基于遙感的華北平原農業(yè)土地利用時空變化特征及驅動力分析.pdf

1、華北平原作為中國第二大平原，是我國農作物主產區(qū)之一。該地區(qū)農業(yè)發(fā)展耗水量較大，特別是主要糧食作物冬小麥，以及經濟作物果樹和蔬菜，高產來自充分的灌溉保證。長期的地下水抽取灌溉使華北平原形成了世界上最大的復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)域的時空變化特征，并進行驅動力變化分析，能有效指導該區(qū)的農業(yè)用水管理、作物種植結構調整和地下水保護工作。
　　本文首先結合農業(yè)氣象觀測站提供的華北平原主要農作物冬小麥—夏玉米、春季玉米、

2、棉花和林果的物候觀測資料，簡單歸納其典型物候期特征。然后將每年間隔16天的NDVI值經過Hants濾波得到平滑的作物時序曲線圖，依據不同的NDVI時序曲線圖通過分類回歸樹方法提取相應作物2000-2013年的種植面積;蔬菜和水稻的種植面積較小，且相對破碎，連續(xù)年份間種植面積變化則更小，所以本文依據TM/ETM數據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，并將結果分別作為2000-2006年和2007-2013

3、年的蔬菜和水稻種植面積進行區(qū)域農業(yè)土地利用時空變化分析。精度驗證可信后，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、土地利用轉移矩陣、景觀格局指數等角度分析近14年來這些作物的時空變化特征，最后分析了引起這些變化的驅動力。得出以下結論:
　　(1)本研究對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)測面積與農業(yè)統(tǒng)計面積的相關系數都大于0.76（置信水平為95％），具有較高的相關性;而TM/ETM數據本身

4、分辨率較高，分類精度也相對較高，所以本研究分類結果能夠用于作物種植的時空變化研究。
　　(2)華北平原的冬小麥—夏玉米主要分布比例關系是豫北＞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，而經濟作物則有明顯上升趨勢。統(tǒng)計該區(qū)各類型作物2000年和2012年種植面積，發(fā)現冬小麥—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，結合蔬菜、水稻分類結果，本文運用轉移矩陣和景觀格局分析華北平原主要作物主產區(qū)在近14年前后兩階段(2000-2006年和2007-2013年)的

6、時空變化特征，結果顯示: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移明顯;整體上豫北以北地區(qū)作物種植多樣化增強，特別是京津附近地區(qū)地塊景觀格局相對復雜，河北平原以南冬小麥—夏玉米種植規(guī)?；潭忍岣?，斑塊出現聚合聯通趨勢。
　　(4)最后分析了華北平原農業(yè)土地利用時空變化的驅動力，華北平原的自然條件決定了當地的主要糧食作物和可生長的果蔬，在經濟發(fā)展、市場經濟、產業(yè)結構變化、技