообразно исполь зовать для организации заготовок, но они недостаточны для долгосрочного ресурсного прогнозирования и срав нительно быстро устаревают,
т. к. выявленные несколько лет тому назад заросли могут быть распаханы, заняты под строительство и т. п. Поэтому при исполь зовании указанного метода ресурсные обследования через не сколько лет необходимо повторять
Использование метода ключевых участков дает менее точные (по усло виям конкретных зарослей), но более полные и стабильные данные. Их це лесообразно использовать для долго срочного прогнозирования ресурсоведческой обеспеченности и планиро вания заготовок сырья. Однако для практической организации заготовок они дают меньше информации.
Следует отметить, что метод ключевых участков, метод можно применять лишь для оп ределения запасов сырья, получаемого от видов, четко приуроченных к определенным растительным сообществам или элементам рельефа, встречающихся со значительным обилием, мало изменяющих по годам свою численность и степень развития сельскохозяйственных угодий.
Пред полагается также, что в распоряжении исследователей имеется весь необхо димый картографический материал. Во многих случаях целесообразно ра ботать, применяя оба метода, определяя при этом запасы таких видов как брусника, черника, багульник (господствующих в травяно-кустарниковом ярусе определенных типов леса) мето дом ключевых участков, а видов, не приуроченных к определен ным растительным сообществам, и также видов, распространение которых связано обычно с деятельностью человека (горец пти чий, подорожник, пустырник, полынь горькая, ромашка душистая и др.) — на конкретных зарослях.
Полевые обследования.
Для организации полевого обследования создается экспедиция или партия. Она определенным образом оборуду ется и снаряжается. В ходе полевого обследования используют (с необхо димой корректировкой) данные, полу ченные в ходе подготовительных ра бот.
Важнейшие задачи на этом эта пе -
выявление промысловых зарос лей,
установление границ массивов заготовок,
определение урожайности лекарственных растений и
оценка ве личины запасов на этих участках и массивах.
Местонахождение промыс ловых зарослей и массивов устанав ливают в ходе маршрутов на местно сти. Выявленные заросли и массивы наносят на выкопировки топографических карт с помощью системы ус ловных знаков и обозначений.
Площадь заросли определяют, приравнивая ее очертания к какой-либо геометрической фигуре и изме ряя параметры (длину, ширину, диа метр), необходимые для расчета площади этой фигуры. Измерять площадь можно шагами или другими общеизвестными методами. Иногда, особенно в степных районах, в тех слу чаях, когда заросль располагается вдоль дороги и ширина ее относитель но слабо варьирует, допускается изме рение по спидометру автомашины. Если заросль более или менее соот ветствует выделу карты (геоботани ческой, плана лесонасаждений и т. д.), то площадь ее устанавливают по ука занным материалам с помощью палет ки или путем точного взвешивания со ответствующих участков выкопировки.
Иногда, когда растения в заросли распределяются неравномерно, обра зуя отдельные пятна (куртины), вначале определяют площадь всей территории, где встречается данный вид, а затем процент площади, занятой этим видом. Это осуществляется путем прокладки на обследуемом участке серии параллельных ходов, разбитых на равные по длине отрезки. В пределах каждого такого отрезка подсчитывают часть, пройденную по пятну, занятому изучаемыми видами.
Для определения запаса лекарственного сырья необходимо знать две величины — площадь заросли и ее урожайность (плот ность запаса сырья).
Площадь заросли определяют, приравнивая ее очертания к какой-либо геометрической фигуре (прямоугольнику, квадрату, трапеции, кругу и т. д.). Затем измеряют параметры (длину, ширину, диаметр и т. д.), необходимые для расчета площади этой фигуры. Измерять можно шагами или другими общеизвестными методами.
Иногда, когда растения в заросли произрастают неравномерно, образуя отдельные пятна (куртины), вначале определяют площадь всей территории, где встречается данный вид, а затем процент площади, занятой этим видом.
Эта процедура осуществляется путем прокладки на обследуемом участке серии параллельных и перпендикулярных маршрутных ходов, разбитых на равные по длине отрезки. В пределах каждого отрезка подсчитывают часть, пройденную по пятну, занятому изучаемым видом.
Определение урожайности (плотности запаса сырья)
Существуют различия между понятиями урожайность и плотность запаса сырья. Однако многие специалисты, занимающиеся ресурсоведением лекар ственных растений, считают их синонимами.
Урожайность (плотность запаса сырья) — величина сырьевой фитомассы, полученная с единицы площади (1 м2, 1 га), занятой зарослью.
Реальная урожайность значительным образом варьирует в разных зарос лях и зависит от многих факторов.
На практике определение урожайности осуществляется с помощью
трех методов:
- использования учетных площадок,
- модельных экземпляров и
- на основании определения проективного покрытия.
Для некрупных травянистых растений и кустарников, у которых сырьем служат надземные органы, урожайность рациональнее определять
на учетных пло щадках. Этот метод наиболее точен, поскольку не производятся дополни тельные пересчеты, снижающие точность исследования.
Однако при оценке урожайности подземных органов или при работе с крупными растениями, для которых требуется закладка учетных площадок большого размера, этот метод слишком трудоемок. В этих случаях предпочтителен метод модельных экземпляров.
