史磊剛,于景鑫，陶 歡，劉建剛，淮賀舉，徐長(zhǎng)春，李奇峰

(1.北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心，北京 100097； 2.農(nóng)業(yè)部科技發(fā)展中心，北京 100122)

農(nóng)作物的空間布局能夠反映一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的作物種類、結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的空間特征，其時(shí)空動(dòng)態(tài)變化直接影響著糧食安全、資源利用效率和農(nóng)民收入[1-4]。北京市作為國(guó)際大都市，其農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)隨著都市對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)和生活功能需求的變化而變化[4-5]。冬小麥對(duì)北京市糧食安全和冬季防風(fēng)固沙具有重要的作用，但冬小麥又是相對(duì)高耗水作物。近些年，北京市響應(yīng)國(guó)家生態(tài)文明和京津冀一體化戰(zhàn)略，積極推進(jìn)調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式、發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)工作，冬小麥等糧食作物種植面積發(fā)生了顯著的變化[6-7]。精準(zhǔn)評(píng)價(jià)北京市冬小麥空間分布對(duì)指導(dǎo)冬小麥生產(chǎn)的宏觀管理和調(diào)控具有重要的理論和實(shí)際意義。

農(nóng)作物時(shí)空動(dòng)態(tài)分布的準(zhǔn)確掌握是進(jìn)行農(nóng)業(yè)宏觀管理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的前提[8-9]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)，依據(jù)作物生育期內(nèi)歸一化植被指數(shù)(NDVI)和增強(qiáng)型植被指數(shù)(EVI)的特性，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和空間分析方法，研究了冬小麥、玉米、水稻等主要農(nóng)作物的空間分布，其結(jié)果有效地指導(dǎo)了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理[10-14]。作物空間布局研究的尺度多在區(qū)域上，縣域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度的關(guān)注度也不斷提升[15]。雖然地塊尺度能夠更精準(zhǔn)地反映作物分布變化特征，但有關(guān)該尺度上作物時(shí)空分布的研究鮮有報(bào)道[16]。本研究選擇冬小麥作為典型案例，分別從北京市、區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)3個(gè)尺度評(píng)價(jià)了2009-2014年北京市的冬小麥空間分布特征，確定冬小麥在北京市、區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)層面上的敏感區(qū)，并進(jìn)一步分析小麥種植地塊的數(shù)量和面積變化，以期為揭示冬小麥面積變化的原因和驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供參考，為北京市各級(jí)農(nóng)業(yè)管理部門管理和冬小麥種植調(diào)控提供數(shù)據(jù)支持。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究區(qū)域

北京農(nóng)業(yè)是典型的都市農(nóng)業(yè)，近些年種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，其中糧食作物種植面積逐年減少，尤其是近五年冬小麥面積顯著減少。2009年冬小麥播種面積分別占北京市農(nóng)作物和糧食作物播種面積的19.06%和26.99%；2014年冬小麥播種面積分別占北京市農(nóng)作物和糧食作物播種面積的12.00%和20.00%。本研究選擇北京市小麥為研究對(duì)象，在區(qū)縣尺度上選擇順義區(qū)、通州區(qū)、房山區(qū)和大興區(qū)4個(gè)冬小麥主產(chǎn)區(qū)，再在每個(gè)冬小麥主產(chǎn)區(qū)分別選擇4個(gè)典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)一步分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上冬小麥的空間分布特征。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究中北京市、區(qū)縣和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥面積來源于2008-2015年北京市和各個(gè)區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)年鑒；冬小麥關(guān)鍵生育期遙感數(shù)據(jù)主要來自Landsat TM遙感影像，冬小麥實(shí)際種植區(qū)數(shù)據(jù)來自實(shí)地調(diào)研、HJ和GF-1高分影像數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

