论文部分内容阅读
耕地是人类赖以生存和发展的基础,进入21世纪,随着我国城市化进程的加剧,农村务农人数越来越少,且逐步呈现老龄化状态,加上地形因素、土地管理制度等原因,导致农村大部分耕地出现弃耕现象。耕地撂荒严重影响我国的粮食安全,保持农业可持续发展首先要确保耕地的数量和质量。因此,掌握撂荒地数量和分布情况,并及时采取复耕措施,是国家持续发展的重要环节。而山地丘陵区由于地形陡峭,种植难度大,撂荒现象在全国属于严重区域,且目前对于丘陵地区的撂荒地研究还较少。重庆大足区属于山区和平原的过渡带,撂荒现象严重,撂荒地复耕需求迫切。对该区域撂荒地的遥感监测手段和复耕评价方法可作为丘陵地区撂荒地研究的技术指导和理论基础。因此,本文以重庆大足区为研究区域,使用哨兵2号及Landsat8、Landsat5系列影像为遥感数据源,基于决策树分类方法和年度土地流转法提取大足区2010-2020年内三个时期的撂荒地块,并研究这十年内研究区撂荒地的复耕情况。利用撂荒地提取结果,结合DEM、坡度、灌溉距离、交通便利性、耕种半径和斑块面积等6个因子,对2020年研究区的当前撂荒地块进行细观可复耕性研究。选取合适的景观指数,分析2020年各区域的撂荒地空间分布状况,得到撂荒地分布规律;并将景观指数与2020年撂荒地块的细观可复耕性指数做相关性分析和多元回归分析,得到2020年大足区撂荒地宏观可复耕性模型;分别计算研究区内21个镇和中心城区各自的可复耕性值。在以往的撂荒地空间格局研究中都是定性的形式,研究多为撂荒地空间分布特征。本文创新性的提出以定量的形式研究撂荒地,并引入可复耕性概念,在空间格局方面提供了更加深入研究耕地撂荒的思路,为研究区域撂荒地复耕工作提供了参考依据和技术支撑。本研究取得的主要成果如下:（1）决策树方法提取研究区撂荒地信息的精度较高。在分析撂荒地光谱特征、植被指数特征、ISODATA分类和地形特征的基础上提取土地利用分类信息;决策树分类法提取每幅影像的精度均大于80%,Kappa系数均大于0.7,表明能够较好的提取草地和裸土,撂荒地提取的精确度高。其中2018年-2020年三年的遥感影像为哨兵2号数据,由于其空间分辨率高,为10 m,提高了分类精度,可以将斑块面积较小的撂荒地成功提取。因此,2020年的撂荒地块相较于2011年和2016年,数量更多,更准确。（2）大足区2010-2020十年间三个时期的撂荒地复耕情况良好:1、2011年撂荒地块总面积为51.59km~2,占总耕地面积比为12.14%;2016年撂荒总面积为31.47 km~2,占比为7.41%;2020年撂荒总面积为26.33 km~2,占比6.19%。2、十年间撂荒地总体复耕情况较好:2011年到2016年复耕面积为31.47 km~2,复耕率为61.08%,撂荒新增面积为11.35 km~2;2016年到2020年复耕面积为19.98 km~2,复耕率为54.78%,撂荒新增面积为14.84 km~2;2011年到2020年复耕面积为37.27km~2,复耕率为72.23%,撂荒新增面积为12.01 km~2。3、研究区撂荒地2010年到2020年十年间,撂荒地块撂荒持续时间情况:撂荒持续1-5年的撂荒地块总面积为53.3 km~2,占十年间所有撂荒地块总面积的81.2%;撂荒持续6-9年的撂荒总面积为9.39 km~2,占所有撂荒地总面积的14.3%,撂荒持续10年的撂荒地块总面积为2.95 km~2,占比为4.5%。4、对于2020年撂荒地块的研究,大部分撂荒地块面积较小,小于0.5hm~2,块数为9748,总面积为21.62 km~2,占2020年所有撂荒地总面积的82.11%;斑块面积0.5-1 hm~2,占比9.8%,大于1 hm~2,占比8.09%。（3）2020年大部分撂荒地块细观可复耕性指数高,复耕难度较小。DEM、坡度、灌溉距离、交通便利性、耕种半径和斑块面积等6个因子与撂荒地块的复耕性呈相关性。其中DEM、坡度、灌溉距离、耕种半径和斑块面积因子与撂荒地块可复耕性呈负相关,交通便利性与撂荒地块可复耕性呈正相关。利用主成分分析法,确定6因子权重,可计算出撂荒地块的细观可复耕性指数,并将指数按大小分为五个等级,代表每块撂荒地各自的可复耕难易度。（4）大足区2020年各区域撂荒地宏观可复耕等级为三个等级,较易、中等和较难。选取的景观指数与撂荒地块细观可复耕指数相关性分析结果:CA、NP、AREA＿MN、AREA＿MD、PR和SHDI与撂荒地块可复耕性指数呈负相关,PD、PRD、CONTAG则呈正相关。其中,NP、AREA＿MN、CONTAG、SHDI与CA撂荒地块可复耕性指数相关性较大。区域内,撂荒地块数量越少、撂荒总面积越小、分布越规则,且整体破碎性越小,撂荒地细观可复耕指数等级类别越少,则需要复耕的人力物力,所投入的精力越少,对应的区域撂荒地整体的宏观可复耕性越大,区域整体复耕的难易度越小。将区域宏观可复耕性分为五个等级:高可复耕性（8-10）、较高可复耕性（6-8）、一般可复耕性（4-6）、较低可复耕（2-4）、低可复耕性（0-2）,大足区2020年22个区域的可复耕性值在3-9之间,5个镇为较低可复耕,9个镇为一般可复耕性,8个镇为较高可复耕性。