金寨县中药材种植统计数据挖掘分析△

徐涛，杨帅，张明旭，宋向文，杜继甫，史婷婷，张小波，陈存武，韩邦兴*

1.皖西学院 生物与制药工程学院，安徽 六安 237012；2.北京中研百草检测认证有限公司，北京 100700；3.金寨县中药（西山药库）产业发展中心，安徽 六安 237300；4.中国中医科学院 中药资源中心 道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室，北京 100700

中药材产业是整个中医药行业发展的基础，近年来，随着中医药的高质量发展，中药不仅供应国内市场的需求，也逐渐走出国门，在世界各地得到广泛应用[1]。随着对药材资源需求量的增加，部分药材的野生资源迅速缩减，甚至濒危[2]，对中药产业的发展产生了潜在的威胁，解决这些药材资源匮乏的主要措施就是发展栽培[3]。药材的栽培不仅涉及到质量的把控，其发展同样受到中药农业经济的影响，如近些年白及在国内的大面积无序种植，导致市场价格下跌严重，致使部分农户亏损[4-5]。这种供需关系的波动导致价格波动较大，与药材生产相关信息的不畅密切相关。菌类药材的种植面积在产地通常按窖计算，这种统计方式与面积的换算关系不确定，导致菌类药材的种植规模统计困难[6]。因此，开展中药材生产统计调查能够了解各地药材的栽培现状、供需关系，将有助于政府相关政策的制定，通过政策引导中药材种植的良性发展，对中医药产业的健康发展具有重要意义。另外，对于灵芝、茯苓等菌类药材制定相关统计标准，有助于精确统计相关数据。

安徽省六安市金寨县地处大别山北麓，位于N31°06′～31°48′、E115°22′～116°11′，县域东西长78 km，南北宽77 km，总面积约3814 km2，是安徽省最大的山区县。金寨县位于鄂、豫、皖三省交界处，处于大别山腹地，平均海拔500 m 以上，最高海拔1 729.13 m，最低海拔60 m，地形地貌复杂，多为山地。耕地集中在山谷、河流两旁，总体耕地面积小，仅在东北部丘陵地区形成少量的连片耕地，因此，金寨县适宜发展山地作物和林下经济。金寨县属于亚热带湿润季风气候区，夏雨显著、四季分明、气候温和、少极端天气，年均气温13～22 ℃，无霜期180～200 d，年均降雨量1356 mm，日照时间2083 h，自然环境良好，植被丰富，整体以落叶阔叶林和针阔混交林为主[7]。金寨县是安徽省中药材的主产区之一，素有“西山药库”之称，中药产业是金寨县的重要产业，在当地经济发展中的地位举足轻重，中药产业的发展在脱贫攻坚过程中发挥了巨大的作用。“十大皖药”中有6 味药在当地均有发展种植，其中发展较好的有霍山石斛、黄精、茯苓、灵芝、天麻等药材[8-9]。

本研究以安徽省六安市金寨县为研究区域，调查统计2019—2021 年金寨县各乡镇主产药材的栽培面积、采收面积和留存面积相关数据，在乡镇研究尺度上推进至格网水平，将时间和空间相结合，分析区域中药材种植分布特征。通过多源数据对金寨县中药材种植的空间分异特征及机制进行分析，为开展全国中药生产统计调查提供参考，并为金寨县主产药材和菌类的统计标准制定提供参考。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

金寨县数字高程模型（DEM）数据，以及调查统计的2019—2021 年各乡镇主产药材的栽种面积、收获面积和留存面积的统计数据。数据由各乡镇农业统计员实地调查统计种植户的种植、收货和留存面积，并汇总至金寨县中药产业发展中心。菌类药材的面积按照农户使用木材量进行换算得到。

1.2 分析方法

利用地理信息系统（GIS）空间分析技术和相关性分析等方法[10]，对金寨县中药材种植、留存等相关数据进行挖掘分析。其中空间自相关分析可以对中药材种植面积的空间分布格局进行分析，以判断药材种植的空间集聚情况。

选择空间自相关模型，主要包含全局和局部2种空间自相关分析方法。利用全局空间自相关分析方法分析金寨县主产的5 种中药材2021 年种植面积的空间分布格局。按照公式（1）计算莫兰指数（Moran′sI）[11]。

式中，n表示区域内的空间单元数量；S0表示各空间权重矩阵之和；wij表示空间单元的空间权重矩阵；xi和xj分别表示不同空间要素单元的观测值；表示各观测值的均值。Z值的显著性通常用Moran′sI来检验，其计算方法见公式（2）。

全局空间自相关分析能够从空间的角度识别种植面积的属性值是否存在集聚特征，但是这只能用于特征检验，不能具体表达出聚集区位置。

2 结果

2.1 2019—2021年金寨县主产药材发展现状

经调查统计，获得金寨县2019—2021 年主产药材石斛（霍山石斛DendrobiumhuoshanenseC.Z.Tang et S.J.Cheng）、黄精（多花黄精Polygonatum cyrtonemaHua）、灵 芝[赤 芝Ganoderma lucidum（Leyss.ex Fr.）Karst]、茯苓Poria cocos（Schw.）Wolf、天麻Gastrodia elataBl.的采收面积、留存面积和种植面积相关数据。其中石斛、茯苓、灵芝近3年种植面积维持相对稳定；天麻近3年种植面积略有扩大，面积由4798 亩（1 亩≈666.67 m2）增加到7651 亩；黄精近3 年种植面积扩展迅速，由2091 亩扩大至10 805亩。各药材种植面积见表1。

表1 2019—2021年金寨县主产药材种植面积 亩

黄精在金寨县西南部的果子园乡、沙河乡、天堂寨镇、吴家店镇、燕子河镇5 个乡镇种植面积增加较大，总体面积都由400 亩以下增加至1000 亩以上。天麻在金寨县多个乡镇均有种植，种植面积平稳增长，仅在南溪镇种植面积近3年超过1000亩。