Для низкорослых травянистых и кустарничковых растений, особенно когда они образуют плотные дерновинки, рекомендуется приме нять метод оценки урожайности на основе проективного покрытия.
Определение урожайности на учетных площадках
Учетная площадка — участок от 0,25 до 10 м2, заложенный в пределах промысловой заросли или массива для определения массы сырья, числен ности растений или учета проективного покрытия.
Размер площадки устанавливают в зависимости от величины взрослых экземпляров изучаемого вида. Оптимальным считается размер, при котором на площадке помещается не менее 5 взрослых экземпляров растений. Форма площадки (прямоугольная, круглая, квадратная) не играет существенной роли.
Число площадок, необходимых для достижения достаточной точности результатов вычисляют на основании разницы между минимальной и максимальной массой сырья, собранного с одной учетной площадки.
Необходимое число площадок можно определить по формуле:
n = , где
n – необходимое число площадок;
p – требуемая точность (обычно 15 %);
v – коэффициент вариации, определенный по формуле:
v = , где
где x– средняя арифметическая;
S – среднее квадратичное отклонение.
Величину среднего квадратичного отклонения легко определить по формуле:
S = ak, где
а – разница между максимальным и минимальным значениями измеряемого признака;
k – коэффициент, зависящий от числа заложенных площадок (величины выборки) n.
Значения переводных коэффициентов в зависимости от объема выборки (по Снедекору, 1961):
|
n |
k |
n |
k |
|
2 |
0,886 |
12 |
0,307 |
|
3 |
0,591 |
14 |
0,294 |
|
4 |
0,486 |
16 |
0,283 |
|
5 |
0,430 |
18 |
0,275 |
|
6 |
0,395 |
20 |
0,268 |
|
7 |
0,370 |
30 |
0,245 |
|
8 |
0,351 |
40 |
0,231 |
|
9 |
0,337 |
50 |
0,222 |
|
10 |
0,325 |
||
Учетные площадки закладывают равномерно на определенном расстоянии друг от друга таким образом, чтобы по возможности охватить весь промысловый массив или заросль.
Чаще намечают серию маршрутных ходов, пересекающих заросль в разных направлениях. Можно закладывать ряд параллельных или перпендикулярных друг другу ходов и ходов по диагонали заросли. Закладывают площадки вдоль этих ходов через определенное, заранее условленное число шагов или метров.
Закладка площадок осуществляется независимо от наличия или отсутствия экземпляров изучаемого вида в данном месте.
Если массив представляет отдельные пятна, занимающие определенный процент площади, площадки располага ются только в пределах этих куртин (пятен) и не закладываются на участках, лишенных изучаемого вида.
Определение урожайности в куртинах (пятнах) подсчетом про цента площади, которую они занимают, как правило, проводится в тех случаях, когда лекарственные растения занимают менее по ловины площади сообщества.
Чем равномернее распределен вид и больше его обилие, тем меньше надо учетных площадок.
В опти мальных случаях достаточная точность может быть достигнута при заложении 15 площадок, при неравномерном же распределе нии вида число их достигает 50, но в большинстве случаев для определения урожайности достаточно бывает заложить 25 площа док размером 1 м2.
Точность опре деления запаса сырья тем выше, чем больше число учетных пло щадок. Поэтому при той же трудоемкости исследования большее количество мелких учетных площадок дает более точный резуль тат, чем меньшее количество более крупных площадок.
Для травянистых видов или кустарничков закладывают пло щадки размером от 0,25 до 4 м2.
Форма площадок (прямоугольные, квадратные, круглые) не играет роли. При работе с площадками размером 0,25 м2 удобно использо вать круги из проволоки диаметром 56 см.
Урожайность растения зависит от численности экземпляров на единице площади и от степени их развития. Поэтому, на каждой учетной площадке, прежде чем собрать с нее сырье, определяют процент проективного покрытия вида или же под считывают число его взрослых экземпляров.
После закладки учетных площадок на каждой из них собирают всю сырьевую фитомассу в соответствии с требованиями НД на конкретный вид сырья и рекомендациями по сбору и сушке данного вида (Правила сбора и сушки, 1985).
Сырье сразу же взвешивается с точностью до + 5 % (собранное с каждой площадки отдельно).
Из сырья, собранного с учетных площадок при определении урожайности, можно отобрать образцы для проведения химической таксации зарослей. Далее может быть рассчитана урожайность вида на данной заросли.
Урожайность — это величина сырьевой товарной фитомассы, образуемой популяцией данного вида.
Поэтому всходы, ювенильные или поврежденные экземпляры не подлежат сбору.
Собранное с площадки сырье сразу взвеши вают с точностью ±5%. Достижение большей точности трудоемко и нецелесообразно, поскольку на точность оценки урожайности не влияет.
При взвешивании удобнее пользоваться рычажными ве сами без гирь. Это значительно сокращает затраты времени на взвешивание.
Ориентировочные данные о необходимом числе площадок для определения урожайности можно получить на основании разницы между минимальной и максимальной массой сырья, собранного с одной учетной площадки.
Так, если заложено 15 площадок, а ми нимальное и максимальное количество фитомассы, собранной с 1 площадки, различается не больше, чем в 5—7 раз, можно огра ничиться этим числом площадок.
