基于格網技術的重慶市中藥資源種類豐富度差異性分析

張小波　瞿顯友　李夢　王慧　景志賢　劉翔　張植瑋　郭蘭萍　黃璐琦

[摘要]在全國和各地中藥資源普查工作結束后，將匯總大量的中藥資源種類和分布等方面的數據信息，區域之間中藥資源豐富度是客觀反映中藥資源稟賦的一個有效指標。由于縣域面積大小存在較大差異，以縣為統計單元進行區域間中藥資源豐富度評估，會導致區域間豐富度統計結果的偏差。基于規則柵格或格網的統計方法，可以降低由于統計單元大小不同，引起的中藥資源豐富度的差異性。以重慶為例，基于現有調查數據信息，對比分析不同格網尺度條件下中藥資源豐富度差異性，結果顯示，選取30 km的格網，統計重慶市中藥資源豐富度，可以較好的反映區域間中藥資源豐富度的客觀實際情況。

[關鍵詞]中藥資源； 格網； 重慶； 物種豐富度

[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

物種豐富度[1]是指分布于某一區域的物種數量，它是生物資源保護中最常用的指標。第四次全國中藥資源普查主要目的，是明確我國各區域內中藥資源的種類和分布等基本情況。由于物種豐富度本身是尺度依賴的，統計尺度的變化必然會影響豐富度的統計結果。在地理學中，尺度效應普遍存在，不同空間尺度的地理要素具有不同的性質，統計單元的尺度直接決定著統計結果[2]。由于與中藥資源分布相關的空間數據，包括點狀的地理坐標數據、線狀的調查線路，多邊形面狀的行政區劃數據、柵格狀的生態環境數據等。關于尺度效應，相關研究認為宏觀尺度研究多以行政區為評價單元，微觀尺度多選擇柵格為評價單元[3]。因此，對中藥資源進行分析研究，需要考慮匯總區域的形狀和尺度問題。在全國中藥資源普查內業整理進行中藥資源物種豐富度統計和評價應用時，需要選取適宜尺度的統計格網，以便客觀地反映中藥資源種類空間分布的特性。

隨著數據采集方式的逐步改進、計算機技術的不斷更新，現階段基于規則柵格或格網的數據收集方法受到更為廣泛的關注，成熟的數量分析方法也主要是針對規則的柵格或格網進行分析。本文選取重慶市為研究區域，基于重慶市各地的中藥資源物種豐富度、以公里格網為基本統計單元，探索利用格網化技術、空間自相關進行中藥資源豐富度統計的合適尺度，為第四次全國中藥資源普查結束后，各地的中藥資源種類統計和豐富度評價提供技術支撐和參考。

1材料和方法

11研究區域概況重慶市總面積824萬km2，轄38個區縣。地形由南北向長江河谷傾斜，地貌以丘陵、山地為主；屬亞熱帶季風性濕潤氣候。重慶市作為第一批啟動實施全國中藥資源普查試點工作的省份，中藥資源普查工作范圍基本覆蓋全境，通過外業調查工作獲取了大量的第一手調查數據資料，現在進入內業整理階段。

12中藥資源種類數據基于重慶市38個開展中藥資源普查縣，截止到2017年9月初，匯總得到的調查數據。以行政區劃單位為基本單元，統計匯總各區縣的中藥資源種類數。

13空間格網建設考慮到全國中藥資源普查抽樣方案、生態環境因子的空間尺度大小，本研究基于ArcGIS102的XTools插件，利用CreatFishnet工具，將整個重慶市劃分為若干個1 km×1 km的格網。每個格網以其中心點的坐標（格網中心點）來確定其地理位置，同時匯總統計分布于該格網內的中藥資源種類，記錄落在每個網格內的各種中藥資源與中心點的相對位置等信息，生成重慶市域范圍內中藥資源種類豐富度屬性數據庫。endprint

同時，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，不同尺度的格網，統計不同尺度條件下，格網內中藥資源豐富度。

14適宜統計格網尺度分析本文采用全局空間自相關分析的Moran指數，分析不同空間尺度下區域內中藥資源的豐富度，及空間自相關性。

15中藥資源豐富度情況區劃由于全國中藥資源普查工作調查獲取的數據信息，并不是覆蓋研究區域的每一公里格網，部分公里格網內沒有數據。選取空間自相關性最大的格網，應用空間插值方法，基于格網內中藥資源種類，繁衍其他沒有采樣點區域內的中藥資源種類，形成重慶市全境、各個公里格網內的中藥資源種類分布情況。空間插值法是一種科學有效的空間分析方法，根據適當數量的已知點推求區域中的未知點數據，即將離散點的測量數據轉換為連續的數據面，對調查范圍內所有位置的相關屬性進行預測。在空間插值結果的基礎上，對重慶市各區域間中藥資源種類的差異性進行區域分析。

