中国畜禽种业基地的空间分布特征及影响因素

尹铎，刘杰威

（1. 广州大学地理科学与遥感学院，广东 广州 510006；2. 广州大学华南人文地理与城市发展研究中心，广东 广州 510006；3. 粤港澳大湾区移民治理与城市发展智库，广东 广州 510006）

作为现代农业的“芯片”，种业已成为国家战略性、基础性核心产业[1]。种质资源的多样性与稳定性不仅关乎于国家内部的食品安全与人民美好生活需要，更是与国家在全球宏观地缘政治经济格局演变中的角色与地位紧密关联[2]。在诸多种质资源中，畜禽遗传资源是最为关键且亟待保护的种类之一。中国是全球畜禽遗传资源最丰富的国家之一，资源数量众多且品类各异，已经发现并认定的地方品种就有545个[3]，这些畜禽的地方品种资源大多为个体农户散养并持有，占据世界畜禽遗传资源总量的六分之一。为了促进畜禽种业的发展，2022年中央一号文件对实施中国种业振兴计划做出了系统部署，要求大力推进种源等农业关键核心技术攻关，夯实好种质资源这一育种环节的战略性基础[4]。同时，我国陆续颁布了《中华人民共和国畜牧法》、《畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法》以及《国家级畜禽遗传资源保护名录》等法律法规，并且农业农村部自2008年7月7日起也先后公布了8批国家级畜禽遗传资源基因库、保护区和保种场名单，以此为基础建设畜禽种业基地，为畜禽遗传资源保护与利用的可持续性保驾护航。根据农业农村部规章《畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法》（2006年6月5日农业部令第64号公布）所阐述的定义：基因库，是指在固定区域建立的，有相应人员、设施等基础条件，以低温生物学方法或活体保护为手段，保护多个畜禽遗传资源的单位。保护区，是指国家或地方为保护特定畜禽遗传资源，在其原产地中心产区划定的特定区域。保种场，是指有固定场所、相应技术人员、设施设备等基本条件，以活体保护为手段，以保护畜禽遗传资源为目的的单位。

长期以来国内对种业研究颇为重视，许多学者从多个角度对其进行了深入研究。从种业类别来看，目前学者主要聚焦在作物种业上，研究内容主要涉及种业发展的困境[5-6]、种业知识产权保护[7-9]及种业发展战略[10-14]等方面，如张亨明和尹小贝[5]指出我国作物种业仍存在育种创新能力较弱、种质资源保护利用不足、种业企业实力相对有限等问题。陈燕娟[7]认为加强知识产权保护有助于提升中国种业国际竞争力。水产种业的学术研究成果亦颇丰[15-20]，如盛强等[15]分析了中国国家级水产种质资源保护区分布格局，研究表明：内陆水域水产种质资源保护区主要分布在中东部地区，西南和华南地区相关水系分布较少，保护区空间分布有待改善。

对于畜禽种业，有的学者从全局角度对畜禽遗传资源的保护现状、开发利用与保护措施集中探讨[3,21-23]，如张桂香[22]深入分析了当前我国地方畜禽遗传资源保护开发利用工作存在的投入不足、激励机制不健全、研发和推广力度不够、保护与开发利用工作相脱节等问题和难点，并提出了相应的建议。有的学者则对单个畜禽品种的种业发展进行研究[24-26]，如耿宁等[24]对我国肉羊种业发展的运行机理进行了研究，结果表明良种的培育既是一个长期的系统工程，也是一个在市场需求、技术、政策、资金以及资源约束下相关利益主体多目标行为决策整合的结果。

综上所述，当前学界对于畜禽种业的关注度不如作物种业高，且已有研究大多是从社会属性的角度来分析我国畜禽种业的特征，采用的方法多为定性研究，对于畜禽种业的空间联系考察相对欠缺，难以准确刻画我国畜禽种业基地的真实空间格局，无法较好解释畜禽种业基地现存空间分异的缘由。有鉴于此，本研究以最新国家级畜禽遗传资源基因库、保护区和保种场名单（第八批）为数据基础，在分析其空间分布特征的基础上，剖析相关影响因素，并提出合理建议，以期为中国畜禽种业基地的建设提供科学参考，进而推动我国畜禽遗传资源的有效保护与可持续利用。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

