基于遙感的華北平原農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化特征及驅(qū)動(dòng)力分析.pdf

1、華北平原作為中國(guó)第二大平原，是我國(guó)農(nóng)作物主產(chǎn)區(qū)之一。該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展耗水量較大，特別是主要糧食作物冬小麥，以及經(jīng)濟(jì)作物果樹和蔬菜，高產(chǎn)來自充分的灌溉保證。長(zhǎng)期的地下水抽取灌溉使華北平原形成了世界上最大的復(fù)合型地下水位降落漏斗區(qū)，了解該區(qū)主要作物種植區(qū)域的時(shí)空變化特征，并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力變化分析，能有效指導(dǎo)該區(qū)的農(nóng)業(yè)用水管理、作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和地下水保護(hù)工作。
　　本文首先結(jié)合農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站提供的華北平原主要農(nóng)作物冬小麥—夏玉米、春季玉米、

2、棉花和林果的物候觀測(cè)資料，簡(jiǎn)單歸納其典型物候期特征。然后將每年間隔16天的NDVI值經(jīng)過Hants濾波得到平滑的作物時(shí)序曲線圖，依據(jù)不同的NDVI時(shí)序曲線圖通過分類回歸樹方法提取相應(yīng)作物2000-2013年的種植面積;蔬菜和水稻的種植面積較小，且相對(duì)破碎，連續(xù)年份間種植面積變化則更小，所以本文依據(jù)TM/ETM數(shù)據(jù)通過最大似然法來提取研究區(qū)蔬菜和水稻2002年和2012年的種植面積，并將結(jié)果分別作為2000-2006年和2007-2013

3、年的蔬菜和水稻種植面積進(jìn)行區(qū)域農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化分析。精度驗(yàn)證可信后，分析華北平原主要作物的空間分布特征，并從作物種植概率、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、景觀格局指數(shù)等角度分析近14年來這些作物的時(shí)空變化特征，最后分析了引起這些變化的驅(qū)動(dòng)力。得出以下結(jié)論:
　　(1)本研究對(duì)作物的分類提取在縣域水平上精度較高，冬小麥、玉米和棉花的遙感監(jiān)測(cè)面積與農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)面積的相關(guān)系數(shù)都大于0.76（置信水平為95％），具有較高的相關(guān)性;而TM/ETM數(shù)據(jù)本身

4、分辨率較高，分類精度也相對(duì)較高，所以本研究分類結(jié)果能夠用于作物種植的時(shí)空變化研究。
　　(2)華北平原的冬小麥—夏玉米主要分布比例關(guān)系是豫北＞魯西北＞河北南部;單季玉米和林果在河北平原北部分布比例最高;而河北平原南部的棉花種植比例最高。從華北平原2000-2013年連續(xù)年份作物空間分布圖來看，總體上糧食作物呈下降趨勢(shì)，而經(jīng)濟(jì)作物則有明顯上升趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)該區(qū)各類型作物2000年和2012年種植面積，發(fā)現(xiàn)冬小麥—夏玉米的種植比例在55％

5、左右，2012年到2000年種植面積雖有所下降，但整體變化不大;單季玉米、林果和棉花的種植比例在12％左右，且單季玉米和林果都有較大幅度的增加;蔬菜的種植比例次之，在6％左右，種植面積大幅增加，增加了44.77％;水稻的種植比例最低，且近些年種植面積還在下降。
　　(3)基于作物種植概率，結(jié)合蔬菜、水稻分類結(jié)果，本文運(yùn)用轉(zhuǎn)移矩陣和景觀格局分析華北平原主要作物主產(chǎn)區(qū)在近14年前后兩階段(2000-2006年和2007-2013年)的

6、時(shí)空變化特征，結(jié)果顯示:林果、蔬菜和水稻的面積變化率較大，分別為56.45％、35.76％和23.16％，蔬菜和水稻的位置轉(zhuǎn)移明顯;整體上豫北以北地區(qū)作物種植多樣化增強(qiáng)，特別是京津附近地區(qū)地塊景觀格局相對(duì)復(fù)雜，河北平原以南冬小麥—夏玉米種植規(guī)?；潭忍岣?，斑塊出現(xiàn)聚合聯(lián)通趨勢(shì)。
　　(4)最后分析了華北平原農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)力，華北平原的自然條件決定了當(dāng)?shù)氐闹饕Z食作物和可生長(zhǎng)的果蔬，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、技