长江中游典型农业区耕地利用强度时空变化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 徐海霞 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 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 | 长江中游典型农业区 Google Earth Engine 梯度提升树 农作物遥感识别 耕地利用强度 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 自然资源学 |
| 英文摘要 | 农村、农业、农民（“三农”）问题一直是党和国家的工作重点。自2004年以来，中央一号文件持续聚焦“三农”问题。2023年提出探索建立耕地种植用途管控机制，明确利用优先序，加强动态监测，有序开展试点。耕地作为粮食生产的核心载体，对于推进农业农村现代化具有举足轻重的地位。而耕地利用强度是土地利用集约程度的关键指标，集中反映了农村地区的人地关系。随着遥感的迅速发展，这一现代监测技术已逐渐成为作物提取与动态观测的主要手段。 本研究基于最新的遥感应用技术平台GEE（Google Earth Engine），选取长江中游典型农业区，提取2000-2023年的耕地利用强度的空间格局，并深入分析其时空变化。主要内容包括确定研究区的耕地范围、研究区内的作物分类以及耕地利用强度的提取与时空分析。耕地范围的确定以现有公开的耕地产品为基础，结合谷歌地球目视解译样本点进行了准确度和一致性评估。在作物分类层面，本文基于课题组前期成果，融合土地覆被和土地利用变化算法，进行样本的自动生成与迁移。经多分类器对比后，选择梯度提升树（Gradient Boosting Tree，GBT）作为分类算法。最终以作物分类结果为基础，本文获得了研究区域内多年的耕地利用强度，并据此探究其空间格局的演变。 本文得出的主要结论包括： 研究区内，耕地面积总量有所增长，增长部分主要分布在湖南省和江西省。2023年，研究区内耕地面积总量为35778.0 km2，占研究区总面积的34.23%。其中，位于江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原和鄂东沿江平原的耕地比例分别为48.8%、24.9%、15.8%和10.5%。2003-2023年间，研究区域的耕地总量增长，增加了479.7 km2。增长部分主要位于江西省（681.0 km2）和湖南省（625.2 km2）。而位于湖北省的耕地面积减少了826.6 km2。其中，武汉市的耕地面积减少了461.8 km2。耕地内存在年际突变和季节断点的比例分别占总耕地的27.46%和25.06%。鄱阳湖平原耕地年际突变较为显著，比例达47.21%。鄂东沿江平原耕地内季节断点存在较为显著，比例为32.67%。相较而言，洞庭湖平原的耕地相对较为稳定，年际突变和季节断点存在的比例分别为22.70%和17.32%。 研究区内，作物种植结构呈现出明显的地域差异且作物种植结构变化较为显著。江汉平原耕地比例突出，作物种植结构多样，夏季以单季稻、大豆、玉米和棉花为主，冬季以冬小麦和油菜为主。南部的鄱阳湖平原和洞庭湖平原种植结构相对单一，以双季稻种植为主。单个作物的种植变化在不同地区呈现较大的差异性。总体来看，水稻和玉米整体上呈现扩张趋势；大豆种植的变化趋势并不显著，总体呈现波动式变化；而其他作物（棉花、油菜以及冬小麦）则呈现减少态势。 江汉平原单季稻种植面积在2004-2007年间显著增长（由7702.1 km2增至10618.2 km2）。玉米成为研究区内主要的旱地秋收作物，主要的种植增长区在江汉平原。2012年起，江汉平原的玉米种植面积由1456.3 km2增加至2023年的3691.9 km2，增长了约153.5%。研究区内大豆的种植面积总体稳定在2000 km2左右。而棉花种植面积减少较为显著，由3535.8 km2（2005年）降至1553.3 km2（2013年）。研究区研究时段内油菜的种植面积降幅达18.24%。冬小麦的种植面积在2008年达到峰值（7791.2 km2）后，波动降至4439.23 km2（2023年）。 研究区域内的耕地利用强度南高北低，整体呈下降态势。南部地区的双季稻种植是其耕地利用强度较高的主要因素。鄱阳湖平原和洞庭湖平原的两季作物轮作比例分别占76.0%和54.0%。江汉平原和鄂东沿江平原的两季作物轮作比例分别仅为35.0%和12.1%。鄂东沿江平原和江汉平原主要采用单季作物种植模式，比例为56.0%和49.3%。研究区域内，耕地利用强度整体降低。三季作物种植面积由1677.84 km2降至615.55 km2。江汉平原的单季作物种植比例由36.76%（2010年）上升至50.25%（2020年），而双季轮作比例由46.69%降至32.48%。洞庭湖平原是唯一耕地利用强度上升的平原，其特点是双季作物种植面积的显著增加（由2000年的3300.4 km2增至2023的4794.6 km2）。除此之外，该平原的耕地面积增长也是耕地利用强度上升的原因之一。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 121 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208063]  |
| 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 | 徐海霞. 长江中游典型农业区耕地利用强度时空变化研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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