基于MODIS-NDVI的浙江省耕地复种指数监测

【目的】耕地复种指数是重要的农情信息，本文旨在运用遥感数据对于这一参数进行监测与分析，为指导农业生产提供参考。【方法】采用美国国家航空和宇宙航行局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)提供的中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imagine spectroradimeter，MODIS)植被数据，利用1﹕25万浙江省土地利用现状图，设计二次差分的算法，对浙江省连续4年（2001～2004）耕地复种指数进行监测；【结果】一年内农作物播种、出苗、抽穗、成熟及收获等物理生长过程，反映在归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）时间曲线上呈现出波动变化，其波峰所对应的是农作物群体生物量最大的时相。根据此原理通过提取耕地NDVI在一年内时间序列峰值频数，得出浙江省市级耕地的复种指数。【结论】浙江省耕地复种指数在空间分布上表现为西南大于东北。在时间上，从2001年到2003年有降低的趋势；而2004年有所增加。但相对于浙江的地理位置与气候条件来说，复种指数普遍偏低，潜力很大。     

抚州市耕地压力变化及趋势分析

利用耕地压力指数分析了2001—2014年江西省抚州市的耕地压力状况,并运用回归分析法、灰色预测法、曲线拟合等方法对抚州市2020和2025年的耕地压力进行预测。结果表明,2003年以前抚州市耕地压力较大,K值均大于1;2004—2014年抚州市加大了耕地保护力度,耕地压力指数K值基本保持在0.8左右。预测2020、2025年抚州市耕地压力指数分别为0.79和0.80,耕地压力仍然处于警戒线附近。抚州市应继续加大土地整理力度,改善农业生产条件,提高粮食单产。     

基于MODIS数据的松花江流域土地利用信息提取研究

以松花江流域为研究区域,利用单时相MODIS数据进行大范围区域土地利用信息提取;结合地表反射率、植被指数（NDVI）、土壤湿度指数（NDMI）、归一化水体指数（NDWI）等特征变量试验决策树分类法,与传统分类方法相比较,分析松花江流域土地利用变化情况。结果表明：决策树法优于传统的最大似然法,分类精度分别为83.48%和75.51%;2001～2006年,整体上松花江流域耕草地面积增加,林地面积减少;中国部分,耕草地面积增加,林地面积减少,而俄罗斯部分耕草地面积减少,林地面积增加。     

沈阳地区旱田植被指数变化与产量关系的研究

以沈阳地区为研究实例,利用NASA对地观测系统EOS系列卫星遥感影像,经过了滤波处理MODIS归一化植被指数（NDVI）数据,对研究地区的旱田作物进行不间断监测.计算出2003 ～ 2007年的年平均NDVI,分析出NDVI年际变化特征、作物生育期内的NDVI变化规律,并找出产量与植被指数变化关系.结果表明,沈阳地区旱田植被指数的年际间差异明显,旱田作物生育进程与作物生育期内NDVI变化规律大致吻合,这表明作物产量与遥感植被指数间存在较好的相关.因此,根据同期地面作物产量调查数据与MODIS遥感数据,采用一次线性拟合法建立回归方程,简单分析出沈阳地区旱田作物产量与NDVI变化关系.     

