2008-2018年拉萨市温室蔬菜地时空变化特征
2020-08-12宫殿清王兆锋张镱锂
宫殿清,王兆锋,张镱锂,3
2008-2018年拉萨市温室蔬菜地时空变化特征
宫殿清1,2,王兆锋1,2※,张镱锂1,2,3
(1. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟重点实验室,北京 100101;2. 中国科学院大学,北京 100049; 3. 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心,北京 100101)
随着居民对蔬菜消费需求的不断提高,拉萨市温室蔬菜地得到快速发展,但对温室蔬菜地格局变化过程仍缺乏清楚的认识。该研究基于2008-2018年11期拉萨市高清遥感影像,结合实地调研,采用重心转移分析、地统计分析等方法,研究了2008-2018年拉萨市温室蔬菜地时空格局变化特征。结果表明:1)2008-2018年,拉萨市温室蔬菜地面积总体呈波动上升趋势,年均增长率为6.93%。研究时段内,温室蔬菜地变化经历了发展、调整、稳定三个阶段,各阶段年均变化率分别为11.08%、-2.13%和0.77%。2)研究时段内,拉萨市城关区和堆龙德庆区温室蔬菜地比例下降56.2%,达孜区和曲水县温室蔬菜地比例上升51.58%,温室蔬菜地分布重心向远离城区的城郊转移,向东南方向迁移了约4 896 m。3)新增温室蔬菜地向高海拔和大坡度区域转移,海拔3 675~3 800 m范围内温室蔬菜地面积比例由22.05%上升到30.41%,坡度6°~10°区域温室蔬菜地面积占比上升5.92%。4)温室蔬菜地新增源于耕地,减少多因为建设用地扩张。蔬菜需求量大和温室蔬菜收益高是温室蔬菜地面积增加的基本动力,区域土地利用调整是温室蔬菜地格局变化的重要推动力。
遥感;土地利用;温室;蔬菜地;时空变化;青藏高原
0 引 言
温室蔬菜是指利用温室建筑物及设备,人为调控蔬菜生长环境,高效利用光、热、水、肥的蔬菜生产模式;主要包括玻璃温室、塑料温室(包括塑料大棚、中小拱棚)等,是现代农业发展的重要标志[1-3]。由于温室可实现反季节种植,能提高蔬菜产量,且经济效益好,近年来在中国得到快速发展。截至2017年底,中国不同类型温室蔬菜面积达到352万hm2,占世界温室蔬菜总面积的90%以上[4],约占中国蔬菜种植总面积的30%,温室蔬菜收益达到蔬菜产业经济的60%[5],为地区经济发展和居民生活改善做出了巨大贡献。
由于自然地理条件和经济发展水平的影响,中国温室蔬菜地80%分布在环渤海湾地区、黄淮地区和长江中下游地区,10%分布在西北地区[6]。而在青藏高原地区,由于受高寒环境和居民蔬菜消费习惯的影响,温室蔬菜起步较晚[7]。但近年来,随着区域经济和科技发展水平的不断提高,高原农牧民对果蔬的需求日益提升[8],高原温室蔬菜种植业得到迅速发展[7, 9-10]。2018年,青藏高原温室用地面积达7 821.74 hm2,集中分布在青海“河湟谷地”和西藏“一江两河”地区[7]。其中拉萨市温室蔬菜地面积已超过1 400 hm2[11],占拉萨蔬菜种植总面积的32.28%,温室蔬菜产量占到蔬菜总产量的66%[12],有效地保障了当地蔬菜供应,满足了人民日益增长的饮食需求,温室蔬菜在国民经济及当地居民生活中的地位日益突出[13-14]。
目前有关温室蔬菜的研究,多关注于温室蔬菜经营模式、发展策略和生产技术等方面,温室蔬菜产业化、土地流转市场、技术设备和人才队伍建设等方面获得长足经验[4, 15-23]。高原土地利用变化的研究中,多侧重土地类型的转化[24-29],专门针对温室蔬菜地格局变化以及时空变化过程的研究较少,魏慧等[7]基于Google Earth影像,分析了青藏高原设施农业用地的空间分布格局,发现高原设施农地集中分布在海拔2 200~2 600和3 600~3 900 m高程区间内;西宁和拉萨城市发展,导致60%以上的设施农业用地被建设占用;高原设施农地存在温室类型单一、变动频繁和“过程性浪费”等问题。由于其研究目标是揭示高原设施农地的分布格局,仅分析了2008年和2018年两期数据,对高原设施农地变化过程没有进行深入研究,高原温室蔬菜地变化规律仍不明确,这影响了高原温室蔬菜地的合理规划和保护,制约了设施农业有序和良性发展。为此,本文以拉萨市为研究区,利用Google Earth高分影像,识别拉萨市2008-2018年温室大棚的空间分布,揭示近10 a来拉萨温室蔬菜地时空变化特征,为高寒区地区科学规划和布局温室,有序发展温室蔬菜地提供科学借鉴。
