內蒙古自治區中（蒙）藥材種植統計數據挖掘分析△

趙澤源，呂國帥，王凌飛，陳元，魏欣欣，畢雅瓊，李旻輝，2，，，，7*

1.包頭醫學院，內蒙古 包頭 014040；2.內蒙古民族大學，內蒙古 通遼 028000；3.奈曼旗藥材研究發展中心，內蒙古 通遼 028300；4.內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010110；5.內蒙古大學，內蒙古 呼和浩特 010021；6.內蒙古自治區中蒙醫藥研究院，內蒙古 呼和浩特 010010；7.內蒙古自治區中醫醫院，內蒙古 呼和浩特 010020

中（蒙）藥材作為中國獨特的健康資源、潛力巨大的經濟資源、具有原創優勢的科技資源、優秀的文化資源和重要的生態資源，在經濟社會發展中發揮著重要作用[1]。國家實施的一系列政策有效促進了中（蒙）藥材產業的發展，《“健康中國2030”規劃綱要》的實施將中醫藥發展上升為國家戰略，《中藥材保護和發展規劃（2015—2020 年）》《中醫藥發展戰略規劃綱要（2016—2030 年）》《中藥材產業扶貧行動計劃（2017—2020 年）》等政策在不同層面和不同角度為中（蒙）藥材產業的發展提供了保障和支持[2]。隨著生活水平的提高，人們的疾病預防意識逐漸增強，對中（蒙）藥材的需求也逐漸加大[3]。目前，國內關于中（蒙）藥材產業的研究主要側重于整個中藥產業的競爭力問題[4]，而對中（蒙）藥材生產分析的研究較少。因此，充分挖掘中（蒙）藥材種植統計數據，對將來其能否滿足市場需求起著至關重要的作用。

本研究以內蒙古自治區為研究區域，對2021 年各旗縣按品種進行統計的中（蒙）藥材種植面積數據進行空間分析，并以奈曼旗為重點旗縣，對其中（蒙）藥材種植情況進行分析。本研究為內蒙古自治區中（蒙）藥材種植及發展提供理論依據。

1 材料

1.1 研究區域概況

內蒙古自治區處于中國北部，地域遼闊，東西跨度1700 km，全區面積118.3 萬km2，共涵蓋12 個地級行政單位。由于內蒙古自治區地處蒙古高原及其周沿地帶，海拔多在1000 m 以上，除東北部幾個地區屬于寒溫帶大陸性季風氣候外，其余地區均屬于大陸性季風氣候。內蒙古自治區具有冬季寒冷、夏季溫熱、晝夜溫差大、日照充足（平均年日照2 720.6 h）、降水變化不均、無霜期較短等特征。綜合歷史、氣候等因素，內蒙古自治區適合多種藥用植物生長。

1.2 數據獲取

通過對第四次全國中藥資源普查中動態監測站調查、其他相關組織機構統計、實地調查，以及種植戶問詢等方式，得到2021 年內蒙古自治區各旗縣按品種進行統計的中（蒙）藥材種植面積數據。內蒙古自治區2020 年土地利用遙感監測數據來源于中國科學院資源環境科學與數據中心。

2 方法

2.1 空間自相關分析

空間自相關性是反映一個區域單元上某種地理現象或某一屬性值與鄰近區域單元上同一現象或屬性值的相關性大小的重要指標，是空間域中的值聚集程度的一種度量[5]。全局空間自相關分析是對屬性值在整個空間區域的描述，能夠反映鄰近區域的屬性之間的相互聯系程度，側重對空間屬性的某一特征空間分布情況及趨勢狀態進行分析[6]。本研究擬運用全局空間自相關對內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積的空間格局進行分析。其中，莫蘭指數（Moran'sI）是最常見的用于測算空間自相關的指標，是衡量變量在同一個區域內的觀測值之間潛在的相互依賴性的一個重要研究指標。按公式（1）計算Moran'sI[7]。

