中国耕地种植制度遥感探测及其时空特征     

张素心  申格  余强毅  吴文斌 《中国农业科学》2024,(8):1469-1489

【目的】耕地种植制度是农业生产方式的具体体现,其形成受自然资源要素与人类土地利用行为综合影响,反映了“人类-自然”的耦合关系。本研究旨在科学掌握全国耕地种植制度格局,为优化农业生产布局、提高农业生产能力、推动农业可持续性发展提供依据。【方法】结合遥感监测与空间决策树模型等手段,构建适合我国农情的跨年度种植制度探测方法体系,并开展空间格局分析。首先,通过辨析种植强度、复种指数等概念,从长期性、周期性、稳定性等方面,定义种植制度的内涵;其次,构建连续度、频度指标,并利用基于时序遥感的2001—2018年中国复种指数监测结果,结合时间滑动窗口方法,在像元尺度分别计算两个指标的具体值;最后,评估耕地的种植强度与种植制度特征的显著性,利用决策树方法确定种植制度类型,从区域差异、动态规律等方面分析不同区域种植制度的时空异质特征。【结果】（1）面积上看,一年一熟所占面积最大,占53.52%,超过耕地总面积的一半;其次是一年两熟,占23.28%,季节性休耕（如两年三熟）与年度休耕分别占12.80%和6.94%。（2）空间上看,一年一熟、一年两熟、季节性休耕与年度休耕的集中分布区分别为东北地区、华北地区...  相似文献   

农作物空间格局遥感监测研究进展   总被引：63，自引：10，他引：63  

唐华俊  吴文斌  杨鹏  周清波  陈仲新 《中国农业科学》2010,43(14):2879-2888

遥感技术因其高时效、宽范围和低成本等优点正被广泛应用于对地观测活动中,为大区域尺度掌握农作物空间格局提供了新的科学技术手段。本文系统总结了近10年来国内外农作物空间格局遥感监测在理论、方法、实践应用等方面取得的新进展,指出了亟待解决的问题,并对今后的发展方向进行了展望。研究认为,农作物种植面积遥感监测主要根据遥感传感器记录的不同农作物光谱特征的差异,进行不同农作物种植面积的识别,方法主要包括:基于光谱特征、基于作物物候特征和基于多源数据的农作物遥感识别方法。遥感技术应用于农作物复种模式监测主要根据时间序列植被指数描述的作物季节活动过程,利用不同的拟合方法得到作物生长曲线,实现作物复种模式有效监测。农作物种植方式遥感监测是更高层次的遥感应用,主要利用时间序列遥感数据,根据作物植被指数的变化规律区分不同作物生育周期,判断不同复种模式下作物的种植顺序和方式。在未来相当长的一段时间内,建立农作物空间格局遥感监测的理论和技术体系、发展和改进遥感影像分类方法、优化时间序列遥感数据平滑技术和提高信息提取的自动化与流程化将是农作物空间格局遥感监测需要重点解决的几个关键问题。  相似文献   

耕地复种指数研究的关键科学问题   总被引：5，自引：0，他引：5  

吴文斌  余强毅  陆苗  项铭涛  谢安坤  杨鹏  唐华俊 《中国农业科学》2018,51(9):1681-1694

在当前耕地外延式扩展难以满足、粮食单产提升难度加大的新形势下,提升耕地复种指数、走耕地内涵式集约利用模式,是确保未来我国粮食增产和国家粮食安全的重要途径。本文从农业土地系统科学视角出发,系统总结了耕地复种指数研究的总体研究框架和核心研究内容,全面梳理了国内外该领域的研究现状、进展及存在的问题。研究认为,第一,格局与过程探测是耕地复种指数研究的重要基础。不仅要关注耕地潜在或实际复种指数的数量、空间分布、区域差异及其时空变化过程,更要关注耕地复种指数的提升空间,科学描述可挖掘的复种潜力。第二,功能与效应分析是耕地复种指数研究的核心内容。现有研究多聚焦耕地复种指数提升对粮食产量增加的贡献作用,复种指数变化的生态环境效应研究以微观试验性研究为主;迫切需要建立综合效应分析框架,从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。第三,优化调控是耕地复种指数研究的关键任务。科学提出可持续挖掘和提升耕地复种潜力的策略,重点强化可持续性评估、障碍性因子分析和系统性优化调控等方面的研究,追求粮食安全、资源安全和生态安全的权衡协调,以建立人地和谐、可持续的农业土地利用模式。耕地复种本质上反映了复杂的“人-地”耦合关系,多数据、多尺度、多模型和多方法的综合研究将是未来耕地复种指数研究的重要发展方向,将会促进自然科学、工程科学和社会科学等多个学科门类的综合、交叉和集成研究。  相似文献   

