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基于旗鱼算法优化BP神经网络的水-能源-粮食耦合系统安全特征测度分析
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作者 刘东 刘海岳 +2 位作者 张祥敏 张亮亮 齐晓晨 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期229-242,共14页
针对区域水-能源-粮食耦合系统安全状况难以精准量化问题,该研究构建一种基于旗鱼优化算法改进的BP神经网络模型(sailfish optimization algorithm-back propagation neural network,SFO-BPNN),并将其应用于哈尔滨市2000—2022年WEF耦... 针对区域水-能源-粮食耦合系统安全状况难以精准量化问题,该研究构建一种基于旗鱼优化算法改进的BP神经网络模型(sailfish optimization algorithm-back propagation neural network,SFO-BPNN),并将其应用于哈尔滨市2000—2022年WEF耦合系统安全特征测度分析中。采用基于主成分分析法-R聚类分析法-皮尔逊相关系数法-变异系数法的优选方法构建WEF耦合系统安全评价指标体系。深入分析耦合系统安全时间演变特征与关键驱动因子。结果表明:哈尔滨市WEF耦合系统安全指数在研究时段内呈现先波动变化,后大幅提升,最后趋于稳定的趋势。降水量、顷均机电井数目、人均粮食产量和农机总动力等为关键驱动因子。构建的SFO-BPNN模型与传统BP神经网络模型和基于遗传算法优化的BP神经网络模型相比,平均绝对误差分别降低16.94%和3.36%、均方误差分别降低26.40%和16.93%、平均绝对百分比误差分别降低22.89%和2.66%、单次运行时间分别降低31.6%和30.5%、决定系数分别升高0.98%和0.15%,说明SFO-BPNN模型无论从精度还是效率方面都更具优势。研究结果可为水-能源-粮食耦合系统安全特征测度分析提供新模型,同时可为有效防控和降低区域安全风险提供参考。 展开更多
关键词 水-能源-粮食耦合系统 安全特征 旗鱼优化算法 BP神经网络
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京津冀水-能源-粮食耦合系统安全评价 被引量:14
2
作者 李溦 姜珊 +5 位作者 赵勇 王璐琪 何凡 李海红 朱永楠 何国华 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期39-48,共10页
为实现京津冀水-能源-粮食协同合作,从可靠性、协同性和韧性3方面选取31个指标构建水-能源-粮食耦合系统安全评价指标体系,分析了2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全水平,并基于Copula函数计算联合风险概率。结果表明:2000-202... 为实现京津冀水-能源-粮食协同合作,从可靠性、协同性和韧性3方面选取31个指标构建水-能源-粮食耦合系统安全评价指标体系,分析了2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全水平,并基于Copula函数计算联合风险概率。结果表明:2000-2020年京津冀水-能源-粮食耦合系统安全指数整体呈现上升趋势,其中北京年均指数最高,达0.63,河北最低,仅为0.48;各区域间可靠性水平无显著差异,均呈现较差水平;人均水资源量、人均能源消费量、地下水供水占比、二氧化碳排放量等是影响水-能源-粮食耦合系统安全的主要障碍因子;京津冀可靠性、协同性和韧性三维联合达到较安全水平的概率为0.723,不均衡发展会影响整体水-能源-粮食耦合系统安全。 展开更多
关键词 水-能源-粮食耦合系统 COPULA函数 可靠性 协同性 韧性 京津冀地区
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石羊河流域水资源-粮食-能源-生态系统耦合协调发展
3
作者 侯慧敏 马海华 +1 位作者 王鹏全 王万祯 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期16-22,共7页