基于遥感影像NDVI数据的中国种植制度分布变化

【目的】利用1986和1996年的十天合成NOAA-AVHRR-NDVI数据以及2000年SPOT-VEGETATION-NDVI数据对中国主要的种植制度（熟制）分布进行制图,对比二次差分法和离散傅里叶转换法对熟制信息提取的有效性;比较中国多年熟制分布图,研究中国近些年的熟制变化,同时结合气象数据,分析影响熟制变化的可能因素,为粮食产量变化及其原因分析提供理论依据。【方法】首先,利用欧空局全球陆地覆盖数据（ESA GlobCover）,提取中国农业植被区域。其次,使用ENVI和ArcGIS软件,分别利用二次差分法和傅里叶变换法对1986年的植被指数数据进行农业熟制的分布提取,并以中国科学院植物研究所编著的1:400万比例尺的《中国植被图》中的熟制信息作为参考,对两种方法提取熟制信息精度进行检验;采用二次差分法分别绘出1996年及2006年熟制分布图,说明中国熟制分布的变化。最后,利用零级带≥0℃积温划分指标,分析年积温等气候因素对熟制的影响。【结果】（1） 二次差分法和傅里叶变换法提取的熟制分布结果都基本符合中国农业熟制的分布规律,遵循越往南熟制越复杂的规律。一年一熟区主要分布在东北大部分地区,一年两熟区分布在河南、河北、山东和安徽一带,而一年三熟的区域零星分布在湖北省以南的省份。熟制分类的精度分别为76.5%和69.4%,kappa系数分别为0.64和0.51,二次差分法的分类精度高于傅里叶变换。（2）利用分类精度较高的二次差分法提取中国1986年、1996年到2006年的熟制分布信息,发现中国熟制间的界线发生了不同程度的北移和西扩,尤其是一年两熟的北界由1986的辽南葫芦岛北移到辽中本溪、沈阳一线,西界也由1986年的甘肃平凉、陕西宝鸡一带西扩至宁夏临夏回族自治州、青海海东地区。同时熟制之间的转换也是复杂多变的,一年一熟制的面积从1986年到2006年减少了33万平方公里,一年两熟增加了36万平方公里,一年三熟的面积增加了4万平方公里。（3）从年积温的分布来看,4 200℃和6 100℃积温等值线都有不同程度的北移西扩,说明积温变化可能是引起中国熟制北移的重要原因。【结论】基于时序序列的遥感数据可以进行中国熟制分布的实际变化监测。二次差分法是一种有效提取中国熟制信息的方法。中国熟制的界线,尤其是一年两熟的界限有一定程度的北移和西扩,使得一年一熟的面积大幅减少而一年两熟的面积有很大的增加,而一年三熟的面积变化不大。气候变暖对中国的熟制分布有一定的影响。通过遥感方法研究中国熟制的分布及其变化,能够及时、准确地了解和评价中国农作物生产情况和生产潜力,便于农业相关部门制定及时、有效的农业政策。     

浙江省农业机械化发展水平评价

为加强农业机械化发展的宏观管理,在分析现有农业机械化水平评价方法基础上,根据浙江省农业机械化发展现状,建立了浙江省农业机械化水平评价指标体系,同时结合有关文献确定了浙江省农业机械化水平评价标准,并采用专家调查法确定了各评价指标的权重.最后,利用1993-2003年有关农业机械化统计数据测算出历年浙江省农业机械化水平,评价结果与实际情况基本一致,为指导浙江省农业机械化发展提供了科学依据.     

区域耕地压力指数时空变化规律研究

运用耕地压力指数模型,对2003—2012年吉林省耕地利用压力指数时空分异的特征以及动态变化进行分析.结果表明:随着时间的推移,吉林省耕地和人口不断增加,但最小人均耕地面积的增加幅度越来越小,几乎开始处于平衡状态.人口数量增加导致大量耕地转换为建设用地,使得耕地压力指数不断上涨.     

长江中下游地区耕地复种指数变化特征与潜力分析

基于1979—2007年统计资料,对长江中下游六省一市耕地面积、农作物总播种面积、粮食播种面积和耕地复种指数的变化特征进行了分析,并采用最大复种指数与热量、水资源之间的定量化关系模型计算分析了该地区的复种指数理论潜力和可挖掘潜力。结果表明：2007年与1979年相比长江中下游地区耕地面积、农作物总播种面积、粮食播种面积和总产量减少,耕地复种指数下降。以研究区2007年的耕地复种指数为参照,该区耕地复种指数理论可挖掘潜力为108.37%,其中最大的是浙江为160.5%,其次是湖北、江西、上海,分别为130.7%,113.0%,110.6%,其余各地也较大。复种指数的下降,严重影响了粮食生产。如何挖掘本区耕地复种指数潜力,提高农业机械化水平,进行土地制度创新等措施值得借鉴。     