式中n是研究區域內分布的地理單元總數，x為觀測變量屬性值，為觀測變量屬性值平均值，wij是空間權重。

對于Moran'sI指數，標準化統計量（Z）可以用來檢驗n個區域是否存在空間自相關關系，按公式（2）計算Z[7]。

式中E（I）是Moran'sI的期望值，E(I)=（n是地理單元總數）；VAR（I）為方差，即為變異系數。

Moran'sI的取值范圍是[-1,1]，當0＜Moran'sI＜1，Z＞1.96且顯著時，代表內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積在空間分布上具有正相關性，呈空間聚集分布的形式；當-1＜Moran'sI＜0、Z＞1.96且顯著時，代表種植面積在空間分布上具有負相關性，呈空間離散分布的形式；當Moran'sI=0，-1.65＜Z＜1.65代表種植面積在空間分布上不具有相關性，呈空間隨機分布的形式[8]。

2.2 地理探測器

地理探測器是研究地理現象空間分異性，并揭示其背后驅動因素的一種統計學方法[9]，其由4 部分組成，分別是因子探測、交互作用探測、風險探測與生態探測[10]。本研究使用因子探測器計算出各個環境因子的q值，用來定量分析內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積的空間分異性，按公式（3）計算q值[10]。

式中h=1，2，…，L，為自變量X（環境因子）和因變量Y[內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積]的分層或分區；Nh和N分別為層h和全區的單元數，和σ2分別為層h和全區Y值的方差，q的值域為[0,1]，q值越大代表X對Y的解釋力越強，反之則越弱。

3 結果

3.1 2021年各旗縣面積空間分布特征

由表1可知，種植面積最大的旗縣為阿拉善左旗（49.83萬畝，1畝≈666.67 m2），種植面積最小的旗縣為科爾沁區（0.000 1畝）。把內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積分為6 個等級，分別為≤2 萬畝、（2 萬，4萬]畝、（4 萬，6 萬]畝、（6 萬，8 萬]畝、（8 萬，10 萬]畝、10萬畝以上。其中種植面積在10 萬畝以上的主要分布在阿拉善左旗、阿拉善右旗、喀喇沁旗、鄂托克前旗；種植面積（8萬，10萬]畝的主要分布在阿魯科爾沁旗；種植面積（6萬，8萬]畝的主要分布在杭錦旗、陳巴爾虎旗、磴口縣、奈曼旗，其余旗縣均未超過6萬畝。

表1 內蒙古自治區各旗縣中（蒙）藥材種植面積 萬畝

3.2 2021 年各旗縣中（蒙）藥材種植種類空間分析

2021 年內蒙古自治區各旗縣種植中（蒙）藥材種類（表2）分為6 個等級，分別為1～3、4～6、7～9、10～12、13～15 種及15 種以上。其中種植種類最多的是莫力達瓦達斡爾族自治旗，種植數量為21種；其次是科爾沁右翼前旗和奈曼旗，種植數量為13～15 種；敖漢旗、太仆寺旗、陳巴爾虎旗、鄂溫克族自治旗種植數量為10～12 種；其余旗縣種植種類均未超過10種。

表2 內蒙古自治區各旗縣中（蒙）藥材種植數量種

3.3 2021年各旗縣主產藥材面積對比分析

內蒙古自治區主產藥材即種植面積＞10 萬畝的有肉蓯蓉、黃芪、桔梗、甘草、牛膝、麻黃，其中肉蓯蓉、黃芪、桔梗、甘草、牛膝為多年生草本，麻黃為草本狀灌木。對各旗縣主產藥材種植面積進行對比分析，結果見表3。通過對比發現，肉蓯蓉種植面積最大，在65 個旗縣中，只有阿拉善左旗、阿拉善右旗、磴口縣、阿巴嘎旗4 個旗縣種植，其中面積最大的是阿拉善左旗，其次是阿拉善右旗、磴口縣、阿巴嘎旗。種植面積處于第2 位的是黃芪，有27 個旗縣種植，其中面積最大的是阿魯科爾沁旗，其次是固陽縣和武川縣。桔梗和甘草種植面積相對接近，分別處于第3 位和第4 位，其中桔梗有10 個旗縣種植，面積最大的是喀喇沁旗；甘草有14 個旗縣種植，其中面積最大的是杭錦旗，其次是磴口縣、烏審旗。種植面積處于第5 位的是牛膝，有4 個旗縣種植，面積最大的是喀喇沁旗，其次是元寶山區。種植面積相對較小的是麻黃，僅在鄂托克前旗和達拉特旗種植，面積最大的是鄂托克前旗。

