基于随机动态规划的热带草原气候灌区种植结构优化研究

1

作者 张昊 赵升伟 +3 位作者 钱俊 毛劲乔 张培培 龚轶青 《节水灌溉》 北大核心 2024年第10期15-21,共7页

为了降低热带草原气候区域可用水资源不确定性带来的灌区规划风险,合理进行灌区农作物的种植结构分配,从而充分发挥灌区经济效益,结合确定性动态规划及随机规划的优点,建立了基于随机动态规划的热带草原气候灌区种植结构优化模型。以塞... 为了降低热带草原气候区域可用水资源不确定性带来的灌区规划风险,合理进行灌区农作物的种植结构分配,从而充分发挥灌区经济效益,结合确定性动态规划及随机规划的优点,建立了基于随机动态规划的热带草原气候灌区种植结构优化模型。以塞内加尔卢加灌区为例,通过分析长系列1987-2016年灌区的灌溉可用水量,建立正态分布概率函数进行概率模拟,将随机动态规划模型应用于卢加灌区并将试验结果与确定性动态规划模型结果进行对比。研究结果表明,随机动态规划模型能够充分考虑灌区灌溉可用水量的不确定性,对灌区种植结构进行合理优化,相较于确定性动态规划的种植结构结果,平均每年增加1.37亿CFA的经济效益;随机动态规划模型的种植结构规划结果能够有效应对干旱等极端气候条件带来的影响,在极端干旱时(如1987年)灌区经济效益较确定性动态规划增加5.33亿CFA,使灌区发挥较高且稳定的经济效益。研究成果有利于灌区制定合理的农田管理和种植决策,为灌区农业经济可持续发展提供科学依据。 展开更多

关键词 热带草原气候 灌区 种植结构优化 动态规划 随机动态规划 灌溉可用水量的不确定性

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水足迹视角下四川省主要粮食作物种植结构优化及用水效率分析 被引量：5

2

作者 阳君 肖作林 +2 位作者 刘睿 戴技才 刘文利 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期117-127,共11页

作为粮食主产区,四川盆地农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大。为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究以四川省为例,基于水足迹理论量化3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水... 作为粮食主产区,四川盆地农业用水占比高但农业用水效率低,季节性和区域性缺水严重,导致农业用水压力巨大。为了探究作物用水规律,提高作物用水效率,该研究以四川省为例,基于水足迹理论量化3种主要粮食作物用水量,并以此为基础构建蓝水和灰水足迹最小化,经济收益最大化的多目标优化模型,得到不同节水情景(5%、10%和15%)下的最优作物种植结构,最后通过用水效率指数分析优化前后各地农业用水效率。结果表明:1)2001—2021年间,四川作物生产用水呈现下降趋势,空间上由东北向西南逐渐减少,空间差异大。2)在节水5%、10%和15%情景下,种植结构优化结果均显示水稻和小麦面积调减,玉米面积调增;作物蓝水足迹在3种情景下均减少。3)研究时段内,作物用水效率在逐渐提升,并且呈现出“东南高-中间低”态势;经种植结构优化后,发现增加玉米种植面积,适当减少水稻、小麦种植面积,对提高作物用水效率有利。研究结果对农业水资源管理,提升作物用水效率,保障粮食安全具有参考价值。 展开更多

关键词 作物 农业 水足迹 种植结构优化 农业用水效率 四川盆地

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水资源约束下的黄河下游河口区作物种植结构优化研究

3

作者 毕春宁 孙斌 +2 位作者 薛建春 李鹏明 吴双 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第12期117-122,共6页

针对黄河用水紧张与作物安全生产之间的矛盾,并考虑黄河流域降水量年际变化较大的情况,以黄河下游河口区为研究对象,以可供灌溉水资源量作为刚性约束,选取作物经济效益、综合水分生产率、生态效益为研究目标,基于信息熵理论和模糊优选... 针对黄河用水紧张与作物安全生产之间的矛盾,并考虑黄河流域降水量年际变化较大的情况,以黄河下游河口区为研究对象,以可供灌溉水资源量作为刚性约束,选取作物经济效益、综合水分生产率、生态效益为研究目标,基于信息熵理论和模糊优选理论构建多目标优化模型(E-FOS-MOP),探究河口区现状年作物在不同降水保证率(50%、75%、95%)下的最优种植结构。结果表明:不同保证率下优化结果均是以粮食作物为主的“粮-经”二元结构,降水量的变化对当地作物种植结构优化结果影响较大,优化后可满足河口区粮食生产需求。50%、75%保证率下,对优化前后粮食总产量、经济效益、水分生产率、生态效益、农业用水量进行了对比分析,表明优化后的种植结构不仅减少了灌溉用水量,而且各项指标均有很大提升,特别是蔬菜、瓜果经济作物,显著提高河口区种植业的综合效益;95%保证率下,随着地表水资源的限制和农田灌溉需求的增加,模型在选择综合效益好的作物时受到抑制,导致各项指标比优化前有所降低。 展开更多

