湖北省冬小麦和油菜遥感监测成果概况

（一）地面样方及遥感监测基本情况

武汉分中心于2014年度完成了湖北省境内冬小麦、油菜、早稻、棉花、一季稻和晚稻等主要农作物的地面样方监测及遥感监测工作，共计完成336个地面样方的监测以及若干高分影像数据，5 景SPOT 影像和10景TM、HJ 等传感器影像的遥感解译工作，湖北省地面样方分布及调查路线见图1，湖北省农业遥感监测地样方面及解译影像统计见表1。

表1　2014年湖北省农业遥感监测地面样方及解译影像统计表

图1　湖北省地面样方分布及调查路线图

1.湖北省冬小麦、油菜遥感监测基本情况

本年度湖北省冬小麦和油菜种植面积监测主要采用本年度的高分一号遥感数据和去年的环境小卫星数据作为主要数据源。其中，高分一号数据由牵头单位下发，包括PMS1/PMS2 等8 米分辨率和WFV1-4 等16 米分辨率的影像，由于8 米分辨率影像覆盖范围有限，本次的解译主要采用16米高分影像数据；环境小卫星数据全部由分中心工作人员从中国资源卫星应用中心下载，另外，由于部分影像质量不高，分中心还搜集了大量的TM、MODIS 等辅助数据。在下发和下载的所有影像中，分中心工作人员对其进行遴选，挑选各年份质量较好的影像覆盖全省，通过两年影像的对比解译和分析，对全省范围内的冬小麦进行遥感监测。本次解译覆盖湖北全省各市县，2014年冬小麦遥感监测范围见图2，2014年油菜遥感监测范围见图3。

图2　湖北省2014年冬小麦遥感监测范围图

图3　湖北省2014年油菜遥感监测范围图

2.湖北省早稻遥感监测基本情况

本次早稻监测，武汉分中心采用TM8、GF1、SPOT5 等数据，覆盖了湖北省中、东部大部分地区。其中，解译区域主要包括孝感市的云梦县、安陆市，荆州区的洪湖市，武汉市的黄陂区、江夏区，咸宁市以及黄冈市的浠水县、蕲春县、黄梅县等地区，影像覆盖面积达到640万公顷，解译面积达到160万公顷。湖北省早稻监测影像覆盖情况见图4。

图4　湖北省早稻监测影像覆盖图

3.湖北省棉花、一季稻、晚稻遥感监测基本情况

本次解译范围主要分布在江汉平原腹地，涉及荆门、荆州、潜江、天门、仙桃、孝感等地，监测区域达4万余km2，本次遥感监测区域覆盖面积达到3万余km2。2014年棉花遥感监测范围见图5，2014年一季稻晚稻监测覆盖范围见图6。

图5　2014年棉花监测覆盖范围图

图6　2014年一季稻晚稻监测覆盖范围图

（二）地面样方及遥感监测成果概况

自2013年年底，分中心开始了湖北省2014年度的遥感监测工作。此后，分中心从2013年12月初到2014年1月初，分别顺利完成湖北省冬小麦和油菜地面样方的变更调查工作，并于2014年4—5月完成了湖北省冬小麦和油菜的遥感监测工作。2014年5—6月，分中心分别完成了湖北省早稻地面样方野外调查工作和遥感影像监测工作。2014年7—10月，分中心完成了湖北省棉花和一季稻晚稻的地面样方野外调查工作和遥感影像监测工作。

通过农作物地面样方野外调查以及遥感影像监测得知，2014年湖北省的主要农作物的变化趋势总体情况如下：

冬小麦种植面积减少；油菜种植面积基本持平，略有减少；早稻种植面积与去年基本持平，略有减少；棉花种植面积有明显减少；而一季稻晚稻种植面积有所增加。具体的地面样方和遥感监测结果见表2。

表2　湖北省主要农作物地面样方监测及遥感监测变化率统计表

（三）主要作物种植面积变化及原因分析

1.冬小麦、油菜监测结果及原因分析

（1）地面样方监测结果

①冬小麦地面样方监测结果

根据本次野外调查的小麦样方数据统计结果得知：湖北省的冬小麦种植面积总体有所减少，且减少幅度较大，总体变化率达到-4.56%（去掉一个最低值和一个最高值的统计结果）。在本次调查的82个冬小麦样方中，17个样方中冬小麦种植的面积没有任何变化；28个样方中冬小麦面积有所增加，其余37个样方中冬小麦种植面积有所减少，面积减少的样方数量占大多数。

