基于德興市中藥材種植統計數據的時空挖掘分析△

史婷婷，張小波*，陳瑜，王慧，覃明，李夢，郭蘭萍

1.中國中醫科學院 中藥資源中心 道地藥材品質保障與資源持續利用全國重點實驗室，北京 100700；2.德興市中醫藥產業發展服務中心，江西 上饒 334200；3.德興市中醫研究院試驗培訓基地，江西 上饒 334200

近年來，中醫藥越來越受到世界醫藥界的認可，中藥材資源的開發利用正成為我國經濟發展的新增長點[1]。為了支持對中藥材資源的進一步開發，國家出臺了一系列涵蓋種質資源保護、良種繁育、中藥材種植養殖基地建設、中藥材生產管理、中藥材采收加工等多個方面的中藥材種植相關扶持政策[2-5]，中藥材種植產業迎來了歷史性的發展機遇。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增長需求、能否支持中醫藥事業健康持續發展等系列問題的回答，都需要中藥材生產統計數據作為支撐[6]，因此，對中藥材種植空間格局和分異機制的研究亟待加強。充分挖掘中藥材統計數據、理解中藥材種植結構的時空特征，對中藥材產業的發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，利用該地區中藥材統計數據與土地利用數據，將鄉鎮尺度上的研究推進至格網水平，彌補了統計數據來源的面板單一性與缺失性，提供研究空間和時間相結合的中藥材種植特征分析方法，通過多源數據對德興市中藥材種植空間分異特征及機制進行分析，為建立全國中藥材生產統計調查制度提供參考。

1 研究區概況

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，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]。該地區屬中亞熱帶濕潤季風區，具有氣候溫暖、雨量充沛、光照充足、四季分明、晝夜溫差大、無霜期較長等山區小氣候特點；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[10]。

2 方法

2.1 數據獲取

土地利用數據和中藥材統計數據包括2021 年各鄉鎮按品種進行統計的中藥材種植面積數據及2018—2021 年德興市按品種進行統計的中藥材種植總面積、總產量和總產值數據。

2.2 空間自相關分析

利用地理信息系統（GIS）空間分析技術和相關性分析對德興市中藥材種植統計數據進行挖掘分析。空間自相關分析可以對中藥材種植面積的空間格局進行分析。空間自相關模型是進行空間分析的基本地理學方法之一[11]，主要包括全局和局部2 種空間自相關分析方法。本研究利用全局空間自相關分析中藥材種植面積的空間格局。其中，莫蘭指數（Moran′sI）是最常見的用于測算空間自相關的指標，是衡量變量在同一個區域內的觀測值之間潛在相互依賴性的一個重要研究指標。按公式（1）計算Moran′sI[12]。

式中，n表示區域內的空間單元數；S0表示各空間權重矩陣之和；wij表示空間單元的空間權重矩陣；xi、xj分別表示不同空間要素單元的觀測值；表示各觀測值的均值。對于全局Moran′sI，可以用標準化統計量（Z）來檢驗空間自相關的顯著性水平。Z值的計算公式為[12]。

全局空間自相關分析能夠從空間角度識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，不能具體表達聚集區位置[13]。

3 結果

3.1 各鄉鎮面積空間分布特征

將德興市鄉鎮中藥材種植面積按照以下方式分為5個等級，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 畝以上的鄉鎮為張村鄉、黃柏鄉和花橋鎮；種植面積在[10 000，15 000）畝的鄉鎮為繞二鎮、香屯街道和新崗山鎮；種植面積不足1000 畝的鄉鎮為新營街道和銀城街道。

3.2 各鄉鎮中藥材種植種類空間分析

2021 年德興市各鄉鎮種植中藥材種類數分為5個等級，分別為[0，2）種、[2，5）種、[5，10）種、[10，15）種、15種以上。其中，種植品種數最多的是張村鄉，達到22 種；海口鎮、繞二鎮、花橋鎮、新崗山鎮、李宅鄉、萬村鄉種植品種數為[10，15）；種植品種數較少的是新營街道和銀城街道。