При разнице между минималь ной и максимальной массой в 15—20 раз необходимо заложить еще 15—20 площадок.
Пример расчета урожайности при использовании метода учетных площадок.
На заросли ландыша майского заложено 15 учетных площадок (v) для определения урожайности (Y). С площадок собрано сырье и при его взвешивании получены следующие данные (v1), г: 185, 191, 152, 51, 200, 230, 287, 238, 187, 201, 67, 176, 189, 247, 125.
Вычисляем среднюю арифметическую по формуле
М = (1) М= = 181,7 г
Для определения ошибки средней арифметической необходимо считать дисперсию
С = ∑v2 - (2)
и квадратичное отклонение
S = (3)
C = 551514*- = 551514 – 495405 = 56109
* - (сумма квадратов всех чисел)
S = = 63,3
Ошибку (m) вычисляем по формуле m = (4)
m = = 16,35
M + m = 181,7 + 16,3 г/м2
m составляет 9 %, т.е. урожайность определена достаточно точно.
Величину эксплуатационного запаса определяют умножением площади заросли (0,25 га) на нижний предел величины урожайности (М – 2m)
2500 м2 {181,7 – (2 16,3)} = 2500 149,1 = 372750 г = 372,б7 кг свежесобранного сырья.
Выход воздушно-сухого сырья составляет – 20 % (по таблице).
Таким образом, эксплуатационный запас на заросли равен 74,5 кг воздушно-сухого сырья.
Определение урожайности по модельным экземплярам
Под термином «модельный экземпляр» подразумевается среднестатистический по массе товарный экземпляр (или иногда побег) лекарственного растения, определенный для конкретной промысловой заросли массива.
При оценке урожайности по модельным экземплярам необхо димо установить два показателя
Отдельными экземплярами оперируют, когда растения относительно невелики и «границы» экземпляров легко устанавливаются.
Если же сбор сырья с целого экземпляра трудоемок (деревья, крупные кустарники), либо его границы трудно определить, предпочтительнее использовать в качестве учетной единицы побег.
Подсчет численности экземпляров (побегов) проводят на учет ных площадках размером от 0,25 до 10 м2, заложенных равномер но в пределах заросли или же на маршрутных ходах.
Размер площадок определяется размерами изучаемого вида, а число их - густотой заросли и равномерностью распределения изучаемого вида по площади.
Для господствующих в травостое видов при относительно равномерном их распределении обычно достаточно заложить 15—20 площадок, при меньшем обилии и неравномерном распределении число это возрастает до 30—50.
Для оценки урожайности с точностью ±15% при работе мето дом модельных экземпляров оценку численности экземпляров и, величины их сырьевой фитомассы необходимо проводить с точно стью ±10%.
Если численность экземпляров невелика (на 1 м2 приходится в среднем меньше 1 экз.), подсчитывать ее лучше всего на маршрутных ходах.
При этом можно использовать те же мар шрутные ходы, что и для определения площади заросли, однако их необходимо разбивать на отрезки по 20, 50 или 100 шагов в зависимости от размеров заросли и ее густоты (чем крупнее за росль и чем реже встречается вид, тем большие размеры должны иметь отрезки хода).
Число товарных экземпляров (побегов) подсчитывают по маршрутному ходу в полосе шириной 1 м или 2 м, т.е. вытянутых вдоль маршрутного хода площадках, так называемых трансектах.
Для получения достоверных средних величин необходимо провести подсчеты на 25—40 отрезках маршрутного хода.
Для определения сырьевой массы модельные экземпляры (по беги) отбирают на учетных площадках или по маршрутному ходу, при этом берут все товарные экземпляры без субъективного вы бора «типичных».
Наиболее объективен систематический отбор, когда берут модельным каждый второй, пятый или десятый экзем пляр, встреченный по маршрутному ходу. Число модельных экземпляров зависит от степени их варьиро вания.
При определении массы подземных органов или соцветий в большинстве случаев бывает достаточно 40—60 модельных эк земпляров.
Надземные вегетативные органы варьируют сильней и поэтому число модельных экземпляров (побегов) может увели читься до 100 и даже больше.
В случае, если экземпляры сильно различаются по степени развития, можно разбить их на 2—3 груп пы, различающиеся по этому признаку, например с 1—3 побегами (листьями) и с большим числом побегов (листьев) или же на веге тативные и генеративные экземпляры.
Необходимое число моде лей в каждой группе, и в целом, в этом случае будет меньше.
Естественно, что при разбивке на группы и подсчет численности экземпляров нужно проводить по каждой группе отдельно.
У каждого модельного экземпляра взвешивают его сырьевые органы и затем рассчитывают
среднюю арифметическую (М±m) этого показателя.
Число экземпляров в выборке, представительно отражающее массу модельного растения, определяют по той же формуле, что и число учетных площадок. Очевидно, что величина выборки зависит от степени варьирования массы сырья у отдельных экземпляров.
Урожайность рассчитывают, перемножая среднее число экземпляров на среднюю массу сырья одного модельного экземпляра.