土地利用对土壤性质影响的区域差异研究   总被引：18，自引：1，他引：18  

吴文斌  杨鹏  唐华俊  ONGARO Luca 《中国农业科学》2007,40(8):1697-1702

 【目的】研究探讨土地利用对土壤性质影响的区域差异性。【方法】选择4类土地利用方式（天然林、人工林、灌丛和耕地），分别在山西寿阳县和四川丹棱县野外采集土壤样方进行测定，利用统计分析法研究土地利用对土壤性质影响的区域差异。【结果】不同土地利用方式对土壤性质的影响差异显著。人类活动干扰小的土地利用方式的土壤有机质、全氮含量和含盐量等普遍高于人类影响较强的土地利用方式。相同的土地利用方式对土壤性质的影响具有空间差异。即便在相同的土地利用方式下，不同的耕作制度和田间管理措施（灌溉、施肥、农药等）也会造成土壤特性的区域异质性。【结论】不同土地利用方式对土壤性质影响的区域差异揭示了人类活动对环境变化影响的区域差异，可以在一定程度上解释“人-地”的复杂性关系，研究结果可为国家在区域土地规划、作物栽培布局和水土保持政策制订等提供科学依据。  相似文献   

农作物种植结构遥感提取研究进展   总被引：35，自引：2，他引：35  

胡琼  吴文斌  宋茜  余强毅  杨鹏  唐华俊 《中国农业科学》2015,48(10):1900-1914

农作物种植结构信息对农业生产管理、农业可持续发展及国家粮食安全等具有重要意义。本文中概括了农作物种植结构遥感提取的理论基础,归类了近10年间不同农作物种植结构遥感提取技术方法,重点评述了不同技术方法的特点及应用情况,讨论和展望了未来农作物种植结构遥感提取研究的发展方向。当前,光谱特征、时相特征和空间特征是农作物种植结构遥感提取的三大理论基础。基于单一影像源的种植结构提取方法操作简单,但往往难以获取种植结构“最佳识别期”的遥感影像;基于多时序影像源的种植结构提取方法可以充分利用农作物季相节律特征,成为当前农作物种植结构遥感提取的主流方法。在基于多时序影像源的种植结构提取方法中,多特征参量法较单一特征参量法更适用于农作物种植结构复杂区域,基于多特征参量的统计模型法一定程度上解决了混合像元问题,但模型的鲁棒性有待提高。此外,遥感与统计数据融合的农作物种植结构提取法在国家及全球大尺度的农作物种植结构提取中具有优势,但较低的制图分辨率使得数据产品的区域适宜性较差。未来农作物种植结构遥感提取将以区域“作物一张图”为目标,充分发挥多源数据组合利用的优势,围绕多类型作物同步提取和大范围作物种植结构提取开展深入研究,重点加强遥感数据预处理、特征参量提取和分类器高效选择等关键技术研究,从而提升农作物种植结构遥感提取的时空尺度,满足多方位的农业应用需求。  相似文献   

广东省增城区不同耕地利用类型下赤红壤酸度变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

蔡泽江  余强毅  吴文斌  文石林 《农业资源与环境学报》2021,38(6):980-988

为研究典型区域不同耕地利用类型下土壤酸度变化特征及主要影响因素,通过调查采样分析增城区三种耕地利用类型（水田、水浇地和旱地）下土壤的pH、交换性酸、有机质、阳离子交换量、全量养分、速效养分含量及其相互关系。结果表明：83.7%的土壤样品pH低于6.5,其中pH区间为（5.5,6.5]和（4.5,5.5]的样品均占37.8%,低于4.5和高于6.5的样品比例分别为8.1%和16.3%;水田土壤pH最高,其次为水浇地,再次为旱地,平均pH分别为6.02、5.51和4.87。水浇地和旱地土壤交换性氢含量显著高于水田;旱地土壤交换性铝含量最高,其次为水浇地,再次为水田,分别为1.38、0.72、0.31 cmol·kg^-1。土壤pH与土壤碳酸钙和全钾含量均呈显著正相关,而与土壤交换性酸、Olsen-P含量呈显著负相关。土壤交换性氢与Olsen-P和有效钾呈显著正相关,而与土壤碳酸钙含量呈显著负相关;土壤交换性铝与土壤阳离子交换量、Olsen-P含量呈显著正相关,与土壤碳酸钙和全钾含量呈显著负相关。研究表明,增城区耕地土壤以弱酸性和酸性为主,且耕地利用类型是影响土壤酸度的主要因素之一,旱地土壤酸度最强,其次为水浇地,再次为水田,但其作用机理还有待进一步研究。  相似文献   

从作物轮作角度评价华南典型赤红壤农区耕地质量空间差异   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

