張家界市大鯢養殖基地空間分布特征及影響因素

廖 攀 傅旋霓 楊雪青 左金友 吳吉林

摘 要：張家界是我國第一個大鯢國家級自然保護區所在地，大鯢產業是張家界重要的特色產業。該研究運用ArcGIS分析工具和地理集中指數、不平衡指數等統計分析方法，對張家界市內大鯢養殖基地的空間分布特征及其自然環境、社會環境等影響因素進行了分析。結果表明：（1）張家界市大鯢養殖基地呈聚集分布狀態，各地區之間大鯢養殖基地分布差異性明顯;（2）自然環境影響因素方面，高程和水系是影響張家界市大鯢養殖基地分布的主要因素，80.8%的大鯢養殖基地分布于低海拔地區，且具有明顯的趨河流分布特征，坡度和坡向因素對大鯢養殖基地的分布影響較小;（3）社會環境影響因素方面，一級公路、二級公路、三級公路及市（區、縣）政府位置對張家界市大鯢養殖基地分布的影響較大，高速公路和鐵路的影響較小。

關鍵詞：大鯢養殖基地;ArcGIS分析;空間分布特征;影響因素;張家界市

中圖分類號 F326.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）01-0077-06

The Spatial Distribution and Elements of Chinese Giant Salamander Base in Zhangjiajie City

LIAO Pan ?FU XuanNi ?YANG XueQing ?ZUO JinYou ?WU JiLin

（1School of Civil Engineering and Architecture， Jishou University， Zhangjiajie 427000， China）

Abstract： Zhangjiajie is the first national nature reserve of giant salamander in China， and giant salamander industry is an important characteristic industry in Zhangjiajie. By means of ArcGIS analysis tools， geographical concentration index， imbalance index and other statistical analysis methods， the spatial distribution characteristics， natural environment and social environment of the breeding base of giant salamander in Zhangjiajie City are analyzed. The results showed that： （1）the breeding base of giant salamander in Zhangjiajie City was clustered and distributed， and the distribution difference of giant salamander breeding base was obvious between different regions; （2）In terms of natural environment factors， elevation and water system are the main factors affecting the distribution of giant salamander breeding base in Zhangjiajie City， 80.8% of the breeding base of giant salamander is distributed in low altitude area， and has obvious characteristics of river distribution; （3）In terms of social environment factors， the first class highway， the second class highway， the third class highway and the city （district and county） government position have great influence on the distribution of the breeding base of the giant salamander in Zhangjiajie City， and the influence of the expressway and railway is relatively small.

Key words： Giant salamander breeding base; ArcGIS analysis; Spatial distribution characteristics; Impact factors; Zhangjiajie City

中國大鯢屬兩棲綱有尾目隱鰓鯢科，具有較高的食用、科研、美容、醫藥和觀賞價值以及良好的產業開發前景[1]。張家界市是大鯢之鄉，大鯢產業逐漸成為促進農民增收、優化農業產業結構的新興產業?！吨袊r村扶貧開發綱要（2011—2020年》和《武陵山片區區域發展與扶貧攻堅規劃》中明確提出，要推動張家界大鯢產業發展，以產業扶貧促進當地經濟發展、脫貧致富以及鄉村振興。2020年新冠疫情暴發后，國家出臺了一系列政策禁止野生動物的交易活動，對張家界大鯢產業產生了極大的沖擊。大鯢產業對張家界經濟發展有著重要影響，探究張家界市大鯢產業基地的分布特征及影響因素，對于張家界市大鯢產業的保護與發展具有重要的理論與現實意義。

目前，國內外學者對生物資源空間分布已開展了許多研究。國外學者對于生物資源空間分布與影響因素的研究范圍廣泛，在植物空間分布研究方面，有學者采用廣義線性模型和變異分割分析來確定預測因子，得知氣候和人為影響是直接影響包括裸子植物在內的植物物種大規模分布的主要驅動因素[2]。在動物空間分布研究方面，學者們為探明小河流域河流系統中湖泊引起浮游生物結構變化的規律，對小河浮游動物的結構和空間分布差異進行了研究[3];也有學者通過研究人類資源對浣熊活動和空間分布的影響，發現食物資源的豐富度和分布對單體食肉動物如浣熊的活動和空間分布有著深刻的影響[4]，但目前國外對大鯢這種生物空間分布的研究還較少。

