基于格网技术的重庆市中药资源种类丰富度差异性分析

张小波　瞿显友　李梦　王慧　景志贤　刘翔　张植玮　郭兰萍　黄璐琦

[摘要]在全国和各地中药资源普查工作结束后，将汇总大量的中药资源种类和分布等方面的数据信息，区域之间中药资源丰富度是客观反映中药资源禀赋的一个有效指标。由于县域面积大小存在较大差异，以县为统计单元进行区域间中药资源丰富度评估，会导致区域间丰富度统计结果的偏差。基于规则栅格或格网的统计方法，可以降低由于统计单元大小不同，引起的中药资源丰富度的差异性。以重庆为例，基于现有调查数据信息，对比分析不同格网尺度条件下中药资源丰富度差异性，结果显示，选取30 km的格网，统计重庆市中药资源丰富度，可以较好的反映区域间中药资源丰富度的客观实际情况。

[关键词]中药资源； 格网； 重庆； 物种丰富度

[Abstract]After the end of the national and local medicine resources census work， a large number of Chinese medicine resources and distribution of data will be summarized The species richness between the regions is a valid indicator for objective reflection of interregional resources of Chinese medicine Due to the large difference in the size of the county area， the assessment of the intercropping of the resources of the traditional Chinese medicine by the county as a statistical unit will lead to the deviation of the regional abundance statistics Based on the rule grid or grid statistical methods， the size of the statistical unit due to different can be reduced， the differences in the richness of traditional Chinese medicine resources are caused Taking Chongqing as an example， based on the existing survey data， the difference of richness of traditional Chinese medicine resources under different grid scalewere compared and analyzed The results showed that the 30 km grid could be selected and the richness of Chinese medicine resources in Chongqing could reflect the objective situation of intercropping resources richness in traditional Chinese medicine better

[Key words]Chinese medicine resource； grid； Chongqing； resource richness

物种丰富度[1]是指分布于某一区域的物种数量，它是生物资源保护中最常用的指标。第四次全国中药资源普查主要目的，是明确我国各区域内中药资源的种类和分布等基本情况。由于物種丰富度本身是尺度依赖的，统计尺度的变化必然会影响丰富度的统计结果。在地理学中，尺度效应普遍存在，不同空间尺度的地理要素具有不同的性质，统计单元的尺度直接决定着统计结果[2]。由于与中药资源分布相关的空间数据，包括点状的地理坐标数据、线状的调查线路，多边形面状的行政区划数据、栅格状的生态环境数据等。关于尺度效应，相关研究认为宏观尺度研究多以行政区为评价单元，微观尺度多选择栅格为评价单元[3]。因此，对中药资源进行分析研究，需要考虑汇总区域的形状和尺度问题。在全国中药资源普查内业整理进行中药资源物种丰富度统计和评价应用时，需要选取适宜尺度的统计格网，以便客观地反映中药资源种类空间分布的特性。

随着数据采集方式的逐步改进、计算机技术的不断更新，现阶段基于规则栅格或格网的数据收集方法受到更为广泛的关注，成熟的数量分析方法也主要是针对规则的栅格或格网进行分析。本文选取重庆市为研究区域，基于重庆市各地的中药资源物种丰富度、以公里格网为基本统计单元，探索利用格网化技术、空间自相关进行中药资源丰富度统计的合适尺度，为第四次全国中药资源普查结束后，各地的中药资源种类统计和丰富度评价提供技术支撑和参考。

1材料和方法

11研究区域概况重庆市总面积824万km2，辖38个区县。地形由南北向长江河谷倾斜，地貌以丘陵、山地为主；属亚热带季风性湿润气候。重庆市作为第一批启动实施全国中药资源普查试点工作的省份，中药资源普查工作范围基本覆盖全境，通过外业调查工作获取了大量的第一手调查数据资料，现在进入内业整理阶段。

12中药资源种类数据基于重庆市38个开展中药资源普查县，截止到2017年9月初，汇总得到的调查数据。以行政区划单位为基本单元，统计汇总各区县的中药资源种类数。

13空间格网建设考虑到全国中药资源普查抽样方案、生态环境因子的空间尺度大小，本研究基于ArcGIS102的XTools插件，利用CreatFishnet工具，将整个重庆市划分为若干个1 km×1 km的格网。每个格网以其中心点的坐标（格网中心点）来确定其地理位置，同时汇总统计分布于该格网内的中药资源种类，记录落在每个网格内的各种中药资源与中心点的相对位置等信息，生成重庆市域范围内中药资源种类丰富度属性数据库。endprint

同时，生成5 km×5 km，10 km×10 km，20 km×20 km，30 km×30 km，40 km×40 km，50 km×50 km，60 km×60 km，70 km×70 km，80 km×80 km，90 km×90 km，100 km×100 km，不同尺度的格网，统计不同尺度条件下，格网内中药资源丰富度。

