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东北地区是中国粮食生产的“压舱石”与“稳压器”。东北黑土地作为世界四大黑土区之一、著名“玉米黄金带”,对于维护国家粮食安全至关重要。然而近年来由于重用轻养,东北黑土地存在过度施用化肥农药等问题,造成严重的耕地水土流失与面源污染,危害土地生态安全,存在粮食安全风险。耕地精准管理作为一种有针对性的管理措施,能够因地制宜地实施耕地管理,提高耕地利用效率,减少资本投入,实现耕地效益最大化,是进行黑土地保护的有效手段。精准管理分区技术是耕地精准管理的首要及基础性环节,它能将耕地异质性加以区分,将相同状态的耕地划分为同一单元,为各类耕地精准管理措施服务。遥感技术在精准管理分区领域的应用也大大提升了耕地管理效率与科学性。《全国高标准农田建设规划(2021—2030年)》中指出,要利用遥感技术,加强农业信息化建设,推进数字农田建设;《东北黑土地保护规划纲要(2017—2030年)》中也提出要借助现代化技术,加快实施“藏粮于地、藏粮于技”战略。因此,基于遥感手段的耕地精准管理分区符合新时代耕地管理的要求。为了探究耕地精准管理分区的影响因素,寻找更优的分区输入量,本文选取友谊农场种植玉米的典型耕地进行精准管理分区的研究。获取研究区2017-2021年连续5年作物生长初期Sentinel-2A卫星遥感影像共5幅,重采样后空间分辨率为10 m,提取归一化植被指数(NDVI)进行精准管理区的划分,又引入了不同的地形因子组成6种不同输入量进行分区并对不同分区结果进行对比。借助空间转移矩阵对5年分区结果的时空格局进行定量与定性表述,并对其成因进行探究。同时,也对精准管理分区在黑土地保护实践中的应用进行探究并提出耕地精准管理对策,实现了技术成果与耕地管理实践的转化。全文研究结果如下:(1)研究农田内部存在较强的空间异质性。从遥感影像特征来看,裸土时期的影像呈现出差异特征主要是因为农田内部土壤属性分布不均,生长期的影像差异则是因为作物长势情况不一,反映在遥感影像上即表现为影像特征的差异。从土壤及作物的角度分析,土壤及作物理化参数具有较强的变异性,不同地形位置处土壤及作物参数有较大差异。(2)引入地形因子作为输入量能够提高精准管理分区精度。以2020年作物生长初期NDVI为基础,分别引入高程、坡度、地形起伏度、地表粗糙度四种地形因子形成6种分区输入量组合,从土壤属性及作物产量两种角度进行评价。结果显示,相较于单独基于NDVI分区,引入地形因子均能够提升分区精度,且同时引入四种地形因子的分区效果最好,引入高程次之。研究结果说明,在进行精准管理分区时应充分考虑地形因素对分区结果的影响,可以通过加入地形要素来提升分区准确度。(3)作物生长初期农田精准管理分区时空格局多年相似。对2017-2021年六月上旬NDVI进行精准管理分区并分级,进行空间叠加分析后计算空间转移矩阵。研究结果显示,同一等级的分区单元在年际间大部分面积都转向了同一级别,只有少部分转向了其他等级,局部的差异可能受当年的气候等其他要素影响,但不影响总体变化趋势,即研究区作物生长初期精准管理分区结果相近,作物长势格局相近。(4)地形是影响精准管理分区结果的重要因素。基于NDVI分区后,除分区单元间NDVI的变异性降低70%左右外,高程的变异性降低了50%左右,坡度的变异性降低了30%左右,这说明地形在很大程度上影响了精准管理分区结果。土壤温湿度及作物长势均随地形呈有规律变化,阳坡土壤温度及土壤水分均最高,4期NDVI的最高值也均位于阳坡上;坡顶土壤温度较高,土壤水分最低,坡底土壤水分较高但土壤温度最低,NDVI值自坡顶至坡底逐渐降低。这说明,作物生长初期地形通过影响土壤温度和水分的再分配而影响作物长势,进而影响精准管理分区结果。(5)精准管理分区技术具有可实践性。基于精准管理分区的土地整治工程能够减少人力及机械投入,提升耕地改造效率,基于精准管理分区进行水田格田改造后,格田面积增加了2.5%以上,提高了耕地利用率。耕地减肥减药实践表明,基于分区结果而生成的施肥及施药处方图能够指导农业生产实践,按区施肥后化肥施用量减少了10%,同时产量能够增加14%左右,减轻了因施肥施药造成的耕地污染,带来了耕地经济、生态与社会效益的同步提升。(6)针对基于精准管理分区技术的黑土耕地精准管理提出对策建议:夯实精准管理分区技术基础;将精准管理分区技术融入空天地一体化农田管理测控系统;加强耕地精准管理分区相关的配套设施建设;发挥政府及合作社的带头作用;促进技术与认知的良性互动。本研究以土地分区利用理论为主要理论基础,探究了耕地分区利用与管理技术的可能性。研究结果有利于东北地区高标准农田建设任务的推进,有利于东北黑土地保护行动的实施,有利于保障粮食生产,加快实现“藏粮于技”的战略目标。对于有效保护与利用耕地资源、维护土地生态安全、推进乡村振兴战略与实现农业高质量发展具有重要意义。