在调查的82个冬小麦样方之中，有43个样方分布在鄂北低山丘岗半湿润水旱兼作区，此区域是湖北省冬小麦—玉米—水稻主种植区，包括襄阳市、随州市以及荆门市等地区。襄阳市是冬小麦—玉米—棉花轮作区，冬季主要种植小麦，从历年的野外调查及遥感监测情况来看，该区域每年冬季耕地之中主要种植小麦，种植油菜情况较少，主要分布在一些田块的田埂上以及运城市的汉江两岸地区；随州市属小麦、水稻主种植区，从野外调查情况来看，该区域广水市冬季水稻田大面积休耕，部分地区种植油菜和小麦，而冬小麦种植主要集中在曾都区中部地区；荆门市冬季作物主要是冬小麦和油菜两种，种植面积变化主要是这两种作物之间的变化。其余39个样方分布在鄂中平原半湿润水旱兼作区，该区域覆盖荆州市、天门市、潜江市、仙桃市以及孝感市和咸宁市的部分市县，冬季主要作物是冬小麦和油菜。分别对这两个区进行统计分析得到，鄂北低山丘岗半湿润水旱兼作区的冬小麦样方变化率为-5.86%，减少原因主要是部分地区土地冬季休耕或改种蔬菜等经济作物等；鄂中平原半湿润水旱兼作区的冬小麦种植面积变化率为-3.47%，变化原因主要是冬小麦改种蔬菜、油菜等其他作物，或者土地休耕。湖北省冬小麦样方在各种植区中的分布情况见图7（该种植区的区划是根据湖北省的地形地貌以及主要农作物的空间分布进行区划得到）。

图7　湖北省冬小麦样方在各种植区中的分布图

②油菜地面样方监测结果

通过野外工作人员实地调查和野外样方数据统计结果显示：2014年湖北省油菜种植规模呈现出“基本上保持稳定”的趋势。在监测的42个样方中，有3个样方油菜种植面积没变化，15个样方油菜种植面积有小幅度增加，其余24个样方中油菜的种植面积均有所减少，面积减少的样方数量居多。去除变化率最大值和最小值，剩下样方监测总面积为8120.87亩，其中2013年油菜种植面积3870.49亩，2014年油菜种植面积3841.42亩，减少了29.07亩，总体变化率为-0.36%。

（2）遥感影像监测结果

①冬小麦遥感监测结果

通过对各市县的解译结果进行统计分析得到：2014年湖北省冬小麦种植面积为1102.91千公顷，2013年为1122.21千公顷，相比去年，2014年湖北省冬小麦种植面积减少了19.3千公顷，变化率为-1.72%。湖北省2014年冬小麦种植面积空间分布见图8，2013年冬小麦种植面积空间分布见图9。

图8　湖北省2014年冬小麦种植面积空间分布图

图9　湖北省2013年冬小麦种植面积空间分布图

②油菜遥感监测结果

通过对各市县的解译结果进行统计分析得到：2013年湖北省冬油菜种植面积为900.66千公顷，2014年为899.30千公顷，相比去年，2014年湖北省冬油菜种植面积减少了1.36千公顷，变化率为-0.15%；在县域尺度上，大部分市县的油菜种植面积都呈减少趋势，只有少部分市县种植面积增加，这说明湖北省2014年的油菜种植面积较上一年度总体上呈现出微量减少的趋势。湖北省2014年冬油菜种植面积空间分布见图10，2013年冬油菜种植面积空间分布见图11。

图10　湖北省2014年冬油菜种植面积空间分布图

图11　湖北省2013年冬油菜种植面积空间分布图

（3）监测结果分析

①湖北省的冬小麦种植面积减少原因分析

一是目前湖北省小麦产量较低，农民种植小麦的收益不高，农民种植小麦的积极性普遍不高，局部地区冬季土地休耕，这在随州广水市以及襄阳枣阳市、宜城市等地区表现得比较明显，部分地区或者改种其他作物，导致冬小麦种植面积减少。

二是部分耕地被建设用地占用，主要是因为工厂厂房建设、居民地扩张、道路修建占用；另外，有个别的样方中小麦田更改为苗圃基地或果园，如样方DM42044（潜江市方家桥村）中，改为苗圃、果园等用地，导致部分区域小麦种植面积减少。

