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药用植物生态学根据植物生态学的理论和方法，来研究药用植物的药性、分布、品质、产量与生态环境之间的关系。
药用植物药性与产地环境有着密切的关系，不同的产地环境生长出来的药用植物会表现出不同的药性。这是因为药用植物在生长过程中为了适应当地的气候条件，吸收或克服生长环境的某种偏性，在明代陈嘉谟《本草蒙筌》中就有“地产南北相殊，药理大小悬隔”一说。药用植物药性的体现和功效的发挥，是不同环境因素作用下植物药性的共同表现。药用植物药性是中药对生长环境的选择，其独立于疾病而存在，是药物作用于人体后产生的广泛意义上的作用。古代医药家认为，药物生长的自然环境条件会影响和改变药用植物药性，不同产地的同种药材药性都可能存在差异。
药用植物的分布与土壤、地形、温度及气候等生态环境的因素都息息相关，任何生态环境因素的变化都有可能阻碍药用植物的生长。药用植物的分布，与气候、土壤等环境因子密切相关。植物对环境中各个生态因子都有一定适应范围（耐性范围），任何因子都会成为该植物的生长限制因子，使植物的生长受到障碍，以致生命活动不能有效地进行。
不同植物类群分布在不同的土壤类型中，土壤的水分状况、矿物元素和有机物的成分及含量是限制植物生长的直接因子。通过不同植物对水分的需求与适应程度的不同，可以将植物区分为早生、中生、湿生和水生几大类群。同时，土壤酸碱度也会限制药用植物自然分布和生长，土壤温度对植物生长具有限制作用。如果土壤中含有充足的水分和养分而温度过低，植物也不能吸收利用，会因体内水分缺乏遭受生理干旱，甚至死亡。这种情况在具有永冻层的高纬度和高山地区普遍存在，在那里只分布着少数具有特殊功能的植物种类。
温度是限制植物分布的基本因子，低温环境下种子或果实产生和成熟的热能供应不足，在持续冰冻的条件下没有任何一种种子植物能完成全部生活史。大多数植物能在比较广的温度范围内进行营养生长，但不能发育繁衍，这也是许多喜温的热带和亚热带植物不能向寒冷的温带分布或引种的原因。不同的药用植物类群，在地球上形成的地理分布格局与温度条件密切相关。人参和三七同为五加科植物，一个分布在我国东北地区，一个分布在西南地区，其中一个重要原因就是两者的生理、生化及生长发育过程，对环境温度条件具有不同的适应范围。
水分是限制植物分布的另一个重要气候因子，包括降水和大气湿度。水分的分布与地区、季节、海陆分布和地形变化等因素有关。全球范围内各大陆的降水量分布基本呈经度性变化，从海滨到内陆降水量逐渐减少，植被依次为森林、森林草原、草原、荒漠草原到荒漠植物区系的分布格局。降水效应与温度条件也有密切的关系，温度条件直接决定了水分的蒸发量和空气湿度，实际上是热量和水分条件的综合对于植物生活和分布发生着重要作用。甘草属于北方地区重要的药用植物，自然分布在我国东经126°以西的“三北”地区，分布区的东部边缘在哈尔滨、长春和沈阳一线以西约200km的区域内，与年降水400mm等雨线基本一致。据调查，在年降水500mm以上的长白山区人工种植的甘草生长基本正常，这说明较高的降水量限制了甘草种群向我国东北地区东部的分布。
光照条件是影响药用植物分布的另一个重要因素。光照通过太阳辐射为药用植物提供了生命活动的能源，也影响药用植物的生物学和生态学特性。比如，麻黄、甘草、锁阳等阳性植物多分布于旷野、向阳坡地等光照充足的环境，黄连、细辛、天南星等阴性植物多分布于林下、阴坡等环境。耐阴性植物的习性介于阳性植物和阴性植物之间，既能在向阳山地生长，也可在较藏荫的生境下生长，如侧柏、桔梗、党参等。
