喀斯特高原山區(qū)刺梨種植空間格局變化與地形土壤影響因素——以貴州省盤州市為例

何志偉，于伯華，王 濤*，謝 濤

(1.貴州省測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站, 貴陽(yáng) 550004；2.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京100101；3.盤州市地質(zhì)災(zāi)害防治中心, 盤州 561601)

貴州省地處中國(guó)西南喀斯特地區(qū)的腹心地帶，屬巖溶高原山區(qū)，生態(tài)環(huán)境背景復(fù)雜，地表切割劇烈，海拔落差大，坡度較陡，同時(shí)地處季風(fēng)氣候區(qū)還伴有常年多云多雨現(xiàn)象。貴州省盤州市，地處貴州西部，主要以高原山地為主，地勢(shì)西北高、東南低，中部隆起,是典型的喀斯特高原山區(qū)地形地貌。為加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入，對(duì)農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行，基于此，貴州各級(jí)政府投入大量精力要將刺梨產(chǎn)業(yè)要打造成千億級(jí)產(chǎn)業(yè)，對(duì)于刺梨種植貴州省主要有15個(gè)規(guī)模性種植區(qū)域，主要分布在六盤水市、畢節(jié)市、安順市和黔南州，盤州市就是其中一個(gè)較為典型的貴州省刺梨種植區(qū)域。

刺梨是貴州省的一種特色水果，享有美譽(yù)“維C之王”。刺梨產(chǎn)業(yè)是貴州省重要產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有巨大影響，貴州省豐富的自然資源對(duì)其發(fā)展提供較大的有利條件[1-2]。刺梨是貴州省特色植物資源，具有藥食同源屬性，因其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、保健價(jià)值、藥用價(jià)值明顯，屬薔薇科多年生落葉小灌木，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)，特別是維生素C[3]。楊皓等[4-6]對(duì)刺梨種植基地的土壤養(yǎng)分做了較為全面的研究，其研究為系統(tǒng)評(píng)價(jià)刺梨種植基地土壤營(yíng)養(yǎng)狀況奠定了基礎(chǔ)，并給出了相應(yīng)的補(bǔ)施肥料建議。楊皓等[7]采用空間替換時(shí)間的方法，對(duì)喀斯特山區(qū)無(wú)籽刺梨種植基地的土壤質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析與評(píng)價(jià)，研究不同種植年限的基地的土壤質(zhì)量及其樹(shù)體特征對(duì)植被恢復(fù)的響應(yīng)與機(jī)制，結(jié)果顯示：不同林齡的無(wú)籽刺梨種植基地的土壤化學(xué)、物理和生物學(xué)指標(biāo)差異明顯。