北京市植被指数变化与影响因素分析

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)数据分析了北京市2001—2010年植被覆盖的时空变化特征,并从气候因子和人类活动两个方面分析影响植被覆盖变化的因素。北京市近10年的植被覆盖变化大致可分为两个阶段:2001—2003年植被覆盖小幅度下降时期;2004—2010年植被覆盖上升时期。空间上植被覆盖变化则存在显著差异:怀柔、密云北部和延庆东北部的林地和部分草地,以及西南地区即门头沟和房山地区的林地植被覆盖显著提高;植被覆盖显著下降地区分布较为特殊,昌平、延庆、顺义、大兴和房山的东部地区,以海淀、朝阳、城市中心为圆心的外围向四周延伸。研究表明,植被覆盖变化是气候因素和人类活动共同作用的结果。北京市近10年气温和降水量总体都呈现增加趋势,分别以每10年0409 ℃和每年156 mm的速度增加,植被覆盖与降水的关系更为密切,月际水平的相关程度明显高于年际水平的相关程度。人类活动也是影响植被覆盖变化的重要因素,土地利用类型的改变、农业生产水平的提高以及植被建设的管理对植被覆盖都有不同程度的影响。      

利用遥感监测浙江省酸雨对植被的影响

为了研究酸雨对浙江地区不同类型植被的影响,利用1999～2004年间归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集及相对应的酸雨监测数据,结合浙江省植被空间分布图,计算了不同酸雨梯度分布区域内降水pH值与植被NDVI的相关系数。研究结果表明:浙江省酸雨对植被的生长状况有显著影响,在城市附近尤其明显。通过不同酸雨梯度的NDVI年均值比较,pH值越低区域,NDVI值越低,植被受害越严重。不同酸雨梯度pH值与NDVI值随季节变化呈正相关,并且秋冬两季更显著。建立了马尾松林、杉木林、毛竹林和经济林、阔叶林、疏林地以及灌木林6种植被类型的NDVI与酸雨pH值之间的反演关系,结果具有良好的精度,可用于监测大尺度酸雨对植被的影响。灌木林和阔叶林NDVI值对酸雨的危害反应最敏感,其次是毛竹林和杉木林,而马尾松林和疏林地对酸雨的危害反应相对不十分敏感。浙江省酸雨在杭州、宁波、嵊州、台州、温州以及衢州盆地为中心的地区呈现pH低值区,西南部的龙泉,庆元、云和等县市污染相对较轻。     

浙江省耕地资源变化与粮食安全效应研究

利用浙江省30年的耕地统计数据和粮食产量统计数据,揭示了浙江省耕地面积变化的总体特征和耕地变化对粮食安全的影响。研究结果表明,1978～2007年浙江省耕地面积、粮食总产量和人均粮食产量均呈下降趋势。这表明此期间粮食供需差距越来越大。通过多元统计回归分析发现,粮食总产量在耕地面积不断减少的驱动下,随之下降,并且下降幅度快于耕地面积的减少率。在此基础上提出降低耕地压力、保证粮食生产安全、促进可持续发展的对策。     

耕地集约利用动态评价及障碍因素诊断研究——以河北省为例

本文从投入强度、利用程度、产出效果和持续状况四个层面构建耕地集约利用评价指标体系,利用熵值法确定指标权重,分析了1994-2008年河北省耕地集约利用水平及障碍因子。研究结果表明:(1)1994-2008年河北省耕地集约利用水平呈波动上升趋势,大致经历以下三个阶段,1994-1999年为波动阶段;2000-2003年为平稳阶段;2004-2008年为上升阶段;(2)1994-2008年河北省耕地集约利用的障碍因子主要为人均耕地、劳力投入、复种指数、地均产量、劳均产值和非农指数。从长远来看,人均耕地和劳力投入的障碍度呈上升趋势,非农指数的障碍度呈下降趋势。最后,根据评价结果提出了提高耕地资源集约利用水平的对策建议     

浙江人口和粮食的历史回顾和展望

本文对浙江人口增长和粮食生产的关系作了农业发展史的回顾和前瞻,指出浙江人粮关系的转折时期在宋代,当时采取扩大耕地和提高单产并进的途径,成功地缓和了人口压力,成为东南首富的粮区。到清末因各种原因人口迅长,生产条件恶化,使浙江转陷于缺粮省份。建国以来,在二千万的人口基数上起步,由于前期失控,致使短期内人口加倍。但因依靠现代农业科学和传统农业结合,在耕地渐减的情况下,不断提高单产和总产,实现了人民生活水平的提高。但因人地比下降,人粮的紧张关系仍未解除。今后必须大力加强农业科学研究、提高农民文化水平,才能应付未来的挑战。     

