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刘园, 周清波, 余强毅, 吴文斌. 基于遥感数据的大尺度区域水田空间格局及生态服务价值变化分析[J]. 智慧农业(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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基于遥感数据的大尺度区域水田空间格局及生态服务价值变化分析
刘 园1，周清波2*，余强毅1，吴文斌1
（1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部农业遥感重点实验室，北京100081；2. 中国农业科学院农业信息研究所，北京100081）
摘 要：受经济和气候驱动，长江经济带水田空间格局发生了显著变化，影响区域粮食安全与生态安全。本研究基于1990-2015年土地利用遥感监测数据，利用GIS的空间分析功能，探究长江经济带水田空间格局动态变化特征，采用当量因子法计算生态系统服务价值（ESV），分析了水田变化的综合影响。结果表明：1）1990-2015年长江经济带水田规模持续缩减，共减少了17390km2，减幅呈增长态势具有显著地域差异，长江中上游与下游的水田减幅相差约为9.56%。其中下游减幅较大，水田占区域比例随之降低，中上游恰好相反。2）由于经济建设及水产养殖的发展，水田主要转化为建设用地和水系，水田主要由水系、旱地和湿地等转化而来。长江三角洲城市群、长江中游及成渝城市群的水田变化最为剧烈，建设用地侵占水田扩张的现象分布广泛，水田转为水系主要在两湖平原局部地区。3）水田与其他生态系统的转化对ESV是正影响，水田转为水系对此贡献最大，其转化规模决定了不同时期ESV净增量的大小，水系转化为水田损失的价值最多，建设用地侵占水田次之。不同市域的水田变化情况不一致，因此ESV增减情况具有明显差异。4）生态系统服务中水文调节、水资源供给增强的同时，食物生产、气体调节受到严重损害，与水资源规模扩大和水田资源大量流失有直接关系。研究结果有助于揭示长江流域水田的时空变化过程及其对各项生态系统服务的影响，可为区域土地利用规划、农业政策与生态可持续发展提供理论支持。
关键词：水田；生态系统服务价值；长江经济带；权衡协同；时空变化；遥感数据
来源：《智慧农业（中英文）》2020年第1期
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图1 研究技术路线图
Fig.1 Technical flowchart of the research
图2 1990-2015年长江经济带水田减少幅度的波动
Fig.2 Fluctuation of paddy field reduction rate of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
图3 1990-2015年长江经济带水田主要转换类型占比情况
Fig. 3 Proportion of main conversion type related to paddy field of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
（a）为1990-2015年长江经济带水田与其他生态系统转换情况的分布图，（b）、（c）、（d）为（a）的局部放大图，具体区域分别为浙江、两湖平 原与鄱阳湖平原以及上海、苏南与皖东南；分布图仅显示其中面积比例大于1%的转换类型。
图4 1990-2015年长江经济带水田空间变化情况
Fig.4 Spatial change of paddy field of the Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
图5 1990-2015年长江经济带市域生态系统服务价值对水田变化的响应
Fig.5 Response of urban ESV to paddy field change ofthe Yangtze River economic belt from 1990 to 2015
周清波 研究员
周清波，男，中国农业科学院农业信息研究所所长，研究员，博士生导师，全国农业科研杰出人才获得者，农业部农业遥感创新团队首席科学家，国家自然科学基金会地球科学部会评专家，国家 重大科技专项“高分”专项应用系统副总设计师，中国测绘地理信息学会遥感影像应用工作委员会副主任。1965年 9月出生于湖南省沅江市，1987年毕业于中国农业大学 应用气象系，获学士学位；1990年毕业于北京大学地球物理系，获硕士学位；1993年毕业于中国科学院地理研究所，获博士学位。主要从事农情遥感领域的基础研究和应用基础研究，包括农作物识别与分类、遥感估产建模、农业空间抽样方法、农业灾害遥感监测与评价机理等。主持了国家重大科技专项、国家"863"计划、科技支撑、国家自然基金和省部级课题30余项。2012年获国家科技进步二等奖1项 “主要农作物遥感监测关键技术研究与应用（排名第三）”，省部级科技奖励 4 项。发表论文 102篇，其中 SCI、EI索引论文29篇，主编专著3部，获发明专利 3项。
本期支持单位
蜻蜓农业研究院(江苏)有限公司
京蓝云智物联网技术有限公司
北京农信通科技有限责任公司
北京中农信达信息技术有限公司
● 徐凌翔、陈佳玮等：室内植物表型平台及性状鉴定研究进展和展望（2020年第1期）
● 杨成海：机载遥感系统在精准农业中的应用（2020年第1期）
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