某地區(qū)水稻種植制度分布特征分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u19141某地區(qū)水稻種植制度分布特征分析案例 142501.1時(shí)間分布特征 1256001.2空間分布特征 2162121.2.1面積分布特征 282461.2.2重心遷移分析 527261.3自然因素分布特征 6130551.3.1地形分布特征 656691.3.2土壤類型分布特征 9242131.3.3氣候分布特征 10236261.4水稻種植制度影響因素分析 1361541.4.1自然因素 13226241.4.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素 14水稻種植制度的分布受地形、氣候、土壤、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政策等多方面因素的影響。根據(jù)提取結(jié)果，本章從時(shí)間、空間、自然因素三個(gè)角度對(duì)水稻種植制度的分布特征進(jìn)行分析，并且對(duì)水稻種植制度分布的影響因素進(jìn)行分析。1.1時(shí)間分布特征根據(jù)

2018

年、2019

年和

2020

年湖南省水稻種植制度的分類結(jié)果，對(duì)各類型種植制度面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2018年單季稻種植面積1323.75千公頃，占水稻田總面積的46.44%，雙季稻種植面積1400.87千公頃，占水稻田總面積的49.14%，撂荒地面積121.95千公頃，占水稻田總面積的4.42%；2019年單季稻種植面積1678.09千公頃，占水稻田總面積的58.87%，雙季稻種植面積1138.97千公頃，占水稻田總面積的39.96%，撂荒地面積111.79千公頃，占水稻田總面積的3.92%；2020年單季稻種植面積1621.67千公頃，占水稻田總面積的57.03%,雙季稻種植面積1091.72千公頃，占水稻田總面積的38.44%，撂荒地面積212.68千公頃，占水稻田總面積的7.46%。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，單季稻種植面積在2019年大幅增加，2020年小幅度減少，總體呈增加趨勢；雙季稻種植面積由2018年的1400千公頃減少至2020年的1095千公頃，呈逐年減少趨勢；而撂荒地在2019年小幅度減少，2020年大幅度增加，總體呈增加趨勢。表5-1湖南省2018年-2020年水稻種植面積統(tǒng)計(jì)表（單位：千公頃）年份單季稻雙季稻撂荒地水稻耕地面積水稻種植面積2018年1323.751400.87121.952850.574121.492019年1678.091138.97111.792928.853956.032020年1621.671091.72212.682934.073817.11復(fù)種指數(shù)一般是指同一塊耕地面積上一年內(nèi)在種植農(nóng)作物的平均次數(shù)，通過年內(nèi)耕地上農(nóng)作物總播種面積與耕地面積的比來計(jì)算，可以反映耕地資源的利用程度[97]。復(fù)種指數(shù)=播種總面積由于單季稻種植面積增加，而雙季稻種植面積減少，湖南省的復(fù)種指數(shù)在2018年-2020連呈連續(xù)下降趨勢，由2018年的1.51降低到2020年1.4。圖5-1水稻種植面積統(tǒng)計(jì)1.2空間分布特征1.2.1面積分布特征根據(jù)水稻種植制度提取結(jié)果的空間分布可以看出，湖南省的雙季稻種植主要集中分布在湖南省北部的洞庭湖平原、中部湘江流域的平原區(qū)以及南部山脈中間。單季稻主要集中分布在洞庭湖雙季稻區(qū)的周圍以及中部丘陵區(qū)。其他地區(qū)多為單雙季稻混合種植。將水稻種植制度分類結(jié)果利用ArcGIS按區(qū)縣為單位進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，以區(qū)縣為單元對(duì)湖南省水稻種植制度的面積分布特征進(jìn)行分析。由縣域行政區(qū)劃尺度上來看，湖南省的雙季稻種植大縣主要集中在湖南省北部洞庭湖平原的益陽市、岳陽市和常德市以及湖南省中南部湘江流域的衡陽市等地區(qū)，從2018年至2020年，洞庭湖平原以及湘江流域的雙季稻種植面積都呈收縮趨勢，種植面積大于4萬公頃的縣由2018年的10個(gè)縣減少到2020年的4個(gè)縣，種植面積大于1萬公頃的縣由2018年的42個(gè)縣減少到33個(gè)縣。而單季稻主要集中在洞庭湖雙季稻區(qū)的外圍的益陽市、岳陽市、長沙市以及湖南中東部的衡陽市、湘潭市、株洲市，從2018年到2020年，湖南省的單季稻種植面積呈擴(kuò)張趨勢，單季稻種植面積大于4萬公頃的縣由2018年的5個(gè)縣增加到2020年的10個(gè)縣。