关键词 降水保证率 多目标优化模型 种植结构优化 河口区 黄河下游

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灌区多目标种植结构优化模型研究 被引量：12

4

作者 张端梅 梁秀娟 +1 位作者 李钦伟 杨晓晗 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第1期91-93,共3页

建立了以扶余灌区经济效益、节水效益和生态效益为目标的作物种植结构优化模型,提出了灌区种植结构的不同调整方案。模型建立后,采用模糊折中规划方法将多目标函数转化成单目标函数,运用MATLAB软件进行求解。结果表明,该灌区在优先考虑... 建立了以扶余灌区经济效益、节水效益和生态效益为目标的作物种植结构优化模型,提出了灌区种植结构的不同调整方案。模型建立后,采用模糊折中规划方法将多目标函数转化成单目标函数,运用MATLAB软件进行求解。结果表明,该灌区在优先考虑灌溉成本兼顾其他目标时,旱田与水田的种植面积比例为1.53∶1,旱田全部种植玉米;优先考虑节水效益兼顾其他目标时,灌区全部种植玉米;优先考虑生态效益兼顾其他目标时,旱田与水田的种植面积比例为1.48∶1,玉米与大豆的种植面积比例为0.99∶1。 展开更多

关键词 灌区 模糊折中规划 种植结构优化 目标函数

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黑龙港地区水土资源空间分布与农业种植结构优化研究 被引量：5

5

作者 张发旺 程彦培 +2 位作者 王滨 陈立 郭晓晓 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第22期13356-13359,13368,共5页

黑龙港地区是河北省重要的粮棉生产基地,但水资源的缺乏制约着该地区的农业经济发展,大量开采地下水来维持正常的农田灌溉用水,已造成地下水资源的严重破坏。纠其原因在于该地区农业种植结构现状与水土资源空间分布格局不适应。运用GIS... 黑龙港地区是河北省重要的粮棉生产基地,但水资源的缺乏制约着该地区的农业经济发展,大量开采地下水来维持正常的农田灌溉用水,已造成地下水资源的严重破坏。纠其原因在于该地区农业种植结构现状与水土资源空间分布格局不适应。运用GIS技术客观、定量地分析了该地区的各县水土资源分布和农业种植结构,提出了该地区的农业种植结构优化方案,为该地区的农业区域规划提供了理论依据。 展开更多

关键词 黑龙港地区 水土资源 农业种植结构优化

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基于作物种植结构优化的农业节水潜力分析——以武威市凉州区为例 被引量：10

6

作者 徐万林 粟晓玲 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期161-165,共5页

以武威市凉州区为例,以传统节水潜力计算方法为基础,在保证粮食安全、工业原料需求、畜牧饲草等要求的前提下,增加了农业种植结构优化因素,提出了基于种植结构优化的农业节水潜力概念和计算方法。其计算过程包括降低灌溉定额、提高灌溉... 以武威市凉州区为例,以传统节水潜力计算方法为基础,在保证粮食安全、工业原料需求、畜牧饲草等要求的前提下,增加了农业种植结构优化因素,提出了基于种植结构优化的农业节水潜力概念和计算方法。其计算过程包括降低灌溉定额、提高灌溉水利用系数、优化种植结构三个部分。运用该方法计算出2005年武威市凉州区基于种植结构优化的农业节水潜力为2.63亿m3,比传统的农业节水潜力提高13.3%,农业总产值增加6.04亿元,净收益增加4.32亿元。 展开更多

关键词 节水潜力 净灌溉定额 种植结构优化 灌溉水利用系数 凉州区

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基于不确定性的旱作作物种植结构优化 被引量：5

7

作者 刘潇 郭萍 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2013年第6期208-213,共6页

