吳風(fēng)志，鄭買紅，胡文英，胡國賢，王 酈，董興欣，盧艷萍

(1.文山學(xué)院 環(huán)境與資源學(xué)院，云南 文山 663000； 2.文山學(xué)院 地理信息技術(shù)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)基地與創(chuàng)新服務(wù)中心，云南 文山 663000；3.云南師范大學(xué) 旅游與地理科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500；4.云南省高校資源與環(huán)境遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500；5.云南省地理空間信息工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650500；6.云南省氣象局 文山州氣象局，云南 文山 663000；7.云南省氣象局 文山州文山市氣象局，云南 文山 663000)

三七(Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen)又名田七，具有良好的活血化瘀、消腫定痛功效，為中國特有珍稀名貴中藥材。受苛刻的生境條件限制，在全球范圍內(nèi)，三七種植生產(chǎn)的天然生態(tài)適宜帶極稀少，主要分布在中國西南部云南、廣西、貴州三省(區(qū))交界地，而又以位于云南省東南邊疆的文山州最為適宜[1-4]。云南省文山州有著久遠(yuǎn)的三七栽種與加工歷史，但由于地處邊疆少數(shù)民族地區(qū)，受經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后影響，三七的種植生產(chǎn)與加工長期處于零散、小規(guī)模的發(fā)展階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來，伴隨地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展及三七產(chǎn)品市場需求持續(xù)擴(kuò)大，區(qū)域土地資源被大面積開發(fā)用于三七生產(chǎn)種植，而由于三七栽種存在嚴(yán)重的連作障礙問題，因此，近10余年來，云南文山三七種植區(qū)開始出現(xiàn)了明顯的空間轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，造成了三七品質(zhì)逐漸下降、市場波動(dòng)頻繁、土壤與土地生態(tài)環(huán)境破壞等不利影響，對(duì)三七種植及加工產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重威脅。充分利用遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，整合與分析多源地學(xué)信息，探索云南文山近年來三七種植區(qū)在空間上的轉(zhuǎn)移趨勢、規(guī)律，對(duì)區(qū)域三七種植及加工產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、三七種植適宜性評(píng)價(jià)與分區(qū)、三七產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。對(duì)于遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)在中草藥種植監(jiān)測、評(píng)價(jià)分析等中的應(yīng)用，近年來許多學(xué)者都開展了研究：周應(yīng)群[5]使用SPOT-5、LandSat-5等衛(wèi)星影像，通過影像解譯與實(shí)地勘測，對(duì)云南文山4個(gè)三七主產(chǎn)縣的三七種植面積、蘊(yùn)藏量和產(chǎn)量等進(jìn)行了測量；張小波等[6]基于江蘇茅山蒼術(shù)的遙感監(jiān)測實(shí)驗(yàn)，討論了野生稀有藥用植物遙感監(jiān)測的原理、方法；孫志群等[7]通過調(diào)查伊利貝母物候、生長及分布特點(diǎn)，基于Worldview-2衛(wèi)星影像采用多種方法提取了新疆莫乎爾鄉(xiāng)伊犁貝母種植區(qū)分布信息；森巴提·巴合都拉[8]以新疆人工種植的紅花和伊利貝母為研究對(duì)象，利用Worldview-2、ZY-3等多衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，對(duì)兩種藥用植物采用遙感解譯方法進(jìn)行了探索；黃靈光等[9]基于ZY-3、ZY-1(02C)等衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，通過樣點(diǎn)的測量，建立蔓荊子光譜數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合多種遙感分類方法，開展了江西蔓荊子空間分布與變化分析研究；史婷婷等[10]以GF-1衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，依據(jù)地物波譜特征構(gòu)建決策樹模型，對(duì)云南文山三七種植區(qū)分布信息進(jìn)行了遙感提取與分析；戴晨曦等[11]基于2010～2015年間的4期Landsat系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，綜合考慮三七種植區(qū)NDVI、光譜等特征，使用SVM模型對(duì)云南文山、紅河的三七種植區(qū)空間分布信息進(jìn)行了提取和分析；李煜[12]基于光譜差異建立判別指數(shù)，探討了應(yīng)用GF-6衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)識(shí)別白芷、蒼術(shù)等的方法；白吉慶等[13]基于ZY-3、GF-1等衛(wèi)星的多時(shí)點(diǎn)遙感影像數(shù)據(jù)，綜合形狀、紋理等特征，建立解譯標(biāo)志，通過目視解譯提取了陜西寧陜縣白芨種植區(qū)分布信息。總體而言，遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)在中草藥種植監(jiān)測、評(píng)價(jià)分析等中的應(yīng)用已相對(duì)成熟，對(duì)于三七種植區(qū)的遙感提取與分析，當(dāng)前主要是基于三七種植區(qū)特殊的影像光譜特征、生境特征等，利用NDVI、NDWI、BI、海拔等指標(biāo)數(shù)據(jù)建立分類決策樹模型，實(shí)現(xiàn)三七種植區(qū)信息的遙感提取。而在信息提取的基礎(chǔ)上，從水平、海拔、坡度、坡向等多尺度上分析討論三七種植區(qū)的空間轉(zhuǎn)移規(guī)律的有關(guān)研究還比較缺乏，無法較好地為三七產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃發(fā)展提供參考。

