摘要: 耕地资源是人类社会赖以生存和发展的基础。非洲土地资源丰富，但耕地资源相对短缺，直接影响非洲粮食供应和粮食安全。非洲耕地空间分布、面积数量、利用状况随时间不断发生变化，对驱动区域乃至全球生态环境变化有重要影响。因此，科学探明非洲耕地... 展开 耕地资源是人类社会赖以生存和发展的基础。非洲土地资源丰富，但耕地资源相对短缺，直接影响非洲粮食供应和粮食安全。非洲耕地空间分布、面积数量、利用状况随时间不断发生变化，对驱动区域乃至全球生态环境变化有重要影响。因此，科学探明非洲耕地资源禀赋、准确辨识耕地格局特征、全面揭示耕地动态变化规律和过程对非洲乃至世界区域的粮食安全保障和生态系统变化分析都具有重要的指导意义。非洲既是“一带一路”倡议的历史和自然延伸，也是重要参与方，中国在非洲的影响力与日俱增。因此，掌握非洲耕地变化特征、挖掘非洲耕地潜力，对于消除非洲贫困、提高我国农业资源利用率、缓解国内耕地和粮食安全局势具有重要意义。 目前全球已有多套土地利用遥感数据可用于耕地资源的遥感监测分析，但总体来说这些数据空间分辨率较低，区域适宜性较差，且难以形成长时间序列数据集，难以准确描述区域耕地资源空间格局动态变化。GlobeLand30作为全球首套30m空间分辨率地表覆盖数据，包含2000年和2010年两个基准年，为全球或洲域尺度上的耕地空间分布与动态变化分析提供了数据支撑。因此本文以非洲为研究区域，采用GlobeLand30耕地产品数据，基于多尺度、多指标开展了非洲耕地利用格局时空变化的研究。本论文的主要研究内容及研究结果如下: (1)GlobeLand30数据在非洲地区的质量评估。本研究采用空间数据二级抽样检验模型进行GlobeLand30数据在非洲地区的质量评估。精度评定结果表明，2000年非洲地区产品的总体精度为93.68％,2010年产品的总体精度为93.43％。其中，2000年耕地产品平均总体精度为84.23％，2010年平均总体精度为83.17％，较高的精度表明GlobeLand30耕地产品数据用于分析非洲耕地时空变化的可行性。 (2)非洲耕地面积变化分析。基于非洲耕地空间分布信息，从地理分区、国家、经纬网、气候分区、生态分区等五个尺度分析了2000-2010年非洲耕地利用时空变化特征。从面积特征来看，2000-2010年间非洲耕地面积增加2.26×105km2，增加百分比为11.20％。耕地主要分布在东非和西非区域，其中尼日利亚耕地面积最大。2000-2010年间，非洲国家面积变化幅度在-27.57％-25.17％之间，其中涨幅最大的国家为尼日利亚(25.17％)，降幅最大的国家则为科特迪瓦(-27.57％)。十年间耕地在纬度上分布稳定，经向上则由西向东波动增加。耕地面积在气候带变化最大的为沙漠气候(17.42％)，耕地面积最大的三个生态分区则为热带灌木林带、热带常绿硬叶林带和热带季雨林带，其中热带荒漠带耕地变化率增加最显著，耕地面积增长率为15.77％。 (3)非洲耕地类型变化分析。从耕地与其它地物类型的转移情况来看，北非耕地变化最平稳，不变的比例高达81.21％。新增耕地主要由林地、草地和灌木地等植被类型开发利用转入，减少耕地主要转成为林地、草地和灌木地，新增的耕地面积远大于减少的面积。 (4)非洲耕地集约化变化分析。从集约化特征来看，10年间非洲耕地复种指数增加了11.70％，变化率为13.54％。从五个地理分区来看，西非和中非的耕地复种指数整体要高于其他地区。2000年非洲耕地复种指数最大的为西非(149.93％)，其次为中非(132.37％)，最低的则为南非，2010年非洲各区耕地复种指数排序趋势和2000年趋同。10年间东非耕地复种指数提高幅度和变化率(25.41％)都最大，北非变化率最小(5.46％)。从垦殖指数来看，中非国家的垦殖指数总体较高。十年间垦殖指数变化总体呈增加趋势，其中中非的增幅最高，达到25.25％。 本文的主要特色与创新如下: (1)基于空间数据二级抽样检验模型和高空间分辨率数据，微观上建立并实现了GlobeLand30非洲耕地数据产品质量评估技术方法，并在宏观上开展集成验证分析，为境外大区域耕地数据产品精度评定提供了可参考的新思路和新方法，并为GlobeLand30的分析应用提供了重要理论支撑。 (2)利用GlobeLand302000和2010年耕地数据产品，引入面积数量、空间位置、类型转换和集约化利用等10个指标，建立了非洲耕地时空格局变化分析的3个指标群，在地理分区、国家、经纬网、生态分区、气候分区等多尺度开展了系统分析，揭示了非洲耕地利用现状、10年时空变化的特征和规律，为服务全球粮食安全提供了重要信息支撑。 收起