2021年岷县主产中药材生产统计数据挖掘分析△

郭旭东，郭增祥，赵子龙，景浩，席少阳，马晓辉，晋玲，5，6，7*

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃岷县当归研究院，甘肃 岷县 730500；3.甘肃陇萃源中药材信息科技有限公司，甘肃 岷县 730500；4.甘肃中智顺和中药材有限责任公司，甘肃 岷县 730500；5.西北中藏药协同创新中心，甘肃 兰州 730000；6.陇药产业创新研究院，甘肃 兰州 730000；7.甘肃省珍稀中药资源评价与保护利用工程研究中心，甘肃 兰州 730000

甘肃岷县是“千年药乡”“中国当归之乡”，位于甘肃南部，地处青藏高原、黄土高原和西秦岭交会地带，地理条件复杂多样、气候多变，特殊的高寒阴湿生态环境造就了当归、黄芪、党参等238种优质中药材。尤其是岷县种植的当归，品质最优、产量最大，有1700多年的药用历史和1500多年的种植历史。岷县全县辖15镇3乡、359个村、13个社区，总人口42.32万人[1]，总流域面积3578 km2，耕地119 万亩（1 亩≈666.67 m2）。2021年全县当归、党参、黄芪等200多种中药材总种植面积达60多万亩。其中，以当归、党参、黄芪为主的道地中药材产业已经成为岷县增加农民收入的战略性主导产业，同时也是促进县域经济发展的支柱产业[2-3]。

本研究以岷县3种主产中药材（当归、党参、黄芪）的各类统计数据为基础，采用地理信息系统中自相关分析方法，探析岷县主产中药种植面积与产量、各产区土地利用类型、各海拔区段耕地面积及各产区中药材种植、销售、加工等合作社数量在各乡镇的分布特征，多角度分析现阶段岷县中药材生产布局的空间分布特征，为岷县中药材生产力水平和种植模式的生产数据统计标准研究提供依据，服务于岷县中药材产业信息化、科学化、智能化发展[4-5]。

1 研究区及数据来源

1.1 研究区概况

岷县位于甘肃省南部，洮河中游，地处青藏高原东麓，与西秦岭陇南山地接壤区，是定西、天水、陇南、甘南的几何中心，地处E103°41′29″～104°59′23″，N34°07′34″～34°45′45″，西北与临潭、卓尼、迭部3 县相邻，东北与漳县、武山接壤，东南与宕昌、礼县毗邻，地处甘南高原东缘，与陇中黄土高原、陇南山地接壤。其气候属于温带半湿润向高寒湿润气候过渡带，高寒阴湿、植被覆盖好，年平均气温为5.5 ℃，最热7 月份平均气温16 ℃，最冷1月份平均气温-6.9 ℃；年降水量为635 mm，雨水集中在7—9 月；年无霜期123 d，平均相对湿度68%，平均日照时数2 214.9 h。岷县地貌属高原形态，西秦岭北支褶皱带，全县山地占88.8%，南有长江、黄河分水的岷峨山、大拉梁，北有洮河、渭河分水的木寨岭、岭罗山。全境山岭起伏、河流纵横，全境水系分长江、黄河两大流域3 个水系，属黄河流域的有洮河水系支流16 条、渭河水系支流5 条；属长江流域的只有湫山河水系1 条。岷县常年流水河22 条，年径流量1 亿m3以上的2 条、1000万～6000万m3的10条、1000万m3以下的10条[6]。

1.2 数据来源

2021 年岷县当归、党参、黄芪生产统计数据来源于岷县统计局与甘肃岷县当归研究院，各乡镇中药材生产单位（中药材合作社）数据来源于百度地图兴趣点（POI，https://map.baidu.com/）及天眼查（https://www.tianyancha.com/）企业工商注册数据。岷县土地利用数据来源于地理监测云平台（http://www.dsac.cn/），是以Landsat TM/ETM/OLI 遥感影像为主要数据源，经过影像融合、几何校正、图像增强与拼接等处理后，通过人机交互目视解译的方法，将全国土地利用类型划分为6 个一级类、25 个二级类。