为探究石羊河流域水资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统协调可持续发展,避免单一资源的部门割裂式发展对其他资源部门造成危害,以西北内陆河流域之一的石羊河流域WFEE系统为研究对象,构建流域WFEE系统耦合协调评价指标体系,采用CRITIC赋权... 为探究石羊河流域水资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统协调可持续发展,避免单一资源的部门割裂式发展对其他资源部门造成危害,以西北内陆河流域之一的石羊河流域WFEE系统为研究对象,构建流域WFEE系统耦合协调评价指标体系,采用CRITIC赋权法对各子系统指标赋权,运用耦合协调度模型对石羊河流域WFEE协调发展水平及其时空演变特征进行研究,并对2020—2030年石羊河流域耦合协调度进行预测。结果表明:2000—2020年石羊河流域WFEE系统综合发展指数处于中等水平,能源子系统综合发展指数负增长;石羊河流域WFEE系统耦合度等级为高水平耦合;流域WFEE系统耦合协调度整体呈上升趋势,经历了轻度失调到良好协调共6个阶段;预测结果显示流域耦合协调度在预测期内处于良好协调向优质协调过渡阶段。研究成果可为石羊河流域的可持续管理和资源高效开发利用提供参考依据。 展开更多
关键词 资源-粮食-能源-生态(WFEE)系统 CRITIC赋权法 综合发展指数 耦合协调度 石羊河流域
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水-能源-粮食纽带关系与生态系统服务耦合研究进展 被引量:2
4
作者 丁童慧 陈军飞 +1 位作者 嵇娟 杨欣泽 《生态学报》 北大核心 2025年第6期3032-3045,共14页
开展水-能源-粮食纽带关系(Water-energy-food nexus,WEF-Nexus)与生态系统服务耦合研究已成为当前国内外研究的热点和重点话题。在解读WEF-Nexus、生态系统服务以及二者耦合概念内涵的基础上,从耦合关系、耦合系统、耦合管控三个维度对... 开展水-能源-粮食纽带关系(Water-energy-food nexus,WEF-Nexus)与生态系统服务耦合研究已成为当前国内外研究的热点和重点话题。在解读WEF-Nexus、生态系统服务以及二者耦合概念内涵的基础上,从耦合关系、耦合系统、耦合管控三个维度对WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究进展进行了总结和梳理,并探讨了目前二者耦合研究存在的不足及未来展望。结果表明,现有耦合研究主要聚焦WEF-Nexus与生态系统服务作用关系和供需关系的分析与探讨、水-能源-粮食-生态耦合系统的构建与评估、耦合系统管控新理念和新方法的提出等。然而,目前WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究仍处于起步阶段,尚且缺乏揭示二者交互耦合关系及作用机理的理论体系和技术方法,WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及演化机制分析较欠缺,面向资源环境决策管理的实践应用较薄弱。因此,以“耦合关系识别-耦合机理分析-耦合过程与格局刻画-耦合管理应用”为研究脉络,探索构建了未来WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究框架,并提出未来研究应更加关注WEF-Nexus与生态系统服务互动耦合机理探究、WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及其协同演化机制分析以及面向国土空间管控决策的实践应用,以期满足生态文明建设和美丽中国建设等国家战略需求。 展开更多
关键词 -能源-粮食纽带关系 生态系统服务 人地关系理论 耦合研究
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黄河中游水-能源-粮食纽带系统可持续性的时空分异及其障碍机制
5
作者 黄蓉晖 崔思梦 +2 位作者 王小军 黄萱 操信春 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期369-379,共11页
[目的]为揭示黄河流域中游地区水-能源-粮食系统协同演变规律及其障碍因素。[方法]通过构建水-能源-粮食纽带关系评价指标体系,运用熵权法计算指标权重,解析2010—2021年系统协同演变特征,结合障碍度诊断模型识别关键制约因素。[结果]... [目的]为揭示黄河流域中游地区水-能源-粮食系统协同演变规律及其障碍因素。[方法]通过构建水-能源-粮食纽带关系评价指标体系,运用熵权法计算指标权重,解析2010—2021年系统协同演变特征,结合障碍度诊断模型识别关键制约因素。