“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。     

大比例尺卫片在土地动态监测中的应用--以黑龙江省阿城市监测区为例

在研究黑龙江省阿城市土地利用变化规律的基础上,通过卫星影像分析了土地利用方式变化及土地变更的特点,提出了快速,及时,可靠的土地利用方式动态监测及土地变更检查的遥感方法,并对其做了总结和评价。     

金融赋能“两山”转化的路径研究——以安吉“两山银行”为例

“绿水青山”和“金山银山”是资源环境生态属性和经济属性的形象表达,在发挥两者原本属性价值的基础上实现二者的双向增益是践行“两山论”的核心所在。“两山银行”作为促成经济生态化、生态经济化并实现两者有效“转化”的重要手段和操作平台,对促进“绿水青山就是金山银山”的内在统一发挥了积极导向作用。但如何实现既有生态产品的价值量化与信用锚定,实现生态产品的自由兑换,真正开启“两山”交易通道,仍存在诸多体制机制瓶颈和技术障碍。文章立足安吉“两山银行”现状,在吸收比较的基础上,从应用层面作尝试性探讨。     

基于水—能—粮关联关系的粮食主产区农业种植结构优化研究——以吉林省为例

[目的]通过调整农业种植结构,优化水资源、能源及土地资源配置,在生态优先绿色发展的要求下实现区域粮食生产目标。[方法]文章选取吉林省为研究区域,采用水足迹模型和能耗核算模型解析主要农作物的耗水及耗能特点,并以区域的经济和生态效益为目标,构建以土地资源、水资源、能源、粮食安全、农业政策作为约束条件的多目标规划模型对种植结构进行优化。[结果]（1）不同农作物的水足迹、能耗结构以及资源利用效率存在显著差异。（2）优化后的耕种总面积略有增加,玉米种植面积比例明显下降,小麦和烤烟种植面积比例基本稳定,其余作物种植面积比例均有不同程度的上升。（3）优化后各类效益均有明显提升,其中水足迹减少5.02%,能耗减少5.96%,生物质能增长26.14%,粮食产量增加5.27%,经济效益提高34.38%,生态效益提高18.69%。[结论]充分考虑农业种植中水、能源和粮食的关联关系以及内外部的多种约束条件,在保障各类作物的最低产量前提下,优先发展低耗水、低耗能、低污染、高收益的作物,提高资源利用效率的同时改善区域农业生产的经济收益和生态效益,实现区域农业的可持续发展。     

多重压力胁迫下东北黑土区耕地韧性研究及其启示 ——以黑龙江省拜泉县为例

研究目的：将韧性理论引入耕地保护研究,评价黑土区耕地韧性进而揭示其短板要素,提出黑土区耕地韧性的提升路径与政策建议。研究方法：基于覆盖黑龙江省拜泉县16个乡镇、154个行政村的问卷调查及土地遥感数据,从韧性发生学视角构建“压力—状态—响应”模型,以村域为单元,利用熵值法综合评价拜泉县耕地韧性。研究结果：（1）拜泉县耕地韧性为0.421,处于中等偏下水平,耕地韧性不足;（2）立地条件对耕地韧性具有显著负向作用,耕地韧性较高的村庄集中于远离县城且地面坡度较低的地区,靠近县城且地面坡度较大的村庄耕地韧性相对较低;（3）农田排涝设施短缺、耕地劳动力投入不足是制约拜泉县耕地韧性的关键短板因素,耕地集中连片程度、耕地的机械、化肥投入以及粮食产出与收入有效支撑了拜泉县耕地韧性。研究结论：针对外界环境的复杂性、动态性以及未来发展的不确定性,有效实施耕地保护应强调基于韧性的治理理念。一方面要注重不同地域耕地内核系统与外界环境系统的交互作用方式与过程,诊断识别影响耕地质量与生产力的关键短板因素并制定应对措施;另一方面要培育增强对发展环境变化和外界不确定性的研判能力,及时调整耕地保护策略,从而有效规避风险挑战或将损失降到最低。     

农民采用“两型农业”技术意愿的影响因素分析——以“两型社会”实验区为例

"两型农业"是转变农业发展方式的客观要求,而农民采用"两型农业"技术的意愿是实施"两型农业"的关键。本文利用农村实地调查数据,通过Logistic离散选择模型对农民采用"两型农业"技术意愿的影响因素进行分析后认为,农民采用"两型农业"技术的意愿主要受农民的年龄、文化程度、健康状况、农民人均收入、是否参加专业合作组织、农民获得"两型农业"的信息渠道等因素的影响,并以此提出促进农民采用"两型农业"技术的政策建议。     

