基于主成分分析的广西甘蔗种植面积时空变化及驱动力研究

以广西1998~2012年与甘蔗种植面积有关的数据为基础,通过制作面积变化曲线和分布图,对甘蔗种植面积时间分布和空间分布情况进行分析,得出甘蔗种植面积的时空分布情况及其规律;通过主成分分析和多元线性回归方法,定性与定量相结合揭示广西甘蔗种植面积的驱动力。研究结果表明:11998年以来,广西甘蔗种植面积总体呈上升趋势,15年来净增加51.4万hm2,2008年以来基本稳定在110万hm2左右。2广西的崇左、来宾、南宁、柳州等4个市为甘蔗种植优势产区,种植面积占67.0%;百色、河池、防城港、钦州、北海、贵港6市甘蔗种植面积不大、密度不高,作为优势产区的有力补充;贺州、梧州、桂林、玉林等4市为非优势产区,已基本退出糖料蔗生产。3广西甘蔗种植面积变化的主驱动力为耕作条件、甘蔗价格和农业人口,甘蔗价格、农业机械总动力、农林牧渔业从业人员和耕地面积对甘蔗种植面积的影响较大,可以通过开发适宜的农业机械、完善价格体系和建立示范基地等途径,稳定甘蔗种植面积。     

基于遥感的陆良县设施种植区域时空变化监测

[目的]文章以云南省陆良县为研究区,通过2013年4月到2017年3月6景Landsat-8 OLI影像提取该地区规模化设施种植区域空间分布信息,分析该县设施种植区域的空间特征和面积时序变化,为设施农业发展调控和优化提供参考信息。[方法]使用OLI全色波段影像和多光谱影像融合,得到15m分辨率的融合图像;使用融合图像7、5、3波段组合的RGB假彩色图像进行目视解译,提取设施种植区域信息。[结果]获取该县2013—2017年共6期设施种植区域空间信息。[结论]遥感监测显示:(1)该地区设施大棚包括种植蔬菜瓜果的光温棚和种植三七的遮阳棚;光温棚主要分布于湖积平原区,遮阳棚主要分布于北部、西部及南部环盆地的山坡地区;(2)陆良县设施种植区域总面积保持增加趋势,但不同类型大棚的变化趋势不同;光温棚面积自2013年4月到2017年3月持续增加;遮阳棚面积则出现大幅增长和大幅减少的现象。     

大豆传统产区粮食作物种植结构变化特征及原因分析——以黑龙江省嫩江县为例

[目的]近年来国内大豆播种面积和产量不断下降,而进口量却不断增加,2014年达7 140万t,是国内大豆产量的6倍。黑龙江省是我国最主要的大豆传统产区,其近年的种植结构变化导致国内大豆产量下降。[方法]通过对黑龙江省粮食作物种植结构变化特征进行统计数据分析,发现主要粮食作物呈现"两增一减"的格局:玉米和粳稻播种面积增加,大豆面积减少,且近年来大豆种植区域逐渐向黑龙江省西部集中。在此基础上,选取黑龙江省西北部的嫩江县作为研究区代表,利用遥感影像数据对其种植结构按积温带变化特征进行深入分析。[结果]研究发现:2000年以来,研究区种植结构发生了较大变化。2000~2007年间,第四积温带大豆种植面积大幅度增加;2007~2014年第四、五积温带新兴玉米面积猛增到17.4万hm2,且有继续北扩趋势,并推动大豆北扩东移,2014年大豆在粮食总播种面积中的比重较2000年减少27个百分点。[结论]新玉米品种的推广和作物种植比较收益是影响大豆传统产区种植结构变化的主要因素。     

豆传统产区粮食作物种植结构变化特征及原因分析——以黑龙江省嫩江县为例

[目的]近年来国内大豆播种面积和产量不断下降,而进口量却不断增加, 2014年达7 140万t,是国内大豆产量的6倍.黑龙江省是我国最主要的大豆传统产区,其近年的种植结构变化导致国内大豆产量下降.[方法]通过对黑龙江省粮食作物种植结构变化特征进行统计数据分析,发现主要粮食作物呈现"两增一减"的格局:玉米和粳稻播种面积增加,大豆面积减少,且近年来大豆种植区域逐渐向黑龙江省西部集中.在此基础上,选取黑龙江省西北部的嫩江县作为研究区代表,利用遥感影像数据对其种植结构按积温带变化特征进行深入分析.[结果]研究发现: 2000年以来,研究区种植结构发生了较大变化.2000~2007年间,第四积温带大豆种植面积大幅度增加;2007~2014年第四、五积温带新兴玉米面积猛增到17.4万hm2,且有继续北扩趋势,并推动大豆北扩东移, 2014年大豆在粮食总播种面积中的比重较2000年减少27个百分点.[结论]新玉米品种的推广和作物种植比较收益是影响大豆传统产区种植结构变化的主要因素.     