Проводить взвешивание всех экземпляров вместе, а затем счи тать среднее, разделив общую массу на число экземпляров, недо пустимо, поскольку такой метод исключает возможность статисти ческой обработки полученных данных. Лишь в тех случаях, когда определяют запас ягод или цветков, можно оценить средний вес одного экземпляра в результате десятикратного взвешивания 100 экземпляров.
На заросли площадью 5 га определяли численность экземпляров щитовника мужского на 30 трансектах длиной 13 м (средняя длина шага 0,65 м, количество шагов по 20 в полосе шириной 2 м. Таким образом, на каждом отрезке хода численность товарных экземпляров определяли на площади 26 м2).
Вычисление средней численности и ошибки средней арифметической (M + m) показало, что численность товарных экземпляров на каждом отрезке хода составляет 12,3 + 1,26 экземпляра.
Для определения массы сырья было взято 50 товарных экземпляров, корневища каждого экземпляра взвешены (х2), и рассчитана
средняя масса корневища одного (модельного) экземпляра ().
Она составила 74,9 + 6,1 г.
Урожайность (Y) рассчитывали как произведение
поэтапно: , а ошибку произведения средних ( - по формуле:
= .
Таким образом, средняя урожайность на 26 м2 составляет 921+ 120, или на 1 м2 – 35,4+4,6 г/м2.
Определение урожайности (плотности запаса сырья) по проективному покрытию
Под проективным покрытием понимают площадь проекций надземных частей растений на поверхность почвы
Определение урожайности этим методом удобно при работе с невысокими или стелющимися растениями,
такими как брусника, толокнянка, чабрец.
При определении урожайности этим методом устанавливают две величины:
- среднее проективное покрытие вида в пределах заросли и
При определении уро жайности по проективному покрытию - наиболее трудоемкий, но и наиболее точный метод.
Среднее проективное покрытие определяется на основе замеров проективного покрытия в серии учетных площадок. Их необходимое количество устанавливается подобно тому, как для метода работы на учетных площадках.
Замеры осуществляются различными способами:
Первые два способа могут быть рекомендованы лишь опытным исследователям. Применение квадрата-сетки дает удовлетворительные результаты даже при относительно небольшом опыте ресурсоведческой работы.
Для определения «цены» 1% покрытия на каждой площадке срезают и взвешивают сырье с 1 дм2 и таким образом определяют «цену» (М±m) 1% проективного покрытия и рассчитывают среднестатистическое значение цены 1 % проективного покрытия.
Следует помнить, что величина эта будет различна в разных растительных сообществах и в различ ных экологических условиях, поэтому при работе с этим методом «цену» 1 % проективного покрытия необходимо определять на каж дой обследуемой заросли.
Урожайность подсчитывают как произ ведение среднего проективного покрытия (M+m) на «цену» 1% (M1+m1) проективного покрытия по тем же формулам, что и при работе с модельными экземплярами.
Оценка величины проективного покрытия бывает необходима не только при определении урожайности этим методом, но и для общей характеристики зарослей.
Наиболее простым, но самым неточным методом, является гла зомерное определение проективного покрытия.
Оценивают его на каждой учетной площадке, глядя на нее сверху и прикидывая, какую часть площадки занимают надземные части исследуемого растения, если они будут плотно примыкать друг к другу.
Но этот способ могут применять лишь опытные исследователи при доста точной натренированности.
Расчет величины запаса на конкретных зарослях
Ресурсоведы различают два вида запасов: биологический и эксплуатационный.
Биологический запас — величина сырьевой фитомассы, образованной всеми (товарными и нетоварными) экземплярами данного вида на любых участках, как пригодных, так и непригодных для заготовки.
Эксплуатационный (промысловый) запас — величина сырьевой фитомас сы, образованной товарными экземплярами на участках, пригодных для промысловых заготовок.
В тех случаях, когда урожайность определяется непосредственно на учетных площадках, заложенных в конкретной заросли, запас лекарствен ного растительного сырья на этой заросли рассчитывают как произведение средней урожайности на общую площадь заросли.
При определении величины запаса с помощью методов модельных эк земпляров и по проективному покрытию вначале рассчитывается урожай ность в данной заросли так, как это указано в соответствующих разделах, а затем полученная величина умножается на величину площади заросли.
Расчет биологического запаса сырья ведется по верхнему пределу урожайности (M + 2m), но практическое значение этой величины небольшое.
Расчет величины эксплуатационного запаса ведется по нижнему пределу (M – 2m).
Пример расчета запаса сырья на конкретной заросли
На заросли ландыша площадью 0,25 га была определена урожайность свежесобранного сырья (травы):
181,7 + 16,3 г/м2.
Величину эксплуатационного запаса определяем, умножая площадь заросли на нижний предел величины урожайности:
2500 м2 х {181,7 – (2 х 16,3)} = 2500 х 149,1 = 372750 г = 372,8 кг свежесобранного сырья.
Расчет объемов ежегодных заготовок
Эксплуатационный запас сырья показывает, сколько сырья можно заго товить при однократной эксплуатации заросли.
Однако ежегодная заготовка на одной и той же заросли допустима лишь для лекарственных растений, у которых используются плоды.
В этом случае суммарная величина эксплуа тационного запаса на всех зарослях равна возможному объему ежегодных заготовок. В остальных случаях при расчете возможной ежегодной заготовки необходимо знать, за сколько лет после проведения заготовок заросль вос станавливает первоначальный запас сырья.