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“三生”功能的黑土区耕地资源价值影响因素分析 ——以黑龙江省克山县为例

研究目的:分析耕地"三生"功能影响因素与耕地资源价值之间的相互作用关系,为完善耕地保护补偿机制提供科学依据。研究方法:计量经济模型、空间展布模型、小波相干模型。研究结果:(1)研究区的耕地资源价值平均值为146.89元/m~2,其中耕地资源社会价值最高,经济价值次之,生态价值最低。样本区耕地资源价值呈自西北向东南降低的明显空间分异特征。(2)基于耕地"三生"功能要素,影响研究区耕地资源价值的敏感性因子9个,影响强度大小有所不同。其中建设用地比例、病虫害发生面积和障碍层厚度三个敏感因子对耕地资源价值的提升具有反向作用,其他因子具有正向作用。研究结论:耕地的"三生"功能要素对耕地资源价值作用的强度大小和方向不同,耕地资源价值应体现耕地的"三生"功能影响因素。耕地保护补偿方式应从耕地的数量、质量和生态补偿向基于耕地"三生"功能因素的综合补偿方式转变,这也与征地补偿的初衷——农民原有生活水平不降低、长远生计有保障的目标相符。     

中国最贫困地区农民增收研究——以甘肃省“两州两市”为例

以甘肃省"两州两市"为例说明中国最贫困地区农民收入的基本情况,分析农业结构调整、农业自身发展、农村面貌改善、农民收入状况和社会事业发展对农民增收产生的影响。甘肃省"两州两市"实现农民增收,要将促进农民增收作为总体思路和发展目标,重点发展特色农业,发展旅游业和家庭服务业为重点的生活性服务业,发展劳务经济,提高农民素质,推进新农村建设。     

提高低效建设用地使用效率探索与实践——以浙江省嘉兴市“两退两进”为例

为了提高低效建设用地的利用效率,有效解决当前建设用地严重不足的现实问题,浙江省嘉兴市正在开展两退两进工作。全市各级政府必须统一思想,从加强政策宣传力度、强化现有倒逼机制、完善考核激励机制和细化各项操作标准等方面入手,以正确的思想认识、科学的工作方法,扎实地推进两退两进工作的开展。     

多时相GF-1卫星PMS影像提取农作物种植结构

[目的]及时准确获取农作物种植结构信息,对农作物种植结构调整具有重要意义。[方法]文章以多期GF-1卫星PMS影像为主要数据源,通过分层分类方法成功提取了朱仙镇一个种植年内秋播蔬菜、冬小麦、春花生、早熟西瓜、夏玉米、夏花生等农作物,并通过叠加分析得到朱仙镇的农作物种植模式。[结果]朱仙镇有10种种植模式,以一年两熟的冬小麦-夏玉米为主要倒茬模式,占比49.7%,其他9种种植模式所占比例之和接近50%;从整体景观的角度对朱仙镇的主要作物种植模式进行衡量,斑块丰富度PR达到9.0,香农多样性指数SHDI达到1.483 6,说明朱仙镇种植模式多样,有利于多元农业种植结构发展;分层分类的方法能够延续最优提取结果的精度,各类作物提取精度均达到了80%以上。[结论]PMS影像的高分辨率能够清晰的表达地块边界,一定程度上呈现了非大宗作物的空间分布,GF-1卫星PMS为多尺度的农业监测提供了更多的选择。     

黑龙江省作物种植结构演变特点与调整对策研究

[目的]黑龙江省是我国重要的商品粮产地,玉米种植面积和产量名列全国第一,由于东北地区玉米库存积压严重,面临大幅度压缩玉米种植面积的严峻局面,如何调整黑龙江省的作物种植结构和发展黑龙江省玉米生产引起各方关注。[方法]文章依据面板数据总结了中华人民共和国成立以来黑龙江省作物种植结构演变特点,分析了黑龙江省作物结构调整的各方面限制因素,并结合我国农产品进出口实际,提出黑龙江省今后的作物结构调整方向。[结果]稳定粮食生产,适当增加小麦和大豆的种植面积,适当压缩玉米种植,把休耕纳入轮作体系,作为临时措施,可以大面积开展玉米休耕;适当发展经济作物和杂粮杂豆作物;有条件发展饲料牧草作物。对于非粮食作物的种植,政府应该有长远考虑,不能作为应对短期出现的玉米产大于销的权宜之计。[结论]今后黑龙江省玉米生产要立足于通过提高单产来提高效益和竞争力。政府应该为玉米休耕和种植非粮食作物提供补贴,相应补贴政策是黑龙江省此轮种植结构调整成败的关键因素。     

