近30年云南省主要粮食作物种植面积与产量变化分析

基于云南省1989―2018年的农业数据资料,采用LMDI分解法、重心迁移模型等方法研究粮食种植面积和产量的时间变化趋势与空间演化格局,并探究主要粮食作物（小麦、稻谷、玉米、薯类）生产的变化差异;进一步采用人均粮食产量、粮食波动系数等指标分析粮食安全水平。研究发现：1）近30年云南省粮食种植面积和总产量均表现为显著上升的变化趋势,其中总产量增长率高达97%,且各作物单产量的增加和种植结构的调整是全省粮食总产量增产的主要贡献因素;稻谷和小麦的种植面积在30年内分别下降了16%和36%,总产量和单产量变化不大;玉米的种植面积、总产量及单产量的增长率最明显;稻谷和玉米在1989—1998年增产的主要贡献因素均为单产量的增加,而1999―2018年3种谷物增产则均是由于种植面积的变化;薯类在研究时段内总产量增加了228%,这一变化是由种植面积变化导致的。2）云南省粮食种植面积总体呈现东多西少的分布规律,最多的地区为曲靖市,最少的为迪庆藏族自治州;粮食生产重心有向东北方向迁移的趋势;稻谷产量由东南向西北递减,小麦产量高值区由四周向中部聚拢;玉米和薯类发展较快,高产区均主要分布在滇东北。3）近30...     

近30年中国农作物种植结构时空变化分析

综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明：① 近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作物占优的单一种植结构类型呈逐年递减趋势,其中1980年全国82.7%的县级农业种植结构是水稻、小麦、玉米及其组合种植类型,2002年后的果蔬类型增加改变了种植结构格局。② 全国种植县中有47%的水稻、61%的小麦和29.6%的玉米的种植比例显著减少,其他作物呈现增加趋势。粮食作物由以水稻为主的格局调整为水稻、小麦和玉米共存格局,其中玉米种植面积比例在空间上变化最为显著,在中国形成北东—西南向的“玉米减少带”。种植结构调整热点的城市地区,城市化对种植结构变化影响显著,水果和蔬菜类种植比例在城市化地区快速增加。③ 种植结构变化趋势在1300个县形成空间集聚效应,水稻的高高聚集占全国县数的2.86%、小麦占5.64%、玉米占6.11%、大豆为4.53%、麻类为1.62%、棉花占7.77%、蔬菜占8.24%、薯类占12%、水果占10%、糖料占1.41%、油料占9.35%,主要分布于中国东北、新疆和沿海的城市化地区。     

近50年基于农作物种植结构的新疆绿洲农田蒸散发时空变化分析

基于农作物种植结构准确估算绿洲农田蒸散发,对中国西北干旱区水土资源优化配置和生态环境可持续发展有重要意义。利用1960-2010年县级农业统计数据和基于遥感提取的绿洲耕地分布数据,产生逐年的新疆绿洲三种农作物(棉花、小麦、玉米)种植比例时空分布数据集,并在此基础上利用Penman-Monteith单作物系数法估算农作物蒸散发。结果表明:1960-2010年全疆绿洲耕地面积持续增加,粮食作物占优势的单一种植结构类型已被经济作物替代,形成南疆棉花快速增加、北疆小麦快速减少的种植格局。近50年全疆三种农作物总蒸散发量增加了47.85%,棉花贡献率最高,其次为玉米,小麦最低。耕地面积和结构变化对绿洲农作物蒸散发时空分布和组成结构变化具有重要影响。     