三是部分分布在城镇周边的样方，样方中由冬小麦改种蔬菜等经济作物，如DM42026（襄阳市以西），该样方中大量改种蔬菜，从而导致冬小麦的种植面积有所减少。

②湖北省的油菜种植面积基本不变原因分析

一是农民的种植习惯每年基本维持不变，一般情况下不会有太大的变化。

二是近年来国家及地方农业政策没有太大的调整，湖北省农作物种植结构变化不大。

三是近两年油菜的经济效益基本稳定，农民没有对作物种植进行较大调整，油菜种植面积基本维持不变。

（4）地面验证及原因分析

为验证本次监测结果的可靠性，分中心工作人员于4月29日对黄梅、武穴、蕲春等典型地区进行了野外调查。调查结果显示，龙感湖农场等部分地区主要种植冬小麦，油菜极少，但在这些区域的遥感影像上，小麦和长有大量野草的休耕地与油菜非常相似。因此对之前的解译结果进行了一定修正，本次野外调查路线见图12。

图12　湖北省2014年4月29日冬油菜种植野外验证调查

注：上图中龙感湖区包括龙感湖及周边区域，其边界未标出，合并在黄梅县中

2.早稻监测结果及原因分析

（1）地面样方监测结果

通过对调查的47个早稻地面样方的统计，其中有12个样方中早稻种植面积无变化，有22个样方中早稻种植面积减少，有13个样方早稻种植面积有所增加。去掉一个最大值和一个最小值进行统计，最终得到湖北省早稻种植面积变化率为-2.34%，整体上呈现减少趋势。

（2）遥感影像监测结果

在本次遥感监测中，一共解译了35个1∶5万图幅框，总覆盖面积达到1599420.91公顷，通过解译得到，2013年早稻种植面积为60244.19公顷，2014年早稻种植面积为59665.51公顷，减少了-578.68公顷。通过对这35个图幅框的综合统计分析，本次早稻种植面积总体有所减少，变化率为-0.96%。

（3）监测结果分析(www.xing528.com)

本次野外调查，针对每个样方，采访了40余户农户，对当地的早稻种植情况进行了详细的调查，包括水稻的播种时间、移栽时间、收割时间，以及水稻的产量、农药化肥等用量和成本等。此外，对当地今年的气候以及种植习惯进行了详细了解。现将本年度早稻种植面积减少的原因总结如下。

一是气候原因。与去年同期相比，在调查的早稻样方分布区中，总的来说，本年度气候比较正常，没有太大变化。个别样方受到气候的影响，由于气温偏低，影响了早稻的播种，从而改种一季稻。荆州的监利县由于降水偏多，影响了早稻的生长。

二是政策扶持。国家的粮食补贴政策目前依然有着较大的影响。局部地区由于地方政策影响，导致早稻播种面积的减少。如样方ZD42032（分布在湖北省蕲春县八里湖农场），该地区由于村里准备将稻田承包给个人，农田的户主在协商过程中，未达成一致，导致农户错过了早稻的播种时间，从而改种一季稻。最终导致早稻种植面积的减少。

三是比较收益。早稻收益低，而一季稻价格较早稻、晚稻高，种双季稻（早稻、晚稻）的产量并不比一季稻高很多，相比早稻、晚稻两季，一季稻更省工、省力、成本低，而且收益相对于双季稻少不了多少，因而部分地区在劳动力紧缺情况下，农民更愿意种一季稻。根据调查得知，湖北省的早稻平均亩产量在500～900斤，平均价格在1.1元/斤；晚稻产量在800～1000斤，晚稻收购价格偏低，有些区域甚至不收购晚稻；然而，一季稻亩产量却普遍能达到1100～1350斤，平均价格在1.2元/斤。产量和价格均比早稻高。根据野外调查统计水稻种植成本及收益情况见表3。

表3　水稻种植成本及收益情况

四是劳动力转移。劳动力转移是目前早稻面积减少的一个重要原因，在调查采访的过程中，80%以上的采访农户年龄在50岁以上，青壮年几乎全部外出打工。种植早、晚稻的工作量大，尤其是在双抢期间，现有劳动力难以顺利完成早稻的收割和晚稻的移栽工作。

五是耕地占用。在调查的早稻样方中，有个别样方转变成蔬菜大棚种植基地，如ZD42046（分布在湖北省武汉市新洲区三店镇）已经不再种植早稻，根据相关要求，该样方将予以废除，并寻找合适的样方代替；样方ZD42044（分布在湖北省团风县方高坪镇），现改为大棚种植西瓜，也将予以废除。

六是其他原因。田块小，分布在丘陵地区，局部地区由于机耕路等设施建设不好，机器难以进入到田块之中，靠人工难以完成种植早稻所需的工作量。另外，有些地区农田由私人承包，如样方ZD42020（分布在湖北省鄂州市梁子湖区谢阜村）由于个人原因，改变了种植作物。