對(duì)于刺梨的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別方面，江梅等[8]融合K-means聚類分割算法與凸殼原理對(duì)遮擋蘋果進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和定位，該算法雖有一定效率的提升，但普適性和識(shí)別效率仍然需要做更進(jìn)一步地研究和探討。計(jì)算機(jī)視覺(jué)在眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其中包括物體識(shí)別(如農(nóng)作物[9]、人體行為[10]、巖石裂縫[11]、三維模型[12]、裂縫骨架拐點(diǎn)[13]等方面)、數(shù)字圖像匹配[14-16]、目標(biāo)跟蹤等方面[17]。在刺梨識(shí)別方面業(yè)有科研人員進(jìn)行研究，閆建偉等[18-19]利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)刺梨果實(shí)加以識(shí)別，其識(shí)別正確率均高于92%，說(shuō)明深度學(xué)習(xí)算法對(duì)刺梨果實(shí)識(shí)別具有一定的優(yōu)勢(shì)。但刺梨植株在發(fā)芽期、花期和結(jié)果期等階段顏色差異較大，且考慮到盤州市影像的數(shù)據(jù)量大，故主要采用人機(jī)交互和實(shí)地調(diào)研的方式對(duì)刺梨種植情況進(jìn)行解譯。地形因子和土壤養(yǎng)分含量對(duì)種植業(yè)、經(jīng)濟(jì)、人口分布等方面占據(jù)主導(dǎo)作用和制約性，是重要的衡量指標(biāo)，地形因子和土壤養(yǎng)分含量對(duì)種植業(yè)的空間分布及變化影響較大，已有研究表明，土壤養(yǎng)分含量及空間分布對(duì)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、種植業(yè)的發(fā)展有著重要的影響因素。現(xiàn)階段，有學(xué)者研究了生態(tài)環(huán)境、農(nóng)用設(shè)施、人文、經(jīng)濟(jì)等方面空間格局問(wèn)題[20-21]，與地形因子內(nèi)在聯(lián)系的相關(guān)研究較多[22-26]，但同時(shí)考慮地形因子和土壤養(yǎng)分含量對(duì)刺梨種植業(yè)空間分布的相關(guān)研究仍較少。對(duì)喀斯特高原山區(qū)盤州市的刺梨種植空間分布格局變化進(jìn)行研究，并深入探討刺梨種植空間分布格局變化和地形坡度、地形起伏度及土壤養(yǎng)分含量的影響機(jī)制，并挖掘其中的規(guī)律，為貴州省的其他種植區(qū)域提供一定的參考價(jià)值。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

盤州市是由貴州省直轄，六盤水市代管的縣級(jí)市，地處滇、黔交界，位于東經(jīng)104°17′～104°57′，北緯25°19′～26°17′，東鄰普安，南接興義，西連云南省富源、宣威，北鄰水城，是貴州的西大門，被譽(yù)為滇黔鎖鑰、川黔要塞。盤州歷史文化悠久，民族風(fēng)情深厚，境內(nèi)有古人類文明遺址盤縣大洞，古銀杏、大洞竹海、烏蒙大草原3個(gè)貴州省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)。盤州被稱為世界古銀杏之鄉(xiāng)，是云貴交通、能源、商貿(mào)、物流、旅游的重要節(jié)點(diǎn)，為畢水興經(jīng)濟(jì)帶的中心腹地。盤州屬亞熱帶氣候，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，立體氣候明顯，年均氣溫15.2 ℃，年均無(wú)霜期271 d，日照時(shí)數(shù)1 593 h；年均降水量1 390 mm，雨熱基本同季，5—10月的降雨量占年降雨量的88%，現(xiàn)如今刺梨產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為盤州市的地理標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)之一，選擇盤州市作為本文的研究區(qū)，開(kāi)展喀斯特高原山區(qū)刺梨種植空間分布格局變化與地形土壤影響因素研究具有代表性，刺梨植被實(shí)物圖和盤州市在貴州省的地理位置如圖1所示。

圖1 刺梨植被實(shí)物圖和盤州市在貴州省的地理位置

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源

所用的影像數(shù)據(jù)主要來(lái)源于分辨率為0.24～0.48的Google Earth高分衛(wèi)星影像，以盤州市區(qū)域范圍矢量為邊界獲取相應(yīng)的影像數(shù)據(jù)，利用GIS(geographic information system)技術(shù)對(duì)刺梨種植空間分布特征進(jìn)行矢量化，獲取2017年和2019年刺梨種植區(qū)域矢量數(shù)據(jù)，分析統(tǒng)計(jì)盤州市刺梨種植的空間分布格局和變化情況，結(jié)合研究區(qū)2 m分辨率DEM(digital elevation model)識(shí)別刺梨種植的垂直分異特征。利用盤州市土壤取樣數(shù)據(jù)，其取樣主要考慮到土壤類型、海拔、經(jīng)緯度和地域分布特點(diǎn)，通過(guò)內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的采樣點(diǎn)精確定位，再通過(guò)外業(yè)對(duì)盤州市進(jìn)行土壤取樣，實(shí)驗(yàn)室對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行化學(xué)分析統(tǒng)計(jì)，得到相應(yīng)的pH、土壤養(yǎng)分含量和土壤質(zhì)地。所采用的DEM數(shù)據(jù)與土壤采樣點(diǎn)分布情況如圖2所示(由于本文中DEM數(shù)據(jù)保密性質(zhì)，高程值不予列出)。