2結果

21基于重慶市中藥資源豐富度情況為從不同尺度反映重慶市中藥資源豐富度情況的總體特征，基于2012—2017年重慶市中藥資源工作收集到的中藥資源種類數，統計重慶市各縣級行政區劃單元內的中藥資源豐富度，結果見圖1。根據重慶市中藥資源工作收集到的中藥資源信息，基于不同尺度的格網，分別統計區域內的中藥資源豐富度，部分結果見圖2～8。

對比圖1和圖2～8，不同尺度條件下，同一區域內中藥資源種類豐富度具有較大的變化。如，以縣域尺度統計中藥資源種類豐富度，璧山縣的豐富度遠遠小于豐都縣的；但在30 km格網尺度下璧山縣的豐富度接近于豐都縣的。

22不同尺度下中藥資源種類豐富度空間分布規律探索研究根據不同格網尺度條件下，區域內中藥資源豐富度，計算全局空間自相關Moran指數I，并計算其檢驗的標準化統計量Z，結果見表1。在不同格網尺度下，重慶市中藥資源種類豐富度有較大的差異。其中，在30 km尺度下，中藥資源種類豐富度呈現較高的空間相關性；在1 km和100 km格網尺度下中藥資源種類豐富度，呈現近乎隨機的分布狀態，在1 km條件下隨機的差異性顯著。

23重慶市中藥資源種類間分布格局探索研究基于不同格網尺度，采用空間插值方法，對重慶市各地的中藥資源豐富度進行空間估計。其中，1 km格網插值結果見圖9，30 km格網插值結果見圖10（其他尺度略）。對比分析不同尺度條件下插值結果，結果顯示，不同統計尺度條件下，插值結果存在一定的差異性。

對不同尺度條件下的半變異函數進行對比分析。其中，1 km半變異函數曲線見圖11，30 km結果見圖12（其他尺度略）。對比分析不同擬合曲線，結果顯示：在20，30 km格網下半變異函數效果最佳。

24重慶市中藥資源種類多樣性影響因素分析基于30 km格網內中藥資源種類和格網中心點的位置信息，用GIS軟件繪制各格網中藥資源種類的趨勢圖，結果見圖13。從整體研究區域來看，重慶市中藥資源種類豐富度較高的地區有4個，分別是城口、巫溪和開縣交界處；豐都和涪陵區交界處；璧山縣、銅梁和永川交界處；酉陽和秀山縣交界處。重慶市中藥資源種類豐富度較低的地區有2個，分別是北培區、南岸城市建成區；萬州、開陽和云陽縣交界處。

3結論

由于縣域面積大小存在較大差異，以縣為統計單元進行區域間中藥資源豐富度評估，會導致區域間豐富度統計結果的偏差。基于格網，可以降低由于統計單元大小不同，引起的中藥資源豐富度的差異性，對客觀反映區域間中藥資源稟賦具有一定的利用價值。根據對重慶市不同尺度條件下中藥資源豐富度的比對分析，可以看出基于現有數據，選取30 km的公里格網，進行重慶市中藥資源豐富度研究，可以較好的反映區域間中藥資源豐富度的實際情況。

在全國和各地中藥資源普查工作結束后，將匯總大量種類和分布等方面的信息，區域之間中藥資源種類是普查重要的成果體現形式之一。基于全國中藥資源普查數據信息，應用空間信息技術、網格技術等現代技術方法，將全國劃分為不同尺度單元的網格，建立服務于中藥資源普查的空間信息多級網格體系，可有效的分析和展示區域間中藥資源的豐富度，對科學指導區域間發展規劃和資源配置也有一定的指導意義。

中藥資源普查由于受時間、經費和工作量的限制，不能對縣域每一寸國土都進行調查。一般普查隊進行外業調查時，多采用對代表性區域進行抽樣調查，基于調查數據結果，應用空間分析技術方法，進行中藥資源種類分布格局研究，可以揭示中藥資源空間分布的規律性，對合理制定中藥資源政策、實行區域資源、環境的協調發展具有十分重要的意義。

[參考文獻]

[1]黃繼紅，張金龍，楊永，等.特有植物多樣性分布格局測度方法的新進展[J]生物多樣性，2013（1）：99

[2]連世忠，丁霖，陳江平顧及空間自相關的地理國情信息統計格網尺度選擇——以植被覆蓋信息統計為例[J]測繪通報，2017（3）：46

[3]李建春，袁文華基于GIS格網模型的銀川市土地生態安全評價研究[J]自然資源學報，2017，32（6）：988

[責任編輯呂冬梅]endprint