14适宜统计格网尺度分析本文采用全局空间自相关分析的Moran指数，分析不同空间尺度下区域内中药资源的丰富度，及空间自相关性。

15中药资源丰富度情况区划由于全国中药资源普查工作调查获取的数据信息，并不是覆盖研究区域的每一公里格网，部分公里格网内没有数据。选取空间自相关性最大的格网，应用空间插值方法，基于格网内中药资源种类，繁衍其他没有采样点区域内的中药资源种类，形成重庆市全境、各个公里格网内的中药资源种类分布情况。空间插值法是一种科学有效的空间分析方法，根据适当数量的已知点推求区域中的未知点数据，即将离散点的测量数据转换为连续的数据面，对调查范围内所有位置的相关属性进行预测。在空间插值结果的基础上，对重庆市各区域间中药资源种类的差异性进行区域分析。

2结果

21基于重庆市中药资源丰富度情况为从不同尺度反映重庆市中药资源丰富度情况的总体特征，基于2012—2017年重庆市中药资源工作收集到的中药资源种类数，统计重庆市各县级行政区划单元内的中药资源丰富度，结果见图1。根据重庆市中药资源工作收集到的中药资源信息，基于不同尺度的格网，分别统计区域内的中药资源丰富度，部分结果见图2～8。

对比图1和图2～8，不同尺度条件下，同一区域内中药资源种类丰富度具有较大的变化。如，以县域尺度统计中药资源种类丰富度，璧山县的丰富度远远小于丰都县的；但在30 km格网尺度下璧山县的丰富度接近于丰都县的。

22不同尺度下中药资源种类丰富度空间分布规律探索研究根据不同格网尺度条件下，区域内中药资源丰富度，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，结果见表1。在不同格网尺度下，重庆市中药资源种类丰富度有较大的差异。其中，在30 km尺度下，中药资源种类丰富度呈现较高的空间相关性；在1 km和100 km格网尺度下中药资源种类丰富度，呈现近乎随机的分布状态，在1 km条件下随机的差异性显著。

23重庆市中药资源种类间分布格局探索研究基于不同格网尺度，采用空间插值方法，对重庆市各地的中藥资源丰富度进行空间估计。其中，1 km格网插值结果见图9，30 km格网插值结果见图10（其他尺度略）。对比分析不同尺度条件下插值结果，结果显示，不同统计尺度条件下，插值结果存在一定的差异性。

对不同尺度条件下的半变异函数进行对比分析。其中，1 km半变异函数曲线见图11，30 km结果见图12（其他尺度略）。对比分析不同拟合曲线，结果显示：在20，30 km格网下半变异函数效果最佳。

24重庆市中药资源种类多样性影响因素分析基于30 km格网内中药资源种类和格网中心点的位置信息，用GIS软件绘制各格网中药资源种类的趋势图，结果见图13。从整体研究区域来看，重庆市中药资源种类丰富度较高的地区有4个，分别是城口、巫溪和开县交界处；丰都和涪陵区交界处；璧山县、铜梁和永川交界处；酉阳和秀山县交界处。重庆市中药资源种类丰富度较低的地区有2个，分别是北培区、南岸城市建成区；万州、开阳和云阳县交界处。

3结论

由于县域面积大小存在较大差异，以县为统计单元进行区域间中药资源丰富度评估，会导致区域间丰富度统计结果的偏差。基于格网，可以降低由于统计单元大小不同，引起的中药资源丰富度的差异性，对客观反映区域间中药资源禀赋具有一定的利用价值。根据对重庆市不同尺度条件下中药资源丰富度的比对分析，可以看出基于现有数据，选取30 km的公里格网，进行重庆市中药资源丰富度研究，可以较好的反映区域间中药资源丰富度的实际情况。

在全国和各地中药资源普查工作结束后，将汇总大量种类和分布等方面的信息，区域之间中药资源种类是普查重要的成果体现形式之一。基于全国中药资源普查数据信息，应用空间信息技术、网格技术等现代技术方法，将全国划分为不同尺度单元的网格，建立服务于中药资源普查的空间信息多级网格体系，可有效的分析和展示区域间中药资源的丰富度，对科学指导区域间发展规划和资源配置也有一定的指导意义。

中药资源普查由于受时间、经费和工作量的限制，不能对县域每一寸国土都进行调查。一般普查队进行外业调查时，多采用对代表性区域进行抽样调查，基于调查数据结果，应用空间分析技术方法，进行中药资源种类分布格局研究，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、实行区域资源、环境的协调发展具有十分重要的意义。

[参考文献]

[1]黄继红，张金龙，杨永，等.特有植物多样性分布格局测度方法的新进展[J]生物多样性，2013（1）：99

[2]连世忠，丁霖，陈江平顾及空间自相关的地理国情信息统计格网尺度选择——以植被覆盖信息统计为例[J]测绘通报，2017（3）：46

[3]李建春，袁文华基于GIS格网模型的银川市土地生态安全评价研究[J]自然资源学报，2017，32（6）：988

[责任编辑吕冬梅]endprint