基于德興市中藥材種植統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)空挖掘分析△

史婷婷，張小波*，陳瑜，王慧，覃明，李夢(mèng)，郭蘭萍

1.中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心 道地藥材品質(zhì)保障與資源持續(xù)利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100700；2.德興市中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，江西 上饒 334200；3.德興市中醫(yī)研究院試驗(yàn)培訓(xùn)基地，江西 上饒 334200

近年來，中醫(yī)藥越來越受到世界醫(yī)藥界的認(rèn)可，中藥材資源的開發(fā)利用正成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)[1]。為了支持對(duì)中藥材資源的進(jìn)一步開發(fā)，國家出臺(tái)了一系列涵蓋種質(zhì)資源保護(hù)、良種繁育、中藥材種植養(yǎng)殖基地建設(shè)、中藥材生產(chǎn)管理、中藥材采收加工等多個(gè)方面的中藥材種植相關(guān)扶持政策[2-5]，中藥材種植產(chǎn)業(yè)迎來了歷史性的發(fā)展機(jī)遇。但是，目前中藥材種植面積過大還是不足，中藥材的供給和再生量是否滿足中藥工業(yè)增長(zhǎng)需求、能否支持中醫(yī)藥事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展等系列問題的回答，都需要中藥材生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為支撐[6]，因此，對(duì)中藥材種植空間格局和分異機(jī)制的研究亟待加強(qiáng)。充分挖掘中藥材統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、理解中藥材種植結(jié)構(gòu)的時(shí)空特征，對(duì)中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及宏觀政策的制定具有重要意義。

本研究以江西省德興市為研究區(qū)，利用該地區(qū)中藥材統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上的研究推進(jìn)至格網(wǎng)水平，彌補(bǔ)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源的面板單一性與缺失性，提供研究空間和時(shí)間相結(jié)合的中藥材種植特征分析方法，通過多源數(shù)據(jù)對(duì)德興市中藥材種植空間分異特征及機(jī)制進(jìn)行分析，為建立全國中藥材生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)調(diào)查制度提供參考。

1 研究區(qū)概況

德興市位于江西省東北部，上饒市北部，江西、浙江、安徽三省交界處，樂安河中上游，地處N28°38′25″～29°17′43″，E117°22′49″～118°06′15″[7]，東鄰浙江省開化縣，東南毗玉山縣、廣信區(qū)，南連橫峰縣、弋陽縣，西接樂平市，北接婺源縣；市域東西直線距離約50 km，南北直線距離約70 km，總面積2101 km2[8]。該地區(qū)屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，具有氣候溫暖、雨量充沛、光照充足、四季分明、晝夜溫差大、無霜期較長(zhǎng)等山區(qū)小氣候特點(diǎn)；年平均氣溫17.8 ℃，極端最高氣溫40.0 ℃，極端最低氣溫-9.4 ℃；降水充沛，年平均降水量1 981.7 mm；日照充足，年平均日照1 625.1 h，年平均無霜期279 d[9]，適宜多種藥用植物生長(zhǎng)[10]。

2 方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取

土地利用數(shù)據(jù)和中藥材統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括2021 年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)按品種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的中藥材種植面積數(shù)據(jù)及2018—2021 年德興市按品種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的中藥材種植總面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值數(shù)據(jù)。

2.2 空間自相關(guān)分析

利用地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析技術(shù)和相關(guān)性分析對(duì)德興市中藥材種植統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析?？臻g自相關(guān)分析可以對(duì)中藥材種植面積的空間格局進(jìn)行分析?？臻g自相關(guān)模型是進(jìn)行空間分析的基本地理學(xué)方法之一[11]，主要包括全局和局部2 種空間自相關(guān)分析方法。本研究利用全局空間自相關(guān)分析中藥材種植面積的空間格局。其中，莫蘭指數(shù)（Moran′sI）是最常見的用于測(cè)算空間自相關(guān)的指標(biāo)，是衡量變量在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)的觀測(cè)值之間潛在相互依賴性的一個(gè)重要研究指標(biāo)。按公式（1）計(jì)算Moran′sI[12]。

式中，n表示區(qū)域內(nèi)的空間單元數(shù)；S0表示各空間權(quán)重矩陣之和；wij表示空間單元的空間權(quán)重矩陣；xi、xj分別表示不同空間要素單元的觀測(cè)值；表示各觀測(cè)值的均值。對(duì)于全局Moran′sI，可以用標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量（Z）來檢驗(yàn)空間自相關(guān)的顯著性水平。Z值的計(jì)算公式為[12]。