2 方法

统一计量单位面积：亩，产量：t。采用地理信息系统ArcGIS 10.8 的空间自相关模型分析各类生产统计指标的具体特征。全局空间自相关主要是对岷县主产中药材种植面积与产量在整个区域空间上特征的描述，反映了岷县主产中药材种植面积与产量在整个研究区域内空间相关性的整体趋势[7]。主要用莫兰指数（Moran′sI）表示，其取值范围为-1～1。Moran′sI＞0 代表在该空间尺度下岷县主产中药材种植面积与产量在地理空间分布上呈正相关性，空间上呈聚集分布；Moran′sI＜0 代表在该空间尺度下岷县主产中药材种植面积与产量在地理空间上呈离散分布；Moran′sI=0 代表在该空间尺度下岷县主产中药材种植面积与产量在地理空间上不具有相关性，空间上呈随机分布。同时使用Excel对2021 年岷县主产中药种植面积、产量等数据进行分析比较。

按公式（1）计算Moran′sI。

式中I为Moran 指数，n是研究区域内分布的地理单元总数，x为观测变量属性值，为观测变量属性值平均值，wij是空间权重。

对于Moran′sI，标准化统计量（Z）可以用来检验n个区域是否存在空间自相关关系，按公式（2）计算Z。

式中E（I）是Moran′sI的期望值，（n是地理单元总数）；VAR（I）为方差，即为变异系数。

3 结果

3.1 2021年岷县主产中药材种植面积分布特征

汇总岷县各乡镇种植的当归、黄芪、党参3 种中药材总的种植面积。其中种植面积最大的是梅川镇，达到5.1 万亩；蒲麻镇、闾井镇种植面积次之；种植面积为2 万～3 万亩的乡镇有6 个，分别是维新乡、中寨镇、清水镇、十里镇、寺沟镇、禾驮镇，中药材种植面积最少的是马坞镇（图1）。岷县18个乡镇3 种主产中药材总种植面积达到36.8 万亩，占岷县所有中药材种植面积1/2以上，当归、黄芪、党参已然成为该县中药材产业的重要组成部分。

3.2 2021年岷县主产中药材产量分布特征

以乡镇为单位，对收集到的岷县2021 年当归、黄芪、党参3种中药材的产量数据进行分析，见图2。产量在10 000 t 以上的乡镇有3 个，分别是梅川镇、蒲麻镇、闾井镇；中药材产量最少的是马坞镇，不足1000 t；产量为5000～7500 t 的乡镇最多，有8 个。从整体上来看岷县中药材产量在整个空间分布上呈现中部多、东部少的分布格局。

3.3 2021年岷县主产中药材面积对比分析

2021 年岷县18 个乡镇中当归、黄芪、党参3 种中药材皆有种植。对各乡镇主产药材种植面积进行了对比分析（图3）。通过对比发现，3 种中药材中当归种植面积最大，达19 万亩以上。种植当归最多的乡镇为蒲麻镇，占全县当归种植的16.4%；当归种植面积为1万～2万亩的乡镇最多，分别是中寨镇、梅川镇、禾驮镇、清水镇、寺沟镇；当归种植面积最小的是马坞镇。黄芪种植面积在6000 亩以上的乡镇为蒲麻镇、闾井镇、清水镇、维新镇、梅川镇、中寨镇、寺沟镇、十里镇、秦许乡；黄芪种植面积最小的是马坞镇。党参种植面积在6000 亩以上的乡镇分别是闾井镇、十里镇、维新镇、梅川镇；党参种植面积在2000 亩以下的乡镇较多，有马坞镇、锁龙乡、蒲麻镇、申都乡、麻子川镇、西寨镇、岷阳镇。

图3 2021年岷县各乡镇当归、党参、黄芪种植面积

以岷县各乡镇当归、党参、黄芪3 种中药材的种植面积作为输入数据，使用ArcGIS 10.8软件的空间统计工具计算全局空间自相关Moran′sI和Z值，见图4。岷县当归的种植面积Moran′sI=-0.394 424，Z=-1.820 724，P=0.686 490，表明在正态分布假设条件下岷县当归的种植面积在空间上呈离散分布特征。岷县党参的种植面积Moran′sI=-0.015 340，Z=0.226 552，P=0.820 772，表明在正态分布假设条件下岷县党参的种植面积在空间上呈现随机分布特征。岷县黄芪的种植面积Moran′sI=0.001 149，Z=0.386 451，P=0.699 163，表明在正态分布假设条件下岷县黄芪的种植面积在空间上呈现随机分布特征。