选取2021年8月9日农业农村部公告第453号最新公布的205个国家级畜禽遗传资源保护单位为研究样本，其中国家级畜禽遗传资源基因库8个、保护区24个、保种场173个。影响因素分析涉及的气温数据、降水数据和陆地生态系统类型数据采用从中国科学院地理科学与资源研究所资源环境科学与数据中心官网（https://www.resdc.cn）下载的中国1980年以来逐年年平均气温空间插值数据集、中国1980年以来逐年年降水量空间插值数据集、2015年中国陆地生态系统类型空间分布数据、中国气候区划数据。高程和坡度数据采用从地理空间数据云网站（http://www.gscloud.cn）获取的ASTER GDEM 30M分辨率数字高程数据。GDP数据采用各省（直辖市、自治区）统计局公布的2022年统计年鉴数据。人口数据采用从各省（直辖市、自治区）人民政府官网获取的第七次全国人口普查公报数据。空间数据采用从全国地理信息资源目录服务系统网站（https://www.webmap.cn）获取的1:100万全国基础地理数据库矢量数据。

1.2 研究方法

将全国205个国家级畜禽种业基地抽象为点状要素，借助Google Earth及百度地图API坐标拾取器对其地理空间位置信息进行精准定位并爬取其经纬度坐标，建立空间数据库。利用ArcGIS 10.2空间分析工具对国家级畜禽种业基地的空间分布特征进行分析，运用最邻近点指数、地理集中指数、基尼系数、核密度估计值等指数对国家级畜禽种业基地的集聚程度、核密度情况等进行综合考量。

1.2.1 最邻近点指数 最邻近点指数是判断点状事物空间位置之间互相邻近程度的指标[27]。其公式为：

式中：R为最邻近点指数，为实际最邻近距离，为理论最邻近距离，A为区域面积，m为点数，D为点密度。当R=1，表示点状要素在空间上的分布为随机型；R＜1表示趋于集聚分布；R＞1表示趋于均匀分布；R=0表示完全集中。

1.2.2 地理集中指数 地理集中指数在地理学研究中是反映研究对象集聚程度的重要指标[28]，将该指标引入国家级畜禽种业基地的研究中，可反映国家级畜禽种业基地在省域尺度上的集聚状况。其公式为：

式中：G表示国家级畜禽遗传资源保护地的地理集中指数，xi为第i个省级行政区国家级畜禽遗传资源保护地的分布数量，T为国家级畜禽遗传资源保护地的总数，t为我国省级行政区总数（不含港澳台地区）。G值介于0～100之间，G值越大，国家级畜禽遗传资源保护地分布越集中；G值越小，则分布越分散。

1.2.3 基尼系数 基尼系数在地理学中是用来分析离散区域空间分布的指标，通过比较不同研究对象的区域差异，找出地域分布的变化规律[29]。引用基尼系数来分析国家级畜禽种业基地在全国31个省级行政区（不含港澳台地区）的空间分布情况，其公式为：

式中：Gini代表基尼系数；n为区域的数量；w为累计数量占总数量的比重。Gini的取值在0～1之间，Gini值越大，表明研究对象空间分布的均衡性越小，集中度越高。基尼系数可以表示出不同地区研究对象数量的悬殊程度。

1.2.4 核密度估计值 核密度估计值是根据输入要素计算整个区域的数据聚集状况，重点反映一个核对周边的影响程度[30]，其公式为：

式中：f(x)为核密度估计值，为核函数，T为国家级畜禽种业基地的个数，h＞0为带宽，(x-Xi)表示估值点x到事件Xi处的距离。核密度估计值越大，表示点越密集，区域事件发生的概率越高。

1.2.5 地理探测器驱动力分析 地理探测器可以对多个自变量共线性免疫，无需对变量进行相关性分析。但要求自变量为离散型变量[31]，而不同分段方法和分段数量对探测结果有所影响。本研究利用R语言“GD”包[32]，对不同的连续变量使用多种离散化方法，利用最佳分段方法和分段数量，使得结果更加客观。因子探测器用于探测因变量（本文为国家级畜禽种业基地核密度值）的空间分异性，可得到不同因子对因变量的影响力q的大小。q值表示为该因子可以解释100×q%的因变量，介于0～1之间，q值越大，表示该自变量对因变量的解释程度越强，公式如下[31]。

