【摘要】：人口與耕地的矛盾日益凸顯使糧食安全變的尤為重要,我國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國,也是世界上最大的小麥消費(fèi)國,由于受自然環(huán)境條件和生產(chǎn)條件的影響,我國區(qū)域小麥單產(chǎn)水平差異較大,厘清中低產(chǎn)區(qū)限制小麥生產(chǎn)的關(guān)鍵因素,改善小麥生產(chǎn)管理?xiàng)l件,是當(dāng)前保障我國糧食安全的重要途徑,對于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、區(qū)域供需平衡、經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等具有極為重要的意義。黃河三角洲是國家級高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū),擁有大量未利用的后備土地資源,是我國重要的中低產(chǎn)田和后備土地資源開發(fā)區(qū)。由于土壤鹽堿限制,該區(qū)鹽漬化土地面積大、分布廣泛,小麥產(chǎn)量水平低下,蘊(yùn)藏巨大的糧食增產(chǎn)潛力。本文選取山東省墾利縣和無棣“渤海糧倉”樣板區(qū)為研究區(qū),在實(shí)地調(diào)查采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過對研究區(qū)主要農(nóng)作物種類和物候歷的分析,選取了2003年、2008年、2013年的三年六期ETM+影像,經(jīng)過大氣校正、輻射校正、幾何精校正和掩膜運(yùn)算等處理后,通過分析研究區(qū)典型地物特征光譜曲線生成決策樹分類模型,提取冬小麥、棉花種植分布信息,將各時(shí)相冬小麥、棉花種植分布提取結(jié)果做空間疊加,分析了近10年來冬小麥、棉花種植面積與分布的變化規(guī)律;并結(jié)合實(shí)地土壤鹽分調(diào)查分析數(shù)據(jù),分析了冬小麥、棉花種植面積變化與土壤鹽分的關(guān)系。一方面,將墾利縣冬小麥、棉花分布圖分別與相應(yīng)時(shí)相的土壤含鹽量分布圖進(jìn)行空間疊加分析,并對疊加圖的屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對比分析冬小麥、棉花分布與土壤含鹽量分布的關(guān)系。另一方面,通過疊加2008和2013年土壤鹽分含量分布圖,將鹽分變化分為鹽分升高區(qū)和鹽分降低區(qū),將其與同時(shí)段的冬小麥、棉花各自及交互之間種植范圍變化圖進(jìn)行疊加,分析土壤鹽分含量變化對冬小麥、棉花分布變化的影響。最后通過分析無棣“渤海糧倉”樣板區(qū)內(nèi)土壤含鹽量情況和作物長勢之間的關(guān)系,建立各個(gè)月份土壤含鹽量和作物長勢的回歸分析模型,選取了相關(guān)性最顯著的月份,分析土壤含鹽量對作物長勢的具體影響,并對研究區(qū)未來冬小麥、棉花種植提出了對策和建議。研究的主要結(jié)論有:(1)通過分析提取的墾利縣2003年、2008年和2013年的冬小麥、棉花種植分布信息,可以看出,墾利縣冬小麥和棉花的分布具有明顯的空間特征,主要分布在墾利縣域西南部和東北部的黃河沿岸區(qū)域,其中棉花的種植分布區(qū)比冬小麥種植區(qū)范圍稍大,在墾利縣域中南部有少量棉花種植區(qū)分布。兩者都與土壤低含鹽量區(qū)具有一致的空間分布特征。墾利縣域西南部由于地勢較高,土壤鹽堿總體較輕,縣域東北部黃河沿岸區(qū)域由于受黃河淡水影響較大,也是低土壤含鹽量區(qū)。(2)通過分析多時(shí)相的冬小麥和棉花種植分布及變化情況,看出2003年至2013年墾利縣冬小麥種植面積呈減少趨勢,棉花種植面積大幅增長,農(nóng)作物種植主要向棉花種植轉(zhuǎn)變,其中冬小麥種植區(qū)向棉花種植區(qū)共轉(zhuǎn)移8343.72hm2,非耕地向棉花種植區(qū)共轉(zhuǎn)移34560.63 hm2,與土壤鹽分含量的變化具有一致性。土壤鹽分含量高于3g/Kg的冬小麥種植區(qū)域在土壤含鹽量升高后,作物種植類型變?yōu)榱嗣藁ā?3)冬小麥、棉花種植范圍分布及變化與土壤鹽分含量分布及變化具有極高的相關(guān)性,土壤鹽分含量的變化是冬小麥、棉花種植區(qū)域變化的重要影響因素。冬小麥種植無變化區(qū)域土壤含鹽量都集中在1.5g/Kg—2.5g/Kg之間,冬小麥種植增加區(qū)域的土壤鹽分含量都集中在2g/Kg—3g/Kg,而冬小麥種植減少區(qū)的土壤鹽分含量都在3g/Kg以上,即土壤含鹽量3g/Kg是適宜冬小麥生長的上限,土壤含鹽量超過3g/Kg已不再適合冬小麥的生長,且冬小麥的種植面積隨土壤鹽分的升高驟減;棉花種植減少區(qū)的土壤含鹽量都集中在4 g/Kg以上,即土壤含鹽量在超過4g/Kg后就不再適合棉花的生長。因此采取必要的農(nóng)業(yè)措施和工程手段使土壤含鹽量保持在適宜作物生長的范圍內(nèi),是冬小麥和棉花生產(chǎn)的重要保證。(4)在單一作物種植模式下,通過比較不同土壤含鹽量區(qū)域的各月作物NDVI值變化趨勢、比較各個(gè)月份的土壤含鹽量和作物長勢函數(shù)模型,發(fā)現(xiàn)5月份的土壤鹽分含量和作物長勢的相關(guān)性最高,相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.88,土壤鹽分含量對農(nóng)作物長勢的影響最顯著。在一定的土壤含鹽量范圍內(nèi),隨著土壤含鹽量的升高作物長勢呈線性降低,當(dāng)土壤含鹽量增高到不適宜農(nóng)作物生長時(shí),農(nóng)作物長勢不再發(fā)生變化。因此將土壤含鹽量控制在合理范圍內(nèi),是作物正常生長的基本保障。本研究分析了冬小麥、棉花種植分布變化、交互變化與土壤鹽分含量之間的關(guān)系,以及土壤含鹽量變化對于作物長勢影響的規(guī)律,探索了土壤鹽堿化對于作物種植的影響。對研究區(qū)未來冬小麥、棉花的栽培管理提供了科學(xué)對策,對研究區(qū)“棉轉(zhuǎn)糧”的潛力進(jìn)行了分析。
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【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S562;S512.11;S127

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2369509