1 三七種植區(qū)遙感提取

1.1 數(shù)據(jù)資料

結(jié)合研究目標(biāo)，本研究所使用的數(shù)據(jù)資料包括：研究區(qū)2010、2015、2019冬末春初30 m分辨率TM/OLI影像12景，用于提取不同時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)分布信息；研究區(qū)Google Earth歷史無偏移影像數(shù)據(jù)，用于輔助TM/OLI影像選取分類樣本及精度驗(yàn)證樣本；研究區(qū)30 m分辨率DEM數(shù)據(jù)，用于提取坡度、坡向等地形信息，通過空間疊加分析，探索三七種植區(qū)在垂直方向上的分布變化規(guī)律；研究區(qū)1∶50萬三級(jí)行政區(qū)化(州、縣、鄉(xiāng))數(shù)據(jù)，用于分析三七種植區(qū)在水平方向上的分布變化規(guī)律。TM/OLI影像的元數(shù)據(jù)信息見表1。

1.2 三七種植區(qū)遙感提取原理與方法

三七植株對(duì)光極為敏感，忌直射光照，故三七種植園區(qū)通常搭建有遮陽蔭棚，用以調(diào)節(jié)光照。三七蔭棚通常使用聚烯烴樹脂材質(zhì)的拉絲編織遮陽網(wǎng)作為遮陽材料，由于其對(duì)波長介于0.38 ～0.76 μm的可見光有天然強(qiáng)吸收作用，導(dǎo)致三七種植園區(qū)在TM/OLI真彩色影像上通常呈深黑色，光譜特征明顯區(qū)別于其他地物，為基于TM/OLI影像快速提取三七種植區(qū)的分布及變化信息提供了依據(jù)。對(duì)于三七種植區(qū)提取的具體方法，結(jié)合參考相關(guān)研究成果[10-11，14]，主要有監(jiān)督分類法、基于閾值的決策樹分類法及面向?qū)ο蟮姆诸惙ǖ?。這些方法各有優(yōu)劣，監(jiān)督分類法操作簡單、速度快，但受三七種植園區(qū)面積小、生境復(fù)雜，以及異物同譜等的綜合影響，提取結(jié)果精度較低；基于閾值的決策樹分類法是基于TM/OLI圖像上三七種植園區(qū)的光譜信息來源于蔭棚的遮陽材料和棚下三七植株的混合反射，受三七植株反射光譜信息影響，三七種植園區(qū)的NDVI值要遠(yuǎn)大于水域邊緣、裸石灰?guī)r及農(nóng)村居民地等相似光譜地物區(qū)的NDVI值，且受三七特殊生境條件限制，三七種植區(qū)在海拔、坡度等的分布上通常介于特定區(qū)間范圍內(nèi)，故可綜合利用TM/OLI影像、NDVI、海拔、坡度等多源地學(xué)數(shù)據(jù)，建立分類判別規(guī)則，通過決策樹提取三七種植區(qū)的分布數(shù)據(jù)。該方法有規(guī)則強(qiáng)、精度相對(duì)較高的優(yōu)勢，但對(duì)分布在自然環(huán)境相對(duì)復(fù)雜、圖斑面積較小的三七種植區(qū)的識(shí)別、提取效果較差；而基于對(duì)象的分類法主要考慮到TM/OLI影像上三七種植區(qū)與相鄰地物區(qū)邊緣明顯的像元灰度梯度差及三七種植區(qū)特殊紋理特征，這對(duì)識(shí)別三七種植區(qū)極為有利，但由于該方法對(duì)分類影像的分辨率要求通常較高，故使用該方法基于TM/OLI影像提取三七種植區(qū)分布信息，其劣勢與基于閾值的決策樹分類法相似。