张家界市大鲵养殖基地空间分布特征及影响因素

廖 攀 傅旋霓 杨雪青 左金友 吴吉林

摘 要：张家界是我国第一个大鲵国家级自然保护区所在地，大鲵产业是张家界重要的特色产业。该研究运用ArcGIS分析工具和地理集中指数、不平衡指数等统计分析方法，对张家界市内大鲵养殖基地的空间分布特征及其自然环境、社会环境等影响因素进行了分析。结果表明：（1）张家界市大鲵养殖基地呈聚集分布状态，各地区之间大鲵养殖基地分布差异性明显;（2）自然环境影响因素方面，高程和水系是影响张家界市大鲵养殖基地分布的主要因素，80.8%的大鲵养殖基地分布于低海拔地区，且具有明显的趋河流分布特征，坡度和坡向因素对大鲵养殖基地的分布影响较小;（3）社会环境影响因素方面，一级公路、二级公路、三级公路及市（区、县）政府位置对张家界市大鲵养殖基地分布的影响较大，高速公路和铁路的影响较小。

关键词：大鲵养殖基地;ArcGIS分析;空间分布特征;影响因素;张家界市

中图分类号 F326.4 文献标识码 A 文章编号 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

中國大鲵属两栖纲有尾目隐鳃鲵科，具有较高的食用、科研、美容、医药和观赏价值以及良好的产业开发前景[1]。张家界市是大鲵之乡，大鲵产业逐渐成为促进农民增收、优化农业产业结构的新兴产业。《中国农村扶贫开发纲要（2011—2020年》和《武陵山片区区域发展与扶贫攻坚规划》中明确提出，要推动张家界大鲵产业发展，以产业扶贫促进当地经济发展、脱贫致富以及乡村振兴。2020年新冠疫情暴发后，国家出台了一系列政策禁止野生动物的交易活动，对张家界大鲵产业产生了极大的冲击。大鲵产业对张家界经济发展有着重要影响，探究张家界市大鲵产业基地的分布特征及影响因素，对于张家界市大鲵产业的保护与发展具有重要的理论与现实意义。

目前，国内外学者对生物资源空间分布已开展了许多研究。国外学者对于生物资源空间分布与影响因素的研究范围广泛，在植物空间分布研究方面，有学者采用广义线性模型和变异分割分析来确定预测因子，得知气候和人为影响是直接影响包括裸子植物在内的植物物种大规模分布的主要驱动因素[2]。在动物空间分布研究方面，学者们为探明小河流域河流系统中湖泊引起浮游生物结构变化的规律，对小河浮游动物的结构和空间分布差异进行了研究[3];也有学者通过研究人类资源对浣熊活动和空间分布的影响，发现食物资源的丰富度和分布对单体食肉动物如浣熊的活动和空间分布有着深刻的影响[4]，但目前国外对大鲵这种生物空间分布的研究还较少。

目前，我国对生物资源空间分布研究方面虽已取得了大量的成果，但已有研究主要集中在省域等宏观尺度[5-6]，市县尺度的研究仍相对薄弱，难以揭示资源分布的差异性。在研究方法上，我国学者主要采用景观生态学方法、皮尔森相关系数、多元线性回归分析等方法[7]，但从地理学角度出发，生物资源空间分布总体特征相关研究仍较少。我国对大鲵的空间分布分析成果屈指可数，有学者参考《中国动物志》《大鲵分布变迁》对我国野生大鲵地理分布变迁进行了梳理，但验证的难度较大[8];有学者通过问卷调查和实地走访了解了安徽省中国大鲵的分布，并弄清楚了个体的来源以及原产地是否确切等情况[9];也有学者利用ArcGIS工具分析张家界市大鲵自然保护区大鲵资源的空间分布，并提出了保护优化措施[10]。

综上所述，有关大鲵产业空间分布的研究仍不多，基于空间关系的大鲵养殖基地的分布特征及规律的研究更为鲜见。为此，笔者以张家界市大鲵养殖基地为研究对象，深入分析其空间分布特征及影响因素，并提出了相关建议，有助于张家界市大鲵产业的持续发展，也可以为其他同类型研究提供参考与借鉴。