圖2 DEM數(shù)據(jù)與土壤采樣點(diǎn)分布情況

1.3 研究方法

1.3.1 刺梨種植空間分布及變化

為了直觀地表達(dá)出刺梨種植空間分布及其變化情況，通過(guò)圖像識(shí)別，人工解譯和實(shí)地調(diào)研等方法獲取盤州市2017年和2019年的刺梨空間分布矢量數(shù)據(jù)，分析其空間分布特征及變化，將兩期數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)表達(dá)出刺梨種植增長(zhǎng)區(qū)域空間分布情況。

1.3.2 地形環(huán)境因子分析

提取的地形因子主要包括坡度和地形起伏度。坡度直接影響著災(zāi)損率、耕地種植面積、規(guī)模發(fā)展刺梨種植和交通便利情況等方面，較大程度地制約著刺梨種植空間分布。基于此，坡度是影響盤州市刺梨種植空間分布的重要因素之一，文中采用三階差分算法對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度提取。地形起伏度反映了地形的起伏特征，其對(duì)盤州市的刺梨種植空間分布是一個(gè)重要的因子，文中采用窗口分析法計(jì)算盤州市的地形起伏度，由于地形起伏度的計(jì)算結(jié)果對(duì)窗口大小的選取較為敏感，文中根據(jù)盤州市喀斯特地貌高原山區(qū)的特征，選擇100×100(2 m分辨率的DEM下窗口大小為200 m×200 m)窗口大小，地形起伏度(m)的值為統(tǒng)計(jì)窗口中高程的最大值(m)和高程的最小值(m)之差。

1.3.3 土壤養(yǎng)分含量及質(zhì)地分析

土壤質(zhì)地[27-28]很大程度上支配土壤的各種耕作性能，施肥反應(yīng)，以及持水、通氣等特性，其分類標(biāo)準(zhǔn)是土壤科學(xué)的重要問(wèn)題之一，土壤中元素含量對(duì)刺梨種植的空間分布存在明顯的相關(guān)性，土壤質(zhì)地利用土壤中顆粒組成情況對(duì)土壤類型進(jìn)行劃分，其一般分為砂土、壤土和黏土三大類，分類的類型不僅繼承了成土母質(zhì)特征，也受到耕作、施肥、排灌、平整土地等方面的人文活動(dòng)影響，質(zhì)地對(duì)土壤肥力起著十分重要的作用。例如，砂土缺少黏粒和有機(jī)質(zhì)，抗旱能力弱，不易保水保肥，從而導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分含量低，速效肥料容易被雨水沖刷而流失，并且采用速效肥料進(jìn)行增肥時(shí)，效猛而持續(xù)時(shí)間短，故砂土類型的土壤要適時(shí)增施有機(jī)肥；黏土含土壤養(yǎng)分豐富，土壤中大部分的土壤養(yǎng)分不易被雨水和灌溉是而沖刷流失，故保肥性能好，但此類土壤在遇到雨天或灌溉時(shí)，由于其土壤自身的特性導(dǎo)致水分在土體中下滲率不佳，從而土壤中積水嚴(yán)重，進(jìn)一步影響農(nóng)作物根系生長(zhǎng)和吸收土壤中的養(yǎng)分，故對(duì)此類土壤，應(yīng)及時(shí)開(kāi)溝排水，以避免或減輕澇害，對(duì)種植點(diǎn)應(yīng)選擇適宜的土壤含水條件下精耕細(xì)作，以改善土壤結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放；壤土兼有砂土和黏土的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的土壤，其耕性優(yōu)良，適種的農(nóng)作物種類多。利用盤州市取樣土壤進(jìn)行化學(xué)分析，統(tǒng)計(jì)取樣點(diǎn)土壤中各元素含量和質(zhì)地，主要選取土壤pH和質(zhì)地，有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等元素含量作為土壤和刺梨空間分布影響的重要因子。為進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析盤州市的土壤中相關(guān)元素含量和pH的分布(在某一特定的范圍里，土壤中所含元素含量和pH均存在較強(qiáng)的空間相關(guān)性)，需利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，現(xiàn)在常用的空間插值方法克里金插值方法，已有學(xué)者對(duì)普通克里金算法改進(jìn)以至于實(shí)用性更佳[29-33]，在眾多的改進(jìn)算法中，基于雙層規(guī)劃的普通克里金插值算法[34]將適合于本文，故采用此方法對(duì)土壤數(shù)據(jù)中的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀等含量進(jìn)行插值分析。該方法主要采用雙層規(guī)劃描述普通克里金法中理論變異函數(shù)模型參數(shù)求解問(wèn)題，根據(jù)交叉驗(yàn)證結(jié)果優(yōu)化調(diào)整上層系統(tǒng)隨機(jī)給定的變異函數(shù)模型參數(shù)，減少變異函數(shù)模型參數(shù)求解過(guò)程中人為不確定等因素的影響，以此獲取合理的理論變異函數(shù)模型參數(shù)和較好的空間插值結(jié)果。