图4 岷县主产中药材种植面积空间自相关结果

3.4 2021年岷县主产中药材产量对比分析

对各岷县乡镇主产药材产量进行统计，见图5。蒲麻镇的当归产量最多，占全县当归产量的18.3%。当归产量为2000～5000 t 的乡镇最多（8 个），分别为中寨镇、西江镇、梅川镇、清水镇、茶埠镇、禾驮镇、寺沟镇、麻子川镇；马坞镇产量最少。党参产量最多的为闾井镇；其余乡镇除十里镇和梅川镇外，党参产量为1000～2000 t 的有6 个、1000 t 以下有9 个。黄芪产量最多的乡镇是梅川镇；除维新镇产量为3000～5000 t 外，有11个乡镇产量为1000～3000 t；有5 个乡镇产量在1000 t 以下。

同3.3 项下方法对岷县3 种主产药材产量进行自相关分析（图6），发现岷县3 种主产药材均呈现随机分布。当归产量Moran′sI=-0.082 867，Z=-0.134 764，P=0.892 799；党参产量Moran′sI=-0.102 959，Z=-0.226 437，P=0.820 861；黄芪产量Moran′sI=-0.001 134，Z=0.390 581，P=0.696 107。

图6 岷县各乡镇主产中药材产量空间自相关结果

3.5 岷县中药材种植面积与土地利用面积分析

将岷县各乡镇的土地利用数据进行标准化处理，将数据导出Excel 中比对分析，结果见图7。从岷县土地利用类型来看，主要以耕地为主，林地（灌木林、疏林地、其他林地）与草地次之，大量的耕地资源为岷县中药材种植提供了有利的条件。统计岷县18 个乡镇耕地面积（旱地）：蒲麻镇＞西江镇＞闾井镇＞清水镇＞维新镇＞禾驮镇＞梅川镇＞申都乡＞中寨镇＞锁龙乡＞寺沟镇＞十里镇＞秦许乡＞茶埠镇＞麻子川镇＞西寨镇＞岷阳镇＞马坞镇。

图7 岷县各乡镇耕地与土地利用类型面积

通过前期分析对比发现，岷县主产中药材产量与面积最少的乡镇是马坞镇，从其土地利用数据来看，该镇面积最小，可利用耕地较少。从各乡镇主产中药材种植面积来看，最大的乡镇是蒲麻镇，闾井镇次之，这2 个乡镇也是岷县当归种植较多的地区。对比分析其土地类型发现，闾井镇耕地、林地、草地三者在分布面积上不相上下，而蒲麻镇则主要以耕地为主，草地与林地在岷县18 个乡镇中也处于中等水平。除当归外，黄芪与党参也是岷县主要栽培的中药材，闾井镇栽培的党参与黄芪种植面积也都达到了6000 亩以上，该镇的林地与草地占比在岷县各乡镇中最高。分析岷县主产药材的种植面积与产量，整体上东部少于西部，主要是因为岷县自身地理条件的影响，岷县东部地区主要有湿地草原，没有更多的耕地从事农业活动。

3.6 岷县耕地（旱地）海拔分布

当归是岷县最重要的经济作物，当地所产“岷归”更是古今中外医学界普遍认为的道地药材。当归为高山生长植物，属于低温常日照类型，适宜生长海拔为1800～3000 m。海拔的变化通常会引起水分、温度等发生变化，徐小琼等[8]在对甘肃产当归进行生态适应性研究中指出，海拔对当归分布的影响所占权重达41.8%，且海拔对当归的早期抽薹有明显的影响。

利用ArcGIS 10.8 软件，提取岷县各个乡镇耕地（旱地）海拔数据，并导入Excel 中进行对比分析（图8）。经过对比计算发现，岷县海拔为2500～2700 m 的耕地最多，海拔为2300～2500 m 的耕地面积次之，海拔分布在3100 m以上的耕地最少。

