鄱阳湖农业区多熟种植时空格局特征遥感分析

鄱阳湖农业区多熟种植时空格局特征遥感分析内容摘要：

生 第 28 卷第 9 期 2008 年 9 月 态 学 报 Vol. 28, No. 9 Sep. , 2008 ACTA ECOLOGICA SIN ICA 鄱阳湖农业区多熟种植时空格局特征遥感分析 1 1 2 闫慧敏 ,黄河清 ,肖向明 ,姜鲁光 1 ( 1. 中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 　100101 2. Institute for the Study of Earth, Oceans and Space, University of New Hamp shire, Durham , NH 03824, USA ) 摘要 : 农业土地利用活动是人类作用于地球系统最为直接的扰动因素 ,其变化会因改变生态系统过程与格局以及生态系统资源 有效性而对生态系统功能在局地到全球尺度都产生重要的影响 。中国南方普遍实施的多熟种植制度是高强度土地利用的重要 特征之一 ,在中国传统的三熟农业区之一 ———江西省鄱阳湖区域 ,以农户为管理单元的农业种植制度由于受到洪水风险 、 经济 效益及农业政策的调节 ,其时空格局动态也因此更加复杂 。以分布在鄱阳湖平原的农田为研究区 ,结合多时相 MOD IS影像表 达的作物生长规律和农业物候观测记录 ,检测并分析农业多熟种植的时空格局特征 。研究结果表明空间分辨率 500m、8d 合成 的 MOD IS / EV I时间序列数据能够定量表达出农业种植的多熟制特征 ,可以应用于区域农业多熟种植制度时空分析 ,研究区种 植制度时空格局的形成是农户对气候 、 社会经济及粮食安全状况响应及适应的结果 。在空间和时间上清晰地认识农业多熟种 植的特征 ,将会对掌握高强度土地利用的过程和特点 ,模拟与评估土地利用对粮食安全及生态环境安全的影响有重要的意义 。 关键词 : 土地利用 ; 多熟种植 ; 多时相遥感 ; 时空分析 ; 鄱阳湖 文章编号 : 1000 20933 ( 2008) 09 24517 207 　中图分类号 : Q149, S127, S181 　文献标识码 : A Spa tio 2tem pora l d istr ibution of m ultiple cropp in g system s in the Poyang Lake reg ion 　 YAN Hui2M in , HUANG He 2Q ing , X IAO Xiang2M ing , J IANG Lu 2Guang 1 1 2 1 1 Institute of Geog raph ic Sciences and N a tu ra l R esources R esea rch, Chinese A cadem y of Sciences, B eijing, 100101, Ch ina 2 Institute for the S tudy of Ea rth, O ceans and Space, U niversity of N ew Ham pshire, D urham , N H 03824, USA A cta E co log ica S in ica, 2008, 28 ( 9 ) : 4517 ～ 4523. Abstract: Agricultural land use and management is one of the most direct means by which humans impact the earth system , with significant negative environmental effects at local to global scales due to altered ecosystem p rocesses, patterns and resource use. M ultip le cropp ing is of particular interest because agricultural intensification has increased p ressure on water resources, ecosystem s, and biodiversity due to increased water withdrawals for irrigation and higher energy inputs due to mechanization and the p roduction of chem ical fertilizer. The Poyang Lake region is one of the most intensified agricultural regions in southern China, and the spatial and temporal pattern of cropp ing system s is determ ined not only by climate and water availability. Population p ressure, social and econom ic conditions and policies, flood risks, and individual farmers′ 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 40601064 ) ; 国家科技支撑资助项目 ( 2006BAC08B06 ) ; 中国科学院百人计划资助项目 (黄河清 ) ; NASA 土地利用和覆被变化资助项目 收稿日期 : 2008 202 226; 修订日期 : 2008 205 227 作者简介 : 闫慧敏 ( 1974 ～) ,女 ,内蒙古锡盟人 ,博士 ,主要从事土地利用变化与生态系统生产力研究 . E 2mail: yanhm @ igsnrr. ac. cn 3 通讯作者 Corresponding author. E 2mail: yanhm @ igsnrr. ac. cn Founda tion item : The p roject was financially supported by National Natural Science Foundation of China (No. 40601064 ) ; National Key Project of Scientific and Technical Supporting Program s (No. 2006BAC08B06 ) ; Chinese Academy of Sciences“Hundred Talents”Project ( Huang HeQ ing) ; NASA Landuse and Land Cover Change Program and Interdiscip linary Science Program Rece ived da te: 2008 202 226; Accepted da te: 2008 205 227 B iography: YAN Hui2M in, Ph. D. , mainly engaged in land use change and ecosystem p roductivity. E 2mail: yanhm @ igsnrr. ac. cn http: / / www. ecolog ica. cn 8154 　 生 　态 　学 　报 　　　 28 卷 　 management decisions also have p rofound impacts. Therefore, the spatial pattern and temporal p rocess of multip le cropp ing is quite comp lex. In this paper, we combined agro 2meteorological observation data and MOD IS data with a resolution of 500m at 8 2day intervals to exp lore a novel and robust method to exam ine spatial and temporal dynam ics of multip le cropp ing and crop calendar using a MOD IS / EV I time series curve. The results indicate that a cropp ing intensity algorithm based on this data is potentially app licable for monitoring agricultural intensification. Spatial and temporal variability of multip le cropp ing may be the result of farmers′dynam ic adap tation to local climate, socio 2econom ic conditions, and food security. An exp licit spatial and temporal analysis of the comp lex dynam ics of multip le cropp ing in the context of coup led human and natural system s is necessary for modeling and evaluating the impacts of human activity on global environmental change and food security. Key W ords: land use; multip le cropp ing; remote sensing; spatio 2temporal analysis; poyang Lake 高强度农业土地利用在成功地增加了粮食产量的同时在破坏人类赖以生存的环境和农业可持续发展能 力 [ 1 ～3 ] 。多熟种植是高强度土地利用的主要特征之一 ,它对粮食安全以及农田生态系统的水 、 碳、 氮等物质循 环都有重要的影响 。气候 、 人口 、 社会经济发展的快速变化和政策的调整使得农业种植制度时空格局不断随 之调节而发生变化 [ 4 ～6 ] [ 7, 8 ] 。然而 ,在大尺度的生态系