基于熵权法的河南省现代农业发展水平测度研究

文章根据新时期现代农业的内涵和特征,构造了一套客观、全面地评价现代农业发展水平的指标体系,并以河南省1990～2009年的各指标数值为例,运用熵权法确定各项指标的权重,计算河南省现代农业发展水平综合指数和各子系统发展水平指数。研究结果表明,除少数年份以外,1990年以来河南省现代农业发展水平总体上处于上升趋势,但可持续发展水平波动比较剧烈。根据评价结果,提出了严格执行耕地保护制度、加强基础设施建设、实施科技兴农战略、拓展农业产业链条、适度推进农地流转等政策建议。     

江苏沿海滩涂快速改良与高效利用研究进展

江苏省人均耕地少,沿海滩涂盐碱地作为我省重要的土地后备资源其开发、利用和保护日益引起人们的高度重视。本文初步总结了江苏沿江地区农科所及我省有关研究机构在滨海盐土快速脱盐改良技术、耐盐作物大规模筛选技术、沿海滩涂作物栽培关键技术以及技术沿海滩涂作物高效种植模式方面的研究进展,在此基础上提出了构建江苏沿海滩涂快速改良与高效利用技术体系的设想,包括:①滨海盐土评估、农林利用适宜性评价技术, ②滨海中、重盐土快速脱盐改良技术, ③滨海滩涂植树造林改土技术,和④耐盐作物品种的筛选及高效规模化种植技术。     

江苏省沿海地区棉花-水稻轮作研究

针对江苏沿海地区连作障碍现状,进行了棉花-水稻轮作耕作模式研究。结果表明棉花-水稻轮作可以改善土壤理化性状,大幅度地提高土地产出率,旱改水第一茬水稻比连作水稻增产17．5％,1hm^2农田纯收益增加2736元;同时减少农药使用,减轻农业面源污染,具有明显的经济和生态效益。     

耕地集约化评价指标体系与评价方法研究进展

耕地集约化是社会经济发展、土地面积约束、人口增长与技术进步等压力作用下人类土地利用的必然选择。作者在论文中从耕地集约化、农业可持续利用、生态保护及粮食安全的互动框架切入,对现有耕地集约化评价指标体系进行了系统梳理,构建了基于互动框架的耕地集约化评价指标体系,并对现有技术、方法及相关成果分别评述,提出了下一步的研究要点及发展方向。研究认为耕地集约化、农业可持续、生态环境及粮食安全之间主要存在正负双重及互相促进作用。目前评价指标体系主要从频度、投入、产出、潜力、增产、综合指标体系、集约度及能值等多个方面考虑。基于互动框架的耕地集约化评价指标体系包括地均劳动力投入、地均化肥、农药投入及灌溉指数等基本指标,粮食安全系数、非农指数和人均耕地面积等表征农业可持续的指标,地下水矿化度、生物多样性和碳排放等影响生态保护的指标,以及复种指数、稳产指数、粮食单产和地均产值等与粮食安全密切的指标;具体评价时还需依据不同研究区、研究尺度进行针对性选择和修订。研究方法中,频度指标是遥感技术在耕地集约化领域的重点关注热点之一;潜力指标以模型模拟为主;增产指标中,产量差研究成果丰富,收获面积差所受关注较少;集约度综合测度模型也是较为常用的方法。此外,还可引入其他相关成果开展评价。今后耕地集约化指标类型呈多样化态势,需推动新方法与新技术手段的综合集成。     

