昆明植物所在红河哈尼梯田30年卫星影像水稻物候图谱研究中取得新进展

　　历经1300多年的梯田是以哈尼族为主的各族人民共垦共创的一种世界罕见的农业文化景观，位于哀牢山南部云南省红河州的金平、绿春、元阳与红河四县的哈尼梯田保护区被纳入联合国世界文化遗产。哈尼族在“万物有灵论”与“天、地、神、人”四位一体的哲学思想影响下，尊重自然、顺应自然、保护自然的生存智慧奠定了人与自然和谐共生的农业绿色思想。自古以来，哈尼梯田以“木刻分水”构建了以“水”为核心的“森林—村寨—梯田—水系”四素同构的稻作农耕系统。这种将地形、植被、气候与农耕技术完美结合的山地梯田农业，彰显我国山地民族的生态智慧，是世界农耕史上的奇迹。

　　近日，中国科学院昆明植物研究所许建初研究团队与中国农业科学院农业资源与农业区划研究所周颖研究团队围绕哈尼梯田保护区开展了梯田水稻种植的时空结构分析。研究团队通过半结构式访谈获取了哈尼梯田区水稻的物候与农事节气信息，再利用Google Earth Engine和水稻物候特征，以三年为时间间隔绘制了过去三十年（1989-91年至2019-21年）哈尼梯田遗产区所在四县的土地利用分布数据。结果得出，哈尼梯田遗产区的水稻种植面积总体呈现减少的态势，从1989-91年的133.79 km²（约占梯田遗产区总面积的13.66%)降至2010-12年的54.52 km²（5.57%），而后增至2013-15年的135.95 km²（13.88%），此后又减少到2019-21年的100.71 km²（10.28%）。 

　　研究团队进一步通过分析梯田所在四县1989-2021年的气象数据与社会经济情况来探究哈尼梯田水稻种植面积消长的驱动因子。自然因素方面：依赖亚洲季风气候的哈尼梯田种植面积对水资源十分敏感。1990年以后年降雨量总体呈偏小趋势，其中，与1989-91年相比，2019-21年哈尼梯田所在四县的年平均气温升高了约2.92℃，年降水量减少了约196.63毫米。保护区内的水稻面积也在2004-06和2010-12这两个干旱事件发生的时期分别降至了94.61 km²和54.52 km²，水资源约束日益趋紧，梯田生态系统面临失衡风险。社会因素方面：2013年红河哈尼梯田被列入联合国教科文组织世界遗产名录使得梯田保护区农民的保护意识与种植积极性都得到提高，因此水稻种植面积在2013-2015年间达到最高峰。但是随着社会经济进一步发展，人口的增加导致人地矛盾突出。稻作生产不能满足就业生存的需要，大量青壮年劳动力外流、农耕人口呈老龄化和女性化趋势。劳动力结构与经济收入的变化，加上季节性气候干旱与水利设施建设滞后，是造成哈尼梯田种植面积减少的重要原因。 

　　研究团队呼吁：哈尼梯田的保护必须运用最新技术分析，从多学科、全方位、多视域探究生态-经济系统的生态环境承载力，为解决好梯田区保护与发展路径提供科学依据。在“万物共生、万物互联、万物智能”发展理念指导下，探索实现从森林、村寨、梯田、水系的“四素同构”到市场、科技、人文、政策的社会经济体系新生态经济的“四素同构”转型；从生态智慧与生产方式到新农村生活方式的转型；从山区小农经济到农文旅体验经济的转型；从劳动生产力到科技生产力的转型。 

　　以上研究结果以Paddy Rice Phenological Mapping throughout 30-years Satellite Images in the Honghe Hani Rice Terraces为题发表在遥感学术期刊Remote Sensing上。该工作得到云南省红河农林复合生态系统野外科学观测研究站与中国农业绿色发展研究会的资助。 

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图1 1989-91至2019-21年哈尼梯田分布四县的土地利用分布图（红色的为梯田） 

图2 哈尼梯田四县水稻面积与气候和经济因子的相关性（r）