近二十年来,我国经济发达地区土地利用发生了前所未有的快速变化。城市迅速扩展、农田大量流失,使得人地矛盾更加尖锐,伴随而来的环境恶化,土地质量下降等问题非常突出,并且制约了经济的快速协调发展。因此开展不同区域土地利用变化的动态监测研究是迫在眉睫的任务。但传统的统计方法不仅费时费力,且时效性、准确度都不高,遥感作为一门技术手段具有广域性、周期性、连续性和经济性的特点,可以快速有效地获取研究区域在某时间段内土地利用的变化信息。而新一代中等分辨率光谱仪(MODIS)具有高光谱和高时相分辨率的优势,且其空间分辨率也由NOAAAVHRR的1 km提高到250 m,非常有利于捕捉连续的土地利用变化信息,而且其对更高空间分辨率、低时相分辨率比较适合中小尺度土地利用变化研究的TM/ETM+影象具有明显的补益作用。因此,本研究以我国经济发达地区江苏省吴江市为例,使用1984、1991、1998和2005年TM/ETM+影象研究了水稻田近20年来的土地利用变化情况,着重探讨了MODIS数据与TM/ETM+相结合的方法来提取土地利用变化信息的方法,并进一步应用遥感解译的土地利用变化结果结合第二次全国土壤普查数据、2003年全国土壤定位监测数据及吴江市土壤年度定位监测资料研究了水稻表层土壤有机碳库的变化情况,主要研究结果如下： ·根据遥感解译,吴江市1984-2005年土地利用分1984-1991年,1991-1998年和1998-2005年三个时段监测结果：1)吴江市1984年和1991年水稻种植面积分别为714.62 km2和629 km2,7年间下降了85.62 km2,其中建设用地、林地、水体和旱地分别占用稻田35.67kmz、13.79 km2、19.51 km2和16.65 km2;2)1998年稻田面积为542.95km2,1992-1998年间水稻种植面积下降了86.05 km2,建设用地、林地、水体和旱地分别占用稻田面积为：47.31 km2、15.8 km2、13.01 km2和9.93km2;3)1998-2005年间土地利用变化有所加快,其中稻田转化为建设用地和林地的面积分别为：253.28km2和62.63km2,原1984年稻田在2005年土地利用分布为：稻田254.79 km2、建设用地336.26 km2、林地92.22 km2、旱地10.25 km2和水体21.10km2。 ·基于MODIS数据的多种分类特征选择和良好的分类器能提高区域尺度土地利用分类的精度。在不同分类器比较试验中,以应用MODIS植被指数、水分指数时序系列进行掩膜的分类方法分类效果优于其它分类方法,总体分类精度达到66.60％,决策树分类法也表现出良好效果,在分类树中引入近年发展起来的一种机器学习领域内的增强技术-boosting技术,能提高类别的分类准确率。而神经网络分类精度并不比传统分类方法好,单独使用MODIS影象在中小尺度难以取得较好的分类效果。本研究进一步探索使用2000-2005年MODIS影象与高空间分辨率遥感信息源2005年ETM+相结合的方法来提取土地利用变化信息,结果表明,辅以2005年ETM+的2000-2005年MODIS影象分类方法能够取得较好的分类效果,2000年MODIS影象相对于2000年TM影象的分类精度分别为：水体91.67％、稻田85.40％、建设用地92.09％、旱地70.80％和林地71.93％,该分类方法的总体分类精度达到了85.25％。根据辅以2005年ETM+的2000-2005年MODIS影象分类结果,吴江市2000-2005年的水稻种植面积分别为：368.36 km2,315.21km2、297.50 km2、237.77 km2、261.64 km2和254.79 km2,其结果与吴江市农业统计资料比较,两者具有显著的相关性(R2=0.9873),进一步验证了辅以ETM+影象的MODIS影象土地利用动态监测方法具有较高的利用潜力。 ·根据辅以2005年ETM+的2000-2005年MODIS影象分类结果,吴江市水稻种植面积在2003年以前下降幅度比较大,但是2003-2005年间又有小幅回升,而旱地面积在2003年前快速上升,而2003年后又明显下降,原因是2003前的建设用地包含了许多未利用土地,2003后政府采取了强有力的耕地保护措施,提高了土地利用效率,部分未利用耕地又得到重新恢复。建设用地占用稻田的面积从2000年258.98 km2增加到2005年336.26km2,6年间增加了29.8％。水域面积2000-2005年基本保持稳定。林地占用稻田的面积也呈逐年增加趋势,从2000年的33.59 km2增加到2005年的92.22 km2。总体来看,吴江市的土地利用变化受人为因素影响很大。 ·根据2003年全国耕地质量调查与第二次土壤普查结果比较,吴江市水稻土有机碳含量普遍有上升的趋势,含量在15-20g.kg-1的样本比例有了较大的提高,平均有机碳含量从1982年的16.63 g.kg-1增加到2003年的16.95 g.kg-1,年增长率约0.01g.kg-1。稻田转化为林地和旱地后土壤有机碳含量则不同程度的下降,年下降率分别为：0.06g.kg-1a-1和0.03g.kg-1a-1。 ·结合遥感监测土地利用变化结果与土壤有机碳测定结果估算水稻土表层土壤有机碳库变化结果如下：2005年稻田表层土壤(0-20cm)有机碳储量为2686047 t,相对于1984年的有机碳储量2672884t,22年来共增加了0.49％,其中1984-1991年增加了9454.9t,1991-1998年增加了5834.1t,1998-2005年增加了2125.9t,增长率呈现不断下降态势,原因是稻田转化为建设用地和水域后不再具有固碳效用,而且水稻田转化为林地和旱地后对土壤有机碳还具有释放效应,所以当前的土地利用变化对增加土壤碳储量非常不利。 总之,本研究中所采用的使用基于TM/ETM+影象与MODIS影象进行土地利用变化动态监测方法取得了较理想的结果,特别是辅以ETM+的MODIS影象土地利用变化监测方法表现出较好的利用潜力,该方法可以为我国其它经济发达地区特别是在更大空间尺度进行土地利用变化研究提供参考。根据基于遥感的土壤有机碳计算结果,吴江市土地利用变化对于增加土壤有杠碳库非常不利,而基于第二次土壤普查的资料对发达地区土壤有机碳估算值与实测数据有较大的出入。因此在估算我国经济发达地区水稻土碳储量变化时,有必要借助遥感等技术手段获取适时的土地利用变化信息。