基于NDVI时序数据的华北地区耕地物候参数时空变化特征

[目的]耕地物候作为农业生态系统的重要特征之一,是进行农作物长势监测与估产、田间管理、农作物合理布局等的重要依据。利用遥感方法提取大区域尺度耕地物候参数和种植制度的时空变化特征,有助于从整体上掌握农业资源的空间分布情况,为农业生产决策和区域粮食安全评价提供服务。[方法]文章基于1999年和2013年的SPOT/VGT NDVI逐旬时间序列数据,采用TIMESAT软件集成的非对称高斯函数拟合法对数据进行平滑重构,通过比例阈值法提取了华北地区耕地物候参数(生长季开始期和结束期),分析其时空分布特征,并依据年内NDVI变化曲线峰值数目来确定耕地的生长季个数,识别耕地种植制度。[结果]华北地区作物生长开始期和结束期都存在明显的空间差异,15年来河北北部、北京、天津等地区,第一季作物返青/出苗期变化不大。而河南南部和中部地区,2013年第二季作物出苗期明显提前,由1999年6月下旬7月上旬,提前至6月上旬。我国华北地区种植制度仍以一年两熟制为主,华北地区北部受热量资源制约,仍旧保持一年一熟制不变。与1999年相比,华北地区2013年两熟制种植面积下降了21.1%,而一熟制种植面积增加了38.7%。[结论]华北地区耕地物候的时空变化与种植制度密切相关,同时也受到自然资源和人类活动的共同影响。     

SPAM模型和遥感结合提取华北地区春夏玉米种植面积

[目的]获取农作物空间分布信息,对于研究区域粮食安全、气候变化、陆地碳氮循环和水资源利用等都具有重要意义。[方法]该研究首先应用作物空间分配模型(SPAM-China模型),在5'×5'栅格尺度上重建了1980—2010年华北地区玉米空间分布信息;然后基于SPOT VEGETATION长时间序列NDVI数据,获取了该区域的作物熟制信息,并进一步划分出了华北地区春、夏玉米种植类型区;最后,重点分析了2000—2010年间华北地区春玉米和夏玉米种植区域的时空变化特征。[结果](1)1980—2010期间,华北地区玉米种植面积增加了360万hm2,增加面积集中在中南部地区,变化主要发生在2000年以后;(2)2000—2010期间,华北地区春玉米面积增加136万hm2,占该区玉米总种植面积的比例由17%上升至27%;夏玉米种植面积尽管也增加了87万hm2,但占该区玉米总种植面积的比重呈下降趋势;(3)春夏玉米混种区为华北地区玉米主产区,近年来呈现为春玉米增加、夏玉米减少的发展趋势,全区域92%春玉米面积增加和76%夏玉米面积减少均发生在春夏玉米混种区域内,可见该区以春玉米为代表的一熟制正呈现逐步取代以冬小麦—夏玉米为主二熟制的变化趋势。[结论]该文基于SPAM模型和遥感结合提取华北地区春、夏玉米种植面积的方法,为大区域、长时间尺度作物种植信息的获取提供了新思路。     

去年我国南方主产区甘蔗种植面积增7．93％

据云南糖网2月1月消息,2011年9—12月期间,农业部遥感应用中心对2011年我国广东、广西、海南、云南4省（区）甘蔗种植面积进行了监测。监测结果显示：4省（区）甘蔗种植而积为2556．97万亩,较上年增加187．87万亩,增加7．93％。     

马铃薯市场情况分析及走势预判

规模稳定,结构优化2014年我国马铃薯种植面积8500万亩左右,与2013年总体持平,种植面积趋于稳定。从区域角度来看,北方主产区的黑龙江、内蒙古、甘肃等省区的马铃薯种植面积均有不同程度的下降,其他省区基本持平;南方产区的四川、重庆、贵州、云南、湖北等省市均有一定程度的增加,其他多数省份基本稳定。从马铃薯生产结构来看,北方产区与南方传统的大春种植面积降低,而     