1 研究区概况
拉萨市为西藏自治区首府,位于青藏高原中南部,地处雅鲁藏布江支流拉萨河中下游河谷,区域平均海拔超过3 800 m。拉萨市下辖3个区、5个县,总面积近3万km2[30]。气候属高原温带半干旱季风气候,干湿季节分明,年均温约为7.4 ℃,年降水量为200~510 mm。太阳辐射强,年日照时数超过3 000 h,有利于温室蔬菜生长。
研究区温室蔬菜地呈串珠状分布在拉萨河两岸耕地区[7],多为塑料大棚,也有部分连栋温室。温室主要用于种植蔬菜,包括莴笋、西红柿、豇豆、上海青等;少量温室种植西瓜、草莓等水果和月季、福禄考等花卉。研究区如图1所示。
图1 研究区位置示意图
2 数据与方法
拉萨市温室大棚矢量图斑基于2008-2018年Google Earth影像解译,采用91卫图助手(v16.9.2 Build)下载,空间分辨率为0.52~0.26 m (18~19级)。DEM数据为地理空间数据云(http://www.gscloud.cn)GDEMV2 30 m高程数据。蔬菜产量、国民生产总值、旅游人口和蔬菜消费量等社会经济数据源于拉萨市统计年鉴[30],土壤质地数据为本研究实测数据。
拉萨市温室大棚多为规则矩形,且反射率高,便于识别。直接采用直接利用影像分辨率为0.52 m(18级)的影像,目视解译判别各年年底温室图斑,其中不单独识别温室间小块空地和田埂,但剔除温室区内面积大于0.10 hm2的露天地及宽度大于7 m的道路,以及黑色纺织物覆盖的温室养殖大棚;并利用影像分辨率0.26 m(19级)的影像对解译温室图斑边界进行修订,以提高解译的准确度。同时,采用实地调查验证解译结果;5条样线、207个图斑的验证结果显示,解译准确率达到98%。温室的高程和地形坡度基于30 m DEM数据提取,利用ArcGIS 10.3空间分析工具,统计不同海拔和坡度的温室蔬菜地面积。
采用空间几何重心转移表征温室蔬菜地分布的整体变化方向[31-33]。计算温室每个图斑几何中心的经度值和纬度值,得出温室蔬菜地重心坐标。公式如下:
3 结果与分析
3.1 温室蔬菜地面积变化
3.1.1 温室蔬菜地总面积变化
2008-2018年,拉萨市温室蔬菜地面积总体呈波动上升趋势(图2),年均增长率为6.93%。2008年面积最小,为840.42 hm2;2018年面积最大,达1 678.72 hm2。依据增减趋势,温室蔬菜地变化可分为3个阶段。2008-2011年为第一阶段,年均温室蔬菜地面积1 050 hm2。该时段内,温室蔬菜地呈持续扩张态势,年均增长率为11.08%。因此,该时段可视为拉萨温室蔬菜地的发展期。2012-2015年为第二阶段,温室蔬菜地面积均值在1 413 hm2左右,较第一阶段平均水平增加近400 hm2。该阶段,温室蔬菜地面积呈持续下降趋势,年均变率为−2.13%,该时段可视为拉萨温室蔬菜地的调整期。2016-2018年为第三阶段,温室蔬菜地面积在1 668 hm2左右,较第二阶段增加约250 hm2。该时段温室蔬菜地面积较为稳定,年变率仅为0.77%,该时段可视为拉萨温室蔬菜地的稳定期。3个时段间,由发展期跃升到调整期时,拉萨温室蔬菜地面积增加了277.17 hm2;由第二阶段到第三阶段,温室蔬菜地面积增加了289.36 hm2。
图2 2008-2018年拉萨市温室蔬菜地面积变化
3.1.2 各行政区温室蔬菜地面积变化
拉萨温室蔬菜地主要分布在城关区、堆龙德庆区、达孜区和曲水县4个区县(表1和图3)。2018年,此4区县温室蔬菜地面积占拉萨市温室蔬菜地总面积的94.04%;林周县、墨竹工卡县温室蔬菜地面积相对较小,分别为74.74和25.13 hm2;尼木县仅有1个小规模的温室区约0.12 hm2;当雄县未发现温室蔬菜地分布。2008-2018年,拉萨市各区县温室蔬菜地面积比例变化明显。2008年,拉萨市93.78%的温室蔬菜地分布在城关区和堆龙德庆区;2018年,该比例下降到37.58%;同期,曲水县和达孜区温室蔬菜地占拉萨市温室蔬菜地总面积的比例4.89%由上升到56.46%。