綜合考慮以上3種方法的優(yōu)劣勢，本研究選擇將監(jiān)督分類法和基于閾值的決策樹分類法相結(jié)合，首先通過監(jiān)督分類法基于TM/OLI影像對(duì)三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行粗提?。辉诖嘶A(chǔ)上，結(jié)合三七種植區(qū)圖像NDVI和地形分布特征，構(gòu)建決策樹，對(duì)監(jiān)督分類粗提取結(jié)果進(jìn)行修正，達(dá)到高精度快速提取三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)的目標(biāo)。具體流程如圖1所示。

1.3 三七種植區(qū)提取及結(jié)果

1.3.1 樣本選取與分類 研究所用TM/OLI影像經(jīng)預(yù)處理后，再使用監(jiān)督分類法對(duì)三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行粗提取，結(jié)合區(qū)域地理大環(huán)境特征、影像地物光譜特征及影像地物區(qū)分度等，將地表(物)劃分為三七種植區(qū)、水域區(qū)、居民區(qū)、陰影區(qū)、裸巖區(qū)、農(nóng)種區(qū)、植被區(qū)(包括林地、草地等)以及其他區(qū)八大類型。在進(jìn)行監(jiān)督分類時(shí)，訓(xùn)練樣本選取的精度直接決定了分類結(jié)果精度，為有效提升分類樣本選取精度，本研究采用將分類TM/OLI影像與Google Earth歷史無偏移影像相對(duì)照的方式進(jìn)行樣本選取，各類別樣本數(shù)量在70～120個(gè)不等，選取的樣本在空間分布上盡量均勻。完成訓(xùn)練樣本選取后，需對(duì)樣本進(jìn)行分離度檢測，為保障結(jié)果的精度，設(shè)定各類別兩兩間的分離度≥1.85(表2)。

1.3.2 分類結(jié)果及修正 分類樣本通過檢驗(yàn)后，分別對(duì)研究區(qū)多時(shí)點(diǎn)TM/OLI影像進(jìn)行監(jiān)督分類，在眾多的分類模型中，最大似然模型對(duì)三七種植區(qū)的敏感度最高，故選擇使用最大似然模型實(shí)施影像的監(jiān)督分類。為提升監(jiān)督分類結(jié)果的精度，使用三七種植區(qū)NDVI、海拔、坡度等的分布閾值，通過決策樹對(duì)監(jiān)督分類提取的三七種植區(qū)分布結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，其中，NDVI分布閾值通過將監(jiān)督分類樣本中的三七種植區(qū)類別樣本與研究區(qū)多時(shí)點(diǎn)NDVI數(shù)據(jù)疊加后，通過空間統(tǒng)計(jì)分析確定，海拔和坡度分布閾值則通過實(shí)地調(diào)查、測量并參照《文山州三七種植技術(shù)規(guī)程(DG 5326/T 5.1～5.7—2016)》相關(guān)參照值確定，為確保精度，實(shí)際修正閾值坡度上下各外推5°、高程上下各外推50 m，具體修正閾值信息如表3所示，修正后的效果見圖2，修正結(jié)果則見圖3～圖5所示。