长期面临较大进口压力

正产量稳中略增。预计2016年中国糖料种植面积和食糖产量分别为2175万亩和900万吨,同比分别减少8.2%和14.8%,主要是由于食糖价格持续走低,糖农收益连年下降。"十三五"期间,甘蔗生产会向广西、云南等优势产区进一步集中,甜菜会向新疆、内蒙古等优势产区进一步集中,糖料种植面积有进一步缩减的趋势,但耕地基础设施建设、品种改良、机械化收获和规模经营等生产管理条件     

1990—2017年河北省易县土地利用时空格局动态变化

[目的]河北省易县是太行山片区的典型区,土地利用与经济发展特征明显。研究该县土地利用时空格局动态变化,可以为区域生态建设与可持续发展提供一定的参考。[方法]通过对Landsat中分辨率遥感影像解译分析,获取易县1990年、2000年、2010年和2017年的土地利用格局,在深入分析土地利用转移矩阵、动态度、信息熵的基础上,对土地利用变化程度的进行有效空间化,探索土地利用在不同地形梯度上的变化规律。[结果]1990—2017年,研究区耕地和草地的面积均明显减少,主要转移为林地和建设用地,建设用地净增14241.38hm^2;动态度持续增大,表明土地利用变化日渐活跃,其中近7年的动态度达到2.50%;4个时间节点的信息熵值分别为1.309、1.330、1.349、1.353,呈不断升高趋势,表明快速城市化进程中各类产业发展所需的用地类型已经逐渐完善,区域发展逐渐走向成熟。土地利用变化总体趋向自然生态方向,平原地区城市化率最高,偏离自然生态方向较大;低山丘陵地区的城市化率较低,趋向自然生态方向程度显著。[结论]通过分层次、多算法相结合,能够深入有效地分析土地利用时空格局动态变化特征,对于该地区的生态建设和可持续发展具有重要意义。     

基于空间信息重构技术的东北三省大豆时空演变研究（1980—2010年）

［目的］东北三省是我国大豆生产的重要基地，也是国家种植结构调整的重点区域。研究分析了1980—2010年东北三省大豆时空演变特征，为合理制定种植结构调整政策、加快推进农业供给侧结构性改革提供科学的空间信息参考。［方法］综合卫星遥感技术和空间信息重构模型优势，基于交叉信息熵方法，构建了作物空间信息重构模型SPAM China，对1980—2010年东北三省大豆种植空间分布、时空演变、重心迁移等进行了研究。［结果］1980—2010年东北三省大豆种植区域小幅增加，大豆种植面积栅格数量从6 703个增加至7 214个，松嫩平原、三江平原以及吉林省中部地区是东北三省的大豆主产区； 种植面积大幅增加，单位栅格面积增加1 000hm2以上的栅格数量增加明显，面积增加区域主要位于北纬47°~50°之间和东经1255°~131°之间； 东北三省大豆种植面积重心分别向东迁移10620km，向北迁移20857km，辽宁省、吉林省大豆种植面积重心南移，黑龙江省基本保持不变。［结论］1980—2010年东北三省大豆种植面积空间分布小幅增加，但时空变化特征显著，种植面积重心向北向东迁移。     

技术进步、规模化经营与我国甘蔗主产区生产效率研究

[目的]农业种植业的发展是多种因素共同作用的结果,文章旨在探究技术进步和规模化经营两个重要着力点对农业种植业可持续健康发展的影响。[方法]通过DEA-Malmquist指数分析方法,利用2003—2017年中国甘蔗主产区甘蔗种植投入产出面板数据,测算了在农业种植业发展过程中的综合技术效率、技术进步以及全要素生产率增长状况,并对各甘蔗主产区技术进步以及规模化经营情况作对比分析。[结果]我国以及广东、广西的甘蔗生产效率呈下降的趋势,海南和云南则呈上升的趋势;技术进步是提升广东和云南甘蔗种植业生产效率的直接因素,而对广西和海南甘蔗种植业生产效率贡献最大的是规模化经营;近年来,广东、广西的甘蔗种植生产技术进步缓慢,甚至出现技术衰退;广东、广西和海南3地的甘蔗规模化经营还存在一定的优化空间,尤其是广东和海南地区。[结论]我国及各甘蔗主产区应根据农业种植业的区域发展差异,以因地制宜为首要原则,重视技术进步和综合技术效率同步改进的同时,更应注重通过技术进步来推动规模化经营的发展。     

