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劉園, 周清波, 餘強毅, 吳文斌. 基於遙感數據的大尺度區域水田空間格局及生態服務價值變化分析[J]. 智慧農業(中英文), 2020, 2(1): 43-57.
Liu Yuan, Zhou Qingbo, Yu Qiangyi, Wu Wenbin.Analysis of spatial pattern and ecological service value changes of large-scale regional paddy fields based on remote sensing data[J]. Smart Agriculture, 2020, 2(1): 43-57. (in Chinese with English abstract)
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基於遙感數據的大尺度區域水田空間格局及生態服務價值變化分析
劉 園1，周清波2*，餘強毅1，吳文斌1
（1. 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所/農業農村部農業遙感重點實驗室，北京100081；2. 中國農業科學院農業信息研究所，北京100081）
摘 要：受經濟和氣候驅動，長江經濟帶水田空間格局發生了顯著變化，影響區域糧食安全與生態安全。本研究基於1990-2015年土地利用遙感監測數據，利用GIS的空間分析功能，探究長江經濟帶水田空間格局動態變化特徵，採用當量因子法計算生態系統服務價值（ESV），分析了水田變化的綜合影響。結果表明：1）1990-2015年長江經濟帶水田規模持續縮減，共減少了17390km2，減幅呈增長態勢具有顯著地域差異，長江中上游與下游的水田減幅相差約為9.56%。其中下游減幅較大，水田佔區域比例隨之降低，中上游恰好相反。2）由於經濟建設及水產養殖的發展，水田主要轉化為建設用地和水系，水田主要由水系、旱地和溼地等轉化而來。長江三角洲城市群、長江中游及成渝城市群的水田變化最為劇烈，建設用地侵佔水田擴張的現象分佈廣泛，水田轉為水系主要在兩湖平原局部地區。3）水田與其他生態系統的轉化對ESV是正影響，水田轉為水系對此貢獻最大，其轉化規模決定了不同時期ESV淨增量的大小，水系轉化為水田損失的價值最多，建設用地侵佔水田次之。不同市域的水田變化情況不一致，因此ESV增減情況具有明顯差異。4）生態系統服務中水文調節、水資源供給增強的同時，食物生產、氣體調節受到嚴重損害，與水資源規模擴大和水田資源大量流失有直接關係。研究結果有助於揭示長江流域水田的時空變化過程及其對各項生態系統服務的影響，可為區域土地利用規劃、農業政策與生態可持續發展提供理論支持。
關鍵詞：水田；生態系統服務價值；長江經濟帶；權衡協同；時空變化；遙感數據
來源：《智慧農業（中英文）》2020年第1期
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文章圖片
圖1 研究技術路線圖
Fig.1 Technical flowchart of the research
圖2 1990-2015年長江經濟帶水田減少幅度的波動
Fig.2 Fluctuation of paddy field reduction rate of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
圖3 1990-2015年長江經濟帶水田主要轉換類型佔比情況
Fig. 3 Proportion of main conversion type related to paddy field of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
（a）為1990-2015年長江經濟帶水田與其他生態系統轉換情況的分佈圖，（b）、（c）、（d）為（a）的局部放大圖，具體區域分別為浙江、兩湖平 原與鄱陽湖平原以及上海、蘇南與皖東南；分佈圖僅顯示其中面積比例大於1%的轉換類型。
圖4 1990-2015年長江經濟帶水田空間變化情況
Fig.4 Spatial change of paddy field of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
圖5 1990-2015年長江經濟帶市域生態系統服務價值對水田變化的響應
Fig.5 Response of urban ESV to paddy field change ofthe Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
周清波 研究員
周清波，男，中國農業科學院農業信息研究所所長，研究員，博士生導師，全國農業科研傑出人才獲得者，農業部農業遙感創新團隊首席科學家，國家自然科學基金會地球科學部會評專家，國家 重大科技專項“高分”專項應用系統副總設計師，中國測繪地理信息學會遙感影像應用工作委員會副主任。1965年 9月出生於湖南省沅江市，1987年畢業於中國農業大學 應用氣象系，獲學士學位；1990年畢業於北京大學地球物理系，獲碩士學位；1993年畢業於中國科學院地理研究所，獲博士學位。主要從事農情遙感領域的基礎研究和應用基礎研究，包括農作物識別與分類、遙感估產建模、農業空間抽樣方法、農業災害遙感監測與評價機理等。主持了國家重大科技專項、國家"863"計劃、科技支撐、國家自然基金和省部級課題30餘項。2012年獲國家科技進步二等獎1項 “主要農作物遙感監測關鍵技術研究與應用（排名第三）”，省部級科技獎勵 4 項。發表論文 102篇，其中 SCI、EI索引論文29篇，主編專著3部，獲發明專利 3項。
本期支持單位
蜻蜓農業研究院(江蘇)有限公司
京藍雲智物聯網技術有限公司
北京農信通科技有限責任公司
北京中農信達信息技術有限公司
● 徐凌翔、陳佳瑋等：室內植物表型平臺及性狀鑑定研究進展和展望（2020年第1期）
● 楊成海：機載遙感系統在精準農業中的應用（2020年第1期）
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《智慧農業（中英文）》（季刊）是由中華人民共和國農業農村部主管，中國農業科學院農業信息研究所主辦，《智慧農業（中英文）》編輯委員會學術指導，《智慧農業（中英文）》編輯部編輯出版的國內外公開發行的農業科學類學術期刊。期刊聚焦農業信息技術發展前沿與熱點，刊載和傳播國內外最新研究成果，通過搭建高水平學術交流平臺，引領學術研究方向，服務行業科學決策，培養高水平創新人才，促進學科發展。