1 研究区、数据来源与方法

1.1 研究区概况 张家界市位于湖南省西北部，地处云贵高原隆起与洞庭湖沉降区结合部，地势西部高东部低。属中亚热带山原型季风湿润气候，气候适中。市区平均海拔183m，景区平均海拔1000m，总面积9516.03km2。境内溪河纵横，水系以澧水和溇水为主，澧水干流在桑植县南岔以上有北、中、南3源，1～4级河流290条，总长4888km，河流沿岸植被繁茂，水质清澈，水生生物丰富。张家界市常住人口约170.87万人，拥有2个市辖区（永定区、武陵源区）、2个县（桑植县、慈利县）。2015年乡镇区划调整后，永定区总面积2173.81km2，武陵源区397.48km2，桑植县3480.47km2，慈利縣3464.28km2。

1.2 数据来源 通过对理论研究与实地调查研究的结合，首先根据张家界市畜牧水产局提供的数据可知，截至2020年底，张家界市境内共有大鲵养殖基地130个，其中永定区21个，武陵源区32个，慈利县33个，桑植县44个，占比分别为16.15%、24.62%、25.38%和33.85%。随机抽取2区2县共16个大鲵养殖基地进行实地考察，发现目前仍处于养殖状态，合理推测并假设剩余大鲵养殖基地具有分析价值。接着通过谷歌地图，结合GPS打点更精确地定位张家界市大鲵养殖基地的地理坐标，再基于DEM数据、借助ArcGIS软件建立张家界市大鲵养殖基地空间分布数据库（图1）。

1.3 研究方法

1.3.1 最邻近指数 最邻近指数是实际最邻近距离与理论最邻近距离之比[11-12]。将张家界市大鲵养殖基地假设为点要素，其分布类型分别是均匀、聚集和随机3种，可利用最邻近指数来分析大鲵养殖基地之间的邻近程度。

1.3.2 地理集中指数 地理集中指数是可用于研究大鲵养殖基地空间分布的集中程度[13-14]，可帮助说明大鲵养殖基地是为集中分布或分散分布。

1.3.3 不平衡指数 不平衡指数是能够体现张家界市大鲵养殖基地落在各区（县）中分布的均衡性[15-16]，可帮助说明大鲵养殖基地在各区（县）是平均分布或者集中分布。

1.3.4 核密度分析 核密度强度可以体现大鲵养殖基地在空间分布上的分散和聚集特征及其形态的变化[17]。

2 张家界市大鲵养殖基地空间分布特征分析

2.1 大鲵养殖基地分布类型 运用ArcGIS软件分别计算张家界市域以及2区2县大鲵养殖基地的最邻近指数（见表1），张家界市以及各区（县）大鲵养殖基地的实际最邻近距离都小于理论最邻近距离，且最邻近指数都小于1，这表明张家界市及各区（县）大鲵养殖基地空间分布不是随机的，而是处于比较显著的聚集状态，最邻近指数都接近于0。

2.2 大鲵养殖基地分布均衡性

2.2.1 集中程度分析 采用地理集中指数和不平衡指数进行计算，探究张家界市以及各区（县）大鲵养殖基地分布的集中程度。从市域层面来看，理想情况下130个大鲵养殖基地平均分布于张家界市各个区（县）内，每个区（县）养殖基地均为32.5个，对应的地理集中化指数为32.5，实际地理集中化指数G=51.56，要大于理想状态下的地理集中指数。说明张家界市大鲵养殖基地的分布从整体上看较为集中，并不是均匀分布于每个区（县），主要分布在桑植县和慈利县。从区（县）层面来看，张家界市4个区（县）的大鲵养殖基地实际地理集中指数都大于均匀分布时的地理集中指数，说明各区（县）的大鲵养殖基地分布都比较集中。武陵源区实际地理集中指数为89.95，接近100且远大于8，说明武陵源区大鲵养殖基地处于显著集中状态。其他区（县）的大鲵养殖基地实际地理集中指数虽然大于平均分布时的地理集中指数，但差值较小，说明大鲵养殖基地集中程度不大（见表2）。

表2 张家界市及两区两县大鲵养殖基地地理集中化指数

[区（县） 实际分布集中指数 均匀分布集中指数 张家界市 51.56 32.50 永定区 4.42 0.95 武陵源区 89.95 8.00 桑植县 6.40 1.91 慈利县 6.93 1.32 ]