各乡镇药材的种植面积总体呈现稳步增长，其中燕子河镇、吴家店镇、天堂寨镇等乡镇药材种植面积增速较快，2021 年种植面积超过1000 亩的乡镇有12 个，其中燕子河镇、吴家店镇、天堂寨镇、南溪镇、沙河乡5 个乡镇种植面积均超过2000 亩，见图1。

图1 2019—2021年金寨县各乡镇药材种植面积

2.2 2021 年各乡镇主产药材种植面积的空间分布特征

金寨县2021 年5 种主产药材种植面积共分为5 个等级，分别为17～248、249～795、796～1702、1703～2775、2776～3696 亩。种植面积在2776 亩以上的仅有南溪镇1个乡镇，种植面积为1703～2775亩的乡镇有金寨县南部的沙河乡、吴家店镇、天堂寨镇和燕子河镇。种植面积较小的是全军乡、白塔畈乡、槐树湾乡、油坊店乡和张冲乡，集中分布于金寨县的东北部区域。

2.3 各乡镇主产药材种类结构对比分析

对金寨县各乡镇2021 年种植的主产药材种类数量进行统计分析，在汤家汇镇、银山畈乡、张畈乡和燕子河镇4 个乡镇5 种主产药材均有种植；沙河乡、斑竹园镇、果子园乡、花石乡、南溪镇、桃岭乡6个乡镇均种植4种药材；白塔畈乡、油坊店乡和张冲乡3个乡镇仅种植单一品种的药材；其余9个乡镇种植药材的种类为2～3种。

结合金寨县各乡镇药材种植面积的数据，可见，种植药材种类较少的乡镇，如白塔畈乡、油坊店乡、张冲乡等乡镇的整体种植面积也较小。种植药材种类4 种以上的乡镇，如燕子河镇、张畈乡、南溪镇的整体种植面积也较大。种植3 种以上药材的乡镇整体种植面积均不低于700亩。

2.4 2019—2021年各乡镇主产药材面积对比分析

2019—2021 年，金寨县主产的5 种药材除灵芝外，种植面积均有所增长，其中黄精增速最快，表明近3 年黄精在金寨县的发展较为迅速，其次是天麻，种植面积增速在25%左右，而石斛总体种植面积较小，处在栽培发展阶段，灵芝种植面积有小幅波动，面积略有减少。对各乡镇主产药材2021 年种植面积进行对比分析，发现不同乡镇种植药材结构差异较大，种植石斛的乡镇较少，且占比小，这与当地发展石斛种植时间较短有关，东部和南部的乡镇种植品种单一或药材发展比例不均衡，中西部的乡镇种植药材的种类丰富，各药材的面积比例也较均衡。

对2021 年金寨县主产的5 种药材种植面积进行空间自相关分析，结果如图2 所示，除灵芝和石斛外，茯苓、天麻、黄精的种植面积的显著水平在5%水平下，呈现空间分布的聚集现象，而灵芝和石斛，其种植面积的空间分布较随机，空间自相关性较弱。

图2 金寨县主产药材2021年种植面积空间自相关结果

2.5 2019—2021 年各乡镇主产药材的种植、留存、采收关系

金寨县主产的5 种药材，种植年限包含多年采收和1年采收2种类型，其中茯苓、天麻、灵芝的生长周期均为1 年，故总体种植面积和采收面积一致，无留存面积。石斛和黄精生长周期为3 年以上，对比石斛和黄精药材的种植面积、留存面积和采收面积，可见两者均呈增长趋势。石斛留存面积最大的是梅山镇（505 亩），其次是燕子河镇（250 亩）；黄精留存面积最大的是燕子河镇（1500 亩），其次是天堂寨镇（1336亩）和沙河乡（1269亩）。

3 讨论

金寨县地处山区，东北部海拔低，西部和南部海拔高，不适宜大面积种植传统农作物，但交通较便利，各乡镇一方面结合当地的自然条件，发展了一些适宜山区种植中药材品种，如石斛、茯苓、天麻、灵芝、黄精等，尤其是县域内林多地少，在西部和南部的乡镇有大面积的林地可适宜药材种植。在当地政府的支持和合作社的带动下，出现了天麻、黄精、茯苓种植的空间聚集现状。

在产量上，部分药材如黄精、石斛的产量与其林下种植的实际面积是有密切关联的，但调查统计的种植面积为总体面积，未扣除林木的面积，产量和产值会存在差异，存在面积大、产量小的现象，需要后期根据种植模式进行归类，做进一步的详细调查统计。

菌类药材如茯苓和天麻的种植通常按“窖”计数，折算成亩误差较大，可以通过后期将每亩木材的用量与种植面积建立换算关系进行折算，根据种植户木材使用量计算种植面积，提高统计精度。不同的药材统计方式不同，建议根据药材种植特性开展统计标准的研究。

金寨县为“西山药库”所在地，药材资源丰富，拥有良好的中药产业基础，中药发展前景较好。然而目前金寨县中药产业尚存在一些需要解决的问题，如霍山石斛、黄精的有效成分不明确，有待依托高校和科研平台进一步深入研究。药材的产地加工不规范，加工器械粗糙等情况，都需要进一步改善。药材可追溯体系待建立，保证药材质量全程可追溯，包括种质来源的可追溯，避免种源混乱。此外，需要将中药康养旅游进一步融合到金寨县全域旅游的建设当中，注重中药文化宣传和品牌建设。

本研究通过多源数据对金寨县中药材种植的空间分异特征及机制进行分析，为有效建立县级中药生产统计调查的实施方案提供了一些技术参考。