2005～2035年全球农作物播种面积变化情景模拟研究

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第 2 3卷第 l 0期 20 0 7年 1 O月

农业工程学报 Tr n a to s o h AE a s c i n ft e CS

V o .2 N o.1 1 3 0 0c . 20 t 07 93

20￣23 0 5 0 5年全球农作物播种面积变化情景模拟研究 吴文斌h, 杨鹏，清波。周，邹金秋谈国新，,柴崎亮介 (.国农业科学院农业资源与农业区划研究所，业部资源遥感与数字农业重点开放实验室，京 l 0 8; 1中农北 0 0 1 2东京大学空间情报科学研究中心， .日本东京 1 38 0; 3东京大学气候研究中心， 5—5 5 .日本千叶 2 78 6; 7—5 8 4华中师范大学教育信息工程中心，汉 407 ) .武 3 0 9

摘要：球农作物播种面积变化对世界或区域的农业可持续发展、食安全与生态环境具有重要影响，究分析全球作全粮研物播种面积动态变化具有重要意义。该研究借助离散选择理论，于 L gt型建立了一个全球主要作物 (稻、米、基 o i模水玉小麦、豆)种面积变化模拟系统， 20~23大播对 0 5 0 5年问全球 4大作物播种面积的变化情景进行了模拟；作物播种面积时从序变化特征和空间变化特征方面对模拟结果进行了详细分析，重点分析了亚洲区域不同作物播种面积的动态变化趋势。并 尽管模型还存在一些不确定性，模拟结果在一定程度上仍然能为理解未来农业土地利用的复杂动态变化提供帮助，可但也 以为相关部门提供决策支持和信息服务。 关键词：全球变化；物播种面积；物选择； o i模型；模拟作作 L gt中图分类号： 0 . 4 F3 1 2 文献标识码： A文章编号： 0 2 6 1 ( 0 7 1— 0 3 0 1 0—8 92 0 )00 9—5

吴文斌，杨 97 .

鹏，清波， . 0 5 2 3年全球农作物播种面积变化情景模拟研究 I 1农业工程学报，0 7 2 (O:3周等 20~ 0 5 - . J 2 0, 3 1 ) 9—

Wu W e b n,Ya g P n ni n e g,Zh u Qi g o,e 1 o nb ta .Mo eigs wna e h n e

f rmao r p u ig 2 0￣2 3 ta go a d l o rac a g o j rco sd rn 0 5 0 5a lb l n

s ae J .T a s ci so h S c lE] r n a t n f eC AE, 0 7 2 ( O: 3 9 . i hn s t n l h a sr c ) o t 2 0, 3 1 ) 9— 7 ( C ie ewi E gi b tat n h s

0引言 农作物播种面积时空动态变化不仅影响全球或区域的粮食安全和社会稳定，而且对全球或区域的气候变化、生物地球化学循环、陆地一海洋相互关系都发挥重

物播种面积 7%]因此，研究主要模拟分析该 4种 5。本主要作物的播种面积变化。

1研究方法 1 1模型假设 .

要作用 l。农作物播种面积动态变化监测及其未来变 1] 化情景预测已成为全球变化研究者的兴趣所在和热点课题。目前国内研究主要侧重于对中国过去到现状耕地或作物播种面积变化的研究]以及在此基础上的，未来情景预测分析]而对全球尺度的作物播种面积，变化研究，其对未来变化情景模拟研究甚少。尤 本文是全球尺度的作物播种面积动态变化模拟研究的一个尝试。于 L gt型建立了一个全球农作物基 oi模播种面积变化模拟模型，通过模拟跟踪农户作物选择行为， 2 0~2 3对 0 5 0 5年全球农作物播种面积动态变化的数量特征和空间格局进行了研究分析。根据联合国粮食与农业组织 ( AO) F统计，稻、米、水玉小麦、豆等 4种大

模型建立的假设是：物播种面积变化是作物选择作行为的直接结果，选择何种作物进行耕作主要取决于而作物的效用大小，就是说，也在众多可选的作物中，用效最大的作物将被最终选择耕作。因此，作物效用的变化

会驱动作物选择行为发生变化，物选择行为的变化会作 最终导致作物播种面积发生变化。具体地，在模拟年份 t模型根据不同区域的种植栽培制度确定可供选择的，作物类型，后分别计算可选作物效用的大小并完成 t然

年份的作物选择，后模拟依据作物选择行为计算模拟最年份 t的各类作物播种面积及其空间分布

。型如此循模 环，以依次模拟计算 t 1 t 2+年份的作物播可+,+…t种面积和空间分布。过比较这些时间序列的模拟结通果，以分析研究全球作物播种面积的时空变化特征。可 1 2模型设计 .

作物是世界主要作物类型，其播种面积之和约占全球作 收稿日期：0 60—0修订日期：0 70— 2 2 0— 92 2 0— 31基金项目：国家高技术发展计划 (6 8 3计划 )2 0 AA1 1 2 )助 (0 3 3 00资作者简介：文斌 (9 6 )男，北潜江市人，理研究员，要从吴 17一，湖助主事土地利用/地覆盖变化、地评价方面的研究。北京中国农业土土科学院农业资源与农业区划研究所，0 0 1 10 8。 Emalwwbn yh o c m i: y@ ao . o

作物选择或决策问题是决策者依据自身的策略或 规则从几个可供选择的方案中做出自己的选择，些方这案用离散的数据表示。以这样的选择结果作为被解释变量所建立的模型，为离散选择模型 l称 1。由于离散选择模型的被解释变量为非线性，因此往往需要将其转化为

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