面向农业区划的作物种植结构遥感提取

[目的]尝试将作物种植结构提取结果由行政单元发展为基于相对均质的地理网格单元,解决当前农作物种植结构信息提取的空间局限性问题,文章在大尺度的土地利用/覆被分类与地块尺度的作物分类之间提出了作物种植结构单元概念,并构建了一种快速、低成本、准确的区域尺度作物种植结构提取方法。[方法]利用黑龙江省2014年250m分辨率的植被指数产品构建时间序列曲线提取物候信息,在耕地物候分区基础上对各物候区进行面向对象的多尺度分割,提取作物种植结构单元,利用光谱特征和NDVI指数构建特征空间,最终采用最邻近分类方法提取作物种植结构。[结果](1)利用MODIS时间序列数据提取物候特征进行多尺度分割的方法,能够有效的提取区域尺度农作物种植结构单元;(2)作物种植结构提取总体精度为95.70%;(3)黑龙江省2014年作物种植类型共有12种。其中,三江平原主要是水稻单一种植区、水稻混作区;松嫩平原以玉米单一种植区以及玉米-大豆混作区种植为主;西北部种植结构较复杂;东南部因地势等影响多种植玉米、大豆。[结论]利用物候数据进行种植结构提取可以有效划分农业区划,研究成果不仅为作物种植结构调整和农业发展布局提供科学依据,也是不同区域产量预测的基础,为合理布局农业生产、改进耕作制度以及引入和推广新产品等提供依据。     

陕西省主要粮食作物种植结构时空变化特征分析

［目的］探究粮食作物种植结构时空分布特征,有利于进一步优化生产布局,对保障粮食的安全可持续生产具有重要意义。［方法］文章通过对1991—2016年陕西省主要粮食作物种植结构相关数据进行收集、整理和量化分析,探究主要粮食作物（小麦、玉米、水稻）种植面积的演变特征。采用标准差和变异系数探究各地粮食作物种植面积差异的波动性。进一步采用比较分析法和空间分析法研究粮食总种植面积、小麦和玉米种植面积的空间分布格局,并分析粮食作物种植面积的区域集中倾向与单产之间的相关性。［结果］（1）1991—2006年陕西省农作物总播种面积呈现波动性递减的趋势,2007—2016年整体呈现增长的趋势。整个研究阶段内,粮食作物种植面积及所占比重呈现递减的趋势。（2）1991—2005年小麦的种植面积及所占比重均呈现显著递减的趋势,2006—2016年小麦的种植面积稳定在1080万~1182万hm2,所占比重维持在45％～50％。1991—2008年玉米的种植面积波动相对较大,2009—2016年基本稳定在110万~120万hm2,种植面积所占比重整体呈递增趋势。稻谷种植面积及所占比重相对变化较小。（3）整体看,研究阶段内,陕西省各地区粮食作物总种植面积、小麦和玉米种植面积所占比重均变化不大,但地域间存在较大差异,其中榆林、渭南和咸阳粮食作物总种植面积所占比重较高。渭南、咸阳、西安、宝鸡等中部各市小麦和玉米种植分布最广。单产优势是陕西省粮食种植区域集中的一个重要原因。［结论］陕西省粮食作物种植面积有所降低,但各地之间的差异趋于稳定,粮食作物主要分布在关中平原地区,如何充分利用关中地区粮食种植集中优势,坚持粮食安全和现代高效农业相统一,对不断提高粮食核心竞争力至关重要。     

作物遥感估产中自动分类方法研究进展与展望

作物面积的提取是遥感作物估产中的技术关键和难点,如何选取分类方法将直接影响估产精度。在介绍作物遥感估产常见自动分类方法的基础上,对目前的研究水平及其发展方向进行了初步分析。     

若羌绿洲特色林果种植信息遥感提取方法适用性分析

目的 为快速掌握若羌绿洲特色林果业种植信息,提高特色林果资源调查的信息化水平,服务若羌特色林果业的发展。方法 文章通过野外调查和室内文献资料分析建立遥感分类的先验知识,采用面向对象的影像分析方法,构建多尺度分割结果的光谱、植被指数、形状、纹理等特征,采用CART和随机森林算法进行遥感分类,分析使用不同分类算法、特征集对分类结果的影响。结果 （1）随机森林算法相比于CART算法总体分类效果好,分类精度高,特征数据集的加入对CART算法的分类精度影响较小,而对随机森林算法分类精度的提升较为明显。（2）形状特征对形状差异较大的地物具有较强的识别能力,植被指数特征能有效识别植被和非植被地物,纹理特征则对分类精度的影响较小。（3）综合所有特征集并结合随机森林算法的分类结果最优,总体精度88.43%,Kappa系数85.47%,面积精度96.89%。结论 形状、植被指数、纹理等特征集的加入对各个地类的分类精度的影响不同,应具体问题具体分析,随机森林算法比CART算法更适用于多维特征数据集的作物遥感分类任务。     