式中：h=1，2，…，L为变量Y或因子X的分层即分类或分区；Nh和N分别为层h和全区的单元数；和分别是层h和全区Y值的方差；SSW和SST分别为层内方差之和和全区总方差。

2 结果与分析

2.1 国家级畜禽种业基地空间分布特征

2.1.1 国家级畜禽种业基地整体分布特征 从保护地的类型来看，全国范围内国家畜禽遗传资源保种场的分布数量最多，分布范围最为广泛；国家畜禽遗传资源保护区的数量明显少于保种场，地区分布较为均衡；国家畜禽遗传资源基因库的分布数量最少，主要布局在北京、杭州与南宁等大城市（见图1）。借助ArcGIS 10.2工具测算出国家级畜禽种业基地最邻近点指数R≈0.525，据此判断其空间分布类型为集聚分布型。利用样本数据计算其地理集中指数，得G=20.753。假设205个国家级畜禽种业基地均匀分布在全国31个省、直辖市、自治区（不包括港澳台地区），则其地理集中指数为=17.961，实际所得地理集中指数G大于均匀分布的地理集中指数，表明在省域尺度上国家级畜禽种业基地分布较为集中。

图1 国家级畜禽种业基地的空间分布Fig. 1 Spatial distribution of the national livestock and poultry seed industry bases

地理集中指数只能宏观地反映国家级畜禽种业基地的总体空间布局，并不能反映其内部的具体分布情况，因此，引入基尼系数来测度区域内部的国家级畜禽种业基地分布状况。根据样本数据计算基尼指数，得Gini=0.625，根据判别标准可以认为国家级畜禽种业基地在各省级行政区的分布也呈现非均衡状态，主要分布在华东地区的江苏、山东、浙江等省份（见表1）。

表1 各省级行政区国家级畜禽种业基地的数量和比重Table 1 Number and the proportion of the national livestock and poultry seed industry bases in each provincial-level administrative region

为了进一步揭示国家级畜禽种业基地的空间集聚情况，利用ArcGIS 10.2中的Kernel Density工具生成国家级畜禽种业基地核密度图（见图2）。由图2可知，国家级畜禽种业基地空间分布大致呈现出“一极多核，内地多边疆少”的空间特征。其中一极是指长三角极点区。多核是指北京、鲁西、湖南、粤赣闽边区、陕甘宁蒙边区、辽中南、四川盆地、川滇边区、大别山区、桂西北、雷琼地区、天山山麓等12个次核心集聚区。这些极点区和次核心集聚区主要集中在内地，东北、内蒙古、新疆、青海、西藏等边疆地区的国家级畜禽种业基地相对较少。

图2 国家级畜禽种业基地核密度Fig. 2 Density of the national livestock and poultry seed industry bases

2.1.2 我国各类国家级畜禽种业基地的空间分布特征 为了更好地探索我国各类国家级畜禽种业基地的分布差异，对205个国家级畜禽种业基地进行了分类。首先依据各种业基地保护对象的形态将其划分为家禽种业基地、家畜种业基地和家蜂种业基地3个一级类。家畜种业基地再细分为猪、牛、羊、马、驴、鹿、骆驼、兔等8类种业基地及1个国家家畜基因库。家禽种业基地再细分为鸡、鸭、鹅等3类种业基地及2个国家水禽基因库（见表2）。

表2 国家级畜禽种业基地的分类体系Table 2 Classification system of the national livestock and poultry seed industry bases

对鸡、鸭、鹅、猪、羊、牛、马、驴、骆驼、鹿、兔、蜂这12类种业基地的核密度进行进一步分析（见图3），可以发现我国各类国家级畜禽种业基地分布密度差异显著。具体来看，鸡、鸭、鹅3类家禽种业基地数量较多，集中分布在我国内地尤其是华东、华南地区省份。猪类种业基地分布数量最多，在我国多个省份均有分布，且形成了长三角、湘鄂两个核心集聚区。牛类种业基地分布范围较广，集中分布在我国北方地区和西南地区；羊类种业基地分布数量较多，分布地域广，形成了宁夏、山东和长三角3个核心集聚区，但在我国长江以南各省份几乎没有分布。马类种业基地的数量较少且分布零散；驴类种业基地集中分布在我国北方地区和新疆地区；骆驼、鹿、兔类种业基地分布数量稀少；蜂类种业基地数量较多且呈散点状分布在我国东部季风区，在新疆天山地区也有分布。