目前，我國對生物資源空間分布研究方面雖已取得了大量的成果，但已有研究主要集中在省域等宏觀尺度[5-6]，市縣尺度的研究仍相對薄弱，難以揭示資源分布的差異性。在研究方法上，我國學者主要采用景觀生態學方法、皮爾森相關系數、多元線性回歸分析等方法[7]，但從地理學角度出發，生物資源空間分布總體特征相關研究仍較少。我國對大鯢的空間分布分析成果屈指可數，有學者參考《中國動物志》《大鯢分布變遷》對我國野生大鯢地理分布變遷進行了梳理，但驗證的難度較大[8];有學者通過問卷調查和實地走訪了解了安徽省中國大鯢的分布，并弄清楚了個體的來源以及原產地是否確切等情況[9];也有學者利用ArcGIS工具分析張家界市大鯢自然保護區大鯢資源的空間分布，并提出了保護優化措施[10]。

綜上所述，有關大鯢產業空間分布的研究仍不多，基于空間關系的大鯢養殖基地的分布特征及規律的研究更為鮮見。為此，筆者以張家界市大鯢養殖基地為研究對象，深入分析其空間分布特征及影響因素，并提出了相關建議，有助于張家界市大鯢產業的持續發展，也可以為其他同類型研究提供參考與借鑒。

1 研究區、數據來源與方法

1.1 研究區概況 張家界市位于湖南省西北部，地處云貴高原隆起與洞庭湖沉降區結合部，地勢西部高東部低。屬中亞熱帶山原型季風濕潤氣候，氣候適中。市區平均海拔183m，景區平均海拔1000m，總面積9516.03km2。境內溪河縱橫，水系以澧水和溇水為主，澧水干流在桑植縣南岔以上有北、中、南3源，1～4級河流290條，總長4888km，河流沿岸植被繁茂，水質清澈，水生生物豐富。張家界市常住人口約170.87萬人，擁有2個市轄區（永定區、武陵源區）、2個縣（桑植縣、慈利縣）。2015年鄉鎮區劃調整后，永定區總面積2173.81km2，武陵源區397.48km2，桑植縣3480.47km2，慈利縣3464.28km2。

1.2 數據來源 通過對理論研究與實地調查研究的結合，首先根據張家界市畜牧水產局提供的數據可知，截至2020年底，張家界市境內共有大鯢養殖基地130個，其中永定區21個，武陵源區32個，慈利縣33個，桑植縣44個，占比分別為16.15%、24.62%、25.38%和33.85%。隨機抽取2區2縣共16個大鯢養殖基地進行實地考察，發現目前仍處于養殖狀態，合理推測并假設剩余大鯢養殖基地具有分析價值。接著通過谷歌地圖，結合GPS打點更精確地定位張家界市大鯢養殖基地的地理坐標，再基于DEM數據、借助ArcGIS軟件建立張家界市大鯢養殖基地空間分布數據庫（圖1）。

1.3 研究方法

1.3.1 最鄰近指數 最鄰近指數是實際最鄰近距離與理論最鄰近距離之比[11-12]。將張家界市大鯢養殖基地假設為點要素，其分布類型分別是均勻、聚集和隨機3種，可利用最鄰近指數來分析大鯢養殖基地之間的鄰近程度。

1.3.2 地理集中指數 地理集中指數是可用于研究大鯢養殖基地空間分布的集中程度[13-14]，可幫助說明大鯢養殖基地是為集中分布或分散分布。

1.3.3 不平衡指數 不平衡指數是能夠體現張家界市大鯢養殖基地落在各區（縣）中分布的均衡性[15-16]，可幫助說明大鯢養殖基地在各區（縣）是平均分布或者集中分布。