Считается, что для соцветий и надземных органов однолетних растений периодичность заготовок — I раз в 2 года;
для надземных органов (травы) многолетних растений — 1 раз в 4—6 лет;
для подземных органов большин ства растений — не чаще 1 раза в 15—20 лет.
При этом в северных районах и зарослях, располагающихся в худших условиях местообитания, следует брать максимальную продолжительность периода восстановления.
Объем возможной ежегодной заготовки сырья рассчитывают как частное от деле ния эксплуатационных запасов сырья на оборот заготовки, включающий год заготовки и продолжительность периода восстановления ("отдыха") заросли.
Так, если эксплуатационный запас ландыша в массиве заготовок составляет 200 кг, а восстанавливается он в данных географических условиях за 4 года, то в пределах этого массива ежегодная возможная заготовка не должна превышать 200/(4+1) = 40 кг.
При определении мест заготовки исходят из того, чтобы каждая заросль в массиве эксплуатировалась не чаще одного раза в 5 лет.
Оценка величины запасов лекарственного сырья на ключевых участках с экстраполяцией данных на всю площадь обследуемой территории.
Возможности применения метода
Метод определения запасов на ключевых участках
может быть применен
Эти картографические материалы нуж ны для определения площадей угодий, к которым приурочены изу чаемые лекарственные растения.
Работа методом ключевых участков требует достаточно высо кой квалификации ресурсоведа и предварительного сбора мате риала по приуроченности изучаемых видов к определенным местообитаниям.
Приуроченность лекарственных растений к определенным типам угодий, как правило, не абсолютна. Какой-то процент определенного типа леса или другого угодья может оказаться без лекарственного растения или его будет так мало, что участок окажется непригодным для промышленной заготовки сырья.
Следовательно, необходимо наличие дополнительных сведений об экологических условиях, от которых зависят обилие лекарственного растения, например, плотность древостоя (и сомкнутости крон), освещенность участка, почвенные характеристики, влажность.
Следовательно, работа с использованием ключевых участков требует достаточно высокой квалификации ресурсоведа и проведения предварительных работ (или использования литературных данных, полученных в сходных условиях, об экологических характеристиках изучаемого лекарственного растения).
К числу растений, для изучения запасов которых может быть применен метод ключевых участков, относятся такие виды, как аир, аралия, брусника, багульник, вздутоплодник сибирский, кру шина ломкая, крестовник широколистный, лимонник, маралий ко рень, толокнянка, черника, чемерица Лобеля, шиповники, элеутерококк, якорцы стелющиеся, эфедра горная и некоторые другие.
Число и размер ключевых участков.
Ключевые участки — это площади, которые служат эталоном данного типа угодий по сырьевым запасам интересующего нас растения.
Число их должно быть достаточно большим для получе ния статистически достоверных результатов по характеристике размещения и урожайности на этих ключевых участках зарослей изучаемого вида.
Размеры ключевого участка могут быть различными. Они тем больше, чем выше неоднородность растительного покрова. Обычно ключевые участки имеют площадь от одного до нескольких квадратных километров, но могут быть и меньших размеров.
Обычно площади ключевых участков бывают от одного до не скольких квадратных километров, но могут быть и меньшего раз мера.
Все фитоценозы или ландшафтные, морфологические, почвенные единицы, на которых присутствует изучаемое лекарственное растение, на площади ключевого участка принимаются за генеральную совокупность.
Расчет эксплуатационного запаса сырья на ключевом участке проводится по тому же алгоритму, что и расчет для конкретных зарослей.
В дальнейшем количественные характеристики продуктивных выделов леса, полученные на ключевых участках, экстраполируются на другие закартированные территории. При этом экстраполяция может проводиться для однотипных условий растительно го покрова, например, в пределах геоботанического района, округа или в широтном направлении в пределах полос 1 и II порядков (по определе нию, приведенному в книге «Расти тельный покров СССР», 1980).
При работе методом ключевых участков требуется, чтобы ими было охвачено не менее 10% площади потенциально продуктив ных угодий, на которых изучаемый вид может образовать про мысловые массивы.
Выбор мест для закладки ключевых участков
Ключевые участки закладывают только в потенциально продуктивных угодьях, там, где лекарственное растение может обра зовывать промысловые заросли.
Выбор площади ключевого участка не должен быть субъек тивным. Нельзя закладывать ключевые участки специально по площади зарослей, т. к. в этом случае будут получены очень за вышенные данные.
Поэтому ключевые участки закладывают так же, как и учетные площадки — строго систематически, намечая их расположение по плану лесонасаждений, землеустроительным картам или непосредственно на местности.
Например, каждый десятый ручей (в тех случаях, когда изучаемый вид образует за росли преимущественно по долинам ручьев) или каждый третий (пятый) выдел соответствующего типа леса в квартале.
В задачу исследования на ключевом участке входит объективная ха- рактеристика потенциально продуктивного угодья с участием лекар ственного растения, которое оконту рено на плане или карте. Так, напри мер, ключевым участком может быть квартал или несколько кварталов леса с потенциально продуктивными выделами леса с участием толокнянки (сосняки-беломошники, гари или выруб ки сосняков-брусничников и т. д.).