图3 各类国家级畜禽种业基地核密度Fig. 3 Density of all kinds of the national livestock and poultry seed industry bases

3 中国畜禽种业基地空间分布的影响因素

3.1 综合影响因素

畜禽种业基地建设落点的成因错综复杂，受到自然条件与社会经济等多维度因素的共同影响。因此，本文将国家级畜禽种业基地核密度作为因变量，选择年平均气温、年降水量、高程、坡度、草地覆盖率、GDP、人口密度等7个要素指标作为自变量（见表3），并在此基础上运用地理探测器综合分析中国畜禽种业基地空间分异的成因（见图4）。

表3 国家级畜禽种业基地空间地理探测因子Table 3 Indicators of geographical detector on the national livestock and poultry seed industry bases

图4 影响因子对国家级畜禽种业基地空间分布的驱动分析结果Fig. 4 Driving analysis of the influencing factors on the national livestock and poultry seed industry bases

总体上看，社会经济因素是影响国家级畜禽遗传资源保护地分布的主要驱动因素，自然因素次之，7个变量均通过显著性检验（P＜0.05）。各因子的贡献大小排序为：人口密度、高程、GDP、年降水量、草地覆盖率、年平均气温和坡度，其中排在前六的q值分别达到0.3458、0.3352、0.2807、0.2445、0.2441以及0.2388，均超过0.2。表明这些因子最大程度地解释了国家级畜禽种业基地分布的空间分异，是畜禽种业基地空间分异的主要驱动因子。而坡度的q值相对较低，为0.0548，表明其对因变量的解释程度较低。

3.2 自然因素

3.2.1 气候 区域的气候是影响畜禽生长的先决条件。以2015年我国年平均气温和年降水量数据为参考进行定量分析（见图5a，图5b）。

图5 气候因素Fig. 5 Climate factors

a）气温：国家级畜禽种业基地所在区域年平均气温高于10 ℃的有150个，占73.171%；年平均气温在0～10 ℃之间的有50个，占24.390%；年平均气温低于0 ℃的仅有5个，占2.439%。

b）降水：国家级畜禽种业基地所在区域年降水量大于800 mm的有118个，占57.561%；年降水量在400～800 mm之间的有59个，占28.780%；年降水量少于200 mm的仅有28个，占13.659%。总体上看，国家级畜禽种业基地多分布在气候温和多雨的地区。

具体来说，不同的畜禽品种对气候的要求各不相同，导致各类国家级畜禽种业基地的分布有所差异（见图5c）。如，鸡、鸭、鹅等家禽的适宜环境温度为18～31 ℃，其中鸭、鹅等水禽还需要有河流、湿地等水体供其觅食、嬉戏，故这3类家禽的种业基地多分布在我国亚热带季风气候区，其空间分布具有明显的“亲水性”。驴喜欢干热气候，畏严寒，不适应潮湿的生活环境，所以驴类种业基地集中分布在我国的华北和西北地区，其他地区鲜有分布。

3.2.2 地形地势 我国地形复杂多样，地势呈三级阶梯状分布，畜禽种业基地分布会受到高程和坡度的影响。高程对区域的气温有显著影响，一方面，气温随着高程的不断升高而下降，低温会限制畜禽的生长和活动，不利于培育、养殖畜禽品种；另一方面，高海拔地区不适宜人类的居住，畜禽养殖缺乏劳动力和消费市场，间接影响畜禽种业基地的分布。将国家级畜禽种业基地分布图与全国地形高程图进行叠加（见图6a）。研究结果显示，国家级畜禽种业基地主要分布在第二级阶梯和第三级阶梯区域内，其中高程值200 m以下的平原地区分布最多，呈现集聚于平原的分布规律；高程值在1000～2000 m也有一定数量的分布。当高程值超过2000 m时，畜禽种业基地的数量急剧下降，高海拔地区如青藏高原鲜有畜禽种业基地分布。