3.3 各鄉鎮主產藥材面積對比分析

德興市種植面積＞10 000 畝的藥材有覆盆子、葛、黃精和枳殼。對各鄉鎮主產藥材種植面積進行對比分析發現，覆盆子種植面積最大，在14 個鄉鎮中，只有泗州鎮、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，其次是繞二鎮和李宅鄉；種植面積排第2位的是葛，有9個鄉鎮種植，種植面積排前三的鄉鎮依次是泗州鎮、黃柏鄉和張村鄉；種植面積排第3位的是黃精，有11個鄉鎮種植，種植面積較大的鄉鎮是香屯街道、繞二鎮和花橋鎮。

從主產藥材種植面積對比分析看（圖1），不同鄉鎮中藥材種植結構差異很大，泗州鎮和新崗山鎮都只突出種植某一種優勢藥材，而黃柏鄉和張村鄉兼種各種主產藥材，種植面積比較均衡。

圖1 德興市各鄉鎮主產藥材種植面積

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

圖2 德興市主產藥材種植面積空間自相關結果

3.4 德興市中藥材種植面積與土地利用類型面積

將德興市各鄉鎮中藥材種植面積、種類數據和各土地利用類型數據進行標準化處理并進行對比分析，結果見圖3。德興市中藥材種植面積最大的是張村鄉，其次是黃柏鄉，土地利用類型以耕地和草地為主。種植中藥材品種數最多的是張村鄉，土地利用類型是耕地和林地；其次是海口鎮，土地利用類型除水體外以林地為主；繞二鎮土地利用類型以林地和耕地為主。

圖3 德興市各鄉鎮中藥材種植面積、種類與各土地利用類型面積的關系

將各鄉鎮主產藥材種植面積與各土地利用類型面積數據進行標準化處理并進行對比分析發現（圖4），覆盆子種植面積較大的4 個鄉鎮（新崗山鎮、繞二鎮、李宅鄉和昄大鄉）土地利用類型都以林地為絕對優勢，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性相符。葛種植面積較大的泗州鎮、黃柏鄉和張村鄉土地利用的主要類型各不相同，其中泗州鎮除人工建筑以外，以耕地為主；黃柏鄉以耕地和草地為主；張村鄉以耕地為主，這說明葛對環境要求不高，適應性較強。黃精種植面積較大的3 個鄉鎮中，香屯街道除了人工建筑外，以耕地為主；繞二鎮以林地為主；花橋鎮除了人工建筑外是以林地為主，這與黃精生長于海拔800～2800 m 的林下、灌叢或山坡陰處，適宜生長環境為涼爽、潮濕、蔽陰的生境特征相符。枳殼種植面積較大的3 個鄉鎮為黃柏鄉、花橋鎮和香屯街道，其主要土地利用類型是耕地和林地。

圖4 德興市各鄉鎮主產藥材種植面積與土地利用類型面積

根據實際調查發現，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。這與主產藥材面積、各土地利用類型面積的分析結果相吻合。

綜上所述，中藥材種植面積和品種數都較多的鄉鎮土地利用類型主要以耕地和林地為主，主產藥材種植面積較大的鄉鎮土地利用類型也以耕地和林地為主，這與主產藥材的生境特征有密切關系，同時與德興市中藥材種植的實際情況相一致。

3.5 2018—2021年德興市中藥材種植特征分析

對2018—2021 年德興市中藥材種植面積、總產量和總產值進行對比分析發現，這3 個指標呈現逐年遞增的趨勢（表1），增幅分別為58.6%、117.34%、247.92%。

表1 2018—2021年德興市中藥材產業主要經濟指標

對2018—2021 年覆盆子、葛、黃精和枳殼種植總面積、總產量及總產值3 個指標進行對比分析，結果見表2。結果表明，從總面積指標看，4 種主產藥材2018—2021 年均呈現逐年增加趨勢，2021 年種植面積從大到小依次為覆盆子、葛、黃精、枳殼；從總產量指標看，4 種主產藥材2018—2021 年同樣呈現逐年增加趨勢，2021 年總產量從大到小依次是葛、黃精、枳殼、覆盆子；從總產值指標看，葛和枳殼2018—2021 年呈逐年遞增趨勢，但黃精呈先增后減再增、覆盆子呈現先減后增的趨勢，2021 年總產值從大到小依次為枳殼、覆盆子、葛、黃精。總體來講，近年來覆盆子的種植面積大、產量小，但產值較大；葛的種植面積、產量都較大，但產值一般；枳殼的種植面積較小但產值較大；黃精的種植面積較大，但產量和產值都較小。

