吉林省中藥資源種類空間分布差異研究

張小波　邱智東　王慧　景志賢　郭蘭萍　曲曉波　黃璐琦

[摘要]區(qū)域之間自然條件、社會資源等差異，決定了區(qū)域間中藥資源的差異性分布。中藥資源種類分布的時空演變是中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程在時間和空間上的表現(xiàn)形式，研究區(qū)域中藥資源分布的時空演變過程，可以揭示中藥資源空間分布的規(guī)律性?？h域作為全國中藥資源普查的基本單元，縣與縣之間的資源稟賦差異，對合理制定中藥資源政策、實行區(qū)域資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。該研究基于吉林省中藥資源普查試點工作階段成果，選取51個已經(jīng)完成中藥資源普查工作的縣，根據(jù)中藥資源種類，運用探索性空間數(shù)據(jù)分析（ESDA）、趨勢面分析、空間變異函數(shù)等地統(tǒng)計分析技術(shù)對吉林省縣域中藥資源多樣性進行研究，分析中藥資源豐富程度的空間差異特性。結(jié)果顯示：吉林省中藥資源種類豐富度較高的地區(qū)，總體上分布在東部和東南部，區(qū)域內(nèi)植被類型主要以闊葉林為主；中藥資源種類豐富度較低的地區(qū)，總體上分布在長春和吉林市行政中心附近，多為城市建成區(qū)，區(qū)域內(nèi)植被類型以栽培植被為主。

[關(guān)鍵詞]地統(tǒng)計分析； 中藥資源種類； 空間分布； 差異

[Abstract]The differences in the spatial distribution of regional Chinese material medicine resources between regions are determined by differences in natural conditions and social resources among different regions Spatiotemporal evolution of the distribution of Chinese material medicine resources is a manifestation of the development process of Chinese medicine industry in time and space The spatiotemporal evolution of the distribution of regional Chinese material medicine resources can reveal the regularity of spatial distribution of Chinese material medicine resources County as the basic unit of the national material medicine resources census， the difference of resource endowment is of great significance to the rational development of Chinese material medicine resources policy and the coordinated development of regional resources and environment Based on the results of the pilot project of Jilin province， this study selected 51 counties that had completed the census of Chinese material medicine resources According to the species of Chinese material medicine resources， we explored the diversity of Chinese material medicine resources in Jilin province by using statistical data analysis （ESDA）， trend surface analysis and spatial variability function to analyze the spatial differences of Chinese material medicine resources Chinese material medicine resources are distributed in the eastern and southeastern part of Jilin province， mostly in the Changbai Mountains The species of Chinese material medicine resources tend to be lowvalue spatial aggregation； the overall cold spots are located in Changchun and Jilin city， near the administrative center， mostly urban builtup area The rich areas of Chinese material medicine resources are rich in hot spots， mainly in broadleaved forest The lowabundance of Chinese material medicine resources is dominated by cultivated vegetation

[Key words]geostatistical analysis； species of chinese material medicine resources； spatial distribution； difference

中藥資源分布是指一定時間內(nèi)中藥資源在地理空間內(nèi)的分布、聚散和組合情況，是重要的自然現(xiàn)象和社會經(jīng)濟現(xiàn)象之一。中藥資源的不平衡分布是自然資源分布的一種常態(tài)，不同區(qū)域之間由于自然條件、社會資源、歷史文化等差異的客觀性，決定了區(qū)域間中藥資源空間分布差異的客觀性。中藥資源種類是區(qū)域內(nèi)藥用資源和生物多樣性豐富程度、區(qū)域內(nèi)發(fā)展中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)潛在能力的重要指標。中藥資源種類分布的時空演變是中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程在時間和空間上的表現(xiàn)形式，研究區(qū)域中藥資源分布的時空演變過程，可以揭示中藥資源空間分布的規(guī)律性，對合理制定中藥資源政策、實現(xiàn)區(qū)域資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。endprint