[结果]研究区水-能源-粮食纽带关系的时序演变呈3个典型阶段,2017年成为关键转折点,可持续指数由此前的稳步增长转为快速提升,区域最高值从0.56上升至0.74;空间格局从2010年的“凹”形分布演变为2020年的“凸”形分布,区域发展呈“陕西优势突出、山西稳中有升、内蒙古相对滞后”的特征,其中,宝鸡市可持续指数增幅达117.60%,而太原、包头等传统工业城市呈负增长;障碍因素呈显著的区域差异和动态演变特征,内蒙古自治区由工业化学需氧量排放(9.64%)转变为农业灌溉用水和能源消费的双重制约,陕西省工业化学需氧量排放的障碍度显著降低(从11.71%降至0.26%),但能源消费量的制约作用上升(10.13%),山西省工业化学需氧量排放的障碍度大幅下降(从13.90%降至0.15%)。[结论]水-能源-粮食系统协同发展受资源利用效率与产业结构的动态调控,研究提出的区域差异化障碍因子识别方法可为黄河流域生态保护与资源优化配置提供决策依据。 展开更多
关键词 -能源-粮食纽带关系 可持续发展 时空演变 障碍因素 黄河中游地区
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基于“水-能源-粮食”关系的生态系统服务供需匹配研究——以天山北坡城市群为例
6
作者 李炳坤 张晓克 +3 位作者 骆占斌 马静 杨永均 陈浮 《干旱区地理》 北大核心 2025年第4期571-585,共15页
水、能源、粮食是生态系统服务的重要组分,对供需平衡和区域高质量发展具有重要意义。利用InVEST模型、供需匹配度(SDMD)、Pearson相关性分析等方法量化2000—2020年天山北坡城市群产水、固碳、土壤保持和粮食生产4种生态系统服务的时... 水、能源、粮食是生态系统服务的重要组分,对供需平衡和区域高质量发展具有重要意义。利用InVEST模型、供需匹配度(SDMD)、Pearson相关性分析等方法量化2000—2020年天山北坡城市群产水、固碳、土壤保持和粮食生产4种生态系统服务的时空特征,探究不同尺度下供需匹配的空间异质性。结果表明:(1)研究区粮食生产服务供给总体呈上升趋势,产水、固碳与土壤保持服务供给则呈下降趋势。产水、固碳、土壤保持和粮食生产服务需求均呈上升趋势。(2)研究区产水和粮食生产服务供给呈西高东低,但需求与人口密集区重叠呈点状分布。固碳服务供给呈西南及中部高、东北部低,土壤保持服务供给与需求呈点状高值分布于天山山脉,供需空间分布大致相同。(3)土壤保持和粮食生产服务的SDMD上升,产水和固碳服务的SDMD呈下降。不同尺度下SDMD具有空间异质性,格网尺度下最为显著。(4)不同生态系统服务空间分异明显,分区控制-分类优化-分级治理是有效综合管控策略,可为天山北坡城市群经济社会高质量发展、生态环境保护和恢复提供科学支撑。 展开更多
关键词 -能源-粮食”纽带 生态系统服务 供需匹配 InVEST模型
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水-能源-粮食纽带视角下哈尔滨生态系统健康时空变化评估
7
作者 李婷婷 吴远翔 +1 位作者 潘宥承 孟德惠 《中国城市林业》 2025年第2期84-91,共8页
【目的】探讨不同时空序列下水-能源-粮食对生态系统健康的动态影响,为哈尔滨生态系统保护与管理提供科学依据,也为维持区域生态系统健康提供新的视角。【方法】以哈尔滨市为例,基于生态系统活力、组织力、弹性和供需比的评估框架,以水... 【目的】探讨不同时空序列下水-能源-粮食对生态系统健康的动态影响,为哈尔滨生态系统保护与管理提供科学依据,也为维持区域生态系统健康提供新的视角。【方法】以哈尔滨市为例,基于生态系统活力、组织力、弹性和供需比的评估框架,以水-能源-粮食纽带为切入点选取供需指标,应用2000、2010、2020年的土地利用数据测度与之相关的产水、固碳、粮食生产服务匹配程度和供需比,进而分析生态系统健康的时空变化。【结果】1)中心城区粮食生产服务在研究期内由赤字转为盈余状态,固碳和产水服务均为赤字状态;周边地区粮食生产服务大多为盈余状态,固碳和产水服务为赤字状态。产水服务供需匹配度基本处于不变状态,固碳服务呈下降趋势,粮食生产服务呈上升趋势,且各个服务间供需相关性均呈正相关关系。2)健康状况较差和一般的地区面积增加了16.97%和52.59%,较好和好的地区面积分别减少64.35%和5.13%。3)3种服务导致供需赤字,加剧其健康状况的恶化程度。【结论】1)3种服务供需指数均呈“中心城区低四周高”的空间格局,在中心城区供不应求,这与其周边地区供需匹配呈较大差异,且各服务间呈两两协同的关系。2)生态系统健康水平呈“中心城区低四周高”的空间格局,主要以较差、一般、较好和好为主;2000—2020年,健康指数呈先上升后下降的趋势。3)3种服务对生态系统服务供需比有直接影响,对传统评价结果起到修正作用。 展开更多
关键词 -能源-粮食纽带 生态系统健康 生态系统服务供需评价 哈尔滨
