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三江平原灌区对耕地利用及生产力的影响研究

发布时间:2020-09-03 16:31
   伴随工业化、城镇化和农业现代化的深入发展,农业水土资源已成为制约我国粮食生产的两大刚性约束。面对水资源开发失调、水田面积迅速增加等一系列现实问题,地下水开发强度过高,而地表水利用不足已严重影响了水资源动态平衡与农业生产能力的提升。三江平原是全国最重要的粳稻生产基地,而灌区作为发展水稻生产的基本单元,对粮食产能的提升具有重要的研究价值。因此,分析三江平原灌区对耕地利用及生产力的影响,能够为协调水资源分布和农业生产力布局提供科学依据,对确保国家粮食安全、推动农业健康可持续发展具有重要的科研意义和实践意义。本文利用三江平原灌区边界矢量数据,分析灌区的数量、规模特征及空间分布特征;利用2015年耕地矢量数据,对比分析灌区与非灌区在耕地规模、耕地利用结构、耕地区位指数以及景观指数等方面的差异,探究灌区对耕地利用的影响;利用2000、2005、2010和2015年的四期植被净初级生产力(NPP)空间数据与相对应的耕地利用数据进行叠加,分析灌区与非灌区耕地NPP的年际变化特征和空间分布差异,探究灌区对耕地生产力的影响。本文的主要研究内容及结论如下:(1)三江平原灌区分布特征分析。灌区从数量、规模及空间分布特征等方面均存在明显的地域差异性。灌区数量表现为松花江流域乌苏里江流域黑龙江流域,且农区的灌区数量大于垦区。灌区规模表现为乌苏里江流域松花江流域黑龙江流域,且垦区的灌区面积占比明显高于农区。此外,不同流域的灌区数量和规模分布整体呈现为河流下游区域大于上游区域。各流域的灌区分布模式以均匀分布为主,个别流域呈现集聚与随机分布。垦区的灌区分布较为均匀,农区灌区分布较为随机。灌区在不同流域的分布优势整体呈现为由南向北、由西向东逐渐上升,且河流下游的灌区分布优势高于上游区域,此外,垦区的灌区分布优势远远大于农区。说明垦区的集中经营模式、平坦地势以及充足的入境水资源使其在灌区建设方面比农区更具优势。(2)灌区对耕地利用的影响分析。灌区垦殖率明显高于非灌区,二者分别为85.54%、46.03%,且垦区灌区和非灌区的垦殖率均高于农区。不同耕地利用结构中,灌区以水田为主,水田面积占灌区耕地面积的比重为78.45%;非灌区以旱地为主,旱地面积占非灌区耕地面积的比重为68.20%。垦区灌区与非灌区的水田面积均大于农区,垦区灌区与非灌区的旱地面积均小于农区。此外,灌区与非灌区的区位指数和景观格局具有明显差异性。灌区的水田和耕地区位指数均高于非灌区,旱地区位指数低于非灌区。不同区域内,垦区灌区与非灌区的水田、耕地区位指数均高于农区,旱地区位指数均低于农区。灌区水田和非灌区旱地一致表现为斑块聚集度较低、景观破碎度较小、人为干扰程度较低、斑块间面积差异较大,而非灌区水田和灌区旱地则表现相反。不同区域内,垦区灌区与非灌区的水田景观破碎度均比农区小,而旱地景观破碎度比农区大,垦区灌区与非灌区的水田、旱地受人为干扰程度比农区高,水田斑块间面积差异均大于农区,垦区灌区旱地斑块间面积差异较农区大,非灌区旱地斑块间面积差异较农区小。说明灌区的耕地资源开发条件更优越,其水田和耕地资源的聚集程度更高,更利于规模化生产和专业化经营,且在垦区内部表现更为明显。(3)灌区对耕地生产力的影响分析。从时间上看,2000-2015年间,灌区与非灌区的耕地NPP平均值均呈现递增趋势,其中,灌区水田NPP平均值呈现先减少后增加的趋势,非灌区水田NPP的平均值则呈现递增趋势,且四期灌区水田NPP平均值均高于非灌区;灌区和非灌区的旱地NPP平均值均呈现增加态势,除2010年外,灌区旱地NPP平均值整体高于非灌区。此外,灌区耕地、水田及旱地的NPP变异系数均低于非灌区。从空间上来看,三江平原耕地NPP均值总体呈现出中北部偏高,东北部、南部偏低的状态。2000-2015年,耕地、水田、旱地的NPP变化趋势均以轻度增加类型为主,其中,非灌区耕地NPP和旱地NPP轻度增加和显著增加的面积均大于灌区,而灌区水田NPP轻度增加和显著增加的面积均大于非灌区。对于不同等级的耕地、水田、旱地生产力水平来说,中产耕地是灌区各等级耕地生产力占比最高的类型,非灌区则呈现波动性变化;中产水田是灌区和非灌区各等级水田生产力中占比最高的类型,且灌区的中产水田和高产水田增加面积均高于非灌区;灌区和非灌区的旱地生产力水平均呈现波动性变化,且非灌区的高产旱地增加面积明显高于灌区。说明灌区和非灌区耕地、水田、旱地的生产能力总体上是上升的,灌区内的耕地质量更具有均质性,其农业生产稳定性更好,抗灾防灾能力更强,且灌区水田NPP增加趋势更明显,在实现水田增产方面,灌区更具优势,而非灌区则更适合发展旱地作物种植。
【学位单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:F323.211
【部分图文】:

技术路线图,研究特色,创新点,三江平原


7图 1-1 技术路线图Fig. 1-1 Technical route1.5 研究特色与创新点(1)研究区域的特色三江平原在全省“三区五带”农业格局中具有重要的战略地位,是保障我国粮食安全的

示意图,示意图,概况,双鸭山市


东北农业大学管理学硕士学位论文概况与数据准备区概况位置地处黑龙江省东部,土地总面积约 10.87×104km2,位于 43°50′04°46′37″E,北起黑龙江、南抵兴凯湖、西邻小兴安岭、东至乌苏、七台河市、佳木斯市、双鸭山市和鸡西市下辖的 21 个县(市)及牡丹江市所属的穆棱市,辖区内有黑龙江省农垦总局的 52 个国 3-1)。

土地利用现状图,三江平原,土地利用现状图


图 3-2 三江平原土地利用现状图ig. 3-2 The current situation of land use in Sanjiang Pl数据县(市、区)的行政区划及垦区边界数据采用黑龙江数据龙 江 省 水 利 厅 提 供 的 灌 区 工 程 布 置 图 , 在d.cn/)上下载同时期空间分辨率为 30m 且云量符合配准,同时结合谷歌地球高分辨影像为辅助数据源采取人机交互式目视解译提取三江平原灌区边界,精度在 90%以上。

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本文编号:2811684

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