变化明显区域样方对比图及影像对比图见图13—图16。

（1）ZD42032，面积变化率-30.45%，由于地方政策影响错过了早稻播种时间。

图13　早稻样方对比图

（2）ZD42047，面积变化率-51.47%，由于此区域较干旱，改种一季稻。

图14　早稻样方对比图

图15　早稻图像解译对比图

图16　早稻图像解译对比图

3.棉花及一季稻晚稻监测结果及分析

（1）地面样方监测结果

①棉花地面样方监测结果

通过对62个棉花样方数据的初步统计，本年度棉花的种植面积大量减少，总体变化率达到-14.46%。在这62个棉花样方中，有47个样方面积减少，其中，变化率最大的是MH42037，棉花大量改种瓜果；有14个样方面积没变化（包括被建筑用地占用样方），1个样方面积增加（此样方位于棉花和一季稻轮作区域，以减少棉花病虫害）。

②一季稻晚稻地面样方监测结果

通过对103个一季稻晚稻地面样方的调查，本年度湖北省一季稻种植面积和去年基本持平，略微有所增加，总体变化率为0.48%（分别去掉一季稻和晚稻样方中变化率最高和最低的样方进行统计）。在这103个样方中，有55个样方面积没变化，25个样方面积减少，23个样方面积有所增加。

（2）遥感影像监测结果

①棉花遥感监测结果

通过本次棉花遥感监测，本年度湖北省棉花种植面积相比去年总体上有所减少，本次棉花遥感监测共解译1∶5万图幅框60个，图框中影像范围的监测比例达到95.53%，均为有效解译图框。通过对以上60个图框的统计分析，湖北省本年度棉花种植面积总体有所减少，其中本年度监测面积是297424.33公顷，去年的监测面积是303238.95公顷，相比去年减少了5814.61公顷，总体变化率是-1.92%。根据地面样方监测以及遥感影像监测得知，湖北省棉花面积变化方向主要是棉花改种玉米、黄豆以及水稻等作物。

②一季稻晚稻监测结果

本次一季稻晚稻遥感监测共解译1∶5万图幅框78个，图框中影像范围的监测比例达到94.17%，去除监测比例小于30%的图框，共有72个有效监测图框，通过统计分析以上有效图框，湖北省本年度一季稻晚稻种植面积有所增加，其中本年度种植面积是757951.92公顷，去年的种植面积是747733.50公顷，相比去年增加了10218.42公顷，总体变化率是1.37%。

（3）监测结果分析

①湖北省棉花种植面积减少原因分析

一是劳动力转移，劳动力缺乏。种植棉花需要投入大量的人工，而且种植棉花周期太长，总体投入大，受气候影响大，风险比种植水稻等作物大，而如今农村的主要劳动力大量外出务工，剩下的都是年纪大的农民。因而，不少农民将棉花地大量改种其他可以大面积使用机器收割的作物，如黄豆等。

二是比较收益。棉花经济效益不好，种植成本高，投入大。棉花种子价格较高，一亩地种子投入150～180元，农药化肥也需要300多元，加上人工费等，种植一亩的棉花投入能达到600～700元，而棉花价格在3.0～4.2元/斤之间，有些地区甚至更低，棉花产量只有300～400斤/亩。另外，在采访中，农民普遍反映种植棉花的补贴低，大部分反映只有10元/亩，有的地区甚至没有补贴。总体来说，种植棉花总体效益不高，因此农民普遍改种玉米、芝麻等经济效益较好的作物。

三是气候原因。根据湖北省气象站信息，本年度气温与去年同期相比，全省平均略微偏低，全省降水和去年相比有所减少，但总体来说，气温和降水因素对棉花的种植面积变化无太大影响。

四是政策扶持。不少地方不鼓励农民种植棉花，且种植棉花补贴少，有些地区甚至没有补贴，棉花收购价格持续偏低，导致农民不愿种棉花。为保护农民种粮积极性，促进粮食生产发展，2014年国家继续在粮食主产区实行最低收购价格政策，并适当提高最低收购价格水平。经国务院批准，2014年生产的早籼稻（三等，下同）、中晚籼稻和粳稻最低收购价格分别提高到每50公斤135元、138元和155元，比2013年分别提高3元、3元和5元，提高了农民种植水稻的积极性，从而改种水稻。