1950—2015年中国棉花生产时空动态变化

基于1950—2015年中国棉花生产分布数据,综合运用时序变化趋势、空间分析等方法,分析中国棉花产量、面积及单产的时空分布特征和重心迁移轨迹,在此基础上量化面积和单产对棉花产量变化的贡献度。结果表明:① 1950—2015年间,中国棉花产量和单产总体呈上升趋势,产量增加521.44万t,单产增加1381.83 kg/hm²,面积经历剧烈波动、平稳发展及3次起落5个时期后,与1950年基本持平;② 棉花产量和面积区域性差距较大,但总体呈增加趋势,单产变化趋势稳定,其中西北内陆棉区棉花生产年际波动最大;③ 1950—2015年中国棉花种植区域中近87%的地区产量增加,约63%的地区棉花面积减少,70%以上地区棉花单产增加。三大棉区产量和单产增加,但增长速率不断减小,西北内陆棉区缩减幅度最小,亦是中国棉花面积增长的主力棉区;④ 中国棉花生产形成“东南—西北”的格局,主产区由黄河流域棉区转为西北内陆棉区;棉花产量和面积重心均向西北方向移动,总移动距离分别为1947 km、1398 km,2010—2015年移动速度最大,分别达到159 km/a、140 km/a;西北内陆棉区生产重心由和田迁至阿克苏,长江流域棉区由六安迁至黄冈,黄河流域棉区则由邯郸迁至聊城;⑤ 全国棉花产量贡献由单产主导逐渐转变为面积主导,从棉区来看,长江和黄河流域棉区亦由单产主导逐渐转变为面积主导,西北内陆棉区则一直为面积主导。     

疏勒河流域双塔灌区种植结构变化及其原因

基于1996-2010年双塔灌区各乡（镇）农作物类型、种植面积、供水定额、用水定额、作物单产及价格等资料,探讨了气候变化背景下农业种植结构调整原因及其影响。结果表明：研究区2010年作物种植面积较1996年增长2.3倍,其中粮食作物种植面积减少,经济作物和其他作物种植面积增加,农作物总产值和单位产值均明显提高,说明当地种植结构调整优化在产生经济效益方面效果明显。当地种植结构调整主要受自然条件、政策指导、历史根源、农民意愿、市场调节、灌溉供水条件等多方面因素的影响,其中自然条件中的水资源供应状况主要影响作物种植面积,其他因素影响作物种植类型。通过种植结构调整,当地农业产值在增长同时,用水紧张现象较以前有所缓解,地表水基本可以满足农田灌溉需求,减少了对地下水的使用,从而对保护当地生态具有重要意义。     

近30年中国水稻种植区域与产量时空变化分析

通过综合80年代初以来的农作物面积与产量统计、耕地分布、农业灌溉分布以及作物生长适宜性分布等多源数据,利用基于交叉信息熵原理的作物空间分配模型(Spatial Production Allocation Model,SPAM),获得了我国10km像元尺度的水稻分布信息。在此基础上,重点分析了80年代初以来水稻种植面积与产量的时空变化特征。总体来看,在全国水稻种植区域内发生变化的地区中有超过50%的地区水稻种植面积出现缩减态势,但仍有近70%的地区水稻产量在增加。空间变化来看,种植面积缩减主要发生在东南沿海的广东、福建和浙江等省,而增加主要出现在东北地区的吉林和黑龙江等省,我国水稻种植重心因此向东北方向迁移约230km,产量重心向东北迁移约320km。同时,研究还发现我国水稻种植面积变化对产量增减具有重要影响,其中产量增加表现为面积与非面积因素的共同作用,数据显示种植面积扩展对水稻增产的平均贡献率约54.5%,而在产量减少的区域,面积缩减对减产的贡献率高达80%以上。     