a:分類前。b:修正后。圖2 三七種植區(qū)遙感提取效果圖

表3 三七種植區(qū)解譯結(jié)果修正閾值信息統(tǒng)計(jì)表

1.3.3 精度驗(yàn)證 利用分類TM/OLI影像對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)Google Earth歷史無偏移影像，選取驗(yàn)證樣本，對(duì)修正后的三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗(yàn)證，結(jié)果顯示，修正后的三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)總體精度較高，平均生產(chǎn)精度達(dá)91.69%，2019年結(jié)果精度最高，達(dá)到95.86%，2010年結(jié)果精度最低，為88.41%(表4)。其中，2010年結(jié)果精度相對(duì)較低的主要原因有以下兩點(diǎn)：(1)用于分類的研究區(qū)2010年TM影像，因衛(wèi)星過境時(shí)點(diǎn)，地表反射條件相對(duì)較差，導(dǎo)致影像上存在大量山體陰影區(qū)，其影像光譜特征與三七種植區(qū)有一定的相似性，導(dǎo)致了分類提取的三七種植區(qū)分布數(shù)據(jù)精度相對(duì)較低；(2)用于提取驗(yàn)證樣本的Google Earth影像，在獲取時(shí)點(diǎn)上與分類TM影像沒有絕對(duì)統(tǒng)一，而由于三七種植生長周期為2～3年，同一年份三七的種植與采挖頻繁交替，三七采挖時(shí)，遮陽蔭棚被拆除，導(dǎo)致三七種植區(qū)在影像上的光譜特征在蔭棚拆除前后發(fā)生較大差異，若用于提取驗(yàn)證樣本的Google Earth歷史影像與分類TM影像在獲取時(shí)點(diǎn)上有間隔偏差，勢必會(huì)對(duì)結(jié)果的驗(yàn)證精度造成一定的影響。

表4 修正結(jié)果精度驗(yàn)證信息統(tǒng)計(jì)

1.3.4 三七種植區(qū)面積與分布 對(duì)修正后的三七種植區(qū)分布成果數(shù)據(jù)進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)2010、2015及2019年冬末春初3個(gè)時(shí)點(diǎn)的三七種植面積分別為：487.32、8063.82、8576.84 hm2(表5)。從三七的種植規(guī)模上看，近年來研究區(qū)三七種植規(guī)模呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的趨勢，而在種植的模式上，結(jié)合多個(gè)時(shí)點(diǎn)的三七種植區(qū)分布圖(圖3～圖5)，呈現(xiàn)出了由早期的農(nóng)戶零散小規(guī)模分散種植向集中大規(guī)模連片種植模式轉(zhuǎn)變的態(tài)勢，這主要是由于近年來具備一定產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)值規(guī)模的中草藥企業(yè)入駐研究區(qū)后，開展了較大規(guī)模的土地流轉(zhuǎn)，用于三七的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化種植。而三七種植區(qū)在空間分布上，主要集中在研究區(qū)的中西部、西北與西南部等區(qū)域。

表5 2010、2015、2019年冬末春初三七種植區(qū)面積信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2 三七種植區(qū)分布變化及影響因子分析