Потенциально продуктивные выделы леса на ключевом участке играют роль учетных площадок. Необходимо провести выборочное исследование потенциально продуктивных лесных выделов с толокнянкой, пересекая ключевой участок маршрутными хода ми, определить для них среднюю уро жайность сырья (проводится обычны ми способами, описанными выше).
Для определения площади продук тивных выделов можно использовать лесной план с контурами выделов и таксационные описания лесничества, где имеются данные о площади, заня той выделами каждого типа леса. Од нако при закладке учетных площадок, как на площади участка заготовки, так и на ключевом участке не все вариан ты выборки потенциально продуктив ных выделов окажутся действительно продуктивными. Поэтому для опреде ления общей площади продуктивных выделов используется расчет в про центах выделов с участием лекар ственного растения по отношению к общему числу выделов, попавших в выборку. В геоботанике это называется определением «постоянства» вида (степень участия в ассоциации).
Может быть применен и другой подход к выбору ключевых участков
Так, М. Г. Пименовым с сотр. (1976] при изучении запасов сырья вздутоплодника сибирского в юго-восточном Забайкалье были выбраны 12 ключевых участков, типичных для местного ландшафта, каждый разме ром 10-15 км2. На каждом ключевом участке прокладывалось 4-6 трансект поперек основной ориентации гряд сопок и долин. Трансект имел ширину 2 м и протяженность 4-10 км. В пределах маршрутного хода учет запаса сырья велся дифференцированно по основным геоморфологическим раз- ностям - склон южной экспозиции, терраса, днище распадка. Определялась средняя плотность запаса сырья на всех трансектах и экстраполировалась на всю площадь ключевого участка. Такой подход обеспечивает репрезентативность выборки, но он трудоемок,
Если изучаемый вид приурочен к береговой линии реки, ручья или озе- ра, ключевым участком может бы определенный (1-2 км) отрезок береговой линии. В пределах этого отрезка измеряют площади, занятые популяциями лекарственного растения, определяют плотность запаса сырья в нескольких различающихся друг от друга по обилию растений в популяциях. Затем рассчитывают среднюю плотность запаса сырья на один ключевой участок. Чем более вариабельно обилие лекарственных растений в популяциях, тем в большем числе их должно быть проведено определение урожайности сырья.
Работа на ключевых участках
В тех случаях, когда ключевой участок однороден по расти тельному покрову и экземпляры изучаемого вида распределены на нем равномерно (например, горный склон с отдельными экзем плярами барбариса), нет необходимости определять процент пло щади, занятый зарослью.
В этом случае через ключевой участок прокладывают несколько трансект, на которых подсчитывают чис ло экземпляров (побегов) изучаемого вида, затем определяют сырьевую фитомассу модельного растения (побегов) и рассчиты вают среднюю урожайность на весь ключевой участок, указывая при этом тип угодья, для которого характерна данная урожай ность.
В тех случаях, когда площадь ключевого участка неоднородна
по растительному покрову и лекарственные растения размещены неравномерно (отдельными группами), в первую очередь следует определить процент площади, занятой этими группами в пределах ключевого участка.
Для этого через ключевой участок прокладывают несколько маршрутных ходов шириной в 1 м, отмечая на них протяженность зарослей изучаемого растения (в метрах). Затем по этим данным рассчитывают средний процент площади, занятой этими зарос лями (например, процент зарослей черники от общей площади квартала с сосняком-черничником, выбранного в качестве клю чевого участка). Получив эти данные, обычными методами опре деляют урожайность изучаемого вида на его зарослях в пределах каждого ключевого участка.
Площадь контуров выделов опре деляется по крупномасштабной кар те. Определение площади может быть проведено: 1) при помощи палетки,
2) весовым методом.
Определение площадей при по мощи палетки является наиболее простым и вместе с тем наименее точным способом. Палетка представ ляет собой разграфленную на клетки размером 1 см2 прозрачную плас тинку. При использовании выкопировок из карт, нанесенных на кальку, можно использовать миллиметровую бумагу.
Палетка накладывается на тот из контуров карты, площадь которого надо замерить. Подсчитываются квад ратики палетки, поместившиеся внут ри границ контура. Естественно, что неправильная фигура контура никогда не совпадает с границами отдельных клеток палетки. При вычислении чис ла квадратиков засчитываются только те, которые либо полностью находят ся внутри контура, либо наполовину или более заняты площадью контура. В последнем случае отсеченная часть условно приравнивается к площади целого квадратика. Остальные квад ратики не принимаются в расчет (Фе доров Ал. А., 1948). Затем рассчиты вается площадь контура на основе масштаба карты.
Весовой метод определения площади также очень прост, но значительно более точен. Он заключается в следующем. Контуры участка карты, площадь которого надо определить, копируются на кальку, а затем выре заются и взвешиваются. Для того что бы перевести эти полученные значе ния массы в площади, нужно выре зать квадрат, например размером 1 дм2, и взвесить его. Зная масштаб карты, можно определить, какой пло щади соответствует вырезанный квадрат на карте, а затем определить площадь оконтуренного участка.