湖南省的撂荒地分布比較零散，更多集中在湖南省中北部和東部地區(qū)，撂荒地面積呈逐漸增加的趨勢。圖5-2水稻種植制度面積分布：（a）2018年-2020年各縣單季稻面積（b）2018年-2020年各縣撂荒地面積（c）2018年-2020年各縣撂荒地面積基于湖南省各區(qū)縣的單季稻、雙季稻面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算出各區(qū)縣的復(fù)種指數(shù)。由圖可知，湖南省復(fù)種指數(shù)較高的地區(qū)集中在三個(gè)區(qū)域，分別是北部洞庭湖平原的益陽市、岳陽市、長沙市和常德市，西部的懷化市以及南部的永州市和郴州市。從2018年到2020年，復(fù)種指數(shù)較大的區(qū)域總體呈收縮趨勢，洞庭湖平原僅在2018年到2019年，復(fù)種指數(shù)大于150的縣市由10個(gè)減少到5個(gè)，減少了一半，到2020年減少至4個(gè)縣；南部的永州市和郴州市，復(fù)種指數(shù)較高的縣市也持續(xù)減少；而位于湖南省西部山脈中間的懷化市，復(fù)種指數(shù)較高的區(qū)域有向北擴(kuò)張?jiān)黾拥内厔?。圖5-3水稻復(fù)種指數(shù)分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年1.2.2重心遷移分析利用ArcGIS對(duì)水稻種植制度的重心進(jìn)行提取，湖南省的水稻種植重心均集中在寧鄉(xiāng)市和湘鄉(xiāng)市范圍內(nèi)，水稻的種植重心在2018年至2019年向東北方向移動(dòng)3.68千米，2019年至2020年向南移動(dòng)4.69千米；單季稻種植重心在2018年至2019年向東南方向移動(dòng)2.28千米，2019年至2020年繼續(xù)向東南方向移動(dòng)6.82千米。而2018年至2019年雙季稻種植重心東北方向移動(dòng)6.95千米，2019年至2020年向西北方向移動(dòng)3.47千米，總體向北移動(dòng)；撂荒地的重心在2018年至2019年向西北方向移動(dòng)7.18千米，2019年至2020年向東南方向移動(dòng)7.26千米。從重心的位置分布來看，雙季稻的重心在最北，是由于湖南省的雙季稻種植主要集中分布在湖南省北部的洞庭湖平原、中部湘江流域的平原區(qū)；而單季稻更多分布在洞庭湖區(qū)的外圍和南部的山區(qū)丘陵間，因此重心比雙季稻種植重心靠南；撂荒地的重心與其他兩種相比在最南，說明湖南省南部地區(qū)的撂荒現(xiàn)象更加嚴(yán)重。圖5-4水稻種植重心遷移1.3自然因素分布特征1.3.1地形分布特征湖南省地形復(fù)雜，地貌類型多樣，山地占全省面積的一半，東南西三面環(huán)山。復(fù)雜的地形條件對(duì)水稻的種植產(chǎn)生了很大影響。平坦的地勢更有助于機(jī)械化耕作和收割，生產(chǎn)規(guī)模較大；而山地丘陵地區(qū)坡度較大，地塊破碎，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械難以進(jìn)入進(jìn)行作業(yè)，只能依靠人工耕種和收割，對(duì)勞動(dòng)力依賴較高，且交通運(yùn)輸困難使糧食運(yùn)輸成本增加，地形因素極大的限制了農(nóng)業(yè)發(fā)展。湖南省的雙季稻種植主要集中分布在湖南省北部的洞庭湖平原、中部湘江流域的平原區(qū)以及南部山脈中間的狹長地帶。單季稻主要集中分布在洞庭湖雙季稻區(qū)的外圍以及中部丘陵區(qū)的山間。其余地區(qū)多為單雙季稻混合種植。高程和坡度是地形因子的重要體現(xiàn)，將水稻種植制度分類結(jié)果與湖南省DEM數(shù)據(jù)和由DEM數(shù)據(jù)生成的坡度數(shù)據(jù)分別疊加并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到在不同高程和不同坡度的水稻種植制度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。圖5-5水稻種植制度在不同高程的空間分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年由圖5-6中數(shù)據(jù)可知，湖南省的水稻種植超過60%分布在高程100米以下的范圍，并且隨著高程增加，種植面積逐漸減小。僅在2018年100米以下的區(qū)域雙季稻種植面積大于單季稻種植面積，其余年份和高程范圍單季稻種植面積均高于雙季稻。單季稻和撂荒地占水稻田的比例隨高程的增加而升高，雙季稻占水稻田的比例隨高程增加降低。