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水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调及驱动力分析 被引量:3
8
作者 杨明明 朱永楠 +2 位作者 赵勇 杨文静 樊煜 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第3期58-63,共6页
为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分... 为加深对我国水资源、能源、粮食、生态系统协同演变趋势的认识,构建水资源-能源-粮食-生态多维系统指标体系,运用耦合协调度模型对我国2005—2020年水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度进行评价,并采用多因素归因分析法进行驱动力分析。结果表明:我国水资源-能源-粮食-生态系统耦合协调度从2005年的0.55增长到2020年的0.84,各地区耦合协调度从勉强协调发展水平过渡到中级协调发展水平,各子系统对耦合协调度上升的驱动分别经历了由粮食子系统到生态子系统再到水资源子系统主导的过程;能源子系统的贡献率虽然比较小,但是未来可能是各地区提升水资源-能源-粮食-生态系统多维系统协调发展水平的突破口。 展开更多
关键词 资源-能源-粮食-生态 耦合协调度 多因素归因分析 驱动力
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黄河沿线九省区“水-能-碳”系统耦合协调时空变化特征
9
作者 陈洁 张芸 +3 位作者 钱会 刘玥彤 杨雨晨 赵斌 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期414-426,共13页
“水-能-碳”系统的协调良性发展对推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。通过构建“水-能-碳”系统耦合协调度评价指标体系,结合耦合协调度模型、均衡熵模型和Mantel检验,系统研究了2006~2021年黄河沿线九省区“水-能-碳”... “水-能-碳”系统的协调良性发展对推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。通过构建“水-能-碳”系统耦合协调度评价指标体系,结合耦合协调度模型、均衡熵模型和Mantel检验,系统研究了2006~2021年黄河沿线九省区“水-能-碳”系统耦合协调度时空变化特征与影响因素。结果表明:2006~2021年黄河沿线九省区“水-能-碳”系统综合评价指数为0.29~0.48,发展水平整体呈上升趋势;耦合协调度时空分异特征显著,时间维度上呈现向高水平耦合协调演进的趋势,空间维度上形成“西南部高、东北部次之、中部低”的分布格局;生态用水比重、污水日处理能力、发电总量、单位GDP能源消耗量、单位GDP碳排放量和第二产业占比是影响研究区系统耦合协调度的关键因素。基于此,提出上游省区强化“水-碳”协同补偿机制、中游省区推动“煤基能源+节水”技术融合、下游省份构建“产业低碳化+跨区生态补偿”模式的分区优化路径,以期提升区域“水-能-碳”系统耦合协调水平。 展开更多
关键词 --碳”系统 耦合协调 均衡熵 发展潜力 Mantel检验 生态安全 黄河
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基于投入产出的中国沿海地区水-能系统耦合研究
10
作者 赵良仕 杨爽 许淑婷 《生态学报》 北大核心 2025年第6期2851-2867,共17页
随着中国沿海地区经济迅速发展和人口急剧增长,水和能源需求大幅攀升,沿海地区面临严峻的水和能源短缺挑战。将水和能源看作一个整体系统,研究水-能系统耦合对制定水-能协同管理政策、实现区域可持续发展具有重要意义。目前水-能系统的... 随着中国沿海地区经济迅速发展和人口急剧增长,水和能源需求大幅攀升,沿海地区面临严峻的水和能源短缺挑战。将水和能源看作一个整体系统,研究水-能系统耦合对制定水-能协同管理政策、实现区域可持续发展具有重要意义。目前水-能系统的研究逐渐丰富,但从虚拟水和隐含能流动视角下结合投入产出分析和耦合协调度模型探讨水-能系统耦合的研究较少。采用投入产出分析模型测度了虚拟水和隐含能的流动、水和能源的利用效率以及用水和能耗的拉动效应;从用水与能耗的相对系数和相对乘数两方面研究了水-能系统关联,分析沿海各省各部门相对于沿海地区整体水平下的水-能联系强度;考虑耦合网络中各省各部门的虚拟水和隐含能流动特性,利用耦合协调度模型衡量水-能系统耦合协调状态。研究发现:(1)虚拟水净流入的5个省同样是隐含能的净流入省,包括广东、浙江、天津、山东和福建,此外海南也是隐含能的净流入省。