基于冬小麥生育期內(nèi)NDVI和EVI特性，采用支持向量機(jī)、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類等分類方法提取冬小麥面積的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。本研究借鑒本單位前人提取冬小麥面積的方法[10,17],選擇北京市冬小麥4-6月份關(guān)鍵生育期內(nèi)的多時(shí)相Landsat TM遙感影像，基于NDVI閾值，在遙感分類專業(yè)軟件ENVI的支持下采用決策樹法提取2009年和2014年北京市冬小麥面積，并利用北京市土地利用現(xiàn)狀圖、HJ和GF-1高分影像數(shù)據(jù)以及實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)提取結(jié)果進(jìn)行矯正。最后利用空間分析專業(yè)軟件ArcGIS，分別統(tǒng)計(jì)冬小麥地塊數(shù)目和地塊面積大小，并利用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 北京市冬小麥時(shí)空分布特征

由圖1可知，2005-2008年北京市冬小麥面積呈波動(dòng)趨勢(shì)，2009-2014年冬小麥面積呈顯著的下降趨勢(shì)；2005-2014年北京市冬小麥單產(chǎn)一直在4 800 kg·hm-2上下波動(dòng)。本研究選擇冬小麥種植面積呈顯著下降趨勢(shì)的時(shí)間階段(2009-2014)展開分析。為了更準(zhǔn)確分析北京市2009-2014年冬小麥面積變化，分別取2008-2010年和2013-2015年的平均值作為2009年和2014年冬小麥種植面積數(shù)值，進(jìn)行五年前后對(duì)比分析。北京市冬小麥面積從2009年的61 971.02 hm2減少到2014年的26 814.87 hm2，下降了56.73%。可見，2009-2014年北京市冬小麥面積發(fā)生了極顯著的變化。

基于北京市多時(shí)相遙感、耕地空間分布數(shù)據(jù)和冬小麥物候期數(shù)據(jù)，提取了北京市冬小麥種植面積。為檢驗(yàn)提取精度，分別從區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)面積和提取面積的比較(圖2)。在區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上，冬小麥面積提取數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)年鑒面積均呈顯著的線性關(guān)系，提取精度在90%左右，所以本研究中利用遙感數(shù)據(jù)提取的冬小麥種植面積能夠反映北京冬小麥的空間分布特征。

圖1 2005-2014年北京市冬小麥面積和單產(chǎn)

圖2 不同尺度行政區(qū)冬小麥種植面積和提取面積散點(diǎn)圖

2009和2014年北京市冬小麥主要種植區(qū)域均在順義區(qū)、通州區(qū)、大興區(qū)和房山區(qū)的平原地區(qū)，平谷區(qū)、懷柔區(qū)、昌平區(qū)和密云區(qū)有少量分布，海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)和豐臺(tái)區(qū)冬小麥空間分布呈現(xiàn)零星狀(圖3)。2009年北京市冬小麥主要分布在三大片區(qū)，其中東南部的通州和大興冬小麥片區(qū)最大，約占北京冬小麥總面積的1/2；東北部的順義冬小麥片區(qū)約占總面積的1/4；西南部房山冬小麥片區(qū)約占總面積的1/6。2014年北京市冬小麥主要集中在四個(gè)片區(qū)，順義片區(qū)最大，占總面積的近1/3；大興、通州和房山三個(gè)片區(qū)冬小麥面積差異不顯著，每個(gè)片區(qū)占總面積的近1/4。

相對(duì)于2009年，2014年北京市冬小麥空間分布區(qū)域顯著減少，減少區(qū)域主要集中在順義區(qū)中部、通州區(qū)的中西部、大興區(qū)的中北部和房山區(qū)的東北部，其他區(qū)縣冬小麥空間分布均呈現(xiàn)緊縮趨勢(shì)。成片地塊數(shù)量和地塊面積能夠精準(zhǔn)地反映出地塊尺度冬小麥空間變化特征。2009-2014年北京市成片冬小麥地塊數(shù)量和地塊面積大小均發(fā)生了顯著變化。成片種植地塊從2009年的11 243塊降低到2014年的4 914塊，地塊平均面積也從4.76±0.19 hm2減少到1.22±0.05 hm2；相對(duì)于2009年，2014年冬小麥成片種植地塊數(shù)量下降了56.29%，地塊面積降低了74.29%。北京市成片冬小麥地塊越來越少，并且地塊的面積也越來越小。