图6 地形地势因素Fig. 6 Topographic terrain factors

除高程外，坡度对畜禽种业基地的分布也有一定的影响。研究发现（见图6b），国家级畜禽种业基地绝大多数分布在坡度3°以下的平坦地区（198个，占96.585%），呈现出集聚于平地的分布规律，其分布数量随着坡度的增大而急剧递减。原因在于地势较为平缓的地区有利于畜禽的大规模、高集聚养殖和畜禽种业基地场地的建设。

3.2.3 天然饲料 国家级畜禽种业基地的分布受到当地饲料供应种类和数量的约束，不同的畜禽品种的食性存在差异，导致其种业基地的分布也呈现地区分异。按畜禽的食性划分畜禽种类，大致可分为耗粮型畜禽、草食型家畜和蜜蜂三种。耗粮型畜禽如生猪、鸡、鸭、鹅等对粮食型饲料的消耗量较大，要求养殖地区拥有较多的富余粮食，故耗粮型畜禽种业基地的分布与我国粮食主产区重合度较高（见图7）。草食型家畜如绵羊、马等种业基地则主要分布在我国西北水草肥美的牧区。蜜蜂以植物的花粉、花蜜为食，喜欢雨水较多、空气湿润、蜜粉源植物种类较多的地区，我国东部季风区符合蜂的食性需求，因此有较多蜂类种业基地的分布。

图7 天然饲料因素Fig. 7 Natural feed factors

3.3 社会经济因素

1）经济发展水平。为了探究地区经济发展水平与国家级畜禽种业基地分布的关系，以2021年各地级行政区GDP数据代表该地区的经济发展水平，将国家级畜禽种业基地分布图与全国各地级行政区GDP图进行叠加分析（见图8a）。研究发现，国家级畜禽种业基地主要分布于经济发达地区，经济发达地区的上海、苏州、杭州、北京、长沙、泉州等大城市周边均呈现出国家级畜禽种业基地集聚的分布状态。这表明地区经济发展水平与国家级畜禽种业基地分布的关联程度较高，经济发达地区良好的经济基础、科技化水平、政策重视与资本投入，使其能够投入更多的人力与物力以推进国家级畜禽种业基地的建设发展。

图8 经济发展水平和人口密度因素Fig. 8 Factors of the level of economic development and population density

2）人口密度。人口密度对畜禽种业基地的分布具有显著影响。根据我国第七次全国人口普查公报统计的各地级行政区常住人口数据，以及各地级行政区面积数据，计算得到各地级行政区的人口密度数据，并据此将我国划分为人口密集区（＞100人/km2）、人口中等区（25～100人/km2）、人口稀少区（1～25人/km2）和人口极稀区（＜1人/km2）（见表4，图8b）。由图表可知，国家级畜禽种业基地的分布与人口密度存在较强的正相关，大致符合我国人口密度分布的特点，胡焕庸线东南一侧畜禽种业基地分布较为密集，西北一侧较为稀疏。这是因为畜禽种业基地的建设与发展要依托发达的畜禽养殖业，人口密集的地方，往往是传统畜禽养殖业发达的地区，驯养畜禽历史悠久，经过长期培育的特有畜禽品种较多，有利于建设畜禽种业基地。

表4 各人口密度区国家级畜禽种业基地分布数量Table 4 Number of the national livestock and poultry seed industry bases in each population density zone

当然，畜禽种业基地的分布与人口的分布也并不完全一致，在内蒙古、新疆、川滇交界处等人口较为稀少的地区也有一定数量的畜禽种业基地分布。这些地区有着与人口密集区相迥异的独特自然环境，通常培育有特色畜禽品种资源，从而为建设与发展畜禽种业基地提供了可能。

3.4 自然与社会经济因素的交互作用

自然资源禀赋是建设国家级畜禽种业基地的基本条件，对国家级畜禽种业基地的分布具有决定性影响。畜禽的生长依赖气候、土地、饲料等自然资源，而不同地区往往有着不同的自然资源禀赋条件，导致各类国家级畜禽种业基地的空间分布呈显著分异。社会因素对国家级畜禽种业基地的分布有重要的影响。国家级畜禽种业基地的建设有赖当地投入的资金，受当地人口密度的影响。在二者的交互作用下，国家级畜禽种业基地集中分布于气候适宜、地势低平、饲料丰富、经济发展水平较高、人口密度大的地区。