农业、建筑业是虚拟水流动关键部门,建筑业是隐含能流动关键部门。主要能源部门中炼焦(石油加工和炼焦)是与用水密切相关的关键领域,针对各省在水部门耗能方面存在的差异政府应采取不同的措施。(2)各省水生产供应业均呈现HwHe的特点,生产过程中应同时注重节水节能,HwLe、LwHe部门应分别将节水与节能作为缓解资源压力的重点。(3)建筑业(SwSe)的用水和能耗相对乘数均远高于沿海地区平均水平,与其他部门表现出强烈的水-能联系,是节水和节能的关键部门。(4)沿海地区各部门水-能系统的耦合协调水平都处于协调发展状态,但结合水-能利用效率和拉动效应划分,各部门耦合协调发展水平存在一定差异,需采取针对性措施以协调水和能源利用关系、部门间拉动效应及虚拟水和隐含能的流动。本文旨在为沿海地区水-能协同管理政策的制定提供参考。 展开更多
关键词 投入产出分析 -系统关联 耦合协调度 沿海地区
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京津冀地区水-能源-粮食系统安全耦合协调发展特征评价 被引量:4
11
作者 王璐琪 姜珊 +3 位作者 刘红卫 李溦 程金花 何凡 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期12-22,共11页
以京津冀地区为研究区域,选取28个代表性指标,利用层次分析法构建水-能源-粮食耦合安全综合指标体系,运用耦合协调度模型和障碍度模型分析2000-2020年水-能源-粮食系统耦合安全性和影响因素。研究结果表明:京津冀地区水安全、能源安全... 以京津冀地区为研究区域,选取28个代表性指标,利用层次分析法构建水-能源-粮食耦合安全综合指标体系,运用耦合协调度模型和障碍度模型分析2000-2020年水-能源-粮食系统耦合安全性和影响因素。研究结果表明:京津冀地区水安全、能源安全和粮食安全系统综合评价指数呈整体上升的趋势,其浮动范围为0.3~0.7;水-能源-粮食系统耦合协调度年际间均呈上升趋势,北京市耦合协调度最高,河北省耦合协调度较低;人均水资源量、废水中COD排放量、人均能源消费量和亩均农用机械总动力为京津冀地区主要障碍因子。未来北京应调整用水结构、挖掘节水潜力。天津市和河北省要注重优化能源消费结构,进行低碳技术创新,加大脱碳步伐,其中河北省农业发展需要进一步采取节水灌溉措施、减少农作物受灾面积。 展开更多
关键词 京津冀地区 -能源-粮食系统 耦合安全评价 耦合协调发展 影响因素分析
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长江流域水-能源-粮食-森林系统耦合协调发展研究 被引量:6
12
作者 黄书苑 傅一敏 +1 位作者 章语嫣 杨建州 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1193-1205,共13页
研究长江流域水-能源-粮食-森林(WEFF)系统耦合机理及协调发展时空演变,有助于实现长江流域高质量发展,以便更好地支撑和服务中国式现代化。本文在阐述WEFF系统耦合协调发展机理的基础上,运用综合评价指数模型、耦合协调度模型及全局空... 研究长江流域水-能源-粮食-森林(WEFF)系统耦合机理及协调发展时空演变,有助于实现长江流域高质量发展,以便更好地支撑和服务中国式现代化。本文在阐述WEFF系统耦合协调发展机理的基础上,运用综合评价指数模型、耦合协调度模型及全局空间自相关分析测度2003—2021年长江流域WEFF系统综合评价指数、耦合度及耦合协调度,并分析其时空特征,进一步利用灰色预测GM(1,1)模型预测了未来5年发展情况。本文主要结果如下:1)时序变化上,耦合阶段均处于磨合阶段,耦合协调类型从濒临失调转为勉强协调。2)空间差异上,除上海和青海外,各省(直辖市)耦合度均处于磨合阶段,耦合协调度大部分处于濒临失调、勉强协调和初级协调类型;多数年份耦合协调空间集聚状态明显,但空间分布格局缺乏稳定。3)发展模拟上看,基本延续了目前的耦合协调发展变化趋势,但各省(直辖市)发展情况各异。基于以上,统筹推进经济社会发展和生态环境保护、建立跨区域综合协商机制和健全跨部门沟通协商机制有助于保障流域资源安全、维护生态平衡、实现区域可持续发展,进一步推动长江流域高质量发展。 展开更多
关键词 -能源-粮食-森林 耦合协调 发展机理 时空演变 长江流域
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都江堰灌区水-能源-粮食系统耦合协调分析 被引量:2
13
作者 粟洨悦 陈万林 +4 位作者 徐志芬 陈菁 岳琼 马隰龙 李金刚 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期32-40,共9页
