近日，中國熱科院橡膠所熱帶林業(yè)生態(tài)團隊聯(lián)合品資所木薯研究中心及國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系多個崗站，在木薯種植遙感監(jiān)測方面取得重要進展。該團隊成功構(gòu)建了首個區(qū)域尺度、高分辨率（10米）的木薯種植遙感制圖框架，實現(xiàn)了廣西壯族自治區(qū)近5年（2019-2023年）木薯種植動態(tài)及間作模式的精確監(jiān)測。這一成果不僅擴展了生態(tài)遙感方向的應用范圍，還為復雜熱帶農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
木薯是全球第六大糧食作物，在生物燃料、淀粉工業(yè)等領域發(fā)揮關鍵作用。廣西是中國最大的木薯產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國60%。然而，由于木薯與甘蔗等熱帶作物在光譜特征上高度相似，加之復雜的間作系統(tǒng)和破碎化景觀，準確的木薯制圖一直是熱帶農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測的技術(shù)難點。
團隊通過整合Landsat 8/9和Sentinel-2時間序列數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對廣西23.67萬平方公里范圍內(nèi)2019-2023年木薯種植動態(tài)的連續(xù)監(jiān)測。研究結(jié)果顯示，2023年木薯制圖的總體精度高達91.25%，與統(tǒng)計數(shù)據(jù)相關系數(shù)達到0.71-0.80。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，2019-2023年間廣西木薯種植面積呈現(xiàn)12%的下降趨勢，從12.5萬公頃減少至11.0萬公頃，主要集中在南寧、北海、貴港等南部地區(qū)。種植模式方面，80.9%的木薯采用單作模式，19.1%采用間作模式，其中玉米間作占14.4%，花生間作占3.4%，西瓜間作占1.3%。地塊規(guī)模化程度低，90%的木薯種植地塊小于2.32公頃。
該研究結(jié)合了團隊在熱帶作物遙感監(jiān)測方面的豐富經(jīng)驗，實現(xiàn)了兩項關鍵技術(shù)創(chuàng)新：一是開發(fā)了木薯-甘蔗差異指數(shù)（CSDI），實現(xiàn)了光譜相似作物的精準區(qū)分，分離效果較傳統(tǒng)植被指數(shù)提升20%以上；二是建立了基于雙季物候分析的自動檢測系統(tǒng)，能夠在區(qū)域尺度上自動識別木薯的間作模式，填補了相關技術(shù)空白。研究為復雜熱帶農(nóng)業(yè)系統(tǒng)監(jiān)測提供了可靠方法框架，同時也為糧食安全評估、農(nóng)業(yè)政策制定和熱帶農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。
相關研究成果以“A multi-sensor, phenology-based approach framework for mapping cassava cultivation dynamics and intercropping in highly fragmented agricultural landscapes”為題發(fā)表于《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》。中國熱科院橡膠所與南京林業(yè)大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生王心澄和中國熱科院品資所王琴飛副研究員為論文共同第一作者，中國熱科院品資所李開綿研究員和中國熱科院橡膠所陳幫乾研究員為論文共同通訊作者。該研究得到熱科優(yōu)青人才培育項目、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國家自然科學基金項目等項目的資助。
論文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1lRCe3I9x1ubxY
日期：2025-08-06
木薯是全球第六大糧食作物，在生物燃料、淀粉工業(yè)等領域發(fā)揮關鍵作用。廣西是中國最大的木薯產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國60%。然而，由于木薯與甘蔗等熱帶作物在光譜特征上高度相似，加之復雜的間作系統(tǒng)和破碎化景觀，準確的木薯制圖一直是熱帶農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測的技術(shù)難點。
團隊通過整合Landsat 8/9和Sentinel-2時間序列數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對廣西23.67萬平方公里范圍內(nèi)2019-2023年木薯種植動態(tài)的連續(xù)監(jiān)測。研究結(jié)果顯示，2023年木薯制圖的總體精度高達91.25%，與統(tǒng)計數(shù)據(jù)相關系數(shù)達到0.71-0.80。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，2019-2023年間廣西木薯種植面積呈現(xiàn)12%的下降趨勢，從12.5萬公頃減少至11.0萬公頃，主要集中在南寧、北海、貴港等南部地區(qū)。種植模式方面，80.9%的木薯采用單作模式，19.1%采用間作模式，其中玉米間作占14.4%，花生間作占3.4%，西瓜間作占1.3%。地塊規(guī)模化程度低，90%的木薯種植地塊小于2.32公頃。
該研究結(jié)合了團隊在熱帶作物遙感監(jiān)測方面的豐富經(jīng)驗，實現(xiàn)了兩項關鍵技術(shù)創(chuàng)新：一是開發(fā)了木薯-甘蔗差異指數(shù)（CSDI），實現(xiàn)了光譜相似作物的精準區(qū)分，分離效果較傳統(tǒng)植被指數(shù)提升20%以上；二是建立了基于雙季物候分析的自動檢測系統(tǒng)，能夠在區(qū)域尺度上自動識別木薯的間作模式，填補了相關技術(shù)空白。研究為復雜熱帶農(nóng)業(yè)系統(tǒng)監(jiān)測提供了可靠方法框架，同時也為糧食安全評估、農(nóng)業(yè)政策制定和熱帶農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。
相關研究成果以“A multi-sensor, phenology-based approach framework for mapping cassava cultivation dynamics and intercropping in highly fragmented agricultural landscapes”為題發(fā)表于《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》。中國熱科院橡膠所與南京林業(yè)大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生王心澄和中國熱科院品資所王琴飛副研究員為論文共同第一作者，中國熱科院品資所李開綿研究員和中國熱科院橡膠所陳幫乾研究員為論文共同通訊作者。該研究得到熱科優(yōu)青人才培育項目、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國家自然科學基金項目等項目的資助。
論文鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1lRCe3I9x1ubxY
日期：2025-08-06