刘园  蔡泽江  余强毅  吴文斌  周清波 《农业资源与环境学报》2021,38(6):1051-1063

为从作物轮作角度分析华南典型赤红壤农区耕地质量空间差异,针对华南典型赤红壤农区构建作物轮作系统遥感分类体系,基于空间分析、文献支持、野外实地调查、农户访谈与专家知识,建立不同作物轮作系统与耕地质量等级之间的关联关系;基于Sentinel-1与Sentinel-2时间序列遥感数据、利用决策树制图方法,开展作物轮作系统遥感制图,并在不同空间尺度分析耕地质量空间差异与规律。结果表明,作物轮作系统与耕地质量之间存在关联关系,总体而言,水田轮作系统由于化肥投入较低、对土壤干扰较小、长时间被水面覆盖,不易引起土壤酸化等耕地质量问题,耕地质量等级较高;蔬菜、果园系统由于化肥投入较高,耕地质量一般较低,具体表现为土壤酸化、土壤重金属污染等问题。研究区蔬菜轮作系统比例最高,其次为果园系统。研究区耕地质量总体一般,主要为三等地,呈现出明显的空间分异。本研究初步探明作物轮作与耕地质量的关联关系,并将作物轮作遥感制图结果应用于耕地质量空间差异研究,由于耕地质量特征较难直接通过遥感反演获取,通过监测地表作物种植情况进而反演耕地质量具有理论可行性,未来有必要深入解析作物轮作、地形地貌、气象水文等要素与耕地质量的关联关系,构建大数据驱动的耕地质量时空差异评估技术体系,支撑跨尺度耕地质量监测与评价研究。  相似文献   

闽北闽粤栲天然林主要树种幼树器官碳氮磷化学计量特征分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

郑德祥  蔡杨新  杨玉洁  钟兆全  缪三华  吴文斌 《林业科学研究》2017,30(1):154-159

[目的]选取4种主要优势树种幼树为研究对象,分析其不同器官中C、N、P的生态化学计量特征,为闽粤栲天然林的更新与保护提供理论参考。[方法]应用碳氮分析仪与HNO3-HCl O4消煮法分别测定幼树的干、根、枝、叶中的C、N、P含量的质量分数,在不同器官C、N、P含量差异分析的基础上,通过化学计量比变化的对比分析研究幼树不同器官的C、N、P化学计量特征。[结果]闽北闽粤栲天然林主要优势树种幼树叶片中各元素的含量均高于其他器官,而根与干中的营养元素含量较低;不同器官的C∶P远高于C∶N与N∶P,其中,N∶P最小且因树种不同而有所变化,不同器官的C、N、P含量及化学计量特征均差异极显著。[结论]闽北闽粤栲天然林主要优势树种不同器官对C、N、P的选择与吸收存在差异,其叶片C含量最高且高于全球尺度和全国尺度,但N、P含量较低;幼树不同器官的C∶N、C∶P高于平均水平,而N∶P16;闽粤栲天然林主要优势树种幼树对养分的利用效率与生长速率均较低,幼树的生长更新主要受N、P元素含量的影响,并可能受到P元素缺失的制约。  相似文献   

奶牛乳房炎的病因及综合防治措施     

吴文斌 《兽医导刊》2021,(1)

乳房炎是奶牛养殖过程中较为常见的疾病之一,患有乳房炎的奶牛通常表现为产奶量下降,产出的牛乳质量较低,有凝块,奶牛有时还会出现发烧、体重下降的情况,严重的病例还会引起奶牛的死亡。本文介绍了奶牛乳房炎的病因、危害、症状、诊断以及综合防治措施,以供参考。  相似文献   

植被物候参数遥感提取研究进展评述   总被引：2，自引：2，他引：2  

项铭涛  卫炜  吴文斌※ 《中国农业信息》2018,30(1):55-66

【目的】遥感方法提取植被物候具有宏观、高效、便捷的特点,利用遥感提取植被物候结果可以从较大尺度上研究整个植被生态系统的物候特征。【方法】文章以植被物候遥感提取的过程为线索,采用文献综述法,对植被物候参数遥感提取的各个方面进行阐述。【结果】系统描述了植被物候提取的遥感数据资源,包括遥感专题指数和遥感数据来源;归纳了植被物候遥感提取的技术方法,包括时序植被指数重构技术和植被物候参数提取方法;总结了植被物候遥感提取结果验证途径和误差来源,地面物候观测数据和模型模拟数据是直接验证的途径,他人研究成果和植物生理参量的地面观测数据提供间接验证的途径,误差来源于遥感数据的时间和空间分辨率以及植被物候提取技术方法。最后,针对当前植被物候遥感提取存在的主要问题及未来的发展趋势,从研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这4个方面进行了探讨。【结论】尽管植被物候遥感提取的大量研究在理论、技术方法和应用方面都取得明显进展,但在研究对象、数据来源、技术方法和结果验证这些方面仍然存在着一些关键科学问题,需要进一步进行深入研究。  相似文献