从不同区县温室蔬菜地面积变化过程看(表2),2008-2018年,城关区和堆龙德庆区温室蔬菜地整体呈先增加后减少趋势;2012年,2区的温室蔬菜地面积达到峰值,分别为为829.12、364.35 hm2。达孜区和曲水县温室蔬菜地呈增加趋势,且与拉萨市温室蔬菜地整体变化特征一致,具有明显的阶段式分段特征。2008-2011年,处于第一阶段,温室蔬菜地面积较小,且发展缓慢;2012-2015年,处于第二阶段,较第一阶段有了明显的增加,2区县阶段温室蔬菜地年均面积分别为110.50、127.73 hm2;2016-2018年,处于第三阶段,较第二阶段又有了大幅度的提高,2区县阶段温室蔬菜地年均面积分别达到363.06、451.57 hm2。2008-2015年,林周县温室蔬菜地面积变化较小,2016年以后温室蔬菜地面积激增,面积均值较前期增加了约7.88倍。而墨竹工卡县温室蔬菜起步较晚,整个过程发展缓慢,2018年温室蔬菜地面积仅为25.13 hm2。
表1 拉萨市温室蔬菜地分布区县面积占比
注:不同年份温室蔬菜地图斑存在重叠部分,需对应表2内容。
表2 2008-2018年不同行政区温室蔬菜地面积
3.2 温室蔬菜地分布变化
3.2.1 温室蔬菜地分布重心迁移
2008-2018年,拉萨市温室蔬菜地几何重心表现出由市区向远郊区县转移的态势,总体由西北向东南迁移约4 896 m(图4)。
图4 温室蔬菜地重心迁移轨迹图
2008-2011年温室蔬菜地重心向东南迁移约2 506 m,主要受城关区、曲水县和墨竹工卡县温室蔬菜地变动影响。其中城关区温室蔬菜地占全市温室蔬菜地比例下降5.57%,南侧曲水县和东侧达孜县温室蔬菜地占比分别上升4.93%、1.09%,使该阶段温室蔬菜地重心向东和向南方向迁移。2011-2015年拉萨温室蔬菜地重心向东迁移约3 215 m,城关区及西侧堆龙德庆区温室蔬菜地占比分别下降5.26%、4.23%;达孜区、林周县和墨竹工卡县温室蔬菜地占比合计上升7.69%,使该阶段温室蔬菜地重心向东迁移。2015-2018年温室蔬菜地重心整体向西南迁移约1 633 m。城关区和堆龙德庆区占比下降明显,分别下降34.12%、7.26%;东侧的曲水县和西侧达孜区温室蔬菜地占比大幅上升,分别上升20.79%、17.78%,使得该阶段温室蔬菜地重心整体向西南侧迁移。
3.2.2 不同海拔温室蔬菜地分布变化
海拔是影响区域气压、气温与光照条件的重要因素[34-35],也是影响温室蔬菜地作物种植的主要自然因素之一。拉萨温室蔬菜地分布最低点在曲水县拉萨河汇入雅鲁藏布江的入江口附近,海拔约3 580 m ;最高点在墨竹工卡县东部扎西岗乡境内,海拔3 949 m。
从表3可知,2008-2018年,海拔3 600~3 700 m是温室蔬菜地集中分布区,该范围内温室蔬菜地面积占拉萨温室蔬菜地总面积的80%以上。其中海拔3 625~3 675 m,温室蔬菜地面积呈现出先增加后减少的趋势,但该海拔梯度内温室蔬菜地面积占拉萨温室蔬菜地总面积的比例呈持续下降趋势。但在海拔3 625 m以下和3 675 m以上,温室蔬菜地面积和比例均呈上升趋势。特别是海拔3 675~3 700 m范围内,在2008年温室蔬菜地面积为94.33 hm2,仅占拉萨温室蔬菜地总面积的11%;而到2018年,该海拔范围温室蔬菜地面积增加到599.19 hm2,比例上升到36%。这说明2008-2018年拉萨温室蔬菜地分布重心有向高海拔转移的趋势。
表3 2008-2018年不同海拔梯度温室蔬菜地分布面积
3.2.3 不同坡度范围温室蔬菜地分布变化
坡度影响温室蔬菜地局地光照、温度和空气流动(风)[36-37]。表4为不同地形坡度范围温室蔬菜地面积分布。2008-2018年,40%以上的温室蔬菜地地形坡度在2°~4°范围内,其次各约20%的温室蔬菜地地形坡度分别为0°~2°和4°~6°,其他地形坡度区温室蔬菜地分布较少。坡度大于25°的温室蔬菜地面积最大时,仅占0.17%,主要分布在城关区纳金乡北部冲积扇与山体的交接地带,这些区域局地坡度稍大,同时,30 m的DEM数据可能也会导致局地坡度结果偏大。但从研究区整体来看,分析结果仍能反映出拉萨市温室蔬菜地分布的坡度特征。
从不同地形坡度区温室蔬菜地变化过程看,各坡度区温室蔬菜地面积总体都呈上升趋势,其中,2°~4°坡度范围内,温室蔬菜地增加面积最大为375.52 hm2;其次为4°~6°坡度范围,增加面积239.50 hm2。值得注意的是,0°~2°坡度范围内,温室蔬菜地面积虽然有所增加,但该区域温室蔬菜地所占拉萨市温室蔬菜地总面积的比例呈下降趋势;2°~4°范围内,温室蔬菜地的该比例呈现出先增加后降低的趋势,特别是自2013年以来,下降明显;而4°以上坡度区,该比例呈持续上升趋势,特别是6°~10°范围内,该比例上升趋势明显,约5.92%。说明拉萨温室蔬菜地地形坡度分布重心有向高坡度区转移的趋势。
表4 2008-2018年不同坡度温室蔬菜地分布面积
