吉林省中药资源种类空间分布差异研究

张小波　邱智东　王慧　景志贤　郭兰萍　曲晓波　黄璐琦

[摘要]区域之间自然条件、社会资源等差异，决定了区域间中药资源的差异性分布。中药资源种类分布的时空演变是中药产业发展过程在时间和空间上的表现形式，研究区域中药资源分布的时空演变过程，可以揭示中药资源空间分布的规律性。县域作为全国中药资源普查的基本单元，县与县之间的资源禀赋差异，对合理制定中药资源政策、实行区域资源、环境的协调发展具有十分重要的意义。该研究基于吉林省中药资源普查试点工作阶段成果，选取51個已经完成中药资源普查工作的县，根据中药资源种类，运用探索性空间数据分析（ESDA）、趋势面分析、空间变异函数等地统计分析技术对吉林省县域中药资源多样性进行研究，分析中药资源丰富程度的空间差异特性。结果显示：吉林省中药资源种类丰富度较高的地区，总体上分布在东部和东南部，区域内植被类型主要以阔叶林为主；中药资源种类丰富度较低的地区，总体上分布在长春和吉林市行政中心附近，多为城市建成区，区域内植被类型以栽培植被为主。

[关键词]地统计分析； 中药资源种类； 空间分布； 差异

[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

中药资源分布是指一定时间内中药资源在地理空间内的分布、聚散和组合情况，是重要的自然现象和社会经济现象之一。中药资源的不平衡分布是自然资源分布的一种常态，不同区域之间由于自然条件、社会资源、历史文化等差异的客观性，决定了区域间中药资源空间分布差异的客观性。中药资源种类是区域内药用资源和生物多样性丰富程度、区域内发展中医药产业潜在能力的重要指标。中药资源种类分布的时空演变是中药产业发展过程在时间和空间上的表现形式，研究区域中药资源分布的时空演变过程，可以揭示中药资源空间分布的规律性，对合理制定中药资源政策、实现区域资源、环境的协调发展具有十分重要的意义。endprint

县域作为全国中药资源普查的基本单元，县与县之间的资源禀赋差异是中药资源工作任务部署、成果汇总、人员队伍和经费配置的基础[1]。在国家中医药管理局组织实施全国中药资源普查（试点）工作之前，由于没有区域内各个县中药资源种类的基础数据，无法进行县域之间中药资源种类的空间分布差异分析研究。2012年，吉林省陆续开展县域的中药资源普查工作[2]，目前范围已经覆盖51个县。吉林省特殊的生态环境十分适宜广泛地种植、生产中药材，吉林省十分重视自身优势的开发，研究县域中药资源种类空间分布特征，对促进区域中药相关产业发展具有重要意义。本研究基于吉林省中药资源普查试点工作阶段成果，选取51个已经完成中药资源普查工作的县，根据中药资源种类，运用探索性空间数据分析（ESDA）、趋势面分析、空间变异函数等地统计分析技术[3]，对吉林省县域中药资源多样性进行研究，分析中药资源丰富程度的空间差异特性，为吉林省中药材产业发展，相关政策规划的制定提供参考依据。

1数据来源

吉林省各县中药资源种类数，为截止到2016年12月，各县级普查队野外实际调查获取的数据。

2方法

21采用全局空间自相关方法，分析吉林省中药资源种类空间分布总体特征全局空间自相关主要是对属性在整个区域空间上特征的描述，反映了观测变量在整个研究区域内空间相关性的整体趋势。主要用Moran′s I系数表示，其取值范围在-1～1。当Moran′s I>0，代表空间事物在空间分布上呈正相关性，空间上呈聚集分布。当Moran′s I<0，代表空间事物在空间分布上呈负相关性，空间上呈离散分布。当Moran′s I=0（当Moran′s I接近0时），代表空间事物在空间分布上不具有相关性，空间上呈随机分布。

22采用局域自相关分析方法，分析研究县域间中药资源种类差异性空间分布特征主要用LISA指数和G指数表示。LISA指数是全局空间自相关指数的分解形式，反映局域空间相关性的显著性水平；还可识别空间异常值；可用于具体度量每个区域与周边区域之间的局部空间关联和空间差异程度。G指数用于识别属性要素高值或低值的空间聚类情况，如果G指数值为正且显著，表明该县域周围中药资源种类丰富，属于高值空间集聚（热点区）；如果G指数值为负且显著，表明该县域周围中药资源种类匮乏，属于低值空间集聚（冷点区）。

23采用Moran散点图，分析区域间中药资源种类的相关关系散点图是数据分析中表示2个变量之间关系的常用方法，表示一个变量的空间自相关关系，可以采用Moran散点图。Moran散点图，横坐标表示某个位置上的观测值，纵坐标表示该位置的空间滞后。空间变量的观测值和其空间滞后之间的拟合程度（直线的斜率），即I指数。Moran散点图可以用来探索空间关联的全局模式、识别空间异常和局部不平稳性等。Moran散点图的4个象限，分别对应区域单元与邻居单元之间的4种局部空间联系形式。第一象限（HH）：观测值大于均值，空间滞后大于均值；代表具有高观测值的区域单元，被具有高观测值的区域单元包围。第二象限（LH）：观测值小于均值，空间滞后大于均值；代表具有低观测值的区域单元，被具有高观测值的区域单元包围。第三象限（LL）：观测值小于均值，空间滞后小于均值；代表具有低观测值的区域单元，被具有低观测值的区域单元包围。第四象限（HL）：观测值大于均值，空间滞后小于均值；代表具有高观测值的区域单元，被具有低观测值的区域单元包围。