2.2 區(qū)縣尺度上冬小麥的時(shí)空分布特征

2009-2014年，北京市涉及冬小麥種植的區(qū)縣有13個(gè)(表1)。相對(duì)于2009年，2014年各區(qū)縣的冬小麥面積均不同程度下降，13個(gè)區(qū)縣冬小麥面積平均減少72.74%，其中豐臺(tái)區(qū)、門頭溝區(qū)和延慶區(qū)減少的幅度較大，均減少了100%；順義區(qū)減少的幅度最小，為40.26%；其他區(qū)縣的減少幅度也均在50%以上。冬小麥種植減少最多的4個(gè)區(qū)從多到少依次為通州區(qū)、大興區(qū)、房山區(qū)和順義區(qū)，每個(gè)區(qū)縣冬小麥面積減少量均在5 000 hm2以上， 4個(gè)區(qū)的冬小麥面積共計(jì)減少30 734.96 hm2，占北京市冬小麥面積減少總量的87.43%；并且2014年4個(gè)區(qū)縣冬小麥播種面積占北京市總播種面積的88.66%。因此，房山區(qū)、通州區(qū)、順義區(qū)和大興區(qū)是北京市冬小麥主產(chǎn)區(qū)，并且能夠充分反映北京市近5年冬小麥面積變化特征。

圖3 2009年和2014年北京市冬小麥種植面積的空間分布

區(qū)縣District冬小麥面積Winterwheatgrowingarea/hm220092014面積下降量Decreaseofplantingarea絕對(duì)值A(chǔ)bsolutevalue/hm2相對(duì)值Relativevalue/%北京市Beijing61971.0226814.8735156.1656.73朝陽(yáng)區(qū)Chaoyang265.4210.40255.0296.08豐臺(tái)區(qū)Fengtai90.310.0090.31100.00海淀區(qū)Haidian255.6736.49219.1885.73門頭溝區(qū)Mentougou9.910.009.91100.00房山區(qū)Fangshan10061.843914.276147.5861.10通州區(qū)Tongzhou15856.364671.4411184.9170.54順義區(qū)Shunyi14382.568591.645790.9140.26昌平區(qū)Changping892.29240.09652.2073.09大興區(qū)Daxing14206.076594.517611.5653.58懷柔區(qū)Huairou2025.09961.821063.2752.50平谷區(qū)Pinggu2730.621338.711391.9150.97密云區(qū)Miyun1192.18455.49736.6961.79延慶區(qū)Yanqing2.710.002.71100.00

2009年房山區(qū)、通州區(qū)、順義區(qū)和大興區(qū)4個(gè)區(qū)縣播種冬小麥的鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)54個(gè)，平均每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥的面積為1 066.28±153.63 hm2，其中種植面積最大的是大興區(qū)的禮賢鎮(zhèn)，冬小麥面積為4 772.11 hm2；種植面積最小的是大興區(qū)的西紅門鎮(zhèn)，冬小麥面積為0.6 hm2；2014年每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥平均種植面積為388.21±59.17 hm2，其中，種植面積最大的還是大興區(qū)的禮賢鎮(zhèn)，冬小麥面積為1 954.33 hm2；大興區(qū)的西紅門鎮(zhèn)和瀛海鎮(zhèn)、順義區(qū)南法信鎮(zhèn)和房山區(qū)十渡鎮(zhèn)冬小麥種植面積均減少到0 hm2。