全局空間自相關(guān)分析能夠從空間角度識(shí)別種植面積的屬性值是否存在集聚特征，但這只能用于特征檢驗(yàn)，不能具體表達(dá)聚集區(qū)位置[13]。

3 結(jié)果

3.1 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積空間分布特征

將德興市鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植面積按照以下方式分為5個(gè)等級(jí)，分別為不足1000畝（1畝≈666.67 m2）、[1000，5000）畝、[5000，10 000）畝、[10 000，15 000）畝、15 000 畝以上。其中，種植面積在15 000 畝以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為張村鄉(xiāng)、黃柏鄉(xiāng)和花橋鎮(zhèn)；種植面積在[10 000，15 000）畝的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為繞二鎮(zhèn)、香屯街道和新崗山鎮(zhèn)；種植面積不足1000 畝的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為新營街道和銀城街道。

3.2 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植種類空間分析

2021 年德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植中藥材種類數(shù)分為5個(gè)等級(jí)，分別為[0，2）種、[2，5）種、[5，10）種、[10，15）種、15種以上。其中，種植品種數(shù)最多的是張村鄉(xiāng)，達(dá)到22 種；?？阪?zhèn)、繞二鎮(zhèn)、花橋鎮(zhèn)、新崗山鎮(zhèn)、李宅鄉(xiāng)、萬村鄉(xiāng)種植品種數(shù)為[10，15）；種植品種數(shù)較少的是新營街道和銀城街道。

3.3 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材面積對(duì)比分析

德興市種植面積＞10 000 畝的藥材有覆盆子、葛、黃精和枳殼。對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，覆盆子種植面積最大，在14 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，只有泗州鎮(zhèn)、新營街道和銀城街道沒有種植，種植面積最大的是新崗山鎮(zhèn)，其次是繞二鎮(zhèn)和李宅鄉(xiāng)；種植面積排第2位的是葛，有9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植，種植面積排前三的鄉(xiāng)鎮(zhèn)依次是泗州鎮(zhèn)、黃柏鄉(xiāng)和張村鄉(xiāng)；種植面積排第3位的是黃精，有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植，種植面積較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是香屯街道、繞二鎮(zhèn)和花橋鎮(zhèn)。

從主產(chǎn)藥材種植面積對(duì)比分析看（圖1），不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植結(jié)構(gòu)差異很大，泗州鎮(zhèn)和新崗山鎮(zhèn)都只突出種植某一種優(yōu)勢(shì)藥材，而黃柏鄉(xiāng)和張村鄉(xiāng)兼種各種主產(chǎn)藥材，種植面積比較均衡。

圖1 德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積

對(duì)4 種主產(chǎn)藥材種植面積進(jìn)行空間自相關(guān)分析，其中只有覆盆子種植面積呈正空間自相關(guān)，且在5%顯著水平下其種植面積空間分布呈聚集現(xiàn)象；黃精、葛和枳殼種植面積的空間分布是隨機(jī)的，空間自相關(guān)性較弱（圖2）。

圖2 德興市主產(chǎn)藥材種植面積空間自相關(guān)結(jié)果

3.4 德興市中藥材種植面積與土地利用類型面積

將德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植面積、種類數(shù)據(jù)和各土地利用類型數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果見圖3。德興市中藥材種植面積最大的是張村鄉(xiāng)，其次是黃柏鄉(xiāng)，土地利用類型以耕地和草地為主。種植中藥材品種數(shù)最多的是張村鄉(xiāng)，土地利用類型是耕地和林地；其次是海口鎮(zhèn)，土地利用類型除水體外以林地為主；繞二鎮(zhèn)土地利用類型以林地和耕地為主。

圖3 德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植面積、種類與各土地利用類型面積的關(guān)系