Камеральная обработка данных
Этот вид обработки включает все расчеты, которые невозможно или не целесообразно выполнять в полевых условиях, а также составление отчета по проделанному ресурсоведческому обследованию.
Все полученные данные должны быть статистически обработаны. Их сводят в инвентаризационную ведо мость, раздельно по каждому расте нию. При работе на конкретных за рослях указываются номер заросли, ее географическая привязка с указа нием удаленности от ближайших населенных пунктов и транспортных пу тей, растительное сообщество, в ко тором обитает изучаемое растение, проективное покрытие или числен ность экземпляров на единицу площа ди, урожайность, площадь заросли и эксплуатационный запас сырья.
В конце сводки по каждому расте нию приводят суммарный эксплуата ционный запас и возможный ежегод ный объем заготовок для обследован ной территории.
Аналогичным образом оформляют данные о запасах сырья на ключевых участках, имеющих промысловые заросли. Данные по ключевым участкам, не имеющим промысловых зарослей, в ведомости не отражают, указывают лишь их число и площадь. Для каждого вида указывают, в каких местообитаниях он встречается и где его лучше заготавливать.
Отчет должен содержать необходимые сведения для оценки методической правильности, полноты и точности проведенной ра боты, а также исчерпывающую информацию о результатах работ в форме, удобной для использования.
Отчет должен включать:
1. Задачи работы, перечень районов, которые необходимо было обследовать, список видов лекарственных растений, запасы кото рых подлежали изучению, а также договорная стоимость работ.
2. Краткое описание района обследования с указанием основ ных путей сообщения, процента площади, занятой лесом (с указа нием преобладающих типов леса), сельскохозяйственными уго дьями, нераспаханными лугами и т. п.
3. Подробную методику работ с указанием следующих момен тов:
какие и для чего были использованы картографические мате риалы;
какими методами оценивали запасы сырья (какие виды изу чались на конкретных зарослях, какие — на ключевых участках);
как выбирали места для ключевых участков;
число их и процент их площади от всей территории, занятой соответствующими угодьями;
как проводилась экстраполяция данных, полученных на ключе вых участках.
Кроме того, необходимо привести методику определения уро жайности каждого вида, т. е. указать:
какие виды оценивались на учетных площадках (их число, раз мер, способ закладки);
какие — по проективному покрытию число заложенных площа док) ;
какие — по модельным экземплярам (число модельных экзем пляров каждого вида, способ определения их численности на еди ницу площади);
при проведении химической таксации — какие методы анализа были использованы.
Поскольку в настоящее время единая терминология в геобота ническом ресурсоведении еще не разработана и различные иссле дователи для обозначения одних и тех же понятий нередко ис пользуют разные термины, ниже приведены пояснения терминов, употребляемых в этой методике, с указанием их синонимов.
1. Заросль (популяция или ее часть на участке заготовки) —
совокупность особей одного вида, произрастающих в раститель ном сообществе на участке, пригодном для проведения промысло вой заготовки.
2. Промысловый массив — несколько близко расположенных зарослей (популяций) изучаемого вида, пригодных для организа ции заготовок.
3. Учетные (пробные) площадки — участки размером от 0,25 м2 до 10 м2, заложенные в пределах заросли или промысло вого массива для подсчета численности, проективного покрытия или урожайности изучаемого растения.
4. Товарные экземпляры — взрослые, неповрежденные экземпляры, подлежащие сбору. В их число не входят особи, остав ляемые (в соответствии с Инструкцией по сбору) для семенного или вегетативного возобновления заготавливаемого растения.
5. Проективное покрытие — процент площади, занятой проек цией надземных органов изучаемого вида на почву в пределах учетной площадки или всей заросли. Ме следует путать с процен том площади, занятой зарослью изучаемого растения в раститель ном сообществе.
6. Урожайность (плотность запаса сырья) — величина сырье вой фитомассы, полученная с единицы площади, занятой зарос лью.
7. Биологический запас — величина сырьевой фитомассы, об разованная всеми (товарными и нетоварными) экземплярами дан ного вида на любых участках — как пригодных, так и не пригод ных для заготовки — низкоурожайных, труднодоступных или не значительных по площади.
8. Эксплуатационный (промысловый) запас — величина сырье вой фитомассы, образованной товарными экземплярами на уча стках, пригодных для промысловых заготовок.
9. Оборот заготовки — период, включающий год заготовки и число лет, необходимых для восстановления запасов сырья.
10. Возможный ежегодный объем заготовок — количество сы рья, которое можно заготавливать ежегодно на данной террито рии без ущерба для сырьевой базы. Определяется как частное от деления величины эксплуатационного запаса сырья на всех участках заготовки на оборот заготовки.
11. Трансекта — узкая прямоугольная площадка, закладывае мая для изучения численности, проективного покрытия, урожайно сти (плотности запаса сырья).
Методы выявления новых лекарственных растений
По подсчетам специалистов, на нашей планете обитает около 300 тыс. видов растений. В одной только Евразии их произрастает не менее 75 тыс. видов. На долю бывшего СССР приходилось около 20 тыс. видов цветковых вместе с папоротниками, хвощами и плаунами. Наиболее богата флора Центральной Азии (около 7 тыс. видов) и Кавказа (около 6 тыс. видов).