1.3.4 核密度分析 核密度強度可以體現大鯢養殖基地在空間分布上的分散和聚集特征及其形態的變化[17]。

2 張家界市大鯢養殖基地空間分布特征分析

2.1 大鯢養殖基地分布類型 運用ArcGIS軟件分別計算張家界市域以及2區2縣大鯢養殖基地的最鄰近指數（見表1），張家界市以及各區（縣）大鯢養殖基地的實際最鄰近距離都小于理論最鄰近距離，且最鄰近指數都小于1，這表明張家界市及各區（縣）大鯢養殖基地空間分布不是隨機的，而是處于比較顯著的聚集狀態，最鄰近指數都接近于0。

2.2 大鯢養殖基地分布均衡性

2.2.1 集中程度分析 采用地理集中指數和不平衡指數進行計算，探究張家界市以及各區（縣）大鯢養殖基地分布的集中程度。從市域層面來看，理想情況下130個大鯢養殖基地平均分布于張家界市各個區（縣）內，每個區（縣）養殖基地均為32.5個，對應的地理集中化指數為32.5，實際地理集中化指數G=51.56，要大于理想狀態下的地理集中指數。說明張家界市大鯢養殖基地的分布從整體上看較為集中，并不是均勻分布于每個區（縣），主要分布在桑植縣和慈利縣。從區（縣）層面來看，張家界市4個區（縣）的大鯢養殖基地實際地理集中指數都大于均勻分布時的地理集中指數，說明各區（縣）的大鯢養殖基地分布都比較集中。武陵源區實際地理集中指數為89.95，接近100且遠大于8，說明武陵源區大鯢養殖基地處于顯著集中狀態。其他區（縣）的大鯢養殖基地實際地理集中指數雖然大于平均分布時的地理集中指數，但差值較小，說明大鯢養殖基地集中程度不大（見表2）。

表2 張家界市及兩區兩縣大鯢養殖基地地理集中化指數

[區（縣） 實際分布集中指數 均勻分布集中指數 張家界市 51.56 32.50 永定區 4.42 0.95 武陵源區 89.95 8.00 桑植縣 6.40 1.91 慈利縣 6.93 1.32 ]

經計算，張家界市大鯢養殖基地的空間不均衡指數S約為0.179，進一步表明從市域尺度上呈現非均衡分布，但不均衡指數不高，數值接近于0，說明各區（縣）的大鯢養殖基地數量相差不大，發展大鯢產業的政策在各地得到積極響應。從區（縣）層面分析，不平衡指數都大于0，表明4個區（縣）的大鯢養殖基地在各鄉鎮都分布不平衡。其中武陵源區不平衡指數約為0.875，說明在此區內大鯢養殖基地分布極不均衡，軍地坪鎮比較突出（見表3）。

2.2.2 核密度分析 利用ArcGIS軟件的Analyst Tools功能對張家界市及各區（縣）大鯢養殖基地進行空間核密度分析，進而分析出張家界市大鯢養殖基地空間集聚變化。從市域層面來看，張家界市大鯢養殖基地有兩處顯著的聚集區，集中分布在中部地區和西北地區，整體的空間分布呈現中部密集，四周稀疏的分布狀態。從各區（縣）來看，大鯢養殖基地主要分布在桑植縣西北部、中部，慈利縣西北部，武陵源區中部和永定區北部，武陵源區、桑植縣和慈利縣為高密度分布地區，高于張家界市大鯢養殖基地分布的平均密度水平，而永定區為城區，缺乏大鯢養殖的自然地理條件，其大鯢養殖基地密度較低（見圖2）。