2009年，冬小麥種植面積≤500 hm2和>1 000 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)均約占總數(shù)的2/5，500～1 000 hm2面積的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)最少。2014年，冬小麥種植面積≤500 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)最多，約占總數(shù)的3/4，500～1 000 hm2和>1 000 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)均約占總數(shù)的1/8(圖4)。相對(duì)于2009年，2014年鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥種植面積呈現(xiàn)顯著減少趨勢(shì)，冬小麥面積≤500 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)增加了約1倍，500～1 000 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)減少了約一半，>1 000 hm2的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)減少了2/3。

圖4 冬小麥主產(chǎn)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植面積的變化

進(jìn)一步分析，54個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，96.70%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥面積均有不同程度的減少，其中減少量最多的3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別為大興區(qū)龐各莊鎮(zhèn)、通州區(qū)漷縣鎮(zhèn)和大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)，減少面積分別為3 292.39、2 818.73和2 817.77 hm2，相應(yīng)的減少百分率分別為87.16%、71.62%和59.05%；大興區(qū)的西紅門鎮(zhèn)和瀛海鎮(zhèn)、順義區(qū)南法信鎮(zhèn)和房山區(qū)十渡鎮(zhèn)4鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥面積均減少了100%。只有房山區(qū)的琉璃河鎮(zhèn)和大石窩鎮(zhèn)冬小麥面積有所增加，分別增加了885.60和10.80 hm2。總體上，2009-2014年北京市冬小麥主產(chǎn)區(qū)冬小麥種植面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的小麥面積在逐步減?。环N植面積小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的冬小麥種植面積變得更小，甚至消失。

利用空間統(tǒng)計(jì)分析方法獲取2009年和2014年北京市冬小麥主產(chǎn)區(qū)成片冬小麥地塊數(shù)量及相應(yīng)地塊的大小。2009-2014年北京市順義區(qū)、通州區(qū)、大興區(qū)和房山區(qū)成片冬小麥地塊數(shù)量均呈現(xiàn)顯著減少趨勢(shì)(圖5)，其中通州區(qū)減少的幅度最大，達(dá)到64.45%，房山區(qū)減少的幅度最小，為39.20%；4個(gè)區(qū)縣成片冬小麥面積也呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)，2014年成片地塊面積均不足2009年的一半，其中房山區(qū)降低幅度最大，為83.43%，順義區(qū)降低幅度最小，為52.74%?？傊?，相對(duì)于2009年，2014年北京市順義區(qū)、通州區(qū)、大興區(qū)和房山區(qū)成片冬小麥地塊數(shù)量越來越少，地塊平均面積也越來越小。

圖5 北京主產(chǎn)區(qū)縣冬小麥地塊數(shù)量和面積的變化

2.3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上冬小麥的時(shí)空分布特征

綜合考慮冬小麥種植面積和減少量，選擇大興區(qū)的禮賢鎮(zhèn)、通州區(qū)的西集鎮(zhèn)、房山區(qū)的石樓鎮(zhèn)和順義區(qū)的木林鎮(zhèn)4個(gè)典型冬小麥種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度分析冬小麥空間分布特征。2009年禮賢鎮(zhèn)、西集鎮(zhèn)、石樓鎮(zhèn)和木林鎮(zhèn)的冬小麥種植面積分別為4 772.11、2 449.27、1 876.47和2 278.67 hm2；2014年冬小麥面積分別為2 817.77、1 650.07、1 381.40和994.40 hm2，分別減少了59.05%、67.37%、73.62%和43.64%。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上，2009-2014年冬小麥面積也均呈現(xiàn)顯著減少趨勢(shì)，與北京市和區(qū)縣尺度的趨勢(shì)相同；但是，冬小麥成片地塊數(shù)量和面積變化特征出現(xiàn)了分異，地塊數(shù)量有增有減。依據(jù)冬小麥成片地塊數(shù)量和面積變化特征，將4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分為兩大類：第一類是冬小麥地塊數(shù)量減少，同時(shí)地塊面積也減少，包括通州區(qū)西集鎮(zhèn)和順義區(qū)木林鎮(zhèn)(圖6上圖、下圖和表2)；第二是冬小麥地塊數(shù)量增加，同時(shí)地塊面積也減少，包括大興區(qū)的禮賢鎮(zhèn)和房山區(qū)石樓鎮(zhèn)(圖7上圖、下圖和表2)。