1.3.4 文中數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)

土壤養(yǎng)分含量插值數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)引用張珊珊等[35]的研究?jī)?nèi)容，貴州省刺梨種植的土壤pH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示。

表1 刺梨種植的土壤pH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 刺梨種植土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)

表1中，強(qiáng)酸性土壤和強(qiáng)堿性土壤極不適宜種植刺梨，偏酸性土壤和偏堿性土壤不適宜種植刺梨，微酸性土壤適宜種植刺梨。

根據(jù)盤州市的地形特點(diǎn)，坡度分類標(biāo)準(zhǔn)按文獻(xiàn)[35]中的盤州市坡度分類標(biāo)準(zhǔn)為參考，其分類標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 盤州市坡度分類標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)盤州市的地形特點(diǎn)，地形起伏度作為一個(gè)對(duì)人文、經(jīng)濟(jì)等方面都起著重要作用的影響因子[36]，本文的地形起伏度分類標(biāo)準(zhǔn)引用楊曉等[37]的研究?jī)?nèi)容，盤州市地形起伏度分類標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 盤州市地形起伏度分類標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果分析

2.1 刺梨空間分布及變化

考慮到刺梨的種植需要一定的生長(zhǎng)周期，故對(duì)2017年和2019年的刺梨種植空間分布作統(tǒng)計(jì)分析。近年來(lái)，政府政策大力支持，加之有效的管理和科學(xué)種植模式，盤州市的刺梨種植面積呈增加之勢(shì)，幾乎無(wú)種植面積減少之地，故本文主要表示出盤州市刺梨種植空間分布特征和2019年相比較2017年的種植面積增長(zhǎng)區(qū)域空間分布特征，其中盤州市2017年和2019年的刺梨種植空間分布特征如圖3所示。

利用GIS疊加分析原理，表示出盤州市刺梨種植面積增長(zhǎng)空間分布特征，刺梨種植面積增長(zhǎng)空間分布特征如圖4所示。

從圖3和圖4對(duì)比分析可知，2017年和2019年的刺梨種植空間分布特征布主要在除盤州市中部地區(qū)種植面積較少以外，均有較大面積的種植，其中南部和北部的種植面積較大。對(duì)其原因進(jìn)行人文方面的分析，因?yàn)楸P州市的主城區(qū)主要分布在中部，人口密集程度較大，人類活動(dòng)對(duì)發(fā)展刺梨種植業(yè)存在制約，除中部以外的大部分地區(qū)以耕地和山區(qū)為主，利于刺梨種植業(yè)的開(kāi)發(fā)和規(guī)模種植。通過(guò)將2017年和2019年刺梨空間分布特征圖矢量疊加之后，可以直觀地看出，盤州市的刺梨增長(zhǎng)主要是以南部和北部為主，南部和北部主要是以山地和耕地為主，人口密集程度比中部小，利于發(fā)展刺梨種植業(yè)規(guī)模性擴(kuò)展。