基于深度学习模型的种植结构复杂区农作物精细分类研究

目的 卫星遥感技术具有覆盖范围广、探测周期短、调查成本低等优势而广泛应用于大区域农作物分类。然而在种植结构复杂区（如城乡结合部）,因其地块破碎、同期生长的作物种类多且分布分散,利用传统的统计分类或机器学习方法进行农作物分类时仍存在精度不高的问题。为提高种植结构复杂区农作物分类精度。方法 文章选取河北省廊坊市广阳区为研究区,以GF-1 PMS全色多光谱融合影像为数据源,采用U-Net、PSPNet及DeepLabv3+,3种深度学习模型进行农作物分类研究。分析模型参数对农作物分类精度的影响,评价3种深度学习模型的农作物分类精度,优选农作物精细分类方法。结果 （1）学习率与3种深度学习模型的分类精度呈正相关关系,较大的学习率（0.01,0.001）下,3种模型收敛速度快,分类精度高。批样本量与模型分类稳定性相关,批样本量设为100时,3种模型的分类稳定性最好。（2）相比PSPNet、DeepLabv3+模型,U-Net模型分类效果最好,总体分类精度为89.32%。（3）GF-1 PMS影像结合U-Net模型可有效提升种植结构复杂区农作物分类精度,大宗作物春玉米、夏玉米的分类精度在80%以上,花生、红薯、蔬菜小宗作物分类精度在60%以上。结论 该研究可为准确获取种植结构复杂区的农作物类型、面积及空间分布信息提供参考依据。     

基于卫星遥感的东北三省露天秸秆焚烧及其排放研究

[目的]为了解我国东北地区露天秸秆焚烧及其排放情况,为东北地区秸秆资源综合利用、环境质量改善提供依据。[方法]基于MODIS卫星数据、GFASv1排放清单数据及土地利用数据,采用上下文算法及空间统计方法对东北三省2015~2017年秸秆焚烧火点及PM_(2.5)排放时空分布特征进行了分析。[结果]东北三省秸秆焚烧主要集中在黑龙江省西南部和东北部、吉林省的中西部以及辽宁省中部地区;2015~2017年东北三省共计1.871 8万个露天秸秆焚烧火点,PM_(2.5)排放总量为17.3万t,火点最多的年份为2017年,排放量最大的年份为2015年,东北三省中黑龙江省火点最多,排放量最大,占比分别为71.9%和73.3%;东北地区年内各月秸秆焚烧火点及PM_(2.5)排放在春(3~4月)、秋(10~11月)两季最为明显,呈双峰分布,春季火点数及排放量多于秋季,且呈春季增加、秋季减少趋势。[结论]东北地区秸秆资源综合利用量有了一定的提高,秋季禁烧工作成效明显,春季秸秆禁烧工作有待加强。     

遥感技术在青海刚察县草畜平衡研究中的应用

［目的］刚察县草地资源丰富,是青海省环湖重点牧区之一,文章利用遥感技术对刚察县草地生物量进行了遥感估算,并在此基础上分析其载畜平衡状况,以期为刚察县草地资源利用、生态环境保护和区域经济可持续发展提供参考依据。［方法］利用2016—2018年刚察县的遥感数据、地面样方调查数据进行生物量估算,并利用牧业统计数据计算载畜平衡指标,在此基础上分析其载畜平衡状况。［结果］（1）指数函数可以较好地模拟NDVI与生物量之间的相关关系,指数方程为：y=60137e093x（R2=066）。（2）2015年植被生物量较2010年有所增加,而2018年平均生物量较2010年持平,这一特征主要与气候和降水条件有关,2018年降水量较少、气候较干旱。2015年冬春草场生物量较2010年基本持平,2018年较2010年有下浮下降; 2015年和2018年夏秋草场比2010年均有小幅提高。（3）基于遥感估算的草地生物量结果和刚察县的补饲情况进行了草畜平衡情况分析,结果显示,2010年超载率为2308%,为超载; 2011年超载率为511%,2015—2017年分别为602%、690%、929%,均为草畜平衡。［结论］草畜平衡政策实施后,刚察县在减少草原可利用面积后,通过补饲减缓了天然草场的载畜压力,天然草场基本达到草畜平衡,有利于该区域草地生态环境的恢复和保护。