2.1 水平分布變化分析

從水平方向分布及變化上來看，2010年云南文山三七種植區(qū)集中分布于轄區(qū)內(nèi)丘北縣的南部、硯山縣的西部、文山市及馬關(guān)縣的北部等區(qū)域；2015年種植區(qū)開始向丘北縣中部、硯山縣東部、廣南縣中西部及西南部、西疇縣和麻栗坡縣西部，以及馬關(guān)縣東北部等地區(qū)擴(kuò)張；2019年則在2015年的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向丘北縣北部及廣南縣中部等區(qū)域延伸。故在水平方向的空間分布上，近10年來，研究區(qū)三七種植區(qū)呈現(xiàn)出了由區(qū)域的西部向西北部、西南部及中部持續(xù)轉(zhuǎn)移的態(tài)勢。結(jié)合研究區(qū)北高南低、西高東低、整體由西北向東南呈階梯狀傾斜的地勢特征，近年來云南文山三七種植區(qū)在水平方向上呈現(xiàn)的空間轉(zhuǎn)移變化趨勢，實(shí)際上反映出了三七種植區(qū)逐漸向中部、西南部的較高氣溫區(qū)及西北部的較低氣溫區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢。溫度是影響三七種植的重要生境因子，溫度較低不利于三七植株生長發(fā)育和藥用成分的累積，溫度較高則會(huì)導(dǎo)致植株抵御病害的能力降低，故三七種植區(qū)向低溫區(qū)和高溫區(qū)轉(zhuǎn)移，勢必會(huì)對(duì)三七產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量等都造成重大影響。

2.2 垂直分布變化分析

2.2.1 海拔分布變化分析 將各時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)遙感提取數(shù)據(jù)與研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，按30 m×30 m像元統(tǒng)計(jì)三七種植區(qū)的海拔分布信息數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在海拔分布上，2010年研究區(qū)的三七種植區(qū)海拔分布介于999～2268 m，平均為1549.35 m；2015年介于980～2301 m，平均1561.19 m；2019年則介于969～2300 m，平均1563.16 m。近10年，研究區(qū)三七種植區(qū)在海拔上總體呈現(xiàn)出了向1200 m以下的低海拔、2000 m以上的高海拔地區(qū)逐步擴(kuò)展、轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(圖6)。這些轉(zhuǎn)入?yún)^(qū)相較于早期的三七栽種區(qū)域，在氣溫、降水、濕度及土壤的類型與理化性質(zhì)等條件上存在明顯的差異，必然會(huì)對(duì)三七種植過程中植株生長與發(fā)育、藥用有效成分的形成與累積等造成較大影響，最終導(dǎo)致生產(chǎn)的三七在品質(zhì)上相較于早期產(chǎn)品存在較大差異。

圖6 研究區(qū)3個(gè)時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)海拔分布圖

2.2.2 坡度分布變化分析 與海拔相似，將各時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)遙感提取數(shù)據(jù)與研究區(qū)坡度數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，并按30 m×30 m像元統(tǒng)計(jì)三七種植區(qū)的坡度分布信息數(shù)據(jù)。在坡度分布上，研究區(qū)3個(gè)時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)的坡度集中分布于5°～30°，平均值分布在11°～14°，未表現(xiàn)出明顯變化特征，但相較于2010年，在2015、2019年，部分三七種植區(qū)在坡度分布上，已高于50°，總體呈現(xiàn)出了逐步向地勢起伏更大的區(qū)域擴(kuò)展延伸的態(tài)勢(圖7)。坡度通過影響土壤保濕、養(yǎng)分積累等對(duì)三七的種植造成影響。坡度較小，有利于土壤保濕和養(yǎng)分積累，但在出現(xiàn)極端天氣過程時(shí)，易發(fā)生洪澇災(zāi)害；坡度較大，則不利于土壤保濕和養(yǎng)分積累，從而對(duì)三七植株生長及藥用有效成分的積累造成一定的影響，但適當(dāng)?shù)牡匦纹鸱?，能夠形成良好的排水條件，使三七種植園區(qū)不易積水，避免出現(xiàn)極端天氣過程時(shí)三七植株有氧呼吸受到抑制、光合作用降低，導(dǎo)致植株死亡。故三七種植區(qū)坡度的差異，也會(huì)對(duì)三七種植過程中植株生長發(fā)育及產(chǎn)品質(zhì)量等造成一定影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)土地及土壤生態(tài)環(huán)境造成影響。