從區（縣）層面分析，張家界市4個區（縣）均有對應的高密度聚集區。桑植縣的密集區有五道水鎮、空殼樹鄉和洪家關白族鄉，其中河口鄉、上河溪鄉等9個分布于靠近縣域邊緣地帶的鄉鎮未有大鯢養殖基地分布。慈利縣的西北地區大鯢養殖基地分布較為密集，密集區有三官司土家族鄉、江埡鎮、象市鎮和趙家崗鄉，而中部、南部和東部地區大鯢養殖基地分布較為稀疏，其中溪口鎮、洞溪鄉、金巖土家族鄉等11個鄉鎮未有大鯢養殖基地分布。永定區中部和東部地區大鯢養殖基地分布較為密集，密集區主要分布在新橋鎮、永定街道和西溪坪街道的交界處，其中羅塔坪鄉、茅巖河鎮等6個鄉鎮未有大鯢養殖基地分布。武陵源區大鯢養殖基地的高密集區在軍地坪街道，僅中湖鄉未有大鯢養殖基地分布（見圖3）。張家界市大鯢養殖基地在綜合因素作用下，以武陵源區為中心向四周延展分布，其空間分布特征的差異性導致相應的保護、發展及開發難度和模式存在差別。

3 張家界市大鯢養殖基地空間分布影響因素分析

3.1 自然環境影響因子 利用ArcGIS軟件把張家界市大鯢養殖基地數據與其所在的高程、坡度、坡向和水系緩沖區疊加，分析在不同地理條件下大鯢養殖基地的分布情況[18-19]。適宜的地形地貌有利于人類生產生活及其生存空間的延續，會直接決定大鯢養殖基地的擴展方向和分布格局。

3.1.1 高程 利用ArcGIS工具，將張家界市大鯢養殖基地分布圖與DEM高程圖疊加分析，結果表明，張家界市大鯢養殖基地大多數位于高程400m以內的區域，占比80.8%，此區域內平均高度較小，整體地勢變化平緩，氣候較為穩定，有利于大鯢生存。11個大鯢養殖基地分布在高程400～500m，占比8.5%;僅14個大鯢養殖基地分布在高程500m以上，占比10.8%;極少數大鯢養殖基地所處高程較高，其地形破碎，河流短少，不適宜大鯢的養殖（見圖4）。

3.1.2 坡度 利用ArcGIS工具，對研究區的DEM圖提取坡度和坡向數據，得到坡度、坡向圖，并與張家界市大鯢養殖基地分布圖進行疊加分析，同時提取出各級坡度、坡向帶的大鯢養殖基地數量（見表4）。張家界市大鯢養殖基地個數隨著坡度的增加呈現先增加后減少的趨勢，在坡度20°的范圍內，大鯢養殖基地的數量與坡度呈現出明顯的正相關性，但隨著坡度逐漸高于20°后，即超過最適宜生產生活的坡度帶，坡度與大鯢養殖基地的分布便呈現出負相關性。在10°～20°坡度帶內，大鯢養殖基地約占總數51.5%，其次是0°～10°坡度帶內，占比19.2%，這2個區域分布數量最多，聚集了張家界市絕大多數大鯢養殖基地。

3.1.3 坡向 利用ArcGIS工具，將張家界市大鯢養殖基地和坡向圖進行疊加分析，提取出各坡向大鯢養殖基地空間信息匯總圖表（見表5）。通過坡向分析，越靠近北部地區分布密度越小，越靠近東部、南部地區分布密度越大，東南向的迎風坡受地形影響降水較西向的背風坡豐富，河流順地勢等因素都對大鯢產業起著促進作用，南部氣候濕潤，水熱條件適宜養殖大鯢。

3.1.4 水系 利用ArcGIS工具，將張家界大鯢養殖基地分布圖與張家界市水系進行疊加分析，結果表明，1000m緩沖區內分布著絕大多數大鯢養殖基地，占總數量的69.23%，2000m、3000m、4000m、5000m占比分別為6.92%、7.69%、11.54%、0.77%，5000m以上的大鯢養殖基地僅占總數量的3.85%（見表6）?？梢?，大鯢養殖基地的數量隨著與河流距離的增加呈現出減少的趨勢，即張家界市大鯢養殖基地與河流的關聯度很高，具有明顯的沿河流分布的傾向。大鯢養殖基地盡可能建在大鯢原產地，將鄰近水源作為首要考慮因素，便于取水，且氣候適宜、土壤富饒，這種優越的地理條件為大鯢提供了良好的生存條件。