经计算，张家界市大鲵养殖基地的空间不均衡指数S约为0.179，进一步表明从市域尺度上呈现非均衡分布，但不均衡指数不高，数值接近于0，说明各区（县）的大鲵养殖基地数量相差不大，发展大鲵产业的政策在各地得到积极响应。从区（县）层面分析，不平衡指数都大于0，表明4个区（县）的大鲵养殖基地在各乡镇都分布不平衡。其中武陵源区不平衡指数约为0.875，说明在此区内大鲵养殖基地分布极不均衡，军地坪镇比较突出（见表3）。

2.2.2 核密度分析 利用ArcGIS软件的Analyst Tools功能对张家界市及各区（县）大鲵养殖基地进行空间核密度分析，进而分析出张家界市大鲵养殖基地空间集聚变化。从市域层面来看，张家界市大鲵养殖基地有两处显著的聚集区，集中分布在中部地区和西北地区，整体的空间分布呈现中部密集，四周稀疏的分布状态。从各区（县）来看，大鲵养殖基地主要分布在桑植县西北部、中部，慈利县西北部，武陵源区中部和永定区北部，武陵源区、桑植县和慈利县为高密度分布地区，高于张家界市大鲵养殖基地分布的平均密度水平，而永定区为城区，缺乏大鲵养殖的自然地理条件，其大鲵养殖基地密度较低（见图2）。

从区（县）层面分析，张家界市4个区（县）均有对应的高密度聚集区。桑植县的密集区有五道水镇、空壳树乡和洪家关白族乡，其中河口乡、上河溪乡等9个分布于靠近县域边缘地带的乡镇未有大鲵养殖基地分布。慈利县的西北地区大鲵养殖基地分布较为密集，密集区有三官司土家族乡、江垭镇、象市镇和赵家岗乡，而中部、南部和东部地区大鲵养殖基地分布较为稀疏，其中溪口镇、洞溪乡、金岩土家族乡等11个乡镇未有大鲵养殖基地分布。永定区中部和东部地区大鲵养殖基地分布较为密集，密集区主要分布在新桥镇、永定街道和西溪坪街道的交界处，其中罗塔坪乡、茅岩河镇等6个乡镇未有大鲵养殖基地分布。武陵源区大鲵养殖基地的高密集区在军地坪街道，仅中湖乡未有大鲵养殖基地分布（见图3）。张家界市大鲵养殖基地在综合因素作用下，以武陵源区为中心向四周延展分布，其空间分布特征的差异性导致相应的保护、发展及开发难度和模式存在差别。

3 张家界市大鲵养殖基地空间分布影响因素分析

3.1 自然环境影响因子 利用ArcGIS软件把张家界市大鲵养殖基地数据与其所在的高程、坡度、坡向和水系缓冲区叠加，分析在不同地理条件下大鲵养殖基地的分布情况[18-19]。适宜的地形地貌有利于人类生产生活及其生存空间的延续，会直接决定大鲵养殖基地的扩展方向和分布格局。

3.1.1 高程 利用ArcGIS工具，将张家界市大鲵养殖基地分布图与DEM高程图叠加分析，结果表明，张家界市大鲵养殖基地大多数位于高程400m以內的区域，占比80.8%，此区域内平均高度较小，整体地势变化平缓，气候较为稳定，有利于大鲵生存。11个大鲵养殖基地分布在高程400～500m，占比8.5%;仅14个大鲵养殖基地分布在高程500m以上，占比10.8%;极少数大鲵养殖基地所处高程较高，其地形破碎，河流短少，不适宜大鲵的养殖（见图4）。

3.1.2 坡度 利用ArcGIS工具，对研究区的DEM图提取坡度和坡向数据，得到坡度、坡向图，并与张家界市大鲵养殖基地分布图进行叠加分析，同时提取出各级坡度、坡向带的大鲵养殖基地数量（见表4）。张家界市大鲵养殖基地个数随着坡度的增加呈现先增加后减少的趋势，在坡度20°的范围内，大鲵养殖基地的数量与坡度呈现出明显的正相关性，但随着坡度逐渐高于20°后，即超过最适宜生产生活的坡度带，坡度与大鲵养殖基地的分布便呈现出负相关性。在10°～20°坡度带内，大鲵养殖基地约占总数51.5%，其次是0°～10°坡度带内，占比19.2%，这2个区域分布数量最多，聚集了张家界市绝大多数大鲵养殖基地。