1900年以来长春市土地利用空间扩张机理分析

综合集成TM、SPOT遥感影像,地形图、历史地图及其它空间数据提取长春市1900年、1930年、1954年、1976年、1990年、2004年共6期城市土地利用空间扩张信息。利用空间重心转移模型、分形模型与城市土地-人口异速增长模型分析长春市100年来城市土地利用扩张的空间变化特征,进一步研究其扩张机理。研究结果表明：长春市1900年到2004年城市土地面积扩张56.77倍,其中1990~2004年扩张速度最快;1900年以伊通河左岸的宽城子和现在的南关区北部的内城作为城市的雏形。1900~1930年日俄为进行资源掠夺修筑铁路并在周围建立商埠用地将宽城子与内城连为一体。1930~1954年城市主要沿铁路沿线的西南扩张,1954~1976年国家以发展重工业为主向南北方向填充,1976~2004年城市受高新技术开发、旅游业等的影响主要向东南方向扩张。除1976~1990年外城市向外扩张的不规则程度逐渐提高,稳定性降低。1976~1990年以边缘区填充为主,其他时段以边缘区扩张为主。1900~2004年人口增加87.57倍,人均城市用地面积有逐渐减少的趋势,城市土地利用面积与人口二次幂拟合曲线优于乘幂拟合曲线,从百年尺度上历经半殖民地半封建社会与社会主义经济建设两大社会背景的长春城市土地-人口异速增长模型并非规则变化,说明长春100年来城市演变过程中城市建设在历史时期具有不合理的现象。     

中老缅交界地区橡胶种植的时空格局及其地形因素分析

橡胶林地是东南亚地区主要的土地利用类型,动态监测橡胶种植并分析其时空变化规律,对于区域土地资源开发、生态环境保护以及维护边境安全稳定具有重要意义。本文基于遥感技术实地研究了中老缅交界地区1980-2010 年的橡胶林地分布格局及其时空变化规律,定量分析了橡胶林地的分布特征及其地形因素的影响与限制。结果表明:(1) 2010 年中老缅交界地区橡胶林地面积为60.14 万hm²,占土地面积的8.17%,是研究区最大的土地利用类型。就林地结构来看,橡胶成林(≥10 年) 与橡胶幼林(<10 年) 之比大体是5:7,近10 年来橡胶林地扩展迅速。(2) 1980-2010 年中老缅交界地区橡胶林地已由最初的7.05 万hm²增加到60.14 万hm²,扩展近9 倍,橡胶林地扩张显著。橡胶林地已呈现由集中至分散、由边境向国外,“以景洪为中心、北上南进、西拓东扩”的空间分布格局与地域扩展特征。(3) 中老缅交界地区橡胶种植受地形因素制约,橡胶林地4/5 以上集中在600~1000 m适宜区间,很少超过1200 m;近2/3 集中分布在8°~25°的坡地,极少或很少分布在超过35°的急陡坡;主要分布在南坡和东坡,北坡和西坡相对较少,橡胶种植强度也呈现相同规律。(4) 橡胶林地国别对比分析表明,中国境内橡胶林地在向高海拔、陡坡地扩展,老缅境内具有较大地形适宜空间,有利于橡胶种植的跨境发展。(5) 中老缅交界地区的橡胶种植必将由中国向老挝和缅甸跨境发展,老挝和缅甸境内,特别是近中国边境地区的橡胶林地持续扩张已是不可避免。     

洞庭湖湿地柳属木本植物变化趋势及成因

柳属(Salix)植物是洞庭湖湿地唯一的原生木本植物,对湿地生态系统功能的维护具有重要意义,而以往研究大多关注草本植物,缺乏对木本植物的认识。本研究通过2008年5月和2013年11月的洞庭湖湿地大面积调查,揭示洞庭湖湿地柳属木本植物的变化趋势。结果表明,洞庭湖湿地柳属木本植物主要分布于东洞庭湖,其次是南洞庭湖,分布形式为小面积点状分布和大面积带状分布。2008年5月,洞庭湖湿地柳属木本植物分布区的面积为993.7 hm2,2013年11月减少至192.9 hm2。2008年5月,洞庭湖湿地柳属木本植物以原生型植物为主,2013年11月,其以种植型植物为主。在2008~2013年间,柳属木本植物呈现分布面积急剧减少、原生型植物减少、种植型植物增加的变化趋势,业已成为本地区的濒危物种。2013年11月,各柳属木本植物分布点的乔木层特征差异明显,树高为4.37~15.2 m,胸径为3.63~68.71 cm,原生型植物树高和胸径明显大于种植型植物。在原生型植物区,林下优势植物主要为短尖薹草(Carex brevicuspis);在种植型植物区,林下优势植物主要为芦苇(Phragmites australis)、荻(Miscanthus sacchariflorus)和短尖薹草。水位降低、淹水时间缩短、水质下降与大面积种植杨树等是导致洞庭湖湿地柳属木本植物退化的主要原因。     