表2 2018—2021年德興市主產藥材種植總面積、總產量和總產值

4 討論

本研究以德興市為研究區，利用德興市中藥材統計數據與土地利用數據結合，在鄉鎮研究尺度上，提供研究空間和時間相結合的中藥材種植特征分析方法，得出以下結論：1）德興市各鄉鎮中藥材種植面積和種植品種數在空間上差異很大，具體來說，張村鄉在種植總面積和種植品種數方面都居首位；海口鎮雖然種植品種多，但是種植總面積并不大；而黃柏鄉種植面積大，但是種植品種數不多；花橋鎮種植面積和種植品種數都居中。2）從主產藥材種植面積對比分析看，不同鄉鎮中藥材種植結構差異很大，泗州鎮和新崗山鎮都只突出種植某一種優勢藥材，而黃柏鄉和張村鄉各種主產藥材都兼種，面積比較均衡。通過分析各鄉鎮土地利用類型數據發現，中藥材種植面積和品種數都較多的鄉鎮土地利用類型主要是以耕地和林地為主；主產藥材種植面積較大的鄉鎮，其土地利用類型也都是以耕地和林地為主，這與主產藥材的生境特征有密切關系，同時與德興市中藥材種植的實際情況相一致。3）從德興市各鄉鎮主產藥材種植面積與土地利用類型面積的關系分析可知，由于新崗山鎮、繞二鎮、李宅鄉和昄大鄉在地理空間上是相鄰關系，且這4 個鄉鎮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呈現聚集現象；而黃精、葛和枳殼種植面積較大的鄉鎮相互之間在空間上不存在相鄰關系，并且這些鄉鎮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隨機分布的現象。4）2018—2021 年德興市中藥材種植總面積、總產量和總產值都是呈現逐年遞增的趨勢；4 年來覆盆子的種植面積大、產量小，但產值較大；葛的種植面積、產量是都很大，但產值一般；枳殼的種植面積較小但產值較大；黃精的種植面積較大，但產量和產值都較小。從這4 種主產藥材的平均畝產數據和單價分析發現，覆盆子的平均畝產最少，但是單價最高；其他3 種藥材的平均畝產差別不大，單價從高到低依次是黃精、枳殼、葛。這與4 種主產藥材的統計數據結果一致。

在調查及數據分析的過程中發現，德興市中藥資源豐富及政府大力發展中藥材產業是近年來德興市中藥材產業發展迅猛的主要原因，具體分析如下：1）資源豐富，環境適宜。德興地處亞熱帶溫潤季風區，是典型的山區城市，森林覆蓋率達76.2%，是江西省“傳統道地藥材”主產區之一，有“野外就是藥房，深山就是藥庫”的美譽[14]。據第四次全國中藥資源普查數據顯示，德興藥用植物1927 種，占全國已發現藥用植物總數的1/5；藥食同源醫藥植物66種，超過全國藥食同源醫藥植物的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量的種群繁衍。德興市先后成功申報了德興掌葉覆盆子、德興鐵皮石斛、德興葛、德興紅花油茶4 個國家農產品地理標志產品，成功創建了中國掌葉覆盆子之鄉、中國紅花油茶之鄉。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，蘊藏豐富的野生中藥資源使該地區中醫藥產業繁榮發展。2）政府引導，政策扶持。為將資源優勢變成產業優勢、生態優勢變成經濟優勢，德興市審時度勢，明確提出“建設健康德興，打造中醫藥振興發展‘江西樣板’的領頭羊”戰略規劃，成立了德興市振興中醫藥工作委員會，設立中醫藥事業發展專項基金，成立中醫藥服務中心，建立政府主導、部門參與、市場運作的中醫藥發展機制，出臺了《關于加快推進中醫藥發展的實施意見》《德興市振興中醫藥“十三五”規劃》《德興市扶持中藥材種植實施方案（試行）》等文件[15-17]，明確了振興中醫藥的方向。這些政策的出臺，有力地促進了中藥材種植業蓬勃發展，2022 年該市新增中藥材種植面積1.3萬畝。