3.2 社會環境影響因子 本研究的社會環境因子主要從道路交通、與市（區、縣）政府的距離2個方面考慮：

3.2.1 道路交通 （1）鐵路：本文選取了張家界市主要鐵路、高速公路、一級公路、二級公路和三級公路作為研究重點。利用ArcGIS的多環緩沖區功能，分析出道路的輻射狀況并與張家界市大鯢養殖基地分布圖疊加，得到張家界市大鯢養殖基地與鐵路的關系表（見表7）。距離鐵路10km范圍內分布著37個大鯢養殖基地，占總數量的28.46%;10～20km的距離內分布著52個大鯢養殖基地，占總數量的40%，可見絕大多數的大鯢養殖基地分布在距離鐵路20km以內。距離鐵路30km以上有20個大鯢養殖基地分布，僅占總數量的15.38%。

（2）高速公路：利用ArcGIS的多環緩沖區功能，分析出高速公路的輻射狀況并與張家界市大鯢養殖基地進行疊加，得到張家界市大鯢養殖基地與高速公路的關系（見表8）。距離高速公路10km的范圍內分布著37個大鯢養殖基地，占總數量的28.46%;10～20km的范圍內分布著57個大鯢養殖基地，占總數量的43.85%，可知20km范圍內共分布94個大鯢養殖基地，占總數量的72.31%，超過50%。距離高速公路30km以上的大鯢養殖基地數量較少，僅有11個，占總數量的8.46%。

（3）一級公路：利用ArcGIS的多環緩沖區功能，分析出一級公路的輻射狀況并與張家界市大鯢養殖基地進行疊加，得到張家界市大鯢養殖基地與一級公路的關系（見表9）。距離一級公路5km的范圍內分布著83個大鯢養殖基地，占總數量的63.85%，超過50%;5～10km的范圍內分布著20個大鯢養殖基地，10～15km的范圍內分布著10個大鯢養殖基地，分別占總數量的15.38%、7.70%;距離一級公路15km以上僅有17個大鯢養殖基地分布，占總數量的13.08%。

（4）二級公路：利用ArcGIS的多環緩沖區功能，分析出二級公路的輻射狀況并與張家界市大鯢養殖基地進行疊加，得到張家界市大鯢養殖基地與二級公路的關系（見表10）。絕大多數大鯢養殖基地分布在距離二級公路1km的范圍內，數量為79個，占比60.77%;1～5km的范圍內分布著15個大鯢養殖基地，5～10km的范圍內分布著27個大鯢養殖基地，分別占總數量的11.54%、20.77%;距離二級公路10km以上僅有9個大鯢養殖基地分布，占總數量的6.92%。

（5）三級公路：利用ArcGIS的多環緩沖區功能，分析出三級公路的輻射狀況，并與張家界市大鯢養殖基地進行疊加，得到張家界市大鯢養殖基地與三級公路的關系（見表11）。距離三級公路1km范圍內分布有81個大鯢養殖基地，占比62.31%;1～3km的距離內分布有18個大鯢養殖基地，3～5km的距離內分布有10個大鯢養殖基地，分別占總數量的13.85%、7.69%;距離三級公路5km以上僅分布有21個大鯢養殖基地，占總數量的16.15%。

通過以上分析得出，張家界市大鯢養殖基地距離主要鐵路與高速公路的距離較為接近，10km以內都分布著37個大鯢養殖基地，距離高速公路10～30km內的大鯢養殖基地數量略大于鐵路的數量，但僅多出7.03%。綜上張家界市大鯢養殖基地與不同等級道路的距離遠近呈現出：三級公路>二級公路>一級公路>高速公路>鐵路，表明張家界市大鯢養殖基地位于距離三級公路最近、其次是二級公路與三級公路，距離高速公路和鐵路較遠的區域。大鯢養殖基地與道路的正相關程度十分顯著，公路網密集處大鯢養殖基地數量較多，說明在考慮大鯢養殖基地選址時充分考慮到交通因素的影響。