气候变暖对甘肃种植业结构和农作物生长的影响

采用对农作物生长有指标意义的≥10℃积温和<0℃负积温与农作物适宜种植面积、生长发育速度及产量进行对比统计分析研究,得出气候变暖对农作物种植结构发生了较大改变,冬小麦西伸北扩,棉花面积迅速扩大,多熟制向北和高海拔地区推移。农作物生长发育速度发生了明显变化,春播作物提早播种,喜热和喜温作物生育期延长,越冬作物推迟播种,生育期缩短。喜热作物棉花气候产量明显增加。     

秦岭中山区山地景观格局变化及驱动力分析——以宁陕县长安河流域为例

应用RS和GIS的方法,通过对1994年、1999年、2003年三期遥感影像的解译分析,结合野外考察,翻阅相关资料,对长安河流域近10 a来景观格局进行分析.以期得到秦岭中山区长安河流域近10 a间景观格局变化及驱动力因素.结果表明:近10 a间研究区景观斑块面积和斑块的数茸发生明显变化,天然次生有林地、人为影响次生林地、荒草地三种景观类型斑块数量大幅度增加;研究区景观多样性增加、景观破碎度指数增大、景观分维数增加,景观异质性增强;研究区各景观面积动态度变化显著,主要景观类型面积呈现"两增三减"的变化规律.自然环境的制约作用、人为活动干扰作用、政策导向作用作为本区景观格局变化的主要驱动力,决定和影响了景观格局的变化趋势,进而了本区生态环境的变化.     

老挝生态系统服务消耗研究（英文）

生态系统利用强度成倍的增加使得生态系统服务与居民需求间的矛盾日益严峻。"一带一路"倡议的提出对老挝生产生活带来了极大的影响,科学评估生态系统服务消耗是探究居民对生态系统影响程度的重要手段。本研究通过收获指数和料肉比等参数对老挝1961–2013年农产品、水果和畜产品消费数据进行转换,分析得到了以下结论:(1)老挝以农田、森林、草地生态系统服务消耗为主,其中农田生态系统服务消耗占比超过80%且有下降趋势,森林生态系统服务消耗占比高于10%且有上升趋势,草地生态系统服务消耗占比不足2%且基本不变,三类生态系统服务消耗量均呈现出先增加、后波动、再增加的变化趋势;(2)老挝生态系统服务消耗在1961–2008年期间形成了"农田生态系统服务消耗一家独大"模式,在2008–2013年期间形成了"农田、森林和草地生态系统服务消耗均衡发展"模式,并且有从前一个模式向后一个模式转变的趋势;(3)老挝生态系统服务消耗模式形成及变化受供给和贸易的影响,老挝在1961–2008年期间以发展农业为主,形成了"农田生态系统服务消耗一家独大"的模式;得益于农、林、畜产品进口种类的不断丰富、贸易额的增长、进口量的增加,2008年后老挝生态系统服务消耗从"农田生态系统服务消耗一家独大"模式转变为"农田、森林和草地生态系统服务消耗均衡发展"模式。本研究为生态系统服务消耗研究提供了实证参考。     

近30年小兴安岭沼泽湿地动态及其驱动力研究

以1985、1995、2005、2015年4期Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在遥感和地理信息系统平台上提取了小兴安岭地区湿地信息以及各土地利用类型面积,采用动态度模型、重心迁移模型、主成分分析等方法,分析近30年小兴安岭地区沼泽湿地的面积变化及其变化速度、重心变化、土地利用转移和沼泽湿地变化驱动力。结果表明:与1985年相比,2015年研究区内沼泽湿地面积减少了12 751.62 km~2,退化的湿地主要向林地和耕地转变;湿地重心整体向北偏西70.72°方向迁移;黑河大部分地区沼泽湿地变化率小于小兴安岭全区的变化率;伊春东南部及鹤岗全区的沼泽湿地面积变化动态度较高,湿地恢复和退化两极分化明显;沼泽湿地面积动态度受气温和相对湿度等自然因素影响,生产总值、粮食产量、农作物总播种面积和人口等社会经济因素是沼泽湿地变化的主要驱动力。     