3.3 温室蔬菜地空间变化影响与效应
3.3.1 温室蔬菜地的转入与转出
对比分析拉萨市温室蔬菜地变化前后用地情况发现(图5),新增温室蔬菜地均来源于耕地,减少的温室蔬菜地多转化为建设用地和耕地。2008—2018年耕地转温室蔬菜地累计达到2 914.77 hm2;温室蔬菜地转建设用地累计达1 180.49 hm2,转耕地为911.54 hm2。
图5 不同年份温室蔬菜地转入-转出面积
温室蔬菜地的转移过程与温室蔬菜地总面积变化的3个阶段具有高度的一致性。2008-2009、2011-2012、2015-2016年,都出现了大量耕地转为温室蔬菜地的峰值过程,峰值过后温室蔬菜地的转入转出都逐渐趋缓。2008-2011年,各年温室蔬菜地转入面积大于转出面积,温室蔬菜地总体呈上升趋势。2011-2012年,温室蔬菜地转入面积(518.07 hm2)明显高于转出(240.90 hm2),使温室蔬菜地变化跃入第二阶段;2012-2015年间,温室蔬菜地转入面积小于转出面积,导致温室蔬菜地总体呈下降趋势。2015-2016年,温室蔬菜地又迎来转入的峰值,净增加289.10 hm2,使温室蔬菜地变化进入第三阶段,之后转入转出基本平衡,温室蔬菜地总面积保持稳定。
从空间上看(图6),温室蔬菜地转化为建设用地主要发生在拉萨市城区周边地区,包括城关区东部纳金乡、蔡公堂乡,北部夺底乡,堆龙德庆区东南部东嘎镇、乃琼镇附近。新增温室蔬菜地沿拉萨河谷分布在达孜区德庆镇东部和曲水县聂当乡。表现出温室蔬菜地由城市郊区向远郊区县转移的特征。
图6 2018年较2008年拉萨市建设用地与温室蔬菜地变化
3.3.2 温室蔬菜地空间变化对土壤质地的影响
土壤质地是决定土壤水肥保持能力的重要因素,也是影响作物生长的关键要素之一[38]。由于拉萨河谷气候相对干旱,且海拔较高,土壤发育程度较低,区域土壤多属灌丛草原土类型。从研究区温室蔬菜地内外216个土壤样品(土层深度0~20 cm)的实测结果看,区域耕作土壤质地属砂质壤土,在海拔3 700 m以下,土壤各粒级体积百分比相对稳定,砂粒(粒径大于0.02 mm)、粉粒(粒径在0.002~0.02 mm之间)、黏粒(粒径小于0.002 mm)平均占比分别为2.39%、18.52%、79.09%。海拔3 700~3 750 m,土壤砂粒占比降到最低水平,为65.18%,而土壤粉粒占比达最大值,为30.76%,土壤质地达到相对较好的状态。这可能与该海拔段是拉萨河流域沼泽湿地的主要分布区有关[39],耕地多在20世纪60年代由沼泽湿地开垦而成,土壤质地相对较好。海拔3 750 m以上,土壤砂粒占比随海拔的上升而增加,土壤粉粒占比降低。这体现了海拔对土壤形成发育的影响。
以棚外大田样地土壤质地作为温室蔬菜地土壤质地本底参考值,分析拉萨市不同海拔温室蔬菜地土壤质地变化(表5)。不同海拔温室蔬菜地土壤颗粒组成变化幅度明显低于温室外耕地土壤。从温室蔬菜地内外土壤质地来看,海拔3 700 m以下,温室蔬菜地和棚外普通耕地土壤质地十分相似,各粒级占比差异小,最大差异仅为2.23%。而海拔3 700~3 750 m,温室内外土壤颗粒组成差异达到最大。这可能与温室蔬菜地频繁的耕作和灌溉有关。海拔3 700 m以上,随着高程的升高,温室内外土壤砂粒呈升高趋势,粉粒占比呈下降趋势,温室蔬菜地内外土壤各粒级差异逐渐减少。而在海拔3 850~3 900 m棚内外差异又较明显,达到15.71%,该海拔段内蔬菜温室多为新建棚室,多利用了客土改良温室内土壤状况,导致温室内外土壤质地差异较大。总体上看,温室内外土壤质地差异不大,温室蔬菜地经营对土壤质地影响不明显;客土作用下会显现出温室对土壤颗粒组成的影响。
表5 不同海拔温室蔬菜地内外土壤质地粒级占比变化
3.3.3 温室蔬菜地空间变化对蔬菜产能影响
为反映拉萨市温室蔬菜地空间变化对蔬菜产能的影响,以拉萨市蔬菜年产量表征蔬菜产能(图7),随着拉萨市温室蔬菜地空间扩张,拉萨市蔬菜年产量整体呈增长趋势。从2008年的125 997 t增加到2016年的261 739 t,年均增长率为9.57%。温室蔬菜地面积与蔬菜年产量的相关系数达0.939(0.05显著水平),表明拉萨市温室蔬菜地面积增加,有效促进了蔬菜产能提升。
图7 2008-2016拉萨市蔬菜产量及温室蔬菜地面积
4 讨 论