將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積與各土地利用類型面積數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)（圖4），覆盆子種植面積較大的4 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（新崗山鎮(zhèn)、繞二鎮(zhèn)、李宅鄉(xiāng)和昄大鄉(xiāng)）土地利用類型都以林地為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這和覆盆子生于海拔500～2000 m山地雜木林邊、灌叢或荒野的生境習(xí)性相符。葛種植面積較大的泗州鎮(zhèn)、黃柏鄉(xiāng)和張村鄉(xiāng)土地利用的主要類型各不相同，其中泗州鎮(zhèn)除人工建筑以外，以耕地為主；黃柏鄉(xiāng)以耕地和草地為主；張村鄉(xiāng)以耕地為主，這說明葛對(duì)環(huán)境要求不高，適應(yīng)性較強(qiáng)。黃精種植面積較大的3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，香屯街道除了人工建筑外，以耕地為主；繞二鎮(zhèn)以林地為主；花橋鎮(zhèn)除了人工建筑外是以林地為主，這與黃精生長(zhǎng)于海拔800～2800 m 的林下、灌叢或山坡陰處，適宜生長(zhǎng)環(huán)境為涼爽、潮濕、蔽陰的生境特征相符。枳殼種植面積較大的3 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為黃柏鄉(xiāng)、花橋鎮(zhèn)和香屯街道，其主要土地利用類型是耕地和林地。

圖4 德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積與土地利用類型面積

根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，德興市覆盆子的栽培方式主要是林地純種或套種，葛的栽培方式主要是耕地純種或套種、林地套種，黃精和枳殼的栽培方式主要是林地套種。這與主產(chǎn)藥材面積、各土地利用類型面積的分析結(jié)果相吻合。

綜上所述，中藥材種植面積和品種數(shù)都較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用類型主要以耕地和林地為主，主產(chǎn)藥材種植面積較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用類型也以耕地和林地為主，這與主產(chǎn)藥材的生境特征有密切關(guān)系，同時(shí)與德興市中藥材種植的實(shí)際情況相一致。

3.5 2018—2021年德興市中藥材種植特征分析

對(duì)2018—2021 年德興市中藥材種植面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，這3 個(gè)指標(biāo)呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)（表1），增幅分別為58.6%、117.34%、247.92%。

表1 2018—2021年德興市中藥材產(chǎn)業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

對(duì)2018—2021 年覆盆子、葛、黃精和枳殼種植總面積、總產(chǎn)量及總產(chǎn)值3 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果見表2。結(jié)果表明，從總面積指標(biāo)看，4 種主產(chǎn)藥材2018—2021 年均呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)，2021 年種植面積從大到小依次為覆盆子、葛、黃精、枳殼；從總產(chǎn)量指標(biāo)看，4 種主產(chǎn)藥材2018—2021 年同樣呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)，2021 年總產(chǎn)量從大到小依次是葛、黃精、枳殼、覆盆子；從總產(chǎn)值指標(biāo)看，葛和枳殼2018—2021 年呈逐年遞增趨勢(shì)，但黃精呈先增后減再增、覆盆子呈現(xiàn)先減后增的趨勢(shì)，2021 年總產(chǎn)值從大到小依次為枳殼、覆盆子、葛、黃精?？傮w來講，近年來覆盆子的種植面積大、產(chǎn)量小，但產(chǎn)值較大；葛的種植面積、產(chǎn)量都較大，但產(chǎn)值一般；枳殼的種植面積較小但產(chǎn)值較大；黃精的種植面積較大，但產(chǎn)量和產(chǎn)值都較小。

表2 2018—2021年德興市主產(chǎn)藥材種植總面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值