水资源、能源、粮食是人类社会发展的基本资源,三者之间相互关联,开展水-能源-粮食纽带系统的协调发展研究对保障水安全、粮食安全和能源安全具有重要意义。都江堰灌区是四川省主要的商品粮基地,对保障四川省粮食供给至关重要。为此,以... 水资源、能源、粮食是人类社会发展的基本资源,三者之间相互关联,开展水-能源-粮食纽带系统的协调发展研究对保障水安全、粮食安全和能源安全具有重要意义。都江堰灌区是四川省主要的商品粮基地,对保障四川省粮食供给至关重要。为此,以都江堰灌区为研究区域,构建水-能源-粮食纽带系统的综合评价指标体系,引入熵权TOPSIS法确定各指标的权重并评价水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平,测算出灌区2009—2021年水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度,并分析其时间演变特征。随后构建灰色模型GM(1,1)预测水-能源-粮食纽带系统2022—2030年的耦合协调度的发展趋势。研究结果显示:2009—2021年,都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的综合发展水平处于中等水平,呈上升发展趋势;灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合度均值为0.961,属高水平耦合,耦合协调度均值为0.663,多数年份处于中度协调阶段;2022—2030年,都江堰灌区水-能源-粮食纽带系统的耦合协调度将上升至0.893,进入高度协调阶段。本研究结果可为都江堰灌区农业可持续发展提供理论指导,并为类似区域的相关分析提供方法参考。 展开更多
关键词 -能源-粮食系统 耦合协调度 灰色预测模型 都江堰灌区
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水-能源-粮食关联的中国粮食安全:保障能力、因素与趋势 被引量:1
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作者 关鑫 魏琨翔 姜文来 《农林经济管理学报》 北大核心 2025年第1期13-23,共11页
基于2013—2020年中国31个省份的面板数据,采用二次权重的Topsis模型与弹性分析、障碍度模型,实证分析水-能源-粮食关联视域下粮食安全保障能力与主要影响因素,并构建组合预测模型预测2030年粮食安全保障能力发展趋势。结果表明:2013—2... 基于2013—2020年中国31个省份的面板数据,采用二次权重的Topsis模型与弹性分析、障碍度模型,实证分析水-能源-粮食关联视域下粮食安全保障能力与主要影响因素,并构建组合预测模型预测2030年粮食安全保障能力发展趋势。结果表明:2013—2020年我国粮食安全保障能力整体呈上升趋势,新疆、黑龙江保障能力显著优于其他省份;弹性分析表明,人均耕地面积指数与人均灌溉面积指数变动对粮食安全保障能力的影响较大;障碍度分析发现,人均耕地面积指数、人均灌溉面积指数和人均水资源占有率对粮食安全保障能力的障碍度较高;预测结果显示,2030年我国粮食安全保障能力预期较好,多种预测方法测算结果的一致性较强。基于此,建议加强水-能源-粮食管理主体的沟通协作,持续推动绿色节水农业与低碳农业建设,进一步优化农业产业结构布局,充分发挥区域自然禀赋优势,确保水-能源-粮食系统的均衡发展。 展开更多
关键词 粮食安全 -能源-粮食 保障能力 因素分析 趋势预测
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应用TSO-SVM模型分析区域水-土-能源-粮食耦合系统风险
15
作者 刘东 张晓建 +2 位作者 张亮亮 李佳民 赵丹 《东北农业大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期232-250,共19页
针对区域水-土-能源-粮食(Water-Land-Energy-Food,WLEF)耦合系统风险定量评估方法精度不足问题,构建一种基于金枪鱼群优化算法改进的支持向量机模型(TSO-SVM),将其应用于2001—2020年哈尔滨地区WLEF耦合系统风险测度分析。结果表明:哈... 针对区域水-土-能源-粮食(Water-Land-Energy-Food,WLEF)耦合系统风险定量评估方法精度不足问题,构建一种基于金枪鱼群优化算法改进的支持向量机模型(TSO-SVM),将其应用于2001—2020年哈尔滨地区WLEF耦合系统风险测度分析。结果表明:哈尔滨地区WLEF耦合系统风险时序变化呈先持续下降后渐趋平稳的特征,空间变化呈中西部高、西南部与东北部低的分布格局。依据TSO-SVM内置的权重系数计算得出,有效灌溉面积占比、城市化率、城镇居民人均纯收入、单位GDP能耗、人均粮食产量、万元工业增加值用水量、单位面积化肥施用量为WLEF耦合系统风险特征的关键驱动因子。与传统支持向量机模型(SVM)和基于粒子群算法改进的支持向量机模型(PSO-SVM)相比,研究提出的TSO-SVM模型均方误差分别降低76.47%和33.33%、平均绝对误差分别降低30.65%和8.51%,平均绝对百分比误差分别降低37.04%和15.00%、决定系数分别降低1.19%和0.35%、合理性系数与稳定性系数也均为最高,综合说明TSO-SVM模型在评估精度、拟合性能、合理性、稳定性等方面均更具优势。 展开更多