縣域作為全國中藥資源普查的基本單元，縣與縣之間的資源稟賦差異是中藥資源工作任務(wù)部署、成果匯總、人員隊伍和經(jīng)費配置的基礎(chǔ)[1]。在國家中醫(yī)藥管理局組織實施全國中藥資源普查（試點）工作之前，由于沒有區(qū)域內(nèi)各個縣中藥資源種類的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，無法進行縣域之間中藥資源種類的空間分布差異分析研究。2012年，吉林省陸續(xù)開展縣域的中藥資源普查工作[2]，目前范圍已經(jīng)覆蓋51個縣。吉林省特殊的生態(tài)環(huán)境十分適宜廣泛地種植、生產(chǎn)中藥材，吉林省十分重視自身優(yōu)勢的開發(fā)，研究縣域中藥資源種類空間分布特征，對促進區(qū)域中藥相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究基于吉林省中藥資源普查試點工作階段成果，選取51個已經(jīng)完成中藥資源普查工作的縣，根據(jù)中藥資源種類，運用探索性空間數(shù)據(jù)分析（ESDA）、趨勢面分析、空間變異函數(shù)等地統(tǒng)計分析技術(shù)[3]，對吉林省縣域中藥資源多樣性進行研究，分析中藥資源豐富程度的空間差異特性，為吉林省中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相關(guān)政策規(guī)劃的制定提供參考依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來源

吉林省各縣中藥資源種類數(shù)，為截止到2016年12月，各縣級普查隊野外實際調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)。

2方法

21采用全局空間自相關(guān)方法，分析吉林省中藥資源種類空間分布總體特征全局空間自相關(guān)主要是對屬性在整個區(qū)域空間上特征的描述，反映了觀測變量在整個研究區(qū)域內(nèi)空間相關(guān)性的整體趨勢。主要用Moran′s I系數(shù)表示，其取值范圍在-1～1。當(dāng)Moran′s I>0，代表空間事物在空間分布上呈正相關(guān)性，空間上呈聚集分布。當(dāng)Moran′s I<0，代表空間事物在空間分布上呈負相關(guān)性，空間上呈離散分布。當(dāng)Moran′s I=0（當(dāng)Moran′s I接近0時），代表空間事物在空間分布上不具有相關(guān)性，空間上呈隨機分布。

22采用局域自相關(guān)分析方法，分析研究縣域間中藥資源種類差異性空間分布特征主要用LISA指數(shù)和G指數(shù)表示。LISA指數(shù)是全局空間自相關(guān)指數(shù)的分解形式，反映局域空間相關(guān)性的顯著性水平；還可識別空間異常值；可用于具體度量每個區(qū)域與周邊區(qū)域之間的局部空間關(guān)聯(lián)和空間差異程度。G指數(shù)用于識別屬性要素高值或低值的空間聚類情況，如果G指數(shù)值為正且顯著，表明該縣域周圍中藥資源種類豐富，屬于高值空間集聚（熱點區(qū)）；如果G指數(shù)值為負且顯著，表明該縣域周圍中藥資源種類匱乏，屬于低值空間集聚（冷點區(qū)）。

23采用Moran散點圖，分析區(qū)域間中藥資源種類的相關(guān)關(guān)系散點圖是數(shù)據(jù)分析中表示2個變量之間關(guān)系的常用方法，表示一個變量的空間自相關(guān)關(guān)系，可以采用Moran散點圖。Moran散點圖，橫坐標表示某個位置上的觀測值，縱坐標表示該位置的空間滯后?？臻g變量的觀測值和其空間滯后之間的擬合程度（直線的斜率），即I指數(shù)。Moran散點圖可以用來探索空間關(guān)聯(lián)的全局模式、識別空間異常和局部不平穩(wěn)性等。Moran散點圖的4個象限，分別對應(yīng)區(qū)域單元與鄰居單元之間的4種局部空間聯(lián)系形式。第一象限（HH）：觀測值大于均值，空間滯后大于均值；代表具有高觀測值的區(qū)域單元，被具有高觀測值的區(qū)域單元包圍。第二象限（LH）：觀測值小于均值，空間滯后大于均值；代表具有低觀測值的區(qū)域單元，被具有高觀測值的區(qū)域單元包圍。第三象限（LL）：觀測值小于均值，空間滯后小于均值；代表具有低觀測值的區(qū)域單元，被具有低觀測值的區(qū)域單元包圍。第四象限（HL）：觀測值大于均值，空間滯后小于均值；代表具有高觀測值的區(qū)域單元，被具有低觀測值的區(qū)域單元包圍。