基于无人机样方事后分层的作物面积估算

无人机是开展野外调查的一种新型、有效的手段,能够及时、准确地获取地面调查样方信息,为作物面积遥感估算提供精准的样方数据。研究针对无人机抽样调查的样方特点,提出了适合于无人机样方的多层次事后分层指标(多层次-异质性指标、多层次-面积规模指标)。将这些指标分别用于事后分层抽样,估算冬小麦面积。并根据变异系数(coefficient of variance,CV)对其抽样效率进行评价。多层次指标是将多种分层指标分层结果叠加形成的,能够充分反映作物种植空间分布特征、空间异质性及种植规模,可以保证作物种植面积遥感估算的精度。以河南省冬小麦面积估算为例,在冬小麦空间分布空间范围,建立300m×300m抽样框格网,作为抽样基本单元。分别利用实验设计的多层次-面积规模指标、多层次-异质性指标、面积规模指标、异质性指标计算各抽样基本单元的对应指标值。按照累计平方根法计算不同分层指标下的分层界限值。最后进行事后分层估计,计算分层效率,对分层结果与分层效率进行对比分析。计算得到以上4种分层方法的变异系数分别为1.85%、1.41%、2.16%、1.55%。结果表明,结合无人机抽样调查,利用多层次指标法进行分层,各层内作物均质性较好,能够提高农作物面积估算的精度;此外,异质性指标较面积规模指标更能提高分层的层内作物均质性与农作物面积估算精度。     

山东省苹果种植面积的时空演变特征分析

[目的]利用1978~2015年山东省苹果种植相关数据,实证分析山东省苹果种植面积的时空演变规律及其内在影响因素。[方法]从省域、区域、地市层面分析山东省苹果种植面积的时空演变规律,并运用多元线性回归模型实证分析山东省苹果种植面积变动的具体影响因素。[结果]山东省苹果种植面积从1978年的18.330万hm~2增至2015年的29.968万hm~2,总体增加,并以1995年为拐点先增后减,呈"倒U"形分布。从区域层面看,胶东半岛苹果种植面积稳步增加,泰沂山区、鲁西鲁北平原苹果种植面积持续萎缩,直接导致山东省苹果种植面积的不断减少和苹果主产区向胶东半岛的迁移。从地市层面看,山东省17地市中仅有胶东半岛的烟台、威海两地市苹果种植面积有所增加,其余15地市苹果种植面积均有不同程度的减少。说明山东省苹果主产区呈东进西退、北进南退的变迁特征。[结论]山东省苹果种植面积变动是资源禀赋、种植成本、种植业内部比较效益、种植传统和种植惯性、非农就业机会、非农就业收入、国家政策、地区政策、技术进步等众多因素共同作用的结果。基础设施条件、种植传统和种植惯性、非农就业机会、非农就业收入、地区政策的影响更为显著。其中,种植传统与种植惯性、地区政策对山东省苹果种植面积产生显著正向影响;非农就业机会和非农就业收入产生显著负向影响;基础设施条件向耕地的倾斜也产生显著不利影响。而种植成本、种植比较效益、国家政策、技术进步等因素的影响并不显著。     

“高分一号”卫星数据在冬小麦种植结构调整实施效果评估中的应用——以河北省冀州市为例

[目的]在农业部"控制农业用水总量"的明确要求下,河北省试点实施了冬小麦种植结构调整,减少冬小麦种植面积。为快速监测与评估结构调整政策的实施效果,解决大尺度冬小麦种植结构变化监测中精度与成本相互制约的问题。[方法]该研究以河北省冀州市为例,利用国产高分一号卫星(以下简称"GF-1")2m全色、8m和16m多光谱卫星数据,对全市冬小麦种植面积及种植结构变化情况进行监测,并结合高分辨率卫星数据(0.5m分辨率Pleiades数据)计算关于GF-1数据监测结果的修正系数,从而提高监测精度。[结果]研究认为,与2m/8m分辨率的GF-1融合数据相比,系数修正后的16m分辨率GF-1数据在冬小麦种植结构监测与评价业务化运行工作中更具优势。基于16m GF-1数据的监测结果显示,2015年冀州市冬小麦种植结构与2014年相比变化明显,种植面积总体呈增长趋势。[结论]种植结构空间变化具有异质性,其中,冀州市北部冬小麦种植面积保持基本稳定,中部地区呈集中减少趋势,南部地区呈集中增加趋势。冬小麦种植结构变化的主要原因是受到棉花种植面积减少,以及种植习惯、种植模式变化等因素的影响。     