亚洲耕地利用格局十年变化特征研究

【目的】亚洲作为全球人口最多、耕地面积最大、发展中国家众多的大洲,其耕地利用格局变化特征关系到各国乃至全球的粮食产量波动,影响世界粮食安全。本研究旨在通过分析亚洲耕地利用格局变化,加深对亚洲耕地利用现状的认识,科学把握其变化特征及规律,为亚洲的农业土地系统研究提供依据。【方法】采用中国最新研制的2000年和2010年两期全球30 m地表覆盖遥感数据产品（GlobeLand30）及FAOSTAT统计数据,建立耕地面积数量和耕地利用格局指标群,选取耕地面积及其变化幅度、复种指数及其变化幅度、耕地破碎度及其变化幅度等指标,在国家、地理分区和县级等三个尺度上,综合分析2000-2010年亚洲耕地的数量、复种指数及耕地破碎度变化特征。【结果】2010年亚洲耕地面积69 827.94×10⁴ hm²,10年间面积增加62.62×10⁴ hm²,增幅达到0.09%。除东亚耕地数量减少外,其他区域耕地增加;东南亚耕地涨幅最大,西亚是耕地增减最为活跃的地区。亚洲有60%的国家耕地增加,80%的国家耕地面积变化幅度为-5.00%-5.00%。2000-2010年,亚洲复种指数提升7.77%,增幅达9.00%,五大地理分区的复种指数均呈现增加状态。超过2/3的国家耕地复种指数增加,沙特阿拉伯、卡塔尔、塞浦路斯等国家耕地复种指数减少明显。亚洲耕地地块细碎的区域主要集中在中国南方、日本、菲律宾、阿富汗,而印度、中国华北平原及东北农垦区则耕地连片、地块大。亚洲耕地破碎度总体上增加1.12%,中亚和南亚耕地破碎度大幅下降,东南亚耕地破碎程度加剧。超过半数的国家耕地破碎度降低。2000-2010年,中国耕地面积减少0.95%,复种指数增幅较大,达到6.01%,耕地破碎度小幅增加,增幅达2.17%。中国南方地区耕地破碎度高,华北平原、东北农垦区、成都平原等粮食主产区耕地破碎程度低;东部及华北经济发达地区耕地破碎程度增加剧烈;湖南、江西等地耕地破碎度降低。【结论】总体来说,亚洲耕地面积变化平稳,略有增加。复种指数分布呈现“南高北低”的特点,复种指数变化“东南增西北减”,耕地利用程度有较大提升。亚洲的耕地破碎度10年间略有增长,半数以上国家的耕地向规模化发展。中国作为亚洲农业重点区域,10年间其耕地数量减少并伴有破碎化加剧的趋势,但耕地利用率大幅提升。     

Explaining farmers’ reluctance to adopt green manure cover crops planting for sustainable agriculture in Northwest China

Green manure cover crops (GMCCs) planting has a potential for mitigating greenhouse gas emissions (GHG) in agroecosystems and provides important ecosystem services, thereby achieving the Sustainable Development Goals (SDGs) stipulated by the United Nations. However, the advantages of cultivating GMCCs on arable land are not widely recognized. For example, in the whole of China, the GMCCs planting area is less than 3.5% of total arable land. The aim of this study is to explore reasons for the low adoption rate of GMCCs planting. Using best–worst scaling (BWS) approach, farmers ranked their preferred conservation practices including three types of GMCC cropping systems. Taking Gansu Province in Northwest China as a case study, a survey with 276 farmers was conducted. The findings indicated that three factors are related to the low adoption rate of GMCCs: 1) farmers preferred improving farmland irrigation facilities and substituting chemical fertilizers with organic rather than planting GMCCs; 2) lack of awareness and understanding of government policy on GMCCs and limited access to training courses; 3) financial support and subsidies from the government are insufficient. This study provides insights and strategic implications for policymakers on how to further promote GMCCs in the future.     

浙江省台州市种植业结构现状与发展对策研究

 从种植业生产的比较优势理论出发，分析了台州市相对于浙江全省、台州市各县（市、区）间种植业结构的比较优势及台州市高产高效种植模式的特征。结果表明台州市相对于浙江全省来说谷物具有微弱优势，但优势度下降；蔬菜生产由原来没有比较优势，上升到有比较优势。果树、杂粮、甘蔗有比较明显的优势。对浙江省台州市种植业结构调整的发展方向作了讨论，并提出了相应的对策措施。