药用植物品质主要取决于药效相关的活性成分含量，差异决定着药用植物质量的好坏。药用植物的药效活性成分——植物的次生代谢产物，是植物在长期进化中与环境（生物的和非生物的）相互作用的结果。次生代谢产物在植物提高自生保护和生存竞争能力、协调与环境关系方面充当着重要的角色，产生和变化与初生代谢产物相比，对环境有着更强的相关性和对应性。同种药材，道地产区的品质往往优于其他产区。由此可见，产区的特殊环境是形成道地药材的关键因素之一。道地药材在道地产区独特的自然环境作用下，具有不同的药性与品质。其中，不同生态环境中的以下因素均对药用植物品质产生不同的影响。
（1 ）光照 是植物光合作用的重要影响因素，光照时数、质量和强度都会影响到植物生长和次生代谢产物合成。从铁皮石斛对生长环境的要求就能看出，铁皮石斛为喜阴植物。在开展栽培条件对铁皮石斛品质影响的研究中发现，对铁皮石斛宜采取遮阳网降低光照的方法进行栽培，适宜遮阳率为70%。研究发现，2400lx低光照有利于提高铁皮石斛中多糖的含量。
（2 ）温度 温度过高或过低都会影响矿物质的吸收和养分的运转，进而抑制药用植物的代谢过程，药材中有效成分也会因此积累受阻。研究表明，糖、淀粉等物质的合成都需要一个适宜的温度环境，适当的高温利于生物碱、蛋白质等物质的合成，适当的低温会促进不饱和脂肪酸的合成。研究发现，黄芪中次生代谢物黄芪甲苷的含量主要受到温度的影响。而当利用黄芩愈伤组织验证其次生代谢产物黄芩苷对温度变化的响应时，发现温度变化对黄芩愈伤组织中黄芩苷含量的产生有显著影响，当培养温度低于20℃时，黄芩苷的合成就会受到抑制，抑制效果随温度降低更加明显。
（3 ）水 是植物生存的重要资源，也是植物重要的组成部分。植物生长的水分状况会影响着植物生理生化过程，更会影响到植物的次生代谢过程，进而影响到植物内有效活性成分的积累。不同药用植物都有着不同的水分需求，同时每个生长时期需求量也会存在明显差异。在开展太子参指标成分与不同生态因子的相关性研究发现，年降水量是影响太子参指标成分含量的主导因素。
（4 ）土壤 是植物水分及养分的供应和储存库，土壤的质地、酸碱度、营养物质、微生物等参数指标不同，会对药用植物品质产生巨大影响。
药用植物产量与生态环境也息息相关。其中，土壤作为药用植物赖以生存的物质基础，是药用植物生长发育所必需的水、肥、气、热的供给者，理化性质与植物的生长密切相关，对药用植物的产量影响很大。由于不同的药用植物具有不同的生理需要和生态学特征，对土壤质地的要求也各不相同。土壤的物理结构影响植物根系的生长发育，土壤沙性越强，根系越发达，有利于产量的提升。土壤中某些元素的缺乏或不足也会影响到药用植物的生长发育，如黄连缺钾根系发育不良，须根长度及稠密情况都会受到影响；西洋参缺氮时，根系增重也会减少。除N、P、K外，药用植物生长发育还需要一定量的微量元素，如栽培党参，适当施加Mo、Zn、Mn、Fe等微肥可增产5%～17.5%，其中以施锰增产最高。
药用植物的产量还与温度、光照密切相关。在药用植物栽培过程中，温度过高或过低，都会给植物造成障碍，使生产受到损失。温度过高时，会造成植物过度失水，从而降低生长速度，致使茎叶损伤，最终会引起落花落果；温度过低时，会使茎叶等器官受害。当然，温度对药用植物的影响与植物自身对温度耐受能力也有关。常见的耐寒植物：人参、细辛、平贝母、大黄、羌活、五味子、刺五加；半耐寒植物：萝卜、菘蓝、黄连、枸杞、知母及芥菜；喜温植物：颠茄、枳壳、川芎、金银花；耐热植物：槟榔、砂仁、苏木、丝瓜、罗汉果、刀豆、冬瓜及南瓜。
光照对药用植物的生长发育也有一定的影响。太阳光中被叶绿素吸收最多的是红光，红光对植物的作用最大，黄光次之。红光能加速长日植物的生长发育，而延长短日植物的生长发育；蓝紫光能加速短日植物的生长发育，而延迟长日植物的生长发育。红光利于糖类的合成；蓝光对蛋白质合成有利；紫外线照射对果实成熟起良好作用，并能增加果实的含糖量。