3.1.3 坡向 利用ArcGIS工具，将张家界市大鲵养殖基地和坡向图进行叠加分析，提取出各坡向大鲵养殖基地空间信息汇总图表（见表5）。通过坡向分析，越靠近北部地区分布密度越小，越靠近东部、南部地区分布密度越大，东南向的迎风坡受地形影响降水较西向的背风坡丰富，河流顺地势等因素都对大鲵产业起着促进作用，南部气候湿润，水热条件适宜养殖大鲵。

3.1.4 水系 利用ArcGIS工具，将张家界大鲵养殖基地分布图与张家界市水系进行叠加分析，结果表明，1000m缓冲区内分布着绝大多数大鲵养殖基地，占总数量的69.23%，2000m、3000m、4000m、5000m占比分别为6.92%、7.69%、11.54%、0.77%，5000m以上的大鲵养殖基地仅占总数量的3.85%（见表6）。可见，大鲵养殖基地的数量随着与河流距离的增加呈现出减少的趋势，即张家界市大鲵养殖基地与河流的关联度很高，具有明显的沿河流分布的倾向。大鲵养殖基地尽可能建在大鲵原产地，将邻近水源作为首要考虑因素，便于取水，且气候适宜、土壤富饶，这种优越的地理条件为大鲵提供了良好的生存条件。

3.2 社会环境影响因子 本研究的社会环境因子主要从道路交通、与市（区、县）政府的距离2个方面考虑：

3.2.1 道路交通 （1）铁路：本文选取了张家界市主要铁路、高速公路、一级公路、二级公路和三级公路作为研究重点。利用ArcGIS的多环缓冲区功能，分析出道路的辐射状况并与张家界市大鲵养殖基地分布图叠加，得到张家界市大鲵养殖基地与铁路的关系表（见表7）。距离铁路10km范围内分布着37个大鲵养殖基地，占总数量的28.46%;10～20km的距离内分布着52个大鲵养殖基地，占总数量的40%，可见绝大多数的大鲵养殖基地分布在距离铁路20km以内。距离铁路30km以上有20个大鲵养殖基地分布，仅占总数量的15.38%。

（2）高速公路：利用ArcGIS的多环缓冲区功能，分析出高速公路的辐射状况并与张家界市大鲵养殖基地进行叠加，得到张家界市大鲵养殖基地与高速公路的关系（见表8）。距离高速公路10km的范围内分布着37个大鲵养殖基地，占总数量的28.46%;10～20km的范围内分布着57个大鲵养殖基地，占总数量的43.85%，可知20km范围内共分布94个大鲵养殖基地，占总数量的72.31%，超过50%。距离高速公路30km以上的大鲵养殖基地数量较少，仅有11个，占总数量的8.46%。

（3）一级公路：利用ArcGIS的多环缓冲区功能，分析出一级公路的辐射状况并与张家界市大鲵养殖基地进行叠加，得到张家界市大鲵养殖基地与一级公路的关系（见表9）。距离一级公路5km的范围内分布着83个大鲵养殖基地，占总数量的63.85%，超过50%;5～10km的范围内分布着20个大鲵养殖基地，10～15km的范围内分布着10个大鲵养殖基地，分别占总数量的15.38%、7.70%;距离一级公路15km以上仅有17个大鲵养殖基地分布，占总数量的13.08%。

（4）二级公路：利用ArcGIS的多环缓冲区功能，分析出二级公路的辐射状况并与张家界市大鲵养殖基地进行叠加，得到张家界市大鲵养殖基地与二级公路的关系（见表10）。绝大多数大鲵养殖基地分布在距离二级公路1km的范围内，数量为79个，占比60.77%;1～5km的范围内分布着15个大鲵养殖基地，5～10km的范围内分布着27个大鲵养殖基地，分别占总数量的11.54%、20.77%;距离二级公路10km以上仅有9个大鲵养殖基地分布，占总数量的6.92%。

（5）三级公路：利用ArcGIS的多环缓冲区功能，分析出三级公路的辐射状况，并与张家界市大鲵养殖基地进行叠加，得到张家界市大鲵养殖基地与三级公路的关系（见表11）。距离三级公路1km范围内分布有81个大鲵养殖基地，占比62.31%;1～3km的距离内分布有18个大鲵养殖基地，3～5km的距离内分布有10个大鲵养殖基地，分别占总数量的13.85%、7.69%;距离三级公路5km以上仅分布有21个大鲵养殖基地，占总数量的16.15%。