关键词 金枪鱼群优化算法 支持向量机模型 --能源-粮食耦合系统 风险测度
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基于投影寻踪模型的水-能源-粮食-人口系统安全评价 被引量:2
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作者 何立新 周帅宇 +1 位作者 张峥 李志会 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第4期73-78,共6页
河北省作为京津冀城市圈中不可或缺的一部分,其水、能源、粮食、人口等资源安全稳定对于整个区域经济和社会的发展尤为重要。为了深入了解河北省水-能源-粮食-人口系统的安全状况,将人口因素纳入水-能源-粮食系统进行分析,构建水-能源-... 河北省作为京津冀城市圈中不可或缺的一部分,其水、能源、粮食、人口等资源安全稳定对于整个区域经济和社会的发展尤为重要。为了深入了解河北省水-能源-粮食-人口系统的安全状况,将人口因素纳入水-能源-粮食系统进行分析,构建水-能源-粮食-人口系统的安全评价指标体系,运用基于麻雀算法改进的投影寻踪模型对河北省2010—2019年水-能源-粮食-人口系统安全进行时空演变综合评价。结果表明:在研究期,河北省水-能源-粮食-人口系统安全等级逐渐升高,各市的水-能源-粮食-人口系统安全差异性降低;河北省各市水-能源-粮食-人口系统安全等级值在1.32~3.95之间,说明该系统安全处于不安全、亚安全、安全3个等级。建议河北省根据自身资源优势,合理分配资源,实现水、能源、粮食和人口的协调发展。 展开更多
关键词 人口因素 安全评价 -能源-粮食 投影寻踪模型 河北省
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黄河流域水-能源-粮食关联系统协同安全时空特征及驱动因素 被引量:3
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作者 李刚 康迪 +2 位作者 郝铭 梁流涛 贺来喜 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期84-91,142,共9页
水、能源、粮食是实现黄河流域国家战略的关键要素与有力支撑。在分析水-能源-粮食关联系统协同安全机理的基础上构建协同安全度评价指标体系,基于2000-2019年黄河流域85个地级市面板数据,采用改进的耦合协调度模型测度水-能源-粮食关... 水、能源、粮食是实现黄河流域国家战略的关键要素与有力支撑。在分析水-能源-粮食关联系统协同安全机理的基础上构建协同安全度评价指标体系,基于2000-2019年黄河流域85个地级市面板数据,采用改进的耦合协调度模型测度水-能源-粮食关联系统的协同安全度,利用核密度函数、空间计量模型探讨其时空特征及影响因素。结果表明:①2000-2019年黄河流域水-能源-粮食关联系统综合安全水平总体表现为上升态势,空间上整体呈现从东向西递减的态势;②研究期内黄河流域水-能源-粮食关联系统协同安全度的空间差异变化较明显,空间格局由研究初期“下游>上游>中游”向研究末期“下游>中游>上游”演变;③社会发展水平、教育状况、创新投入水平和投资水平对协同安全度产生正向影响,经济运行水平、贸易水平和环境污染程度则产生负向影响。 展开更多
关键词 -能源-粮食关联系统 协同安全 时空特征 黄河流域
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基于深度强化学习算法的氢耦合电-热综合能源系统优化调度
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作者 梁涛 柴露露 +2 位作者 谭建鑫 井延伟 吕梁年 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