3結(jié)果

31中藥資源種類總體空間格局根據(jù)吉林省51個縣開展中藥資源普查工作獲取的中藥資源種類，應(yīng)用GIS制圖功能，生成51個縣中藥資源種類數(shù)量多少的柱狀圖，結(jié)果見圖1。從圖中可以看出各縣中藥資源種類存在一定的差異。

選取各縣中藥資源種類，計算全局空間自相關(guān)Moran指數(shù)I，并計算其檢驗的標準化統(tǒng)計量Z，結(jié)果見圖2。其中，Moran指數(shù)值I=038，標準化統(tǒng)計量Z=595，P=0，置信度為99%；在正態(tài)分布假設(shè)條件下，Moran指數(shù)檢驗結(jié)果高度顯著。表明：吉林省各縣中藥資源種類存在著顯著的、正的空間自相關(guān)；各縣之間中藥資源種類豐富程度并非隨機分布，而是具有明顯的空間聚集特征。

用GIS軟件繪制各縣中藥資源種類的趨勢圖，見圖3。從整體研究區(qū)域來看，吉林省中藥資源種類自西向東有逐漸增加的趨勢?？傮w上東北部地區(qū)中藥資源種類較為豐富，西北和西南部的中藥資源種類較低。

32局部空間格局總體空間格局從空間自相關(guān)分析整體上表明了吉林省中藥資源種類分布態(tài)勢，并不代表每個地區(qū)都是如此，為了進一步分析吉林省各縣中藥資源種類的空間相關(guān)性，基于局部空間自相關(guān)模型LISA指數(shù)。通過95%顯著水平檢驗的地區(qū)見圖4，其中，吉林省中藥資源種類的空間正相關(guān)性較強，空間負相關(guān)性較弱；總體上中藥資源種類豐富的縣域仍然占少數(shù)。

位于HH，HL區(qū)縣域的個數(shù)總體上少于位于LL，LH區(qū)的個數(shù)；在不考慮顯著性水平的條件下，HH區(qū)主要位于東北部和東南部地區(qū)，LL區(qū)主要位于長春和吉林市，LH，HL區(qū)交錯分布不同地區(qū)。通過圖4可以看出，吉林省中藥資源種類數(shù)是由西向東逐漸增多。

選取截止到2016年12月，吉林省51個普查隊調(diào)查得到的中藥資源種類，用GIS軟件計算G統(tǒng)計量，并計算其檢驗的標準化統(tǒng)計量Z。用自然斷裂法（Jenks）進一步對數(shù)據(jù)進行可視化處理，將數(shù)值由低到高劃分為5類，分別為：冷點地區(qū)、次冷點地區(qū)、溫點地區(qū)、次熱點地區(qū)、熱點地區(qū)，結(jié)果見圖 5。從圖 5可以看出：總體上熱點地區(qū)縣域的個數(shù)最少，占總數(shù)的98%；這些縣的Z在005的顯著性水平下顯著；從統(tǒng)計學(xué)意義上說，其中藥資源種類趨于高值空間聚集，中藥資源種類豐富、在空間上相連成片分布；總體上分布在吉林省東部和東南部，多在長白山山脈所在地區(qū)。冷點縣占總數(shù)的1373%；這些縣的Z在005的顯著性水平下顯著；從統(tǒng)計學(xué)意義上說，其中藥資源種類趨于低值空間聚集，區(qū)域內(nèi)中藥資源種類較為匱乏、在空間上相連成片分布；總體上冷點地區(qū)分布在長春和吉林市等行政中心附近，多為城市建成區(qū)。溫點地區(qū)的縣域個數(shù)最多，溫點縣域占總數(shù)的6275%；中藥資源種類豐富程度屬于高值和低值過度區(qū)域。endprint