图8 岷县耕地（旱地）海拔分布

蒲麻镇当归种植面积、产量均居岷县第一位。结合该镇耕地海拔数据，发现蒲麻镇海拔在2300～2900 m的耕地占蒲麻镇总耕地面积的98.50%。蒲麻镇大量的耕地面积与特定的海拔范围使当归的种植得到了发展。耕地面积次之的闾井镇海拔为2300～2900 m 的耕地占该镇总耕地面积97.62%，且该镇除了种植大量的当归外，黄芪与党参的种植面积也都达到了6000 亩以上，该镇在发展中药材种植上也有一定的优势。而茶埠镇、中寨镇、梅川镇、闾井镇均有海拔在3100 m 以上的耕地，可以为高海拔育种等需要在较高的海拔进行的研究工作提供地理条件。

3.7 岷县中药材合作社空间分布

中药材种植、销售、加工等合作社可对当地所生产的中药进行初步的加工汇总，这对于农产品来说至关重要。合作社是为农民服务的现实需要，有助于构建农村现代流通体系[9]，分析该地区中药材种植、销售、加工等合作社分布情况可为后续中药材产业发展提供数据基础。利用天眼查汇总岷县各乡镇合作社，剔除与本次统计不相关的农机合作社、养殖合作社或处于注销状态的合作社，最终汇总出岷县18 个乡镇中与中药材有关的合作社共1083家，各乡镇合作社分布数量见图9。岷县18 个乡镇中梅川镇的合作社数量最多，达185 家。马坞镇合作社数量最少（17 家），这也与前期所统计的各乡镇药材种植面积较少相对应。按3.3 项下方法对岷县各乡镇合作社分布进行自相关分析，呈现随机分布。该地区中药材种植、销售、加工等合作社数量Moran′sI=0.140 401，Z=0.213 940，P=0.224 771（图10）。

图9 岷县中药材合作社数量分布

图10 岷县中药材合作社空间自相关结果

值得注意的是，中药材产量最多且当归种植面积最大的蒲麻镇合作社数量较少，仅54 家。在后续的生产过程中也应鼓励该镇合作社的发展来配合当地中药材的种植。

4 结论与讨论

以2021 年甘肃岷县中药材生产统计数据为研究对象，通过对2021 年岷县主产中药材种植面积、产量与各乡镇合作社数量进行数据分析，得出以下结论：1）岷县当归、黄芪、党参3 种主产中药材的种植面积在空间分布上并没有明显差异，当归种植面积在空间上呈现离散分布，黄芪与党参的种植面积呈现随机分布，而三者的产量空间上均呈现随机分布，合作社数量在空间上也呈随机分布。2）从整体上看，东部的马坞镇中药材种植面积与产量在18 个乡镇中排名最后，这与其自身耕地面积较少，并分布有湿地草原有关。岷县中药材种植面积最大的乡镇是梅川镇，达5 万亩以上。蒲麻镇与闾井镇药材种植面积次之，蒲麻镇当归的种植面积达3 万亩以上，闾井镇的党参与黄芪的栽培面积均在6000 亩以上。其中蒲麻镇与梅川镇土地利用类型主要是以耕地和林地为主，闾井镇以耕地、林地、草地为主。3）岷县独特的地理条件为岷县中药材的种植提供了基础，岷县可利用耕地主要海拔分布为2300～3100 m，海拔为2500～2700 m 的耕地最多，占全部的41.1%。4）从岷县中药材合作社数量来看，梅川镇合作社数量最多，该镇中药材种植面积也最大，需要更多的合作社来将各农户的小生产与大市场进行有效的对接，从而带动农民增收致富。但就蒲麻镇而言，其中药材种植面积与产量在全县范围排名靠前，其合作社数量仅54家。

整体而言，岷县中药材产业已形成了稳定的发展，但受到环境、市场、技术手段等多方面的制约，岷县中药材产业的发展还存在诸多问题。例如，当归药材的生产主要以育苗移栽为主，种苗质量的优劣直接影响药材产量和品质。当归种苗繁育以传统生荒地育苗为主，即第1 年的七、八月，在海拔2800 m 以上的高寒二阴区选择土层深厚、质地疏松的坡地开荒[10]。温室效应的加剧导致适宜当归育苗区域愈加狭窄，育苗向更高海拔荒地延伸，对生态环境破坏极大，而岷县土地类型除耕地外主要以林地与草地为主。孟玉等[11]在对岷县当归育苗调查与分析中指出，全县可开垦利用的山地几乎用尽，前期分析结果显示茶埠镇、中寨镇、梅川镇、闾井镇4 个乡镇均有海拔在3100 m 以上的耕地可为高海拔育苗提供基础。合理规划岷县现有资源对推动岷县中药材产业的可持续发展至关重要。