圖6 2009和2014年通州區(qū)西集鎮(zhèn)和順義區(qū)木林鎮(zhèn)冬小麥的空間分布

鄉(xiāng)鎮(zhèn)Township年份Year不同面積類型地塊占總體的比例Thepercentageofdifferentsizesofparcels/%≤1hm21～5hm2>5hm2木林鎮(zhèn)Mulin200956.2929.3414.37201470.6521.747.61西集鎮(zhèn)Xiji200963.9020.4415.65201477.9217.754.33禮賢鎮(zhèn)Lixian200956.1326.9816.89201491.118.480.40石樓鎮(zhèn)Shilou200961.8019.1019.10201472.9219.447.64

2009年西集鎮(zhèn)和木林鎮(zhèn)在全鎮(zhèn)范圍內(nèi)幾乎均有冬小麥種植，2014年西集鎮(zhèn)和木林鎮(zhèn)冬小麥空間分布區(qū)域顯著減少，西集鎮(zhèn)冬小麥種植主要集中在南北中軸線附近，木林鎮(zhèn)冬小麥主要集中在西北和東北2片。西集鎮(zhèn)和木林鎮(zhèn)成片冬小麥地塊的數(shù)量分別減少57.46%和44.91%；西集鎮(zhèn)冬小麥地塊平均面積從2009年的4.53±0.77 hm2減少到2014年的0.97±0.13 hm2，下降了83.75%，其中面積>5 hm2的地塊數(shù)量約減少到原來的1/4，面積在1～5 hm2的地塊數(shù)量略有減少，面積≤1 hm2的地塊數(shù)量約增加了15%。木林鎮(zhèn)冬小麥地塊平均面積從2009年的4.48±0.89 hm2減少到2014年的1.61±0.27 hm2，減少了70.17%，其中，面積>5 hm2的地塊數(shù)量約減少到原來的1/2，面積在1～5 hm2的地塊數(shù)量約減少8%，面積≤1 hm2的地塊數(shù)量約增加了15%。

2009年大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)和房山區(qū)石樓鎮(zhèn)在全鎮(zhèn)范圍內(nèi)幾乎均有冬小麥種植，并且石樓鎮(zhèn)冬小麥集中分布在幾大區(qū)域；2014年禮賢鎮(zhèn)和石樓鎮(zhèn)冬小麥空間分布區(qū)域均顯著減少，禮賢鎮(zhèn)鎮(zhèn)冬小麥種植主要分布在中南部和東北角區(qū)域，石樓鎮(zhèn)主要分布在東側(cè)及東北角區(qū)域。禮賢鎮(zhèn)和石樓鎮(zhèn)成片冬小麥地塊的數(shù)量均有所增加，增加率分別為34.88%和61.80%。禮賢鎮(zhèn)的冬小麥地塊平均面積從2009年的7.16±1.79 hm2減少到2014年的0.45±0.04 hm2，減少了97.81%，其中面積>5 hm2的地塊數(shù)量幾乎消失了，面積在1～5 hm2的地塊數(shù)量也減少20%左右，面積≤1 hm2的地塊數(shù)量約增加了45%。石樓鎮(zhèn)的冬小麥地塊平均面積從2009年的18.63±7.87 hm2減少到2014年的1.64±0.29 hm2，下降了96.33%，其中面積>5 hm2的地塊數(shù)量約減少10%，面積在1～5 hm2的地塊數(shù)量基本沒變，面積≤1 hm2的地塊數(shù)量約增加了10%。