3结果

31中药资源种类总体空间格局根据吉林省51个县开展中药资源普查工作获取的中药资源种类，应用GIS制图功能，生成51个县中药资源种类数量多少的柱状图，结果见图1。从图中可以看出各县中药资源种类存在一定的差异。

选取各县中药资源种类，计算全局空间自相关Moran指数I，并计算其检验的标准化统计量Z，结果见图2。其中，Moran指数值I=038，标准化统计量Z=595，P=0，置信度为99%；在正态分布假设条件下，Moran指数检验结果高度显著。表明：吉林省各县中药资源种类存在着显著的、正的空间自相关；各县之间中药资源种类丰富程度并非随机分布，而是具有明显的空间聚集特征。

用GIS软件绘制各县中药资源种类的趋势图，见图3。从整体研究区域来看，吉林省中药资源种类自西向东有逐渐增加的趋势。总体上东北部地区中药资源种类较为丰富，西北和西南部的中药资源种类较低。

32局部空间格局总体空间格局从空间自相关分析整体上表明了吉林省中药资源种类分布态势，并不代表每个地区都是如此，为了进一步分析吉林省各县中药资源种类的空间相关性，基于局部空间自相关模型LISA指数。通过95%显著水平检验的地区见图4，其中，吉林省中药资源种类的空间正相关性较强，空间负相关性较弱；总体上中药资源种类丰富的县域仍然占少数。

位于HH，HL区县域的个数总体上少于位于LL，LH区的个数；在不考虑显著性水平的条件下，HH区主要位于东北部和东南部地区，LL区主要位于长春和吉林市，LH，HL区交错分布不同地区。通过图4可以看出，吉林省中药资源种类数是由西向东逐渐增多。

选取截止到2016年12月，吉林省51个普查队调查得到的中药资源种类，用GIS软件计算G统计量，并计算其检验的标准化统计量Z。用自然断裂法（Jenks）进一步对数据进行可视化处理，将数值由低到高划分为5类，分别为：冷点地区、次冷点地区、温点地区、次热点地区、热点地区，结果见图 5。从图 5可以看出：总体上热点地区县域的个数最少，占总数的98%；这些县的Z在005的显著性水平下显著；从统計学意义上说，其中药资源种类趋于高值空间聚集，中药资源种类丰富、在空间上相连成片分布；总体上分布在吉林省东部和东南部，多在长白山山脉所在地区。冷点县占总数的1373%；这些县的Z在005的显著性水平下显著；从统计学意义上说，其中药资源种类趋于低值空间聚集，区域内中药资源种类较为匮乏、在空间上相连成片分布；总体上冷点地区分布在长春和吉林市等行政中心附近，多为城市建成区。温点地区的县域个数最多，温点县域占总数的6275%；中药资源种类丰富程度属于高值和低值过度区域。endprint

33空间分布差异影响因素运用R语言绘制Moran散点图，进一步分析吉林省各县中药资源种类的局部空间相关性，结果见图6。其中，第一象限（HH）代表高值区域被高值邻居包围，称为种类丰富区；第二象限（LH）代表低值区域被高值邻居包围，称为过渡区域；第三象限（LL）代表低值区域被低值邻居包围，称为种类稀疏区；第四象限（HL）代表高值区被低值邻居包围，称为种类贫乏区。

基于吉林省植被类型，结合中药资源种类G指数分析结果，提取各区域植被类型和面积，计算同一区域不同植被类型面积比例，结果见图 7。可以看出，中药资源种类丰富度较高的热点地区，主要以阔叶林为主；中药资源种类丰富度较低的冷点地区，主要以栽培植被为主。因此，在吉林省地區，进行中药资源普查、生物多样性调查和监测工作中，应该以阔叶林分布的区域为主要调查或监测区域。

4结论与讨论

总体空间自相关分析发现，吉林省中药资源种类总体上表现出正的空间相关，具有一定的空间聚集特点。吉林省中药资源种类自西向东逐渐丰富，中药资源种类较多的地方主要位于东北部及东南部地区，中药资源种类贫乏的地区主要位于吉林中部的省、市级行政中心。

随着我国自然保护区事业的不断发展，全国中药资源普查工作的深入推进，中药资源动态监测逐渐成为区域中药资源保护工作的重要内容之一[5]。各级自然保护区建设是推进生态文明、建设美丽中国的重要载体，是保护生物多样性、筑牢生态安全屏障、确保各类自然生态系统安全稳定、改善生态环境质量的有效举措。通过分析发现，吉林省中药资源种类丰富度较大地区位于吉林东北部及东南部地区，主要包括汪清县、延吉市、龙井市、抚松县、靖宇县等中药资源种类丰富的地区。建议与中药资源监测、生物多样性监测相关的重点区域划分和监测站点应该布局在该区域内，在开展与野生中药资源相关工作中应对阔叶林区重点关注。

[参考文献]

[1]陆建伟，张小波，李海涛，等全国中药资源普查县级工作关键环节和内容要求[J]中国中药杂志，2013，38（16）：2653

[2]黄璐琦，陆建伟，郭兰萍，等第四次全国中药资源普查试点外业调查情况简报[J]中国现代中药，2013，15（7）：535

[3]王劲峰，李连发，葛咏，等 地理信息空间分析的理论体系探讨[J] 地理学报，2000（1）：92

[4]黄璐琦，陆建伟，郭兰萍，等第四次全国中药资源普查方案设计及实施[J]中国中药杂志，2013，38（5）：625

[5]张小波，李大宁，郭兰萍，等关于建立中药资源动态监测机制的探讨[J]中国中药杂志，2013，38（19）：3223

[责任编辑吕冬梅]endprint