4 结论与建议

4.1 结论

本研究运用ArcGIS 10.2工具，采用最邻近点指数、地理集中指数、基尼系数、核密度估计值等方法分析了国家级畜禽种业基地的空间分布特征及影响因素，得到以下主要结论：

1）国家级畜禽种业基地整体空间分布呈集聚状态，空间结构属于集聚分布型。空间集聚具有指向性，呈现出“一极多核，内地多边疆少”的分布特征，形成了长三角极点区和鲁西、湘、粤闽赣边区等多个核心集聚区。

2）国家级畜禽种业基地可划分为家禽、家畜与家蜂3个一级类，其中家禽类种业基地又可划分为鸡、鸭、鹅3个二级类；家畜类种业基地又可划分为猪、牛、羊、马、驴、骆驼、鹿、兔8个二级类。鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊、驴与蜂这8类种业基地的分布数量较多，分布范围较广，集聚程度较高。马、骆驼、鹿与兔这4类种业基地的分布数量较少且分散。

3）气候、地形地势、天然饲料、经济发展水平、人口密度是国家级畜禽种业基地分布的主要影响因素。国家级畜禽种业基地集中分布在气候适宜、地势低平、饲料丰富、经济发展水平较高、人口密度大的地区。畜禽的生长依赖气候、土地、饲料等自然资源，而不同地区往往有着不同的自然资源禀赋条件，导致各类国家级畜禽种业基地的空间分布呈显著分异。畜禽遗传资源的多样性离不开人们的长期驯养实践，人口密集的地区往往有着悠久的养殖畜禽的历史，培育的畜禽品种较多，因此国家级畜禽种业基地的分布往往又与人口密集区有较大的重合度。

4.2 建议

畜禽遗传资源的丰度是国家综合国力与农业现代化程度的标志。本文从空间格局上展示了我国畜禽资源所具有的丰度特征，相对于玉米、大豆等粮食作物的农业种质资源，畜禽遗传资源在种业振兴的实施计划中往往容易被地方所忽视。结合当前我国畜禽遗传资源保护的实际情况，本文对畜禽种业基地的建设与发展等方面提出如下建议：

1）均衡区域发展，发挥核心带动作用。我国畜禽种业基地的分布呈现“一极多核”的空间格局，长三角和北京等核心区等作为我国经济发达、科技发展水平较高的地区，聚集了大量的畜禽种业基地。一方面，长三角和北京等核心区应当合理统筹规划本地畜禽种业基地的协调发展，巩固加强畜禽遗传资源保护的核心地位；另一方面，长三角和北京等核心区应当积极发挥核心带动作用，为其他畜禽遗传资源保护较为薄弱的地区提供必要的资金、科技支撑，以强带弱，提升当地种业基地的保护能力和管理水平，以促进区域的均衡发展。

2）依托地方特色畜禽品种，构建特色种业基地片区。我国不同种类的畜禽种业基地空间分异显著，其分布具有鲜明的地域性，应当积极发掘地方特色畜禽品种，不断选育地方资源，建设相应的种业基地，提升我国畜禽遗传资源的丰富度；同时应依据区域的自然条件、社会经济条件等因素，因地制宜地构建特色种业基地片区。如西北地区草地面积广大，盛产优质牧草，是我国牛、羊类种业基地的主要分布地区，构建特色片区，有助于区内牛、羊类种业基地之间相互合作交流，协同提升技术和管理水平。

3）促进资源优势转化为经济优势。除了维护生物多样性和传承地方历史文化以外，保护畜禽遗传资源的目的还在于促进经济的发展。不少种业基地由于技术人员队伍水平和基础设施条件所限，对于地方特色畜禽品种的评估和发掘还不够系统深入，不能充分地开发其经济价值。因此，各畜禽种业基地应当树立市场意识和经济意识，积极开发、推广特色畜禽品种产品，打开消费市场；政府也应为种业基地和市场之间的交流对接搭建桥梁，使种业基地能够及时获取市场需求的准确信息，通过多方合力将畜禽遗传资源优势转化为经济优势。