2008-2018年,拉萨温室蔬菜地面积呈扩张态势,这与拉萨社会经济和居民生活水平不断提高密不可分。据统计[30],2008-2016年,拉萨市人均GDP以15.54%年均速度递增,相对应的居民人均消费水平由2008年的5 587元提高到2016年的13 998元。其中,城镇居民鲜菜消费性支出虽然2008年和2016年均处于600元/人·年左右,但在外饮食的消费性支出由2008年766元/人·年(根据2007年和2009年数据推算)上升到2016年2 238元/人·年,这中间包含大量蔬菜消费支出;而农村居民蔬菜消费量由2008年8.82 kg/人·年上升到2016年40.14 kg/人·年。同期,进入拉萨的旅游人口由135万人次(2008年)增加到1 367万人次(2016年)。这些均导致拉萨蔬菜需求量大幅提升。另据报道,拉萨温室蔬菜经营的纯收益可以达到12~22.5万元/hm2,是大宗粮食作物纯收益的10倍以上,蔬菜产业与粮食产业、畜牧产业已成为拉萨农牧经济三大主导产业,经济发展水平的日益提高与温室蔬菜的高收益,直接促进了温室蔬菜地的不断扩张。
研究时段内,拉萨市温室蔬菜地分布重心表现出由西北向东南转移的态势。其中,2008-2009、2011-2012和2016-2018年,温室蔬菜地重心迁移范围较大,空间分布明显变化。2008-2009年,蔡公堂乡东部新增了140 hm2温室蔬菜地;纳金乡新增了86 hm2温室蔬菜地。2011年,西藏自治区人民政府公布的《西藏自治区土地利用总体规划(2006-2020年)》中,将蔡公堂乡、柳梧乡、东嘎镇附近区域规划为城市新增建设用地,将纳金乡、夺底乡等拉萨城区附近区域规划为有条件建设区[40]。2012年,规划于蔡公堂乡的西藏最大教育基地—拉萨教育城开工建设,导致100 hm2的温室蔬菜地转化为建设用地;同期,位于纳金乡的西藏会展中心的建设,致使91.24 hm2温室蔬菜地转化为建设用地。在相关规划逐步实施和城区不断扩张的影响下,市区农用地不断减少,温室蔬菜地随之由城市外围向远郊迁移。可见,土地利用政策(包括相关规划)调整是影响拉萨市温室蔬菜地分布变化的重要因素。
目前,拉萨市夏秋季的蔬菜自给率为85%,春冬季自给率仅65%,居民购买意愿较强[7,41],本地蔬菜市场仍存在较大缺口;同时,在高原特殊环境条件下,高原蔬菜,特别是高质量有机特色果蔬具有销往高原区域外的优势和潜力。因此,拉萨温室蔬菜有较大提升和发展空间。应该注意的是,有研究显示,温室蔬菜对区域土壤质量的影响亦有显现[42-43]。近年来,拉萨温室蔬菜地不断向远郊区县和高海拔、高坡度区转移,更需要关注温室蔬菜地区域土壤、水源等自然环境要素质量状况。
5 结 论
本文基于Google Earth高分影像,研究了2008-2018年拉萨温室蔬菜地时空变化特征。结果表明:
1)2008—2018年,拉萨市温室蔬菜地面积呈波动上升趋势,累计增加838.30 hm2,年均增长率为6.93%。温室面积变化过程可分为发展、调整、稳定3个阶段式阶段,各阶段温室面积年均变化率分别为11.08%、-2.13%和0.77%。
2)近10a来,拉萨市温室蔬菜地分布重心向远郊区县转移,约向东南方向迁移4 896 m。主要受下游曲水县、堆龙德庆区、达孜区和城关区温室蔬菜地面积变动影响。
3)拉萨市新增温室蔬菜地向更高海拔和更大坡度区域转移。海拔3 675~3 800 m和坡度6°~10°区是温室蔬菜地主要增加区。海拔3 675~3 800 m温室蔬菜地面积增加695.44 hm2,面积比例由22.05%上升到30.41%;坡度6°~10°范围内,温室蔬菜地面积增加130.19 hm2,面积占比上升5.92%。
4)新增温室蔬菜地来源于耕地,减少多因为建设用地扩张。蔬菜需求量上升和温室蔬菜的高收益是温室蔬菜地扩张的根本动因,区域土地利用政策调整(包括相关规划)是拉萨市温室蔬菜地空间变化的重要推动力。
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Spatial-temporal variation characteristics of greenhouse-vegetable land in Lhasa of Tibet from 2008 to 2018
Gong Dianqing1,2,Wang Zhaofeng1,2※, Zhang Yili1,2,3
(1.100101,; 2.100049,; 3.100101,)