圖5-6水稻種植制度在不同高程的分布占比水稻種植受坡度影響也很大，從圖5-5中得出，湖南省45%以上的水稻種植在坡度為0-2°的區(qū)域，隨著坡度的增加，水稻種植面積逐漸減少。2018年坡度0-2°區(qū)域雙季稻種植面積大于單季稻種植面積，其余年份和坡度范圍單季稻種植面積均高于雙季稻。2018年單季稻和雙季稻的種植占比均隨坡度增加而減少，而在2019年和2020年，單季稻種植占比隨坡度增加，雙季稻種植占比隨坡度減少，撂荒地的占比均隨坡度增加而增加。圖5-7水稻種植制度在不同坡度的空間分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年圖5-8水稻種植制度在不同坡度的分布占比1.3.2土壤類型分布特征不同的土壤類型的特性不同，因此，不同的土壤類型對(duì)不同的水稻種植制度適宜性不同。湖南省的土壤類型以紅壤、黃壤、水稻土為主，超過70%的面積被這三種土壤類型覆蓋。紅壤則是湖南省的主要土壤，面積約占全省總面積的三分之一，土層深厚，富含鐵和鋁元素，故土壤顏色呈紅色，養(yǎng)分缺乏，肥力較低，土質(zhì)粘重，是湖南省水稻種植的主要土壤之一。水稻土主要分布在洞庭湖地區(qū)和河流沿岸地區(qū)，層次明顯，有犁底層，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，是比較適宜種植水稻的土壤，這與湖南省雙季稻種植較多的地區(qū)比較重合。黃壤主要分布于湘西的山區(qū)，土壤呈酸性，適合林木生長，與紅壤和水稻土相比不適宜種植水稻。將湖南省水稻種植范圍的土壤類型與水稻種植制度進(jìn)行疊加統(tǒng)計(jì)。可以看出水稻土區(qū)水稻種植面積最高，其次是紅壤區(qū)，種植面積最低的是黃壤土區(qū)，僅有不到2%的水稻種植在這里。以2018年為例，在水稻土區(qū)41.21%的土地種植單季稻，51.97%的土地種植雙季稻，2.82%的土地為撂荒地，在紅壤區(qū)有50.04%的土地種植單季稻，43.66%的土地種植雙季稻，6.29%的土地為撂荒地，在黃壤區(qū)49.18%的土地種植單季稻，40.44%的土地種植雙季稻，10.38%的土地為撂荒地。在水稻土區(qū)雙季稻種植較多，紅壤區(qū)和黃壤區(qū)單季稻種植較多，三種土地類型里黃壤區(qū)的撂荒率最高。圖5-9水稻種植制度在不同土壤類型的空間分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年圖5-10水稻種植制度在不同土壤類型的分布占比1.3.3氣候分布特征積溫是衡量一個(gè)地區(qū)熱量的指標(biāo)之一，經(jīng)常被用作劃分氣候區(qū)和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)，可以用來衡量該地區(qū)的熱量條件是否能滿足作物生長發(fā)育的需求[98]。一般的農(nóng)作物在≥10℃的情況下才能夠活躍生長，若溫度低于10℃則會(huì)影響水稻種子的萌發(fā)。積溫較高，代表全年內(nèi)適合作物生長的天數(shù)較多，適合種植作物；如果積溫不足，則會(huì)推遲作物的收獲期，但如果積溫過高，也可能會(huì)發(fā)生干旱或增加病蟲害的發(fā)生幾率，造成作物減產(chǎn)等問題。湖南省積溫較高的區(qū)域?yàn)槎赐ズ皆约跋娼饔?，湘西地區(qū)受地形影響積溫較低。將湖南省的平均積溫?cái)?shù)據(jù)與提取出的水稻種植制度分布進(jìn)行疊加統(tǒng)計(jì)，得到種植制度在不同積溫的分布。由統(tǒng)計(jì)圖表可以看出，隨著積溫升高，水稻種植面積增加，湖南省90%以上的水稻種植分布在積溫大于5100°C的范圍內(nèi)。在積溫低于4600°C的范圍內(nèi)，只有2%左右的水稻種植在這個(gè)范圍內(nèi)，由于積溫較低，撂荒率較高。在積溫在4600°C至5100°C的范圍內(nèi)，單季稻占比最高，雙季稻占比最低。在積溫大于4600°C的范圍內(nèi)，水稻種植面積隨積溫的升高而增加，且積溫升高，雙季稻種植比例總體呈增加趨勢，單季稻和撂荒地的面積呈降低趨勢。圖5-11水稻種植制度在不同積溫的空間分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年圖5-12水稻種植制度在不同積溫的分布占比降水對(duì)水稻的種植也有重要影響，水稻分蘗期和灌漿結(jié)實(shí)期需要大量的水分才能生長良好，如果缺水將會(huì)造成稈矮、穗小、粒少、結(jié)實(shí)不飽滿，粒重降低等問題。根據(jù)湖南省的年平均降水量圖可知，湖南省的降水空間分布特征表現(xiàn)為由西北向東南逐漸增加。將湖南省的平均年降水量與水稻種植制度分布進(jìn)行疊加統(tǒng)計(jì)，得到種植制度在不同降水量的分布。僅在2018年降雨量大于1450mm的地區(qū)，雙季稻占比高于單季稻，在2019年和2020年，單季稻占比均高于雙季稻。