總之，在大興區(qū)的禮賢鎮(zhèn)、通州區(qū)的西集鎮(zhèn)、房山區(qū)的石樓鎮(zhèn)和順義區(qū)的木林鎮(zhèn)4個(gè)典型冬小麥種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2009-2014年冬小麥種植面積和空間分布區(qū)域均顯著減少，成片冬小麥地塊平均面積均顯著減小，其中面積>5 hm2地塊數(shù)量占總體比率均下降到8%以下，其中禮賢鎮(zhèn)減少的不足1%。2009年冬小麥成片地塊面積較大的禮賢鎮(zhèn)和石樓鎮(zhèn)，在2014年地塊數(shù)目均有所增加，地塊平均面積顯著降低，僅不足原來面積的5%。2009年冬小麥成片地塊面積較小的西集鎮(zhèn)和木林鎮(zhèn)，2014年地塊數(shù)據(jù)均約減少了一半，地塊平均面積均約減少為四分之一。

圖7 2009和2014年大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)和房山區(qū)石樓鎮(zhèn)冬小麥的空間分布

3 討 論

調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減少冬小麥種植面積是應(yīng)對(duì)華北平原水資源短缺的重要途徑之一[6]。本研究基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)，在北京市、區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)三個(gè)尺度上得到相同的結(jié)論：2014年冬小麥面積和空間分布區(qū)域比2009年顯著減少，并且距離城區(qū)越近減少越顯著。該結(jié)論與前人研究結(jié)果相同[17-18]，主要原因是北京市人口增加、城市進(jìn)程加快，以及小麥比較效益相對(duì)低，因此原來種植冬小麥的土地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，或者種植蔬菜瓜果等經(jīng)濟(jì)效益較高的作物；另一方面也表明北京市、區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等各級(jí)政府落實(shí)了“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”工作要求。

通過比較分析2009年和2014年成片冬小麥種植地塊的數(shù)量、地塊面積以及不同面積類型占總體比例，北京市成片冬小麥地塊的數(shù)量在不斷減少，地塊的種植面積也越來越小。目前北京市冬小麥種植面積大于5 hm2地塊所占比例已經(jīng)不足8%。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上，2009年冬小麥種植面積較大和較小的兩類鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2014年地塊數(shù)目分別出現(xiàn)增加和減少趨勢(shì)，地塊平均面積顯著降低?？傊?，種植越來越分散、越來越細(xì)碎是北京市冬小麥空間分布的重要變化特征，為生產(chǎn)管理提出了新的挑戰(zhàn)。今后應(yīng)該針對(duì)各區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬小麥種植地塊數(shù)量和面積特征，有針對(duì)性地采取管理措施。對(duì)于冬小麥種植總面積大、地塊面積也相對(duì)較大的區(qū)域，建議優(yōu)先保留；對(duì)于冬小麥種植總面積小且地塊面積也小的地區(qū)，建議首先考慮調(diào)整。

本研究初步確定了2009和2014北京市冬小麥面積的空間分布特征，尤其是冬小麥成片種植地塊數(shù)量和地塊面積變化分析為下一步探究冬小麥空間變化的影響因素和驅(qū)動(dòng)機(jī)制提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[19-20]。在農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中需要綜合考慮成本和精準(zhǔn)度[19]，因此沒有直接利用高分遙感數(shù)據(jù)，而是主要利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和高時(shí)間、中分辨率的遙感數(shù)據(jù)。遙感監(jiān)測(cè)提取過程存在混合像元等問題，冬小麥地塊數(shù)量和面積統(tǒng)計(jì)上會(huì)存在誤差，同時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也存在一定誤差，但并不影響冬小麥變化趨勢(shì)分析。本研究同時(shí)從多個(gè)尺度分析小麥種植面積的時(shí)空變化，今后將綜合考慮冬小麥產(chǎn)量、耗水等因素，以及可以調(diào)控冬小麥空間布局的方法[21-22]，并在敏感區(qū)域采用高分遙感數(shù)據(jù)提高精準(zhǔn)度[23]，使研究結(jié)果更好地服務(wù)于北京市冬小麥生產(chǎn)管理。

[1]劉巽浩,陳 阜.中國(guó)農(nóng)作制[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005:8-12.