圖7 研究區(qū)3個(gè)時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)坡度分布圖

2.2.3 坡向分布變化分析 與海拔、坡度類似，將各時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)遙感提取數(shù)據(jù)與研究區(qū)坡度數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加，并按30 m×30 m像元統(tǒng)計(jì)三七種植區(qū)的坡向分布信息數(shù)據(jù)。在坡向的分布上，2010年研究區(qū)的三七種植區(qū)主要分布于北坡(陰坡)，而南坡(陽坡)、東北坡、東南坡、西南坡、西部坡(半陰坡或半陽坡)等分布則相對(duì)較少；在2015年后，三七北坡種植減少、南坡種植大幅增加，呈現(xiàn)出由陰坡面集中種植向陽坡及半陰坡面集中種植轉(zhuǎn)移的趨勢，研究區(qū)三七種植區(qū)在坡向上的分布及變化規(guī)律見圖8。坡向?qū)ι降丨h(huán)境微觀生態(tài)差異的形成與發(fā)展有決定性影響，在不同的坡向上，光照、降水等自然環(huán)境條件差異較大，北坡上的土壤日照短、強(qiáng)度小，濕度較大，比較適合耐陰、濕作物生長；南坡由于受到較長且強(qiáng)的光照，溫度較高、蒸發(fā)量大，土壤相對(duì)較干旱，適合耐陽、干作物生長；而東、西兩坡則介于南、北兩坡之間。三七性喜溫濕，忌強(qiáng)光照，比較適宜生長于陰坡、半陰坡的溫濕環(huán)境中，三七種植區(qū)從陰坡面、半陰坡面向陽坡面的集中轉(zhuǎn)移，會(huì)對(duì)三七種植工藝提出更高的要求，同時(shí)對(duì)三七產(chǎn)品的質(zhì)量造成重要影響。

圖8 研究區(qū)3個(gè)時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)坡向分布圖

2.3 三七種植區(qū)轉(zhuǎn)移影響因子分析

在三七種植區(qū)分布及變化上，總體而言，近10年來，研究區(qū)的三七種植園區(qū)無論在水平方向上，還是在垂直方向上，都呈現(xiàn)出了明顯的空間轉(zhuǎn)移趨勢，究其原因，客觀上主要是受到了三七連作障礙影響，所謂三七連作障礙，是指一宗土地，在栽種過一茬三七后，在一定時(shí)間周期內(nèi)(一般為5～8年)，無法再栽三七的現(xiàn)象[15-16]。三七的連作障礙，是由于栽種過程中三七植株殘留在土壤中的特殊菌落破壞了土壤的微生態(tài)環(huán)境，致使土壤無法為再栽三七提供適宜的生境條件所導(dǎo)致[17-19]。而造成三七種植區(qū)短期內(nèi)發(fā)生明顯轉(zhuǎn)移的根本原因，則是由于地方產(chǎn)業(yè)決策部門在進(jìn)入新的歷史時(shí)期后，未能結(jié)合市場變化對(duì)三七的種植及加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出客觀準(zhǔn)確定位及制定科學(xué)的發(fā)展規(guī)劃。在云南文山三七種植史上，在相對(duì)較長的時(shí)期內(nèi)，三七的生產(chǎn)種植主要集中在區(qū)域西部及西南部地區(qū)，以小規(guī)模零散種植為主，三七品質(zhì)好，市場供需和價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，土壤與土地生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。進(jìn)入新世紀(jì)后，伴隨三七藥用價(jià)值研究的不斷深入、加工技術(shù)的提升及產(chǎn)品市場需求的急劇增長，云南文山三七種植在缺乏科學(xué)種植規(guī)劃、引導(dǎo)與監(jiān)管下，短期內(nèi)三七種植面積爆棚式擴(kuò)張，大范圍的土地資源被開發(fā)后用于三七的種植生產(chǎn)，造成生產(chǎn)資料浪費(fèi)的同時(shí)，也對(duì)本來脆弱的土地生態(tài)環(huán)境造成了急劇破壞。這樣的模式持續(xù)多年后，栽種三七所需的土壤與土地生態(tài)被徹底破壞，最終導(dǎo)致三七種植區(qū)不得不從最宜種植區(qū)急速向次宜種植區(qū)轉(zhuǎn)移。