近30年来兰州市人口密度空间演变及其形成机制

以街区层面的人口统计数据为基础,综合应用ArcGIS和GS+Version7软件对近30 a来兰州市人口密度空间演变进行分析。结果表明:1982-2009年,随着空间距离的增加,人口密度的正相关性逐渐削弱,负相关性逐渐增强。人口密度总体上呈不断增大的趋势,人口分布不均衡性和聚集性逐年增强,整体呈现出东高西低格局,以城关区和西固区为增长顶点形成"双核心"空间结构。高密度人口分布偏东,主要集中在城关区和七里河区。人口重心级别不同,所在街区面积不同,高人口密度街区面积小,低人口密度街区面积大。其形成机制主要缘于自然因素、历史因素、政策因素和经济因素等方面。     

疏勒河径流量与绿洲面积、农业产值及生态效益的关系

基于1954-2010 年疏勒河干流出山径流量、2000-2010年流域内灌区水资源供应量、灌区农作物种植类型、农作物及林草地面积等资料,通过建立系统动力学模型,探讨了气候变化背景下疏勒河径流量对绿洲的影响。结果表明:绿洲受径流量变化影响显著,若出山径流量按1954-2010 年变化趋势增加,绿洲面积、农业产值、生态效益将有不同程度增加; 若出山径流量减小,绿洲面积、农业产值、生态效益亦相应减小。2020年出山径流量较2010年分别减少5%、10%、15%时,绿洲面积和农业产值相应减小4.5%、8.9%、13.4%。在径流量不变情况下,若普及常规节水,林、草地面积均增加16%以上; 若普及高效节水,林、草地面积均扩大54.7%; 若提高渠系利用率到0.70,林草地面积扩大5%以上,总产值增加5.4%; 若提高渠系利用率到0.75,林草地面积增加12%以上,总产值增加12.2%。     

过去50年吉林省玉米带玉米种植面积时空变化及其成因分析

吉林省中部的玉米带现已成为中国重要的商品粮基地。建国以来,玉米种植面积的时空分布发生了很大变化。过去50年间,吉林省中部玉米带的玉米种植面积占呈波动增加趋势,并在1996年达到最高值,1997年后又开始下降;1980年以后,即吉林省中部玉米带大规模产业化发展以后,玉米种植重心向东移动。对于玉米种植面积变化的原因分析表明,政策引导、农业科技和以及其与其它作物的经济收益比较优势是非常重要的驱动因素。另外,近些年吉林省玉米带年平均气温明显增加,冬季和春季增温较多,玉米带的玉米种植面积呈现出随气温增加而线性增加的趋势。     

基于遥感监测的北京市 城市空间扩展格局与形态特征分析

基于1990年、2002年、2013年的遥感影像、基础地理信息数据,开展北京城区边界信息提取,从城市扩展过程、空间形态、扩展类型、空间结构演变4个方面对北京市城区空间演进过程进行分析。结果表明:1990—2013年北京市辖区城区面积扩展了559.20 km~2,2013年的城区面积是1990年的2.29倍,城区面积扩展明显;北京市城市空间扩展具有显著的阶段性,1990—2002年、2002—2013年两个时段的城市扩展面积及速率均呈显著增加趋势,前期以中心城区外围的"片状"扩展为主,后期以内部填充的集约式扩展为主。     