LIU X H,CHEN F.Farming systems in China [M].Beijing:China Agriculture Press,2005:8-12.

[2]楊 婷,趙文利,王哲儀,等.基于遙感影像NDVI數(shù)據(jù)的中國(guó)種植制度分布變化[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,48(10):1915.

YANG T,ZHAO W L,WANG Z Y,etal.Changes of cropping system in China based on remotely sensed NDVI data [J].ScientiaAgriculturaSinica,2015,48(10):1915.

[3]MUTLU O.The spatial distribution of crop types from MODIS data:Temporal unmixing using independent component analysis [J].RemoteSensingofEnvironment,2010,114(6):1190.

[4]鄧楚雄,謝炳庚,吳永興,等.上海都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的定量綜合評(píng)價(jià)[J].自然資源學(xué)報(bào),2010,25(9):1577.

DENG C X,XIE B G,WU Y X,etal.The quantitative and comprehensive appraisal of urban agricultural sustainable development in Shanghai [J].JournalofNaturalResource,2010,25(9):1577.

[5]果雅靜,高尚賓,方 放,等.基于區(qū)位商法的北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(4):976.

GUO Y J,GAO S B,FANG F,etal.Assessment of the overall arrangement of urban modern agriculture industry in Beijing using location quotient technique [J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2008,16(4):976.

[6]任大朋,劉培斌,李會(huì)安.虛擬水戰(zhàn)略下的北京市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(Z1):11.

REN D P,LIU P B,LI H A.Agricultural structure adjustment in Beijing under the virtual water strategy [J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(Z1):11.

[7]劉亞瓊,李法虎,楊玉林.北京市農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整與節(jié)水節(jié)肥方案優(yōu)化[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,16(5):39.

LIU Y Q,LI F H,YANG Y L.Adjustment of crop planting structure and optimal analysis of water and fertilizer application in Beijing [J].JournalofChinaAgriculturalUniversity,2011,16(5):39.

[8]劉珍環(huán),楊 鵬,吳文斌,等.近30年中國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)時(shí)空變化分析[J].地理學(xué)報(bào),2016,71(5):840.

LIU Z H,YANG P,WU W B,etal.Spatio-temporal changes in Chinese crop patterns over the past three decades [J].ActaGeographicaSincia,2016,71(5):840.

[9]唐華俊,吳文斌,楊 鵬,等.農(nóng)作物空間格局遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(14):2879.

TANG H J,WU W B,YANG P,etal.Recent progresses in monitoring crop spatial patterns by using remote sensing technologies [J].ScientiaAgriculturaSinica,2010,43(14):2879.

[10]李存軍,王紀(jì)華,劉良云,等.利用多時(shí)相Landsat近紅外波段監(jiān)測(cè)冬小麥和苜蓿種植面積[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2005,21(2):96.

LI C J,WANG J H,LIU L Y ,etal.Land cover mapping of winter wheat and clover using muti-temporal Landsat NIR band in a growing season [J].TransactionsoftheCSAE,2005,21(2):96.

[11]李奇峰,張海林,陳 阜.東北農(nóng)作區(qū)糧食作物種植格局變化的特征分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,13(3):74.

LI Q F,ZHANG H L,CHEN F.Changes in spatial distribution and planting structure of major crops in Northeast China[J].JournalofChinaAgriculturalUniversity,2008,13(3):74.

[12]石 濤,張 麗,楊元建.基于Landsat-8和LSMM的冬小麥面積提取研究—以皖北為例[J].麥類作物學(xué)報(bào),2015,35(12):1727.