4 討論

本研究以德興市為研究區(qū)，利用德興市中藥材統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)結(jié)合，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)研究尺度上，提供研究空間和時(shí)間相結(jié)合的中藥材種植特征分析方法，得出以下結(jié)論：1）德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植面積和種植品種數(shù)在空間上差異很大，具體來說，張村鄉(xiāng)在種植總面積和種植品種數(shù)方面都居首位；海口鎮(zhèn)雖然種植品種多，但是種植總面積并不大；而黃柏鄉(xiāng)種植面積大，但是種植品種數(shù)不多；花橋鎮(zhèn)種植面積和種植品種數(shù)都居中。2）從主產(chǎn)藥材種植面積對(duì)比分析看，不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)中藥材種植結(jié)構(gòu)差異很大，泗州鎮(zhèn)和新崗山鎮(zhèn)都只突出種植某一種優(yōu)勢(shì)藥材，而黃柏鄉(xiāng)和張村鄉(xiāng)各種主產(chǎn)藥材都兼種，面積比較均衡。通過分析各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用類型數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，中藥材種植面積和品種數(shù)都較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用類型主要是以耕地和林地為主；主產(chǎn)藥材種植面積較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其土地利用類型也都是以耕地和林地為主，這與主產(chǎn)藥材的生境特征有密切關(guān)系，同時(shí)與德興市中藥材種植的實(shí)際情況相一致。3）從德興市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主產(chǎn)藥材種植面積與土地利用類型面積的關(guān)系分析可知，由于新崗山鎮(zhèn)、繞二鎮(zhèn)、李宅鄉(xiāng)和昄大鄉(xiāng)在地理空間上是相鄰關(guān)系，且這4 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用類型都是以與覆盆子生境特征極為相符的林地為主，因此覆盆子種植面積在空間上會(huì)呈現(xiàn)聚集現(xiàn)象；而黃精、葛和枳殼種植面積較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)相互之間在空間上不存在相鄰關(guān)系，并且這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用類型各不相同，因此黃精、葛和枳殼的種植面積在空間上呈現(xiàn)隨機(jī)分布的現(xiàn)象。4）2018—2021 年德興市中藥材種植總面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值都是呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)；4 年來覆盆子的種植面積大、產(chǎn)量小，但產(chǎn)值較大；葛的種植面積、產(chǎn)量是都很大，但產(chǎn)值一般；枳殼的種植面積較小但產(chǎn)值較大；黃精的種植面積較大，但產(chǎn)量和產(chǎn)值都較小。從這4 種主產(chǎn)藥材的平均畝產(chǎn)數(shù)據(jù)和單價(jià)分析發(fā)現(xiàn)，覆盆子的平均畝產(chǎn)最少，但是單價(jià)最高；其他3 種藥材的平均畝產(chǎn)差別不大，單價(jià)從高到低依次是黃精、枳殼、葛。這與4 種主產(chǎn)藥材的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果一致。

在調(diào)查及數(shù)據(jù)分析的過程中發(fā)現(xiàn)，德興市中藥資源豐富及政府大力發(fā)展中藥材產(chǎn)業(yè)是近年來德興市中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因，具體分析如下：1）資源豐富，環(huán)境適宜。德興地處亞熱帶溫潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，是典型的山區(qū)城市，森林覆蓋率達(dá)76.2%，是江西省“傳統(tǒng)道地藥材”主產(chǎn)區(qū)之一，有“野外就是藥房，深山就是藥庫”的美譽(yù)[14]。據(jù)第四次全國中藥資源普查數(shù)據(jù)顯示，德興藥用植物1927 種，占全國已發(fā)現(xiàn)藥用植物總數(shù)的1/5；藥食同源醫(yī)藥植物66種，超過全國藥食同源醫(yī)藥植物的1/3。德興藥用植物資源豐富，其中鐵皮石斛、覆盆子、七葉一枝花、三葉青、兩面針等20 余種瀕危珍稀野生中藥材都有一定數(shù)量的種群繁衍。德興市先后成功申報(bào)了德興掌葉覆盆子、德興鐵皮石斛、德興葛、德興紅花油茶4 個(gè)國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志產(chǎn)品，成功創(chuàng)建了中國掌葉覆盆子之鄉(xiāng)、中國紅花油茶之鄉(xiāng)。作為典型的山城，德興市氣候溫和、降水豐富、植被茂盛、森林廣布，蘊(yùn)藏豐富的野生中藥資源使該地區(qū)中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。2）政府引導(dǎo)，政策扶持。為將資源優(yōu)勢(shì)變成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)變成經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，德興市審時(shí)度勢(shì)，明確提出“建設(shè)健康德興，打造中醫(yī)藥振興發(fā)展‘江西樣板’的領(lǐng)頭羊”戰(zhàn)略規(guī)劃，成立了德興市振興中醫(yī)藥工作委員會(huì)，設(shè)立中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展專項(xiàng)基金，成立中醫(yī)藥服務(wù)中心，建立政府主導(dǎo)、部門參與、市場(chǎng)運(yùn)作的中醫(yī)藥發(fā)展機(jī)制，出臺(tái)了《關(guān)于加快推進(jìn)中醫(yī)藥發(fā)展的實(shí)施意見》《德興市振興中醫(yī)藥“十三五”規(guī)劃》《德興市扶持中藥材種植實(shí)施方案（試行）》等文件[15-17]，明確了振興中醫(yī)藥的方向。這些政策的出臺(tái)，有力地促進(jìn)了中藥材種植業(yè)蓬勃發(fā)展，2022 年該市新增中藥材種植面積1.3萬畝。