表3 內蒙古自治區各旗縣主產藥材種植面積對比 萬畝

從主產藥材種植面積對比分析看，不同旗縣中（蒙）藥材種植結構差異很大，有很多旗縣只突出種植某一種主產藥材甚至未種植主產藥材，少數旗縣種植2～3 種主產藥材，所有主產藥材均兼種的旗縣尚未存在。

使用ArcGIS 10.8 軟件對6 種主產藥材種植面積進行空間自相關分析，結果見圖1。由圖1 可知，6種主產藥材中，肉蓯蓉、甘草在空間分布上具有正相關性，呈聚集分布特征且高度顯著。黃芪、桔梗、牛膝、麻黃在空間分布上呈隨機分布特征。

圖1 內蒙古自治區主產藥材種植面積空間自相關結果

使用ArcGIS 10.8 軟件對6 種主產藥材種植面積進行熱點分析，使用自然斷點法對熱點分析結果進行分級，自然斷點法是地圖制圖中一種常用的聚類方法，該方法的分類結果將最小化組內差異，最大化組間差異，這種方法可以較好地保持數據的統計學特性。熱點分析結果分級為5 類：冷點地區、次冷點地區、溫點地區、次熱點地區、熱點地區。肉蓯蓉的熱點地區有2 個：阿拉善左旗、阿拉善右旗；黃芪的熱點地區有8 個：固陽縣、西烏珠穆沁旗、扎魯特旗、巴林左旗、巴林右旗、翁牛特旗、阿魯科爾沁旗、開魯縣；桔梗的熱點地區有2 個：喀喇沁旗、寧城縣；甘草的熱點地區有3 個：磴口縣、杭錦旗、烏審旗；牛膝的熱點地區有3 個：喀喇沁旗、寧城縣、元寶山區；麻黃的熱點地區有2 個：鄂托克前旗、烏審旗。

使用ArcGIS 10.8 軟件對6 種主產藥材種植面積進行聚類和異常值分析，肉蓯蓉位于高-高區域的有2 個：阿拉善左旗、阿拉善右旗；黃芪、桔梗、麻黃無處于高-高區域；甘草位于高-高區域的有3 個：磴口縣、杭錦旗、烏審旗；牛膝位于高-高區域的有2個：喀喇沁旗、元寶山區。

3.4 內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積與環境因子、土地利用面積的關系分析

假設人為因素不會影響種植面積，把內蒙古自治區作為一個整體，使用因子探測器對Y與X（19個氣候因子和1 個地理因子）之間的空間分異性進行分析，結果見表4。由表4 可知，bio15 的q值為0.726 753，是內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積空間分異最重要的控制因素，其次為bio1（q=0.243 176）和bio3（q=0.227 702）。

表4 因子探測器對種植面積和環境因子的分析結果

將各旗縣中（蒙）藥材種植面積和各土地利用數據進行標準化處理，結果見圖2、圖3，將兩者進行對比分析。由圖2、圖3 可知，內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積最大的是阿拉善左旗，其次是阿拉善右旗，其土地利用類型是以未利用土地為主；種植面積居于第3 位的是喀喇沁旗，其土地利用類型是以耕地、林地和草地三者相對平均的形式存在；種植面積居于第4 位的是鄂托克前旗，其土地利用類型是以草地為主。