SHI T,ZHANG L,YANG Y J.Study on extraction of winter wheat area based on Landsat-8 and LSMM in case of Norhern Anhui [J].JournalofTriceaeCrops,2015,35(12):1727.

[13]LEFF B,RAMANKUTTY N,FOLEY J A.Geographic distribution of major crops across the world [J].GobalBiogeochemicalCycles,2004,18(1):1.

[14]TAN J,YANG P,LIU Z H,etal.Spatio-temporal dynamics of maize cropping system in Northeast China between 1980 and 2010 by using spatial production allocation model [J].JournalofGeographicalSciences,2014,24(3):397.

[15]張 莉,吳文斌,楊 鵬,等.黑龍江省賓縣農(nóng)作物格局時(shí)空變化特征分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,46(15):3227.

ZHANG L,WU W B,YANG P,etal.Temporal and spatial changes in crop patterns of Binxian county in Heilongjiang province [J].ScientiaAgriculturaSinica,2013,46(15):3227.

[16]吳金鳳,方 斌,方 瑋.基于作物綜合要素單元的農(nóng)田利用布局[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(14):4733.

WU J F,FANG B,FANG W.Farmland utilization layout based on comprehensive factors unit of crop [J].ActaEcologicaSinica,2015,35(14):4733.

[17]崔方寧,宋曉宇,孫寶生,等.基于多時(shí)相TM影像的冬小麥面積變化監(jiān)測(cè)[J].遙感信息,2012,27(5):89.

CUI F N,SONG X Y,SUN B S,etal.Change detection of winter wheat area based on mulit-temporal TM images [J].RemoteSensingInformation,2012,27(5):89.

[18]王紅營(yíng),潘學(xué)鵬,羅建美,等.基于遙感的華北平原農(nóng)作物時(shí)空分布變化特征分析[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,23(9):1199.

WANG H Y,PAN X P,LUO J M,etal.Using remote sensing to analyze spatiotemporal variations in crop planting in the North China Plain [J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2015,23(9):1199.

[19]劉 佳,王利民,滕 飛,等.RapidEye衛(wèi)星紅邊波段對(duì)農(nóng)作物面積提取精度的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2016,32(13):140.

LIU J,WANG L M,TENG F,etal.Impact of red-edge waveband of RapidEye satellite on estimation accuracy of crop planting area [J].TransactionsoftheCSAE,2016,32(13):140.

[20]劉珍環(huán),楊 鵬,吳文斌,等.自然環(huán)境因素對(duì)農(nóng)戶選擇種植作物的影響機(jī)制-以黑龍江省賓縣為例[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,46(15):3238.

LIU Z H,YANG P,WU W B,etal.Impact of natural-environmental factors on the crop choices of households-a case study in Binxian county of Heilongjiang Province [J].ScientiaAgriculturaSinica,2013,46(15):3238.

[21]陳素英,胡春勝,孫宏勇,等.節(jié)水型種植結(jié)構(gòu)與北京供水安全探討[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20(2):33.

CHEN S Y,HU C S,SUN H Y,etal.Preliminarily analysis on water -saving planting structure of crops and supplying water safely in Beijing [J].JournalofAridLandResourcesandEnvironment,2006,20(2):33.

[22]夏 天,吳文斌,余強(qiáng)毅,等.農(nóng)作物空間格局動(dòng)態(tài)變化模擬模型(CROPS)構(gòu)建[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2014,35(1):44.

XIA T,WU W B,YU Q Y,etal.Simulating the spatial dynamics of cropping pattern:The CROPS model [J].JournalofChinaAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,2013,35(1):44.

[23]游 炯,裴志遠(yuǎn),王 飛,等.基于改進(jìn)多元紋理信息模型和GF-1影像的縣域冬小麥面積提取[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2016,32(13):131.

YOU J,PEI Z Y,WANG F,etal.Area extraction of winter wheat at county scale based on modified multivariate texture and GF-1 satellite images [J].TransactionsoftheCSAE,2016,32(13):131.