Greenhouse-vegetable production serves as a sort of farming, in which vegetable crops grow in built structures, such as wood, plastic, metal and net. Recently, the greenhouse-vegetable farming has become an ideal way to meet the increasing demand of residents for vegetable consumption, particularly on Lhasa in the cold regions. However, a clear understanding for the changing process is still lacking in the greenhouse pattern. This study aims to clarify the change characteristics in the spatial and temporal pattern of the greenhouse-vegetable land in Lhasa from 2008 to 2018, particularly on land use, soil texture and vegetable yield. 11 high-resolution remote sensing images of greenhouse were captured from Lhasa in the northwestern China, from 2008 to 2018. Combined with field research, the barycenter shift and geostatistical techniques were used to determine the total area of greenhouse-vegetable land in various districts or counties. The movement of barycenter position was related to the direction of tracking position, including the altitude gradient and slope. Super-resolution images were obtained for the layout of greenhouses facility in alpine regions, as well the early built greenhouses-vegetable land. The results show that, 1) there was an upward trend in the area of greenhouse-vegetable land in Lhasa from 2008 to 2018, with an average annual growth rate of 6.93%. Three stages were observed for the change features of greenhouse-vegetable land in the study period, including developing, adjustment, and stability. The annual average areas of greenhouse-vegetable land in each stage were 1 050 hm2, 1 413 hm2and 1 668 hm2, respectively, while the average annual change rates were 11.08%, -2.13%, 0.77%, respectively. 2) In the past ten years, the proportion of greenhouse-vegetable land in Chengguan and Doilungdêqên of Lhasa decreased by 56.2%, while the proportion in Dagze and Quxu increased by 51.58%. 