Значительные богатства отечественной флоры используются пока недо статочно.
Важнейшим условием совершенствования лекарственной службы в стра не является наличие каталога лекарственных средств.
Пересмотр каталога, шел по нескольким направлениям:
исключались малоэффективные средства, а также препараты и сырье ино земного происхождения, в импорте которых не было необходимости;
наряду с этим включались новые, более эффективные средства отечественного происхождения.
В итоге интенсивного изучения и производственного освоения новых лекарственных растений резко изменилась номенклатура растений, применяемых в современной научной отечественной медицине.
Количество официнальных растений увеличилось более чем в 2 раза, причем среди них остались только единичные иноземные растения (строфант, чилибуха и др.);
свыше 200 видов представлены отечественными растениями (дикорастущи ми или культивируемыми).
В исследованиях ученые используют несколько методов:
Известно, что почти все растения, применяемые в современной научной медицине, были заимствованы из народной медицины.
Началь ными этапами изучения народной медицины являются:
а) проведение спе циальных или использование попутных (этнографических и др.) экспедиций для сбора сведений путем опроса населения,
знакомство со знатоками растений, приобретение образцов и т.п.;
б) организация корреспондентской сети для сбора литературной информации.
Очень важно уметь из обилия собранной информации отобрать сведения, представляющие наибольший интерес для современной научной медицины и подвергнуть их планомер ному изучению.
Вначале необходимо проверить правильность основных лечебных показаний для изучаемого объекта.
Если первичный фармаколо гический (или биологический) поиск подтвердит достоверность сведений, то целесообразно дальнейшее изучение растения:
фармакогностическое (в первую очередь фитохимическое),
технологическое (выделение индивиду альных веществ или создание суммарных препаратов),
фармакологическое (углубленное на базе созданных препаратов) и, наконец, клиническое;
2) более глубокое изучение уже используемых в научной медицине рас тений.
На этот путь исследователей часто подталки вают сведения народной медицины, ранее не известные, они возвращаются к изучению "забытых" лекарственных растений, которые в свое время были даже официнальными, а затем вышли из употребления.
Давно подмечено, что ботанически родст венные растения могут иметь аналогичный или весьма близкий химический состав,
а следовательно, проявлять подобное фармакологическое действие.
Знание этих биологических закономерностей делает поиск новых лекарст венных растений весьма эффективным.
. Наряду с возникновением исключительно законо мерных, хемотаксономических явлений имеются случаи, когда нет полного параллелизма между биохимическими признаками растений и их филогене тическими отношениями.
Наблюдаются также явления химической конвер генции, т.е. возникновения одинаковых веществ в различных группах рас тений, филогенетически не связанных друг с другом. Однако на современном этапе развития науки о лекарственных растениях накопившихся данных по хемотаксономии уже достаточно для целенаправленного поиска новых ценных растений.
По многим сырьевым объектам напряженность с полным обеспечением растущей потребности обусловливается тем, что заготовка сырья ограничивается лишь одним видом растения, который когда-то был установлен как официнальный.
Пользуясь филогенетическим методом, нужно исследовать ближайших "родственников" и тем самым расширить видовой состав сы рьевых растений. В настоящее время имеется экспериментальный материал, во многих случаях позволяющий расширить видовой состав лекарственных растений, например видов горицвета, пустырника, зверобоя, термопсиса, галпы и др.
Особенно актуален вопрос о близких видах для стран Централь ной Азии и Казахстана, Дальнего Востока, во флоре которых часто отсут ствуют принятые лекарственные виды, но произрастают другие близкие виды;
При этом предполагается, что среди таких последовательно перебранных, проанализированных, как бы "просеянных через аналитическое сито" растений найдутся перспектив ные объекты, содержащие алкалоиды, сердечные гликозиды, сапонины, эфирные масла и другие биологически активные вещества.
Метод "сита" ранее был популярен при поиске лекарственных растений, для чего орга низовывались многочисленные экспедиции.
Для проведения полевых ана лизов были разработаны упрощенные методики количественного определе ния веществ.
Метод "сита" на определенном этапе поисков перспективных лекарственных растений сыграл положительную роль, однако он трудоемок, дорог, по своей сути эмпиричен и обеспечивает лишь редкое "попадание" в цель.
В настоящее время экспедиции проводятся целеустремленно — по сбору определенных видов растений, предваритель ные сведения (в основном о применении в народной медицине) о которых можно считать обнадеживающими.
Помимо изучения опыта медицины многочисленных народностей быв шего СССР, фармакогносты проявляют большой интерес и к традиционной восточной медицине.
На территории бывшего СССР по исторически сло жившимся обстоятельствам остались значительные следы прежних знаме нитых восточных медицинских систем:
в Центральной Азии и отчасти в Закавказье — арабской медицины;
в Бурятии — тибетской; на Дальнем Вос токе — китайской и т.д.
Исследования растений, используемых в тибетской и арабской медицине, проводили в Ленинградском химико-фармацевтичес ком институте А.Ф.Гаммерман и К.Ф.Блинова; в настоящее время такие исследования проводят их ученики. Составлены обширные словари, осу ществляются глубокие химические и фармакологические исследования и внедрение в медицину наиболее ценных растений.