根据各乡镇上述3 种中药材种植面积可看出，当归种植面积蒲麻镇＞闾井镇＞禾驮镇＞岷阳镇＞中寨镇＞梅川镇＞清水镇＞寺沟镇＞西江镇＞茶埠镇＞麻子川镇＞秦许乡＞维新镇＞十里镇＞申都乡＞西寨镇＞锁龙乡＞马坞镇；党参种植面积梅川镇＞十里镇＞闾井镇＞维新镇＞禾驮镇＞西江镇＞中寨镇＞清水镇＞茶埠镇＞寺沟镇＞秦许乡＞岷阳镇＞西寨镇＞麻子川镇＞蒲麻镇＞申都乡＞马坞镇＞锁龙乡；黄芪种植面积梅川镇＞维新镇＞秦许乡＞中寨镇＞闾井镇＞寺沟镇＞蒲麻镇＞十里镇＞清水镇＞禾驮镇＞茶埠镇＞西江镇＞锁龙乡＞岷阳镇＞麻子川镇＞西寨镇＞申都乡＞马坞镇。以种植面积为因变量，各乡镇耕地面积、林地面积、农村居民点、草地为自变量进行相关性分析。经检验，林地D检验与W检验P均小于0.05，不符合正态分布，故采用Spearman 相关性分析探究变量间的关系（表1）。

表1 岷县当归、党参、黄芪与该地区土地利用类型Spearman相关性分析

从分析结果可看出，当归的种植面积与耕地面积呈显著性相关，黄芪种植面积与耕地、农村居民点呈相关性，而党参与上述4 个变量均未呈现出相关性。说明岷县当归的栽培面积主要受到耕地面积的影响，而黄芪的种植除耕地外还受当地人类活动影响。岷县作为甘肃省中药材产业大县，要在可持续发展当地中药材产业前端规划、优化现有生产布局、保证“不与粮食抢地”的前提下对耕地所种药材进行提前规划，推进当地耕地的环境改善，力争做到用最适宜的土壤来种最好的药材。同时，还要抢抓药材“道地”的特点，道地药材生态种植就要坚持药材道地特性，依据不同乡镇、不同海拔的区域特点，建设道地药材生产基地，努力形成符合当地的道地药材生产格局，提升道地药材质量安全水平，确保所生产的药材符合国家相关标准要求，努力推广绿色生产技术。

目前，世界经济逐渐转向区位经济一体化发展，农业专业合作社的发展也将成为我国农业活动的主要形式[12]。岷县作为西北地区相对落后的县域，农户生产的农业产品长期以来都是家庭联产承包制为主的小农经营方式，由于农户多，有经营销售中间商，农民并没有较多的劳动报酬。而中药材合作社的创办使农户们联合起来，扩大相应的生产规模，让药农获得了更多的经济利益。不同类型的合作社（种植、种苗推广、销售等）还推动了岷县中药材产业的集约化、基地化进程。但由于地区偏远，农民文化程度、技术水平受限，加之各种网络营销模式的涌现，一定程度上制约了其合作社的发展。因此，加强各部门间的协调、开展电商扶持助农、各社相互联合、强化人才基础，同时依托当地龙头企业联合农民合作社，从而构建农民与合作社相互结合的新型生产经营模式，是促进岷县中药材专业合作社的发展、提高农民经济收入的重要途径。

岷县是中药材种植大县，近年来岷县政府也积极投入中药材产业的建设。本研究以2021 年甘肃省岷县主产中药材为对象，将其主产中药材生产统计数据与空间自相关的方法结合，通过对比分析县域视角下的中药材生产统计数据，可以更加精准地分析岷县中药产业的空间分异特征并对各种数据进行深入挖掘，寻找数据背后的意义。后续对该县几种主产中药材进行持续的动态监测，可以提高中药材统计数据的客观性与准确性，为该县中药材种植后续调控及相关政策调整提供支撑。在后续的分析过程中笔者也会对不同产区的中药材生产数据进行对比分析，探究中药材种植面积与产量变化的原因，为岷县中药材产业的发展提供参考。