为了促进氢能与综合能源系统中其他能源的耦合,提高能源利用灵活性,减少系统碳排放,提出了一种氢耦合电-热综合能源系统(HCEH-IES)的运行优化方法。对HCEH-IES的各设备进行数学建模,并深入阐述深度强化学习算法的基本原理及双延迟深度... 为了促进氢能与综合能源系统中其他能源的耦合,提高能源利用灵活性,减少系统碳排放,提出了一种氢耦合电-热综合能源系统(HCEH-IES)的运行优化方法。对HCEH-IES的各设备进行数学建模,并深入阐述深度强化学习算法的基本原理及双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的流程;将HCEH-IES的不确定性优化调度问题转化为马尔可夫决策过程,并采用TD3算法将优化目标以及约束条件转换为奖励函数进行连续状态空间和动作空间下的动态调度决策,形成合理的能源分配管理方案;采用历史数据对智能体进行训练,并对比深度Q学习网络和深度确定性策略梯度算法获得的调度策略。结果表明,相较于深度Q学习网络和深度确定性策略梯度算法,基于TD3算法的调度策略具有更好的经济性,其结果更接近于CPLEX日前优化调度方法的经济成本且更适用于解决综合能源系统动态优化调度问题,有效地实现了能源灵活利用,提高了综合能源系统的经济性和低碳性。 展开更多
关键词 耦合-热综合能源系统 可再生能源 深度强化学习 双延迟深度确定性策略梯度 能量优化管理 马尔可夫决策过程
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水-能源-粮食纽带关系研究进展
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作者 尚海洋 胡玥 苏芳 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期397-413,共17页
深入探讨水、能源、粮食各子系统间复杂的耦合关系,从复杂协同视角系统性地梳理水-能源-粮食纽带关系的概念起源、内涵界定、输入输出以及影响因素,为实现环境-社会-经济的协同发展提供理论支持和实践指导。当前研究涉及耦合关联、仿真... 深入探讨水、能源、粮食各子系统间复杂的耦合关系,从复杂协同视角系统性地梳理水-能源-粮食纽带关系的概念起源、内涵界定、输入输出以及影响因素,为实现环境-社会-经济的协同发展提供理论支持和实践指导。当前研究涉及耦合关联、仿真预测和安全测度等多个层面,耦合关系和仿真预测仍是实证研究重点。水-能源-粮食纽带关系经历了从单因素到双因素乃至多因素的动态演变,社会、环境、文化等外部因素逐渐纳入系统研究,纽带关系内部机理及外部关联仍需加强探索。未来应该进一步拓展纽带关系耦合系统框架研究、促进跨区域多部门协同合作研究,加强风险预警与系统韧性研究,推动大数据与纽带关系信息融合研究,以便更好地推动纽带关系可持续发展。 展开更多
关键词 资源管理 -能源-粮食 纽带关系 协同 研究框架 可持续发展
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“一带一路”水-生态-能源-粮食纽带关系协作研究与协同管理共同倡议发布
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《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第3期167-168,共2页
2025年5月26—27日,由水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院主办的水-生态-能源-粮食纽带关系国际研讨会在南京召开。来自中国、美国、加拿大、意大利、韩国、埃及、埃塞俄比亚、肯尼亚、津巴布韦、古巴、约旦、巴基斯坦、尼... 2025年5月26—27日,由水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院主办的水-生态-能源-粮食纽带关系国际研讨会在南京召开。来自中国、美国、加拿大、意大利、韩国、埃及、埃塞俄比亚、肯尼亚、津巴布韦、古巴、约旦、巴基斯坦、尼泊尔、印度尼西亚、利比里亚等15个国家的专家和代表参加会议。会议聚焦变化环境下水-生态-能源-粮食纽带关系解析与协同保障主题,解决实现全球可持续发展目标(SDGs)面临的资源安全、生态保护及绿色经济转型中的关键技术问题,展示水-生态-能源-粮食纽带关系领域的实践与成效,交流分享国内外相关研究成果和先进技术。会议期间发布了“一带一路”水-生态-能源-粮食纽带关系协作研究与协同管理共同倡议,以务实合作成果为世界各国水资源高效利用提供智慧方案。现将倡议内容转载如下。 展开更多
关键词 -生态-能源-粮食纽带关系 一带一路
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