圖3 盤州市2017年和2019年刺梨種植空間分布

圖4 盤州市2019年較2017年刺梨種植空間分布增加量

2.2 地形因子分析

喀斯特高原山區(qū)的種植業(yè)、人文活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面均受地形起伏影響較大，坡度和地形起伏度是重要的評(píng)價(jià)因子，文中將坡度分為六級(jí)，坡度分級(jí)分類情況如表3所示。地形起伏度是指在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)，最高點(diǎn)海拔高度與最低點(diǎn)海拔高度的差值。它是描述一個(gè)區(qū)域地形特征的一個(gè)宏觀性的指標(biāo)。從地形起伏度的定義可以看出，求地形起伏度的值，首先要求出一定范圍內(nèi)海拔高度的最大值和最小值，然后，對(duì)其求差值即可。地形起伏度最早源于蘇聯(lián)科學(xué)院地理所提出的地形切割深度，地形起伏度現(xiàn)在成為劃分地貌類型的一個(gè)重要指標(biāo)，盤州市地形起伏度計(jì)算統(tǒng)計(jì)如圖5所示。

圖5 盤州市坡度分類與地形起伏度分類

分別利用兩期的刺梨種植矢量數(shù)據(jù)與盤州市坡度提取信息進(jìn)行疊加分析，易獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，其中盤州市各級(jí)坡度面積占該市的國(guó)土總面積的百分比、盤州市2017年和2019年的刺梨種植在各級(jí)坡度上的種植面積占對(duì)應(yīng)年度種植總面積的百分比和2019年比2017年在各級(jí)坡度上種植的增長(zhǎng)面積占增長(zhǎng)總面積的百分比如圖6所示。

圖6 面積占比統(tǒng)計(jì)

由圖6(a)可以看出盤州市坡度分類中緩陡坡面積占全市總面積的百分比最大，其比值約為28.17%，對(duì)其余坡度類型面積占比從高到低進(jìn)行排序，依次為陡坡(22.97%)、極陡坡(21.06%)、緩坡(17.58%)、平緩坡(5.20%)和平坦坡(5.01%)。由圖6(b)可以看出盤州市2017年在緩陡坡刺梨種植面積占全市刺梨種植面積的百分比最大，其值約為30.88%，對(duì)其余坡度類型種植面積占比從高到低進(jìn)行排序，依次為陡坡(21.61%)、緩坡(20.96%)、極陡坡(16.22%)、平緩坡(5.96%)和平坦地(4.96%)。由圖6(c)可以得到2019年在每個(gè)坡度分類中刺梨種植面積分別占全市刺梨種植面積的百分比與2017年的種植情況具有相似的規(guī)律，其面積占比最大值仍在緩陡坡，其值約為31.01%，對(duì)其余坡度類型種植面積占比從高到低進(jìn)行排序，依次為陡坡(21.71%)、緩坡(20.97%)、極陡坡(16.18%)、平緩坡(5.60%)和平坦地(4.53%)。由圖6(d)可以看出盤州市2019年刺梨種植增長(zhǎng)的面積占全市增長(zhǎng)總面積的百分比最大值也是在緩陡坡，其值約為35.34%，對(duì)其余坡度類型增長(zhǎng)面積占比從高到低進(jìn)行排序，依次為陡坡(25.36%)、緩坡(21.25%)、極陡坡(14.87%)、平緩坡(2.60%)和平坦坡(0.58%)。由圖3和圖5可以看出，盤州市的刺梨種植主要在地形起伏度為小起伏內(nèi)，其值為70～200 m范圍內(nèi)，在地形起伏度為平坦、微起伏和中起伏的刺梨種植面積均較少。