3.2.2 區位條件 （1）市政府：利用ArcGIS軟件將張家界市政府與大鯢養殖基地分布圖進行疊置分析，得到張家界市大鯢養殖基地與市政府的關系。張家界市大鯢養殖基地與市政府之間的直線距離兩級差大，距離在20km范圍內的大鯢養殖基地有17個，占總數量的13.07%;距離在20～40km的大鯢養殖基地有55個，占總數量的42.30%;距離在40～60km的大鯢養殖基地有35個，占總數量的26.92%;距離超過60km的大鯢養殖基地僅有23個，占總數量17.69%。（2）區（縣）政府：利用ArcGIS軟件將張家界區（縣）政府與大鯢養殖基地分布圖進行疊置分析，得到張家界市大鯢養殖基地與區（縣）政府的關系。張家界市大鯢養殖基地距離區（縣）政府直線平均距離在20km以內。距離在20km范圍內的大鯢養殖基地有87個，占總數量的66.9%;距離在20～40km的大鯢養殖基地有35個，占總數量的26.9%;距離超過5km以上的大鯢養殖基地僅有8個，占總數量的6.2%?？傮w上看，張家界市大鯢養殖基地距離張家界市、兩區兩縣政府較近，受政府市場經濟輻射影響較大，大鯢養殖基地選址接近區（縣）政府，能更多地享受政策、經濟、人脈等資源，受輻射帶動作用較強[20]，客觀上為大鯢產業的發展創造條件。

4 結論與建議

4.1 結論 張家界市良好的自然生態、水文和氣候條件，獨特的地質地貌，為大鯢提供了得天獨厚的生境。本文以張家界市130個大鯢養殖基地作為研究對象，利用ArcGIS空間分析軟件對張家界市大鯢養殖基地的空間分布特征及自然環境因素、社會環境因素的影響進行了分析，得出以下結論：（1）空間分布呈集聚狀態。張家界市大鯢養殖基地呈現出集聚型分布特征，且空間分布差異性較為明顯，整體空間分布格局為中部地區分布密集、邊緣地區分布稀疏;（2）高程和水系是影響大鯢養殖基地分布的主要自然因素。80.8%的大鯢養殖基地分布于高程較低地區，且大多分布在水系附近，具有明顯的趨河流性，坡度和坡向因素對大鯢養殖基地的分布影響較小;（3）公路與行政區位是主要的社會影響因素。張家界市大鯢養殖基地主要分布在距離市（縣）政府較近的區域內，且距離各級公路較近，高速公路和鐵路對大鯢養殖基地分布影響相對較小。

4.2 建議 本研究結論具有較明顯的政策意義。張家界市政府在制定促進該市大鯢養殖產業發展策略時，可以著重從以下幾個方面進行考慮：（1）集中建設大鯢養殖基地，形成集聚效應。大鯢養殖基地宜集中建設在距離市（縣）政府及靠近水系的區域，發揮產業集聚效應，完善相關服務配套設施，使大鯢養殖戶能更好地享受政策、經濟、設施、人脈等資源，降低產業成本，促進大鯢產業高效集約發展;（2）加大水資源及生態環境保護力度，為大鯢提供良好的生存條件。大鯢生存繁衍對水質、生態環境、人為活動有一定要求，保護大鯢生物，也要保護好它們的棲息地和食物鏈;（3）完善村鎮道路系統建設。大鯢養殖基地數量與交通可達性程度呈正相關，便利的交通可以擴大客源市場的范圍，有利于大鯢的出售以及加強與外界的聯系。政府在道路建設過程中，應將省、縣級道路與大鯢養殖基地對接起來，并提升二、三級道路建設，完善鄉村道路體系，發揮交通優勢，促進大鯢產業發展。

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（責編：張宏民）