长江中游平原主要农作物种植时空格局变化与情景模拟研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴思 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 姜鲁光 |
| 关键词 | 作物种植 时空格局 驱动机制 情景模拟 长江中游平原 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 自然资源学 |
| 英文摘要 | 新中国成立后，我国成功解决了近 14 亿人口的吃饭问题，农业生产取得了 举世瞩目的巨大成就。然而在耕地减少、人口增长、新冠疫情蔓延等因素的影响 下，粮食安全问题是影响国家安全和经济稳定发展的核心问题之一。长江中游平 原包括洞庭湖平原、江汉平原、鄂东沿江平原和鄱阳湖平原，土地总面积约 10.55万 km2，是我国最重要的作物多熟种植的粮棉油生产基地。深入探究该地区主要 农作物种植时空格局变化特征与未来变化趋势，对于宏观把控国家粮食安全状况 和制定合理的农业政策具有重要意义。 本文以长江中游平原主要农作物（水稻、棉花、玉米、大豆、冬小麦和油菜） 为研究对象，基于 Landsat 与 MODIS 遥感影像数据，利用增强型自适应反射率 时空融合模型(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model, ESTARFM)、特征时相提取法、关键物候期分析法和决策树分类法，生成1990-2020 年（以 5 年为 1 个时间间隔）研究区主要农作物种植时空格局数据集， 从整体和区域两个尺度，定量分析主要农作物种植时空格局及其变化特征。针对 土地利用变化驱动与约束因子的不同情景，基于土地利用变化及其效应模型(Dynamic Conversion of Land Use and its Effects, Dyna-CLUE)，模拟不同情景下2025 年和 2030 年研究区内主要农作物空间分布状况。论文的主要结论如下： （1）1990-2020 年，长江中游平原主要农作物种植面积和耕地面积呈“下降 -上升-下降”趋势，其中 2005 年和 2015 年是变化的时间节点。30 年间，耕地面 积由 46806km2 降至 34451km2，年均 41212km2。种植主要农作物耕地面积由33491km2 降至 23589km2，年均为 29444km2。主要农作物种植面积由 65432km2降至 37323km2，年均 51369km2。相对其他 3 个平原，江汉平原主要农作物种植 面积及其耕地面积波动幅度最大，其次为洞庭湖平原，鄂东沿江平原和鄱阳湖平 原较低。 （2）1990-2020 年，长江中游平原夏秋作物种植面积由 51543km2 波动下降 至 28591km2，年均面积 39076km2，占主要农作物种植面积的比例年均为 76%。 水稻种植方式由以双季稻为主变为以单季稻为主。30 年间，双季稻种植面积由36103km2 波动降至 10005km2，年均面积 19265km2，占比 36%。单季稻种植面积 由 6890km2 波动增至 10572km2，年均面积 11082km2，占比 23%。越冬作物种植面积由 13889km2 波动降至 8732km2，年均为 12292km2，占比 24%。油菜是最主 要的越冬作物，种植面积 10675km2降至 6070km2，年均面积 8448km2，占比 17%。 作物轮作模式主要包括双季稻、单季稻+油菜、只种单季稻等。江汉平原和鄂东 沿江平原是单季稻、棉花、玉米、大豆和越冬作物种植面积及其占比较高的地区， 洞庭湖平原和鄱阳湖平原则是双季稻和油菜种植面积及其占比较高的地区。丘陵 地区、城区周围地区和双季稻种植区易成为棉花、玉米、大豆和越冬作物种植动 态变化度较大的地区。 （3）1990-2020 年，长江中游平原种植主要农作物耕地的利用强度波动下降， 耕地复种指数由 195%波动降低至 158%。熟制为一年两熟的耕地面积最大，总 体呈波动下降趋势，年均 17541km2 ；其次为一年一熟，耕地面积波动上升，年 均 9711km2 ；一年三熟耕地面积最小。江汉平原和鄂东沿江平原是一年一熟面积 及其占种植主要农作物耕地面积的比例较高的地区，洞庭湖平原和鄱阳湖平原则 是多熟面积及其占比较高的地区。 （4）种植成本纯收益率是影响 1990-2020 年长江中游平原主要农作物种植 面积总体趋势发展的最主要因素，不同作物灰色关联度平均为 0.94。而国家农 业政策会通过调整农户种植作物的经济收益，间接影响农民种植作物选择和种 植积极性。从作物空间分布差异角度来看，社会经济条件和农业生产条件对主 要农作物空间分布的影响最大，其次为地形条件和气象条件，交通可达性产生的 影响最小。 （5）基于惯性发展情景、规划约束情景和极限利用情景，2025 年长江中游 平原主要农作物种植总面积分别为 40112km2、38642km2 和 71342km2，2030 年 面积分别为 41291km2、40164km2 和 67644km2。惯性发展情景下，水稻和玉米种 植占绝对优势，棉花和冬小麦种植面积大幅下降，耕地利用强度空间分异更加 明显。规划约束情景为未来主要农作物种植的较优情景。该情景下，主要农作 物种植面积和耕地利用强度均呈上升趋势，作物种植状况能够兼顾耕地可持续 利用和作物集约化种植，作物种植结构优化效果显著，单、双季稻及其余作物 面积占比相对均衡。极限利用情景下，各平原种植主要农作物耕地的复种指数 高于 200%。 |
| 学科主题 | 自然资源学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 132 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184479]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴思. 长江中游平原主要农作物种植时空格局变化与情景模拟研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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