在降水量小于1750mm的地區(qū)，水稻種植面積隨降雨量增多而增加，且雙季稻占比逐漸增加，單季稻和撂荒地的占比降低。在降水量大于1750mm的地區(qū)，水稻種植面積減少，且多為山地，可能受地形影響較大，單季稻占比增加，雙季稻占比減少，撂荒率較高。圖5-13水稻種植制度在不同降雨量的空間分布：（a）2018年（b）2019年（c）2020年圖5-14水稻種植制度在不同降雨量的分布占比1.4水稻種植制度影響因素分析綜合分析，由于地形、氣候、土壤、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政策等因素的影響，對(duì)水稻種植制度有較大影響。1.4.1自然因素地形是影響作物種植結(jié)構(gòu)分布的重要影響因素之一。地勢平坦、坡度較小的地方能夠進(jìn)行大規(guī)模的機(jī)械化作業(yè)，適宜水稻的種植，而在地形復(fù)雜、坡度較大的地區(qū)則只能依靠人力來種植。地形還會(huì)間接影響到氣溫、降水，也會(huì)對(duì)作物的種植結(jié)構(gòu)帶來影響。通常溫度會(huì)隨著海拔的升高而下降，積溫的降低將會(huì)影響作物的生長發(fā)育。地形對(duì)降水的分布和強(qiáng)度也有一定影響，山地地形的迎風(fēng)坡降雨量一般多于背風(fēng)坡。湖南省地形復(fù)雜，山地丘陵占全省總面積的一半，在這些地區(qū)田塊高低落差較大，耕地地塊破碎化程度較高，影響農(nóng)機(jī)作業(yè)效率，增大農(nóng)機(jī)作業(yè)成本，不適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展。如湖南省湘西地區(qū)平均海拔達(dá)到400米，平均坡度達(dá)到4.5°以上，環(huán)境條件不適應(yīng)種植農(nóng)作物，因此該區(qū)域水稻種植面積較少。而在北部的洞庭湖平原，地勢平坦，適宜農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)，是湖南省水稻種植較為集中的地區(qū)，且復(fù)種指數(shù)明顯高于山地丘陵地區(qū)。水稻屬于喜溫、喜濕類作物。當(dāng)生長期間積溫過少，會(huì)影響水稻的生長發(fā)育，推遲收獲期或者減產(chǎn)，而積溫增加，適宜作物的生長時(shí)會(huì)使水稻產(chǎn)量增長。并且水稻在一些特定的生長時(shí)期對(duì)水分有非常高的要求，分蘗期和灌漿結(jié)實(shí)期需要大量的水分才能生長良好，會(huì)直接影響水稻收獲時(shí)的產(chǎn)量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，水稻種植面積總體隨積溫和降水量的升高而增加，并且隨著積溫和降水量升高，雙季稻種植比例增加，單季稻和撂荒地的面積減少。土壤資源的質(zhì)量影響農(nóng)作物的生長狀況，不同的土壤類型的理化性質(zhì)不同，因此不同的土壤類型對(duì)不同的水稻種植制度適宜性不同。湖南省的土壤類型以紅壤、黃壤、水稻土為主，超過70%的面積被這三種土壤類型覆蓋。紅壤富含鐵和鋁元素，土層深厚，肥力較低，土質(zhì)粘重，是占湖南省面積最多的土壤類型。水稻土土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，是三種土壤類型中比較適宜種植水稻的土壤。黃壤主要土壤呈酸性，與紅壤和水稻土相比不適宜種植水稻。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，湖南省水稻種植面積主要集中在水稻土區(qū)和紅壤區(qū)，并且在水稻土區(qū)種植雙季稻的比例最高，紅壤區(qū)和黃壤區(qū)單季稻種植比例較高，在三種土壤類型里黃壤區(qū)的撂荒率最高。1.4.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素影響農(nóng)業(yè)收益的兩大主要經(jīng)濟(jì)因素是生產(chǎn)成本和收益，在市場經(jīng)濟(jì)的自我調(diào)節(jié)作用下，農(nóng)民會(huì)衡量種植不同作物的成本與收益，從而不斷調(diào)整農(nóng)作物的種植制度。在進(jìn)行實(shí)地走訪時(shí)，有農(nóng)戶反映由于種植雙季稻需要付出雙倍的種子、農(nóng)藥、勞動(dòng)力等成本，而最終兩季水稻的總收益與種植單季稻的收益相差不大，因此轉(zhuǎn)而種植單季稻。在衡陽地區(qū)的一些地方，當(dāng)?shù)赝茝V“水稻—油菜”的種植模式，在水稻收獲之后，冬季種植油菜，春季油菜開花時(shí)可發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)，以此提高農(nóng)戶收益。