通过以上分析得出，张家界市大鲵养殖基地距离主要铁路与高速公路的距离较为接近，10km以内都分布着37个大鲵养殖基地，距离高速公路10～30km内的大鲵养殖基地数量略大于铁路的数量，但仅多出7.03%。综上张家界市大鲵养殖基地与不同等级道路的距离远近呈现出：三级公路>二级公路>一级公路>高速公路>铁路，表明张家界市大鲵养殖基地位于距离三级公路最近、其次是二级公路与三级公路，距离高速公路和铁路较远的区域。大鲵养殖基地与道路的正相关程度十分显著，公路网密集处大鲵养殖基地数量较多，说明在考虑大鲵养殖基地选址时充分考虑到交通因素的影响。

3.2.2 区位条件 （1）市政府：利用ArcGIS软件将张家界市政府与大鲵养殖基地分布图进行叠置分析，得到张家界市大鲵养殖基地与市政府的关系。张家界市大鲵养殖基地与市政府之间的直线距离两级差大，距离在20km范围内的大鲵养殖基地有17个，占总数量的13.07%;距离在20～40km的大鲵养殖基地有55个，占总数量的42.30%;距离在40～60km的大鲵养殖基地有35个，占总数量的26.92%;距离超过60km的大鲵养殖基地仅有23个，占总数量17.69%。（2）区（县）政府：利用ArcGIS软件将张家界区（县）政府与大鲵养殖基地分布图进行叠置分析，得到张家界市大鲵养殖基地与区（县）政府的关系。张家界市大鲵养殖基地距离区（县）政府直线平均距离在20km以内。距离在20km范围内的大鲵养殖基地有87个，占总数量的66.9%;距离在20～40km的大鲵养殖基地有35个，占总数量的26.9%;距离超过5km以上的大鲵养殖基地仅有8个，占总数量的6.2%。总体上看，张家界市大鲵养殖基地距离张家界市、两区两县政府较近，受政府市场经济辐射影响较大，大鲵养殖基地选址接近区（县）政府，能更多地享受政策、经济、人脉等资源，受辐射带动作用较强[20]，客观上为大鲵产业的发展创造条件。

4 结论与建议

4.1 结论 张家界市良好的自然生态、水文和气候条件，独特的地质地貌，为大鲵提供了得天独厚的生境。本文以张家界市130个大鲵养殖基地作为研究对象，利用ArcGIS空间分析软件对张家界市大鲵养殖基地的空间分布特征及自然环境因素、社会环境因素的影响进行了分析，得出以下结论：（1）空间分布呈集聚状态。张家界市大鲵养殖基地呈现出集聚型分布特征，且空间分布差异性较为明显，整体空间分布格局为中部地区分布密集、边缘地区分布稀疏;（2）高程和水系是影响大鲵养殖基地分布的主要自然因素。80.8%的大鲵养殖基地分布于高程较低地区，且大多分布在水系附近，具有明显的趋河流性，坡度和坡向因素对大鲵养殖基地的分布影响较小;（3）公路与行政区位是主要的社会影响因素。张家界市大鲵养殖基地主要分布在距离市（县）政府较近的区域内，且距离各级公路较近，高速公路和铁路对大鲵养殖基地分布影响相对较小。

4.2 建议 本研究结论具有较明显的政策意义。张家界市政府在制定促进该市大鲵养殖产业发展策略时，可以着重从以下几个方面进行考虑：（1）集中建设大鲵养殖基地，形成集聚效应。大鲵养殖基地宜集中建设在距离市（县）政府及靠近水系的区域，发挥产业集聚效应，完善相关服务配套设施，使大鲵养殖户能更好地享受政策、经濟、设施、人脉等资源，降低产业成本，促进大鲵产业高效集约发展;（2）加大水资源及生态环境保护力度，为大鲵提供良好的生存条件。大鲵生存繁衍对水质、生态环境、人为活动有一定要求，保护大鲵生物，也要保护好它们的栖息地和食物链;（3）完善村镇道路系统建设。大鲵养殖基地数量与交通可达性程度呈正相关，便利的交通可以扩大客源市场的范围，有利于大鲵的出售以及加强与外界的联系。政府在道路建设过程中，应将省、县级道路与大鲵养殖基地对接起来，并提升二、三级道路建设，完善乡村道路体系，发挥交通优势，促进大鲵产业发展。

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（责编：张宏民）