呼伦贝尔植被蒸散发时空变化研究

［目的］蒸散发是影响陆地和大气系统能量交换过程的关键因素，也是评价陆地生态系统的重要指标。文章运用中分辨率成像光谱仪(MODIS MOD16A2和MOD13A1)产品数据，并结合中国气象数据共享网的气象数据，估算了2008—2017年呼伦贝尔植被的蒸散发量，并在年度和季节两个时间尺度开展了植被蒸散发时空变化分析。［方法］运用变异系数(CV)和突变检验法(Mann Kendall），研究2008—2017年呼伦贝尔地区年际和季节蒸散发时空变化趋势。使用Pearson相关分析法，对呼伦贝尔地区季节尺度的蒸散发与归一化植被指数(NDVI)、各气象要素进行相关分析。［结果］2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发呈上升趋势，蒸散发值较大的月份为3月、8月和11月，蒸散发主要集中在5—10月份。变异系数的空间分布较均匀，平均变异系数为038，变异系数变化幅度较大的区域主要集中在呼伦贝尔北部，CV值均在1～265。CV变化幅度较小的区域主要分布在呼伦贝尔中部和南部，CV值在041～084。从年际变化趋势来看， 2013年为一个蒸散发突变年； 根据呼伦贝尔月份变异系数的计算，从1—12月变异系数幅度变化较大，说明呼伦贝尔ET变异剧烈。呼伦贝尔月份平均CV值是1，草原区的CV平均值是096，森林区的CV平均值是104，农区的CV平均值097。植被蒸散发与气象要素关系分析表明：蒸散发与气温、水汽压、NDVI、降水、日照时数呈显著正相关关系。［结论］2008—2017年呼伦贝尔地区蒸散发总体呈上升趋势，从整个季节变化来看，蒸散发起伏变化趋势明显，波动变化较大。从空间分布上来看，总体表现为呼伦贝尔南部的蒸散发大于北部。蒸散发主要集中在4—10月份，多年的低值出现在5月。不同区划类型平均蒸散发量由大到小依次为草原区＞农区＞森林区，全区的蒸散发变化趋势与农区变化趋势较为一致。正相关性强度依次为气温＞日照时数＞NDVI＞水汽压＞降水＞风速。     

基于Shift-Share模型的“镰刀弯”地区食增产结构变动分析——兼论玉米种植结构调整

[目的]"镰刀弯"地区玉米种植面积大幅度增加,粮食种植结构单一,为确保粮食安全稳定、多元化发展,需要明确该地区粮食生产结构中不同作物的变化特点和竞争优势.[方法]文章运用Shift-Share模型对"镰刀弯"地区的粮食作物生产结构和竞争力优势进行比较,分析了水稻、玉米、薯类、豆类以及其他作物的结构和竞争力优势差异.[结果]"镰刀弯"地区内部不同区域之间不同作物的结构优势和竞争力优势差异明显,其主要原因在于不同作物的播种面积和单位面积产量增长变动速度不同.[结论]"镰刀弯"地区粮食种植结构的调整,尤其是玉米种植面积的调减,应当充分考虑不同作物之间的优势差异,在满足可持续发展和市场需求且不形成过度供给的情况下,增加优势作物的种植,最终形成合理的种植结构和区域布局.     

基于GF-1 PMS影像的柠檬种植面积估算

为应用国产高空间分辨率影像快速、准确估算丘陵区柠檬种植面积,文章基于GF-1 PMS影像使用不同数据预处理及分类法估算柠檬种植面积。通过对影像进行大气校正、数据融合、滤波等处理,分别得到光谱反射率数据、融合影像和纹理特征数据(分辨率分别为8m、2m、2m)。通过可分离性分析,发现荒草地和未成林柠檬的可分性最差,二者在光谱反射率数据、融合影像和纹理图像中的可分性数值均小于1.8,是影响柠檬分类精度的主要因素。基于最大似然法的分类精度评价结果显示,纹理图像数据估算精度好于8m分辨率的多光谱反射率数据和2m分辨率的融合图像,适当的影像预处理有助于提高监督分类精度。对比基于最大似然法的精度,基于面向对象法的柠檬面积估算精度达95.09%,高于监督分类法的,使用GF-1 PMS影像估算柠檬面积最优方法为面向对象法。该研究为应用国产高分辨率遥感数据快速、准确估算丘陵地区果树种植面积提供了相关参考。