《Global Ecology and Conservation》：Mongolian medicinal plants in China: Distribution, conservation priorities, and phylogenetic insights
编辑推荐：
药用植物对初级卫生保健和现代药物发现至关重要，但与药用植物利用相关的传统知识正因文化同化和生物多样性丧失而衰退。在中国，蒙古族保持着独特的民族医学体系，该体系由游牧文化和山地草原环境塑造而成，然而其常用药用植物的空间分布及其在中国国家级自然保护区（NNRs）和
药用植物对初级卫生保健和现代药物发现至关重要，但与药用植物利用相关的传统知识正因文化同化和生物多样性丧失而衰退。在中国，蒙古族保持着独特的民族医学体系，该体系由游牧文化和山地草原环境塑造而成，然而其常用药用植物的空间分布及其在中国国家级自然保护区（NNRs）和国家公园（NPs）中的代表性仍知之甚少。在此，研究人员跨越982个网格单元（100 km × 100 km），整合了三种基于物种的优先排序算法与Faith系统发育多样性（PD）及其标准化效应值（SES.PD）。研究人员进一步利用净亲缘关系指数（Net Relatedness Index, NRI）、最近分类群指数（Nearest Taxon Index, NTI）和D统计量分析了20个药用类别间的系统发育结构。三种基于物种的算法识别出73个优先网格单元，而Faith’s PD的前5%则确定了49个PD热点。两者的整合产生了一个包含79个优先网格单元的网络，包括43个综合核心优先级、30个基于物种的优先级和6个系统发育补充优先级。用于皮肤科和消化系统疾病的药用植物表现出一致的非随机系统发育结构，而风毛菊属（Saussurea）、獐牙菜属（Swertia）、龙胆属（Gentiana）、天南星属（Arisaema）和黄芪属（Astragalus）被两种标准均列为候选属的选择重点。这种整合的空间-系统发育框架可支持蒙古族民族药资源的保护，并为基于知识的药物发现提供信息。
研究背景与问题提出
药用植物是全球初级卫生保健和现代药物发现的重要基础。然而，随着文化同化加速、语言消亡以及生物多样性持续丧失，依赖口耳相传的传统医药知识正面临严峻威胁。全球约有15,000种药用植物处于受威胁状态，一些经济和生态价值极高的物种已在野外灭绝。在中国，蒙古族拥有独特且系统的民族医学体系——蒙医药学，该体系根植于游牧文化与山地草原环境的长期适应。然而，由于蒙药产业需求增长、野生资源过度采挖以及采矿、农业、放牧等人类活动导致的生境退化，蒙古族常用药用植物（MCMPs）的可持续供给面临巨大压力。与此同时，传统知识的代际传承正因文化变迁与现代医疗普及而急剧弱化。尽管中国已建立了覆盖约18%陆地面积的保护区体系，但专门针对药用植物多样性的保护规划仍然匮乏，距离《昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架》提出的“30×30”目标尚有差距。因此，亟需从空间分布、保护现状与进化历史三个维度，系统评估蒙古族药用植物资源的保护格局与缺口，同时探索其在药物发现中的潜在价值。
研究方法概述
研究人员首先从《民族药成方制剂：品种、来源与标准》中提取蒙古族常用药用植物清单，共获得1,027种药用植物，涵盖138科439属。随后基于第四次全国中药资源普查标本记录及各级植物志数据，经地理校验与去重后，最终获得507种、106,836条分布记录，并将其归入982个100 km × 100 km的网格单元。在空间保护优先区识别方面，研究人员采用三种互补的基于物种的算法：前5%丰富度算法、互补性算法和最优算法（整数线性规划求解），并将三者共同识别的网格划分为一至三级热点。在系统发育维度，利用中国维管植物系统发育树计算各网格的Faith系统发育多样性（PD）及其标准化效应值（SES.PD），将PD前5%的网格定义为PD热点。两类结果叠加形成综合保护优先网络，并与国家级自然保护区（NNRs）和国家公园（NPs）边界叠加评估保护覆盖率。此外，研究人员运用净亲缘关系指数（NRI）、最近分类群指数（NTI）和D统计量，在1,027种植物的参考池中检测20个治疗类别的系统发育信号。
研究结果
2.1 物种分布与空间保护优先区
三种基于物种的算法共识别出73个优先网格单元，其中一级热点（三种算法均识别）主要集中在大兴安岭、小兴安岭、长白山、秦岭及横断山脉等生物多样性富集区域。二级热点（两种算法识别）和三级热点（一种算法识别）则呈现更广泛的零散分布。
2.2 系统发育多样性空间格局
Faith’s PD的高值区同样集中在东北、西南山地及秦岭地区。SES.PD分析显示，部分高PD网格的SES.PD显著为正，表明这些网格承载了超出物种数预期的进化历史；而另一些高丰富度网格的SES.PD为负或不显著，提示其物种组成在进化上较为冗余。
2.3 综合保护优先网络与保护缺口
整合后得到79个优先网格单元，包括43个综合核心优先级（同时满足物种和PD标准）、30个基于物种的优先级（仅满足物种标准）和6个系统发育补充优先级（仅满足PD标准）。与国家自然保护区和国家公园的叠加分析表明，仍有相当比例的综合核心优先级网格未被现有保护地有效覆盖，构成保护缺口，尤其在中部及西部某些区域。
2.4 药用类别的系统发育信号
在20个治疗类别中，皮肤科和消化系统疾病用药表现出显著且一致的聚类模式，即NRI、NTI和D统计量均指示非随机的系统发育聚集。这表明蒙古族在治疗这两类疾病时倾向于选择进化上相近的植物类群，可能反映了保守的次生代谢产物谱系。其他如呼吸系统、肌肉骨骼系统等类别也检测到不同程度的系统发育信号，但一致性较低。
2.5 候选属的生物勘探潜力
风毛菊属（Saussurea）、獐牙菜属（Swertia）、龙胆属（Gentiana）、天南星属（Arisaema）和黄芪属（Astragalus）同时在物种保护标准和PD标准中被突出，表明这些属既是保护的关键类群，也蕴含较高的药物发现潜力。
讨论与结论
研究表明，蒙古族常用药用植物的空间分布高度集中于中国东北、西南及秦岭地区的山地森林生态系统，这与蒙古族传统聚居区的生态地理特征相吻合。然而，现有国家级保护地对这些优先区域的覆盖并不充分，尤其是在物种丰富度和进化独特性兼具的核心区域，存在明显的保护缺口。这一发现提示，未来保护区扩建和优化应优先考虑这些未覆盖的综合核心优先级网格，以更高效地实现“30×30”生物多样性保护目标。
在系统发育层面，皮肤科和消化系统疾病用药的显著聚类模式为蒙古族传统医药经验的有效性提供了间接的进化证据，暗示这些类群中可能存在共有的、具生物活性的次生代谢途径。这为基于系统发育关系的定向药物筛选提供了科学依据。风毛菊属、獐牙菜属、龙胆属、天南星属和黄芪属被双重标准共同推荐，成为兼顾保护与开发价值的优先研究类群。
研究结论指出，本研究构建的整合空间-系统发育框架能够有效识别蒙古族药用植物的保护优先区与进化热点，揭示了现有保护体系的不足，并为民族药资源的可持续利用和知识导向的药物发现提供了可操作的决策支持工具。