五是耕地占用。近几年来，有部分样方已连续两年被建筑用地占用或者被林地占用，无棉花种植，对于此种样方予以废弃且不参与统计。

六是其他原因。湖北省旱作植物种类比较多，除棉花之外，还有黄豆、玉米、芝麻、高粱以及其他的各类蔬果等。相比水稻，每年种植面积变化相对较大。

②湖北省一季稻晚稻面积减少原因分析

一是比较收益。根据大量的农户采访得知，一季稻的收购价格在1.2元每斤左右，每亩种植成本在500～600元，包括种子90元左右，机器耕田120元左右，施肥100元左右，农药100元左右，收割120元左右。每亩一季稻产量能达到1200斤每亩，补贴70元左右每亩，一亩的收益大概能达到900元左右，虽然并不比种植棉花收益高，但是种植水稻相比种植棉花可以节省大量的人工，棉花种植周期长，投入大，因而，不少农户改种一季稻。

二是劳动力转移。农村主要劳动力大量进城务工，农村劳动力缺乏，但是一季稻种植大量采用机械化作业，节省大量的人工。

三是政策扶持。部分地方棉花补贴少而水稻补贴多，农民因此而改种水稻。另外，为保护农民种粮积极性，促进粮食生产发展，2014年2月，国家继续在粮食主产区实行最低收购价格政策，并适当提高最低收购价格水平。经国务院批准，2014年生产的早籼稻（三等，下同）、中晚籼稻和粳稻最低收购价格分别提高到每50公斤135元、138元和155元，比2013年分别提高3元、3元和5元，提高了农民种植水稻的积极性。

四是气候原因。根据湖北省气象站信息，本年度气温与去年同期相比，全省平均略微偏低，全省降水和去年相比有所减少，但总体来说，气温和降水对水稻的种植面积变化无太大影响。

五是耕地占用。部分区域被其他非耕地占用，如个别样方（样方JD42013 和JD42053）连续两年被建筑用地或者林地占用，予以废弃，不参与统计。

六是其他原因。水稻种植结构每年变化不大，因而，一季稻种植面积也每年变化不大，湖北省适于水田种植的主要就是水稻，再加上劳动力、经济效益以及要便于机器大面积的种植和收割等因素的影响，导致一季稻在现有的水稻生产结构中占绝大部分，且每年的变化一般不会太大。

（4）其他机构监测情况对比

湖北省统计局调查湖北棉花面积的文中说道“全年全省农林牧渔业增加值按可比价格计算，比上年增长4.7%。粮食种植面积425.84万公顷，比上年增加7.83万公顷；棉花种植面积41.56万公顷，减少5.73万公顷”。中研网也分析报道2014年国内棉花面积将进一步减少。

（5）预测、监测作物下一年度种植趋势

根据本年度野外调查采访的情况来看，下一年度湖北省棉花种植面积可能继续减少。首先，由于农村劳动力严重缺乏，而种植棉花需要大量的人工，无论是施肥、打药还是后期收获棉花，都需要投入大量的劳力，不能使用机械。其次，种植棉花补贴少，收益低，而且不稳定，受气候环境因素影响大，尤其是今年，棉花长势不好，品质受到雨水影响，产量低，经济效益总体较低。因而，预计明年棉花种植面积仍会继续减少。

（四）主要作物长势监测

通过本年度的野外调查得知，湖北省今年的主要农作物冬小麦和油菜长势总体良好，早稻长势总体正常，棉花长势较差，一季稻晚稻长势总体较好，局部地区由于干旱作物长势受较大影响。

与历史同期相比，湖北省本年度大部分地区雨水明显偏少，局部地区，主要包括鄂北岗地和江汉平原北部出现严重干旱，尤其是鄂北岗地，连续几年雨水偏少，水库蓄水普遍不足，水稻、玉米等主要农作物大面积受旱甚至绝收。江汉平原北部由于水利设施相对较好，虽然出现较严重的干旱，但是总体上对水稻的长势并没有造成较大影响。其他地区水稻长势良好。

湖北省棉花长势普遍不好，因为5—6月，湖北省大部分地区干旱，影响了棉花前期的生长，鄂东地区虽不干旱，但雨水相比往常又偏多，也不利于棉花的生长。湖北7—8月气温偏低，光照不足，在野外调查的过程中，还发现湖北省的棉花普遍发生黄枯萎病，见图17。

图17　棉花发病照片（7月中旬拍摄于湖北省江汉平原地区）

另外，7月和8月下过几次暴雨，对棉花开花结铃不利，导致棉花蕾铃脱落增多、伏桃数减少。鄂东地区甚至有棉花开始烂死，见图18。

图18　棉花生长状况照片（9月1日拍摄于湖北省鄂东地区）

项目承担单位：农业部遥感应用中心武汉分中心　　湖北省农业资源与区划研究所

项目主持人：王新生

主要承担人：汪权方　陈志杰　魏立飞　张帆　李中元

图像及处理：陈志杰　黄诚　王渊