河南省小麥秸稈資源空間分布的遙感估算與分析

王熙鑒　戚鵬程　趙全發(fā)　王茵茵　崔艷

摘 要：文章基于遙感技術(shù)提取河南省小麥種植分布區(qū)，結(jié)合統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算了各市小麥秸桿產(chǎn)量。對該省小麥秸桿資源的空間分布進(jìn)行了分析，就秸稈資源合理利用問題提出了若干建議。

關(guān)鍵詞：秸稈資源；遙感估算；分析

作物秸稈資源的合理利用關(guān)系到農(nóng)村能源、土壤肥力、節(jié)能減排、消防安全等諸多問題，近年來國內(nèi)外專家們圍繞該類問題進(jìn)行了大量研究。河南省是我國小麥主產(chǎn)區(qū)之一，是小麥秸稈資源大省，但是該資源目前尚未得到充分合理的利用。準(zhǔn)確掌握小麥秸稈資源的空間分布是開發(fā)利用此資源的重要前提。然而大范圍內(nèi)直接測算作物秸稈資源量是很難進(jìn)行的。已往研究根據(jù)小麥產(chǎn)量和谷草比進(jìn)行推算，而小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要來自于地方上報的統(tǒng)計資料。本研究基于衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)，以250m的空間分辨率提取了2006-2010年河南省小麥種植區(qū)分布情況，又基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立了小麥秸桿產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量的關(guān)系模型，進(jìn)而對河南省小麥秸桿資源進(jìn)行了估算。本研究結(jié)果可供有關(guān)部門在進(jìn)行小麥秸桿資源利用規(guī)劃和管理時參考使用。

1 研究方法

文章計算小麥秸稈的流程如圖1所示，其中主要環(huán)節(jié)敘述如下。

1.1 河南省小麥種植區(qū)的遙感提取

使用的遙感資料為MODIS NDVI 16d 最大合成圖像，圖像位置編碼為H27V05，時間為2006-2010年，共計184幅，全為HDF文件。將NDVI HDF文件解包和投影，將各年的NDVI圖層分別疊加形成一個“多波段”文件，即各年NDVI時序圖像。根據(jù)高分辨率遙感影像和實地調(diào)查，確定若干處小麥田位置，在這些位置上提取NDVI時序曲線。曲線形狀體現(xiàn)的是在小麥種植、生長、成熟、收獲以及其后續(xù)秋糧作物的多個階段中，作物覆蓋度及其生長狀況的變化趨勢。

根據(jù)冬小麥田與非冬小麥地表的NDVI時序特征，在全省范圍內(nèi)選取訓(xùn)練樣本，進(jìn)而利用平行管道法對各年的NDVI時序圖像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到各年小麥種植分布圖層?；谶@些圖層，根據(jù)河南省行政矢量數(shù)據(jù)（來自地理基礎(chǔ)地理信息中心）計算各年各市小麥種植面積。

1.2 小麥秸稈資源量的計算

通過統(tǒng)計年鑒獲取河南省2006-2010年小麥籽粒單產(chǎn)量。小麥秸稈籽粒比是單位面積上小麥秸稈產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量的比值。根據(jù)已往研究，并結(jié)合走訪農(nóng)戶，將該區(qū)域的秸稈籽粒比確定為1.1，各年各地皆取此常數(shù)。按下式計算河南省各市2006年-2010年小麥秸稈產(chǎn)量：

2 結(jié)果分析與討論

2.1 小麥種植區(qū)的遙感提取結(jié)果

2.2 秸稈資源的空間分布

通過對上述各部分?jǐn)?shù)據(jù)的綜合整理，顯然，全省范圍內(nèi)秸稈資源比較豐富的五個市是：駐馬店、周口、商丘、南陽、新鄉(xiāng)。就總體而言，全省秸稈資源總量非常豐富，并且呈逐年增長趨勢。

3 關(guān)于開發(fā)利用小麥秸稈資源的建議

3.1 本研究表明，河南省各地的小麥秸稈生產(chǎn)能力是不勻衡的，秸稈產(chǎn)量較高的地區(qū)為駐馬店、周口、商丘、南陽、新鄉(xiāng)等，應(yīng)以這幾個地區(qū)為重點，加強小麥秸稈的合理利用。

3.2 在每年收獲季節(jié)，要在正確預(yù)測和掌握小麥秸稈資源數(shù)量和分布的基礎(chǔ)上，改進(jìn)監(jiān)測技術(shù)手段，加強秸稈利用的監(jiān)控和管理，最大程度地減少秸稈的不合理利用。在此秸稈焚燒監(jiān)控方面，可以將基于熱紅外遙感的火點監(jiān)測、氣溶膠遙感監(jiān)測與實地劃片管理相結(jié)合，對地方的秸稈焚燒管控成效進(jìn)行評價。

3.3 針對當(dāng)前河南省秸稈資源利用率和利用程度較低的問題，應(yīng)通過扶持秸稈資源加工利用企業(yè)的方式（如稅收減免和政府補貼），促進(jìn)秸稈資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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