圖2 內蒙古自治區各旗縣中（蒙）藥材種植面積對比

圖3 內蒙古自治區各旗縣土地利用類型面積對比

將各旗縣主產藥材種植面積（表3）與各旗縣土地利用類型面積（圖3）進行對比分析可知，肉蓯蓉種植面積較大的3 個旗縣為阿拉善左旗、阿拉善右旗和磴口縣，其土地利用類型都是以未利用土地為主，這與肉蓯蓉生于沙丘，海拔225～1150 m 的生境習性相符；黃芪種植面積最大的3 個旗縣為阿魯科爾沁旗、固陽縣和武川縣，其土地利用類型都是以草地和耕地為主，這與黃芪生于向陽草地及山坡上的生境習性相符；桔梗絕大多數種植在喀喇沁旗，其土地利用類型以耕地、林地和草地為主且面積相近，這說明桔梗對環境要求不高；甘草種植面積較大的3 個旗縣為杭錦旗、磴口縣和烏審旗，其中烏審旗和杭錦旗土地利用類型都以草地和未利用土地為主，磴口縣土地利用類型以未利用土地為主，這與甘草生于干旱沙地、河岸砂質地、山坡草地及鹽漬化土壤中的生境習性相符；牛膝在喀喇沁旗和元寶山區均有種植，其中喀喇沁旗土地利用類型是以耕地、林地和草地為主且面積相近，元寶山區土地利用類型是以耕地為主，這說明牛膝對環境要求不高；麻黃絕大多數種植在鄂托克前旗，其土地利用類型是以草地為主，這與麻黃適應性強，習見于山坡、平原、干燥荒地、河床及草原的生境習性相符。

3.5 內蒙古自治區特色道地中（蒙）藥材種植情況

內蒙古自治區地處我國北部邊疆，區域遼闊，所處地理位置和生態幅度變異較大，復雜多樣的自然條件孕育了豐富的藥用資源。內蒙古自治區中（蒙）藥材主要種植品種有肉蓯蓉、蒙古黃芪、甘草、北沙參、赤芍、蒼術、麻黃等40 多個地產藥材品種，大多數為多年生藥材，其采收期較長。其重點特色中（蒙）藥材的產量、種植面積、產值見表5。

表5 2021年內蒙古自治區重點特色中（蒙）藥材的產量與種植面積

近年來，隨著需求的不斷增加，栽培面積也在不斷增加。由表5可知，2021年內蒙古自治區麻黃、甘草、蒙古黃芪、牛膝、肉蓯蓉的種植面積已經超過了10 萬畝。與此同時，內蒙古自治區是麻黃分布中心，由于野生麻黃資源遭到嚴重破壞，為了更好發揮麻黃的經濟、生態和社會效益，現內蒙古自治區人工栽培麻黃面積達10 萬畝以上，產量達10 萬t以上，緩解了野生資源匱乏的壓力，發展前景較好。另外，阿拉善地區近幾年大力發展肉蓯蓉等道地藥材的種植，不僅促進生態修復和荒漠化治理、推動綠色發展、實現可持續發展，而且對打造沿黃河生態屏障、推動沙區促進產業結構優化升級具有重要戰略意義。由表5 可知，與其他大宗藥材相比肉蓯蓉種植面積較大，但年產量卻較低，造成這一現象的主要原因可能是肉蓯蓉的種植密度較小導致了產量低、產值低。同時，肉蓯蓉作為1 種寄生植物，目前其接種成活率較低，這也可能是導致其產量相對較低的原因之一。導致其產業科學有效發展存在瓶頸，仍需要改革創新及政府、國家層面給予相應政策支持。同時，這一現象也導致了不同品種間價格存在較大差異，如牛膝與肉蓯蓉。牛膝的產量高于肉蓯蓉，但其價格相對較低，因此兩者產值差距較小。

3.6 奈曼旗中（蒙）藥材種植品種情況

奈曼旗是著名蒙醫藥學家占布拉道爾吉的故鄉，歷史悠久，同時具有獨特的地理條件。據統計，奈曼旗中（蒙）藥材種植品種位于內蒙古自治區各旗縣前列，因此將奈曼旗作為試點，分析其中（蒙）藥材品種的種植情況。

奈曼旗處于內蒙古自治區東部、科爾沁沙地南緣。奈曼旗屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫6.0～6.5 ℃，平均年降水量為350 mm，光照充足，晝夜溫差大，無霜期平均150 d。2021年，奈曼旗中（蒙）藥材種植品種15 種，分別為蒼術、赤芍、益母草、防風、甘草、黃芪、茺蔚子、桔梗、苦參、板藍根、沙棘、桃仁、月見草、枸杞子、款冬花。