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國正處于快速城市化的進(jìn)程中，大量農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力離開農(nóng)村，選擇外出到大城市務(wù)工，以此獲得更多的收入，留守在農(nóng)村從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的大多是中老年人，這部分人勞動(dòng)能力較低，無法承擔(dān)大量的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)。流動(dòng)人口的增加也是促使種植制度發(fā)生變化的原因。通過常住人口與戶籍人口的差值獲得流動(dòng)人口數(shù)量，與2018年-2019年湖南省各縣市水稻種植制度發(fā)生變化的耕地面積進(jìn)行相關(guān)性分析，計(jì)算皮爾遜相關(guān)系數(shù)。由結(jié)果可知，雙季稻轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭镜镜拿娣e與流動(dòng)人口呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.5016，屬于中等強(qiáng)度相關(guān)；水稻田轉(zhuǎn)變?yōu)榱袒牡氐拿娣e與流動(dòng)人口數(shù)量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.61254，屬于強(qiáng)相關(guān)關(guān)系；單季稻轉(zhuǎn)變?yōu)殡p季稻的面積與流動(dòng)人口數(shù)量的相關(guān)系數(shù)r=-0.01，存在極弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系。說明流動(dòng)人口會(huì)影響水稻的種植制度，流動(dòng)人口增加會(huì)造成水稻種植面積的減少。圖5-15水稻種植制度變化和流動(dòng)人口的關(guān)系：（a）流出人口與單季稻轉(zhuǎn)變?yōu)殡p季稻的關(guān)系（b）流出人口與雙季稻轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭镜镜年P(guān)系（c）流出人口與耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱袒牡氐年P(guān)系第一產(chǎn)業(yè)一般指農(nóng)民和農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)等，而糧食產(chǎn)業(yè)是第一產(chǎn)業(yè)的重中之重，根據(jù)研究，第一產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值提高，一般也代表著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的程度越高，機(jī)械種植將減少勞動(dòng)力需求量，降低勞動(dòng)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，創(chuàng)造更高的產(chǎn)值。而不適合機(jī)械化的農(nóng)田，比如山間地形復(fù)雜，大型農(nóng)業(yè)機(jī)械難以進(jìn)入的地區(qū)，會(huì)比農(nóng)業(yè)機(jī)械化的農(nóng)田耕作起來更加不經(jīng)濟(jì)，可能會(huì)導(dǎo)致種植面積的減少。通過2018年-2019年湖南省各縣水稻種植制度發(fā)生變化的耕地面積，與湖南省各縣的第一產(chǎn)業(yè)增加值的相關(guān)系數(shù)，可以得出水稻種植制度的三種變化方式都與第一產(chǎn)業(yè)增加值呈正相關(guān)關(guān)系，單季稻轉(zhuǎn)變?yōu)殡p季稻的相關(guān)系數(shù)r=0.66698，屬于強(qiáng)相關(guān)關(guān)系；雙季稻轉(zhuǎn)變?yōu)閱渭镜镜拿娣e的相關(guān)系數(shù)r=0.49402，屬于中等相關(guān)關(guān)系；水稻田轉(zhuǎn)變?yōu)榱袒牡氐拿娣e與第一產(chǎn)業(yè)增加值的相關(guān)系數(shù)r=0.48984，屬于中等相關(guān)關(guān)系。這其中，單季稻轉(zhuǎn)變?yōu)殡p季稻與第一產(chǎn)業(yè)增加值相關(guān)性最強(qiáng)，受到第一產(chǎn)業(yè)增加值的影響最強(qiáng)