平坦地區(qū)主要集中在盤州市的中部，其是盤州市的城區(qū)范圍。盤州市是典型的喀斯特高原山區(qū)，平坦地和平緩坡分布較少，其主要是用于種植糧食和經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物等，刺梨種植業(yè)發(fā)展所需土地不得不往緩陡坡及以上坡度類型的土地?cái)U(kuò)展。

2.3 土壤中各元素含量對(duì)刺梨空間分布影響

土壤養(yǎng)分含量指標(biāo)，主要包括有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀及各種中微量元素等。不同類型的農(nóng)作物和果樹(shù)生長(zhǎng)和形成單位產(chǎn)量所需的土壤中養(yǎng)分含量也不盡相同，由于植物的選擇性吸收，通常會(huì)引起一定范圍內(nèi)的土壤缺乏某種養(yǎng)分元素，則會(huì)使植物出現(xiàn)缺素癥狀，使農(nóng)作物和果樹(shù)未能正常生長(zhǎng)發(fā)育，土壤中豐富的土壤養(yǎng)分含量能夠有效地防止果樹(shù)缺素癥的出現(xiàn)。因此，在種植刺梨是必須注意対種植土壤進(jìn)行培肥改良，不斷地提高土壤養(yǎng)分的含量，走可持續(xù)、生態(tài)發(fā)展的路子。喀斯特高原山區(qū)的刺梨種植區(qū)域的表層土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀等含量對(duì)刺梨種植起著重要作用，本文主要研究土壤表層的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀的分布，采用雙層規(guī)劃克里金插值算法，分別研究土壤表層的pH及各元素含量的分布情況，插值后的pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀插值分析統(tǒng)計(jì)如表5所示。

從表5可以看出，盤州市的土壤質(zhì)地主要以壤土為主，壤土具有砂土和黏土的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于種植業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，壤土占據(jù)重要地位，是較理想的土壤。在土壤質(zhì)地分類中占據(jù)盤州市土壤pH平均值約為5.98，屬于微酸性土壤，適宜種植刺梨，pH在5.5～6.5范圍內(nèi)的面積約占82.5%，其余范圍pH所在區(qū)域面積約占7.5%，pH最小值為5.42，略小于5.5，為偏酸性，最大值為6.80，略高于6.5，為偏堿性。從pH來(lái)看，盤州市的大部分區(qū)域均適合種植刺梨。盤州市土壤有機(jī)質(zhì)(OM)含量、全氮(TN)含量、有效磷(AP)含量和速效鉀(AK)含量通過(guò)雙層規(guī)劃克里金插值預(yù)測(cè)后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)比刺梨種植土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，易看出盤州市土壤中有機(jī)質(zhì)含量在30～40(豐富)范圍內(nèi)的面積占比約為15%，在40以上(極豐富)范圍內(nèi)的面積占比約為85%；全氮含量在1.5～2.0(豐富)范圍內(nèi)的面積占比約為17.5%，在2以上(極豐富)范圍內(nèi)的面積占比約為82.5%；有效磷含量在小于5(很低)的范圍內(nèi)的面積占比約為7.5%，在5～15(較低)的范圍內(nèi)的面積占比約為77.5%，在15～27.93(中等)的范圍內(nèi)的面積占比約為15%，未見(jiàn)大于40的范圍區(qū)域；速效鉀含量在100～150(中等)的范圍內(nèi)的面積占比約為25%,在150～200(豐富)的范圍內(nèi)的面積占比約為32.5%，在200以上(極豐富)范圍內(nèi)的面積占比約為40%，其余范圍區(qū)域面積約占2.5%。綜合而言，盤州市土壤養(yǎng)分含量除有效磷含量較低外，大部分區(qū)域的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀含量均處于豐富和極豐富的范圍。