3) The newly developed greenhouse-vegetable lands were transferring to high-altitude and high-slope regions, far away from urban or industrial areas. In the altitude range of 3 675-3 800 m, the areas of greenhouse-vegetable lands increased from 22.05% to 30.41%, while that in the 6°-10° slop regions increased by 5.92%. 4) The spatial change of greenhouse-vegetable lands in Lhasa revealed that the newly added greenhouse-vegetable land much more than farmland, indicating the expansion of construction land. A basic driving force for the growth of greenhouse vegetable lands can be attributed to the large demand for vegetables and the high yield of the greenhouse. Regional land use can also be another important driving force for the distribution of greenhouse-vegetable land. In greenhouse-vegetable land operation, there was no obvious effect on soil texture, indicating the particle size of soil texture changed a little at different elevation gradients. The overall output of vegetables in Lhasa was increasing, with an average annual growth rate of 9.57%. The increase in the greenhouse area has effectively promoted the production capacity of vegetables, thereby to meet the demand of residents for vegetable consumption in Lhasa in the cold regions.
remote sensing; land use;greenhouse; vegetable land; spatial and temporal change; Tibet plateau
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Gong Dianqing,Wang Zhaofeng, Zhang Yili. Spatial-temporal variation characteristics of greenhouse-vegetable land in Lhasa of Tibet from 2008 to 2018[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(13): 233-241. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.13.027 http://www.tcsae.org
2020-03-08
2020-06-29
国家自然科学基金项目(41771113);第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0603);中国科学院战略性先导科技专项(A类)子课题(XDA20040201)
宫殿清,研究方向:自然地理综合研究。Email: 418452941@qq.com
王兆锋,博士,副研究员,研究方向:高寒区土壤环境地域分异特征与变化规律。Email:wangzf@igsnrr.ac.cn
10.11975/j.issn.1002-6819.2020.13.027
S601.9
A
1002-6819(2020)-13-0233-09