目前，奈曼旗中（蒙）藥材種植面積發展到將近8 萬畝，成為內蒙古自治區中（蒙）藥材種植面積較大的旗縣之一。由表6 可知，2021 年，種植面積較大的藥材品種是桃仁，共有3 萬余畝。奈曼旗種植的道地品種主要有沙棘、甘草、黃芪、苦參、防風。奈曼旗從2013 年開始栽培苦參，種植面積達1.5 萬畝。奈曼旗也生長著豐富的野生苦參，苦參具有抗旱、抗寒、耐瘠薄的特性，是奈曼旗的道地藥材。奈曼旗因地制宜，大面積種植豆科藥用植物黃芪、甘草等中（蒙）藥材，其品質優、有效成分含量高，近幾年種植區域不斷擴大。蒙古黃芪種植面積為0.6多萬畝，甘草種植面積為0.7多萬畝。防風以根入藥，奈曼旗的山區和沙區生長著許多野生防風，目前奈曼旗防風的種植面積為0.5多萬畝。

表6 2021年奈曼旗中（蒙）藥材種植面積

4 結論與討論

本研究以內蒙古自治區為研究區域，通過對2021 年內蒙古自治區各旗縣按品種進行統計的中（蒙）藥材種植面積數據進行分析，得出以下結論：1）內蒙古自治區各旗縣中（蒙）藥材種植面積和種植種類在空間上差異很大，阿拉善左旗種植面積較大，但種植種類僅有1 種；莫力達瓦達斡爾族自治旗種植種類高達21 種，但種植面積相對較小；奈曼旗種植面積和種植種類都居中，其中（蒙）藥材種植面積居于前5 位的依次是桃仁、苦參、沙棘、甘草、黃芪；從主產藥材種植面積對比分析來看，有很多旗縣只突出種植某一種主產藥材甚至未種植主產藥材。2）從地理探測器結果可知，降水量季節性變化對中（蒙）藥材種植面積影響最大，其次是年平均氣溫和等溫性。從中（蒙）藥材種植面積與土地利用面積的關系分析可知，中（蒙）藥材種植與中（蒙）藥材的生境特征有著密切關系。3）從重點特色中（蒙）藥材的產量、種植面積、產值可知，肉蓯蓉種植面積巨大，但產量與產值較低；麻黃種植面積相對較少，但產量與產值相對較高。導致肉蓯蓉這一情況的原因可能是其種植密度較小，導致了其產量低、產量低，并且肉蓯蓉為寄生植物，其寄主梭梭體內所累積的營養物質也可能是影響因素之一。

總體來看，近年來內蒙古自治區中（蒙）藥材產業發展雖初見成效，但產業化生產受環境、市場、技術和經營體制的多重制約，道地藥材的優勢還沒有充分發揮，存在龍頭企業較少、推廣經驗不足、農戶種植經驗較缺乏、市場信息不對稱等諸多問題。農民在種植中（蒙）藥材時，多是“追高”式種植，即上年什么藥材價高種什么，不考慮中（蒙）藥材的區域性和道地性，盲目引種，造成了各縣域產量差距較大及藥材有效成分降低等諸多問題。同時，產業基礎薄弱，研發投入嚴重不足。例如，雖然肉蓯蓉種植面積較大，但成活率較低、種植密度較小等原因制約最終產量及產業的發展。因此，以主攻道地品種、質量提升、加工增值為重點，以穩步提升農牧民收入增長為目標，發揮地方資源優勢，創響一批有信譽、有影響的中（蒙）藥知名品牌，為實施健康中國戰略和鄉村振興戰略作出貢獻。

中藥材是中醫藥事業發展的物質基礎，精確掌握中藥材種植的分布、面積和產量等信息是中藥種植結構調整的基礎。傳統人工填報統計方式進行中（蒙）藥材空間分析和數據統計，需要由村一級別工作人員逐級上報，涉及區域較大，導致工作量大，且效率較低，同時存在時效性不強等問題，耗時耗力，滿足不了現代化中藥農業的發展趨勢和進度[11]。近年來，遙感技術憑借其獲取信息速度快、周期短、信息量大等優勢被逐步應用在藥用植物資源調查、適生性區劃、蘊藏量估算等方面，呈現出良好的發展前景[12]。建議針對中（蒙）藥材集中種植區域，利用遙感、無人機等相關領域的技術方法進行交叉學科研究，以縣域為單元，對重點區域和重點中（蒙）藥材進行專題調查和監測，提升中（蒙）藥材種植面積統計數據的客觀性、真實性和準確性[13]。