表5 盤州市土壤養(yǎng)分含量插值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3 結(jié)論與討論

盤州市是典型的喀斯特高原山區(qū)，其刺梨種植經(jīng)驗(yàn)對(duì)貴州省其他同類地形地貌的種植區(qū)域有較大的參考價(jià)值，其余的種植區(qū)可以借鑒其種植經(jīng)驗(yàn)、發(fā)展模式和管理銷售方式。于盤州市而言，發(fā)展刺梨種植產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一項(xiàng)重大舉措，不僅滿足部分勞動(dòng)力就業(yè)，也對(duì)生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)起著重要作用。現(xiàn)如今，盤州市刺梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭正勁，但科學(xué)種植、合理施肥、科學(xué)管理、銷售渠道、創(chuàng)新刺梨深加工制品等問(wèn)題急需解決，此舉更加能促進(jìn)刺梨生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)，提升畝產(chǎn)量，促進(jìn)刺梨產(chǎn)業(yè)的鏈條式良性發(fā)展。通過(guò)研究盤州市2017年和2019年的刺梨空間分布格局變化和地形土壤之間的影響因素，給予盤州市刺梨種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展一定的參考。

(1)盤州市2017年和2019年的刺梨種植空間分布特征為除中部城區(qū)之外，均有種植。盤州市2019年相較于2017年刺梨種植空間分布增長(zhǎng)情況主要集中在南部和北部，刺梨種植的面積占比最大的區(qū)域主要集中在緩陡坡(坡度為15°～25°)，且刺梨種植增長(zhǎng)面積最大的區(qū)域也集中在緩陡坡。在各級(jí)坡度分類中刺梨種植的空間分布符合盤州市各級(jí)坡度類型的面積占比。刺梨種植的空間分布主要在小起伏(70～200 m)的地形起伏度內(nèi)，后期刺梨種植規(guī)模的擴(kuò)大可以考慮在緩陡坡階段繼續(xù)發(fā)展，充分利用盤州市的空閑坡耕地，最大限度地發(fā)展當(dāng)?shù)卮汤娣N植業(yè)。

(2)盤州市2017年和2019年刺梨種植空間分布符合土壤中pH的分布，盤州市的平均PH為5.98，為適宜種植刺梨的微酸性土壤。有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量滿足刺梨的種植，但有效磷含量偏低，在種植過(guò)程中人為追加磷肥，注意刺梨種植土壤的培育改良，使土壤中的養(yǎng)分含量能持續(xù)不斷地提供刺梨生長(zhǎng)，使刺梨成為貴州省可持續(xù)、綠色生態(tài)、高經(jīng)濟(jì)作物的代名詞，走出一條屬于貴州省真正的特色水果建設(shè)道路。

(3)規(guī)模性種植刺梨可為盤州市的旅游觀光項(xiàng)目帶來(lái)一定基礎(chǔ)，對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)更多可能，對(duì)解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)和提升生活質(zhì)量起著積極作用。盤州市由于是典型的喀斯特高原山區(qū)，在平坦地和平緩坡的面積小，其刺梨種植主要分布在緩坡、緩陡坡、陡坡和極陡坡，后期的刺梨種植業(yè)發(fā)展可以考慮繼續(xù)把緩陡坡和陡坡的林地及耕地充分利用起來(lái)。

(4)土壤數(shù)據(jù)取 樣點(diǎn)數(shù)量較少，未能完全均勻分布，后期研究應(yīng)盡可能地對(duì)土壤取樣均勻，影像解譯方法有待該進(jìn)。地形起伏度的分析窗口大小選取是計(jì)算地形起伏度的關(guān)鍵，文中憑經(jīng)驗(yàn)值而定，會(huì)造成一定的計(jì)算誤差，后期應(yīng)選擇有效的算法對(duì)其改進(jìn)，使其能更好地表達(dá)出盤州市的地形起伏。