33空間分布差異影響因素運用R語言繪制Moran散點圖，進一步分析吉林省各縣中藥資源種類的局部空間相關(guān)性，結(jié)果見圖6。其中，第一象限（HH）代表高值區(qū)域被高值鄰居包圍，稱為種類豐富區(qū)；第二象限（LH）代表低值區(qū)域被高值鄰居包圍，稱為過渡區(qū)域；第三象限（LL）代表低值區(qū)域被低值鄰居包圍，稱為種類稀疏區(qū)；第四象限（HL）代表高值區(qū)被低值鄰居包圍，稱為種類貧乏區(qū)。

基于吉林省植被類型，結(jié)合中藥資源種類G指數(shù)分析結(jié)果，提取各區(qū)域植被類型和面積，計算同一區(qū)域不同植被類型面積比例，結(jié)果見圖 7。可以看出，中藥資源種類豐富度較高的熱點地區(qū)，主要以闊葉林為主；中藥資源種類豐富度較低的冷點地區(qū)，主要以栽培植被為主。因此，在吉林省地區(qū)，進行中藥資源普查、生物多樣性調(diào)查和監(jiān)測工作中，應(yīng)該以闊葉林分布的區(qū)域為主要調(diào)查或監(jiān)測區(qū)域。

4結(jié)論與討論

總體空間自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，吉林省中藥資源種類總體上表現(xiàn)出正的空間相關(guān)，具有一定的空間聚集特點。吉林省中藥資源種類自西向東逐漸豐富，中藥資源種類較多的地方主要位于東北部及東南部地區(qū)，中藥資源種類貧乏的地區(qū)主要位于吉林中部的省、市級行政中心。

隨著我國自然保護區(qū)事業(yè)的不斷發(fā)展，全國中藥資源普查工作的深入推進，中藥資源動態(tài)監(jiān)測逐漸成為區(qū)域中藥資源保護工作的重要內(nèi)容之一[5]。各級自然保護區(qū)建設(shè)是推進生態(tài)文明、建設(shè)美麗中國的重要載體，是保護生物多樣性、筑牢生態(tài)安全屏障、確保各類自然生態(tài)系統(tǒng)安全穩(wěn)定、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的有效舉措。通過分析發(fā)現(xiàn)，吉林省中藥資源種類豐富度較大地區(qū)位于吉林東北部及東南部地區(qū)，主要包括汪清縣、延吉市、龍井市、撫松縣、靖宇縣等中藥資源種類豐富的地區(qū)。建議與中藥資源監(jiān)測、生物多樣性監(jiān)測相關(guān)的重點區(qū)域劃分和監(jiān)測站點應(yīng)該布局在該區(qū)域內(nèi)，在開展與野生中藥資源相關(guān)工作中應(yīng)對闊葉林區(qū)重點關(guān)注。

[參考文獻]

[1]陸建偉，張小波，李海濤，等全國中藥資源普查縣級工作關(guān)鍵環(huán)節(jié)和內(nèi)容要求[J]中國中藥雜志，2013，38（16）：2653

[2]黃璐琦，陸建偉，郭蘭萍，等第四次全國中藥資源普查試點外業(yè)調(diào)查情況簡報[J]中國現(xiàn)代中藥，2013，15（7）：535

[3]王勁峰，李連發(fā)，葛詠，等 地理信息空間分析的理論體系探討[J] 地理學(xué)報，2000（1）：92

[4]黃璐琦，陸建偉，郭蘭萍，等第四次全國中藥資源普查方案設(shè)計及實施[J]中國中藥雜志，2013，38（5）：625

[5]張小波，李大寧，郭蘭萍，等關(guān)于建立中藥資源動態(tài)監(jiān)測機制的探討[J]中國中藥雜志，2013，38（19）：3223

[責(zé)任編輯呂冬梅]endprint