3 結(jié)論與討論

三七種植及加工產(chǎn)業(yè)是云南省高原特色農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢部分，確保該產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。本研究基于云南文山Landsat系列衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)，綜合考慮三七種植區(qū)特殊影像光譜特征、生境特征等，通過將遙感監(jiān)督分類法與基于閾值的決策樹分類法相結(jié)合，提取研究區(qū)多時(shí)點(diǎn)三七種植區(qū)空間分布信息數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，分析了近十10年研究區(qū)三七種植區(qū)在水平、海拔、坡度及坡向等尺度上呈現(xiàn)出的空間轉(zhuǎn)移趨勢及規(guī)律。得出以下研究結(jié)論：(1)基于TM/OLI影像、DEM等多源數(shù)據(jù)，綜合考慮三七種植區(qū)特殊影像光譜特征、生境特征等，將監(jiān)督分類法與基于閾值的決策樹分類法相結(jié)合，可以快速對(duì)三七種植區(qū)的空間分布信息進(jìn)行提取，且結(jié)果的精度較高，能夠滿足研究、應(yīng)用等的要求；(2)研究區(qū)2010、2015及2019年冬末春初3個(gè)時(shí)點(diǎn)的三七種植面積分別為487.32、8063.82和8576.84 hm2，在種植模式上呈現(xiàn)由小規(guī)模農(nóng)戶零散種植模式向大規(guī)模連片集中產(chǎn)業(yè)化種植模式轉(zhuǎn)變趨勢；(3)三七種植區(qū)在水平分布上呈現(xiàn)出了由西部向西北、西南部、中部等擴(kuò)張的特征；在海拔分布上呈現(xiàn)出向1200 m以下低海拔、2000 m以上高海拔地區(qū)擴(kuò)展的特征；在坡度分布上呈現(xiàn)逐步向地勢起伏更大的區(qū)域擴(kuò)展延伸態(tài)勢；在坡向分布上則呈現(xiàn)由陰坡面集中種植向陽坡及半陰坡面集中種植轉(zhuǎn)移的趨勢；(4)近10年云南文山三七種植區(qū)分布所呈現(xiàn)的時(shí)空變化特征，主要是受到三七種植連作障礙影響，促使三七種植區(qū)由最宜種植區(qū)逐漸向次宜種植區(qū)轉(zhuǎn)移所導(dǎo)致的?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)論，為確保研究區(qū)三七種植及加工產(chǎn)業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)有針對(duì)性地采取如下措施：(1)整合資源，開展三七種植區(qū)適宜性評(píng)價(jià)與區(qū)劃。充分調(diào)研，整合研究區(qū)的氣象氣候、地形、土壤等多源農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)資料，開展三七種植區(qū)適宜性評(píng)價(jià)與等級(jí)區(qū)劃，在此基礎(chǔ)上，制定出相對(duì)長遠(yuǎn)、科學(xué)的產(chǎn)業(yè)建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃，并以此為根本依據(jù)，采取必要的措施對(duì)地方三七的種植與加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行科學(xué)、有效的引導(dǎo)與監(jiān)管，促使三七種植及加工產(chǎn)業(yè)逐步向健康穩(wěn)定及可持續(xù)的方向發(fā)展；(2)強(qiáng)化農(nóng)業(yè)科技研究，解決限制產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。三七的連作障礙問題，是客觀上限制三七產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因子，截至目前，盡管已經(jīng)開展了大量相關(guān)的科學(xué)研究，但仍未探索出有效的問題解決辦法。故進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)科技研究的投入，積極推進(jìn)對(duì)三七連作障礙問題的系統(tǒng)性研究，探索出生態(tài)性好、效果明顯的問題解決途徑，才能從根本上克服限制三七種植及加工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。