1980年以来北京农用地时空演变与驱动力

分析北京1980年、1990年、2000年的耕地率、粮食和蔬菜作物的种植率及粮食和蔬菜作物及果树作物的单位面积产量,得出北京农业用地变化类型由土地条件、国家政策和制度改革、农业生产技术进步、农村工业化、城市发展、栽培作物种类变化等多种驱动力的相互作用形成的。与人口密度进行量化相关分析后预测,到2020年北京粮食作物的生产会因生产技术的不断进步而有很大提高,其种植率将达到75%。蔬菜种植率将达到15%,显著增加地点在城市近郊外缘,城市近郊将有较大减少。果树栽培与其生产的分布格局则不会有太大变化。     

2005-2013年中国新增造林植被生物量碳库固碳潜力分析

本文利用2005-2013年林业统计年鉴中每个省市新造林面积和遥感分类提取得到的2010年土地覆被类型,结合公开发表的各类森林生长方程和各个时期的森林存活率,估算了中国新造林在2005-2100年生物量碳库变化及其固碳潜力。结果表明：2005-2013年中国新造林面积达到4394×10⁴ hm²,在自然生长状况下,到2020年新造林蓄积量增加16.8亿m³,生物量增加1.6 Pg,生物量碳库0.76 Pg C;新造林生物量碳库在2005-2100年中将增加2.11 Pg C,相当于目前现有森林生物量碳库的25%,约是过去20年森林总碳汇的1.5倍;新造林生物量碳密度逐年增加,最高达到48.1 Mg/hm²。整合林业统计年鉴以及遥感解译的森林类型对新造林生物量固碳潜力分析,研究表明新造林具有较大的碳汇潜力,对中国现有森林碳汇平衡有重要贡献。     

1999～2007年天津湿地景观格局及水鸟生境变化

天津市湿地是亚洲东部候鸟南北迁徙的重要驿站,有大量属国家一、二级保护的鸟类。近几十年来,受人类活动和自然因素变化影响,天津市湿地景观结构发生巨大变化,对湿地鸟类栖息地环境和鸟类迁徙、繁殖产生了不利影响。在遥感和地理信息系统技术的支持下,以天津市1999年、2003年和2007年3期TM影像为数据源,采用目视解译分类方法,并结合其他非遥感以及高清晰影像作为辅助资料,获得了天津市湿地基本信息;在此基础上,将天津市湿地分成2大类12小类;利用ArcMap软件,分析了3个时期湿地面积的变化;利用Frag-stats3.0软件和Excel软件,得到天津市湿地景观格局的动态变化。研究结果表明,天津市湿地总面积从1999年的312088.73hm2增加到2007年的328133.61hm2,面积增加了4.89%;湿地面积增加的主要原因是人工湿地盐田面积大幅增加,人工湿地8年间共增加了24043hm2,其中,盐田面积增加了25699.57hm2,但天然湿地面积减少了7.38%。天津市湿地景观的破碎化程度在一直加剧,斑块类型更加多样化,湿地景观中没有明显的优势类型,且各斑块类型在景观中均匀分布。湿地类型转化的基本规律表现为天然湿地向人工湿地、人工湿地向农林用地、农用地向建设用地转换,人类的开发活动已经转向一些人为干扰较少的潮间带、滩涂区以及河流河口水域、浅海水域、湖泊和沼泽等地区。将各种驱动因素加以组合,归纳为2大类和20个变量指标,建立湿地景观变化驱动因素指标体系。分析表明,人口和经济因素对湿地景观格局变化有显著影响。随着经济发展水平的提高,天津市产业结构并未得到改善,尤其是第二产业仍然占较大比重;城市人口急剧增长,快速城市化导致的城市实体扩张占用大量农田和湿地;在农业因子中,粮食产量的提高与通过占用湿地来扩大种植面积有直接关系。1999～2007年间,天津湿地水鸟生境发生了明显变化,深积水区面积和斑块数量逐年增加;无隐蔽物的湿地面积和人工建筑物的面积大幅增加,重干扰区的面积增加;水鸟的水生动物性食物增多,谷物草籽等植物性食物减少。人类活动已对天津湿地水鸟生存环境构成严重威胁。总体上,天津湿地水鸟生境质量在下降。