针对灌区规划问题,将模糊概念引入多目标线性优化模型。以甘肃民勤县为例,针对小麦、玉米、棉花、黑红瓜子、食葵、西甜瓜、白瓜子、辣椒几种作物,采用模糊多目标线性优化模型,从经济效益以及需水量两个角度对作物种植结构进行优化。结... 针对灌区规划问题,将模糊概念引入多目标线性优化模型。以甘肃民勤县为例,针对小麦、玉米、棉花、黑红瓜子、食葵、西甜瓜、白瓜子、辣椒几种作物,采用模糊多目标线性优化模型,从经济效益以及需水量两个角度对作物种植结构进行优化。结果显示,在语气算子不同的情况下优化结果也不同,如果要增加该地区的经济收益,就要将粮食作物的比重减少,而增加经济作物的种植比重。若要使需水量减少,则要增加棉花等需水量较小的作物的种植比重。并由此看出模糊优化方法在处理相关问题时的优越性。 展开更多

关键词 旱作作物 种植结构优化 经济效益 作物需水量 模糊模型 民勤县

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分式两阶段随机优化模型在作物种植结构优化中的应用 被引量：10

8

作者 张帆 郭萍 任冲锋 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第9期111-114,共4页

以甘肃省武威市民勤县为例,构建了以单方水效益期望值最大为目标的分式两阶段随机规划模型对地区5种主要作物进行种植结构优化,该模型可以在满足粮食安全基础上得到不同水文年不同可用水量下的作物种植结构。比较优化结果与现状水平年... 以甘肃省武威市民勤县为例,构建了以单方水效益期望值最大为目标的分式两阶段随机规划模型对地区5种主要作物进行种植结构优化,该模型可以在满足粮食安全基础上得到不同水文年不同可用水量下的作物种植结构。比较优化结果与现状水平年种植结构下的指标,现状种植面积比优化结果种植面积多出50.68%,耗水量多出36.91%,但现状水平年的种植收益比优化结果少了0.33亿元,单方水效益低1.33元/m^3。优化结果充分满足了作物的灌溉需求,极大提高了农业生产的用水效率,为民勤县以及类似灌区作物种植结构优化提供了理论依据与决策支持。 展开更多

关键词 种植结构优化 分式规划 两阶段随机规划

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基于LP-PSO的塔里木河流域农业种植结构优化研究 被引量：10

9

作者 王燕云 龙爱华 +2 位作者 向立云 於嘉闻 苏守娟 《水利水电技术》 北大核心 2019年第12期191-197,共7页

依据"适水发展"的水土资源配置原则,以最严格水资源管理制度的总水量作为控制线,考虑粮食安全,以经济产出效益最优为目标,基于线性规划和粒子群算法(Linear Programming and Particle Swarm Optimization,简称LP-PSO)构建种... 依据"适水发展"的水土资源配置原则,以最严格水资源管理制度的总水量作为控制线,考虑粮食安全,以经济产出效益最优为目标,基于线性规划和粒子群算法(Linear Programming and Particle Swarm Optimization,简称LP-PSO)构建种植结构优化模型,引入水土资源互动耦合指数对模型优化结果进行评价,并以塔里木河流域为例进行模型应用。研究结果表明:(1)基于LP-PSO算法的种植结构优化模型,搜索结果较优,可为相关部门指导种植业结构调整提供技术支撑和理论依据;(2)为进一步实现塔里木河流域种植结构优化,宜压减棉花、枣、小麦等作物种植比例,增加甜菜、大豆、苹果、稻谷等作物种植比例;(3)在没有额外水源及基于现有的"三条红线"用水总量控制约束下,流域到2020年可承载的最优灌溉面积约为240万hm^2,届时"退地"规模将超过110万hm^2,各方面压力较大,因此宜放宽对塔里木河流域2020年的最严格水资源管理制度控制指标考核,而以2030年作为种植业规模调整的最终目标,通过15年左右的时间逐步实现。 展开更多

关键词 塔里木河流域 三条红线 LP-PSO算法 种植结构优化 水土资源互动耦合指数

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基于水—能—粮关联关系的山西省农业种植结构优化调整 被引量：16

10

作者 张鹏飞 肖梦琳 +4 位作者 张兆瑞 戴燕燕 韩顺莉 刘庚 赵景波 《节水灌溉》 北大核心 2023年第1期55-63,70,共10页

优化水、能源资源,调整农作物种植结构,以实现经济效益和生态效益最大化。以山西省为研究区,采用水足迹和能源消耗核算模型分析主要农作物的耗水及耗能特点,以水资源、能源、粮食等作为约束条件构建多目标规划模型,对主要农作物的种植... 优化水、能源资源,调整农作物种植结构,以实现经济效益和生态效益最大化。以山西省为研究区,采用水足迹和能源消耗核算模型分析主要农作物的耗水及耗能特点,以水资源、能源、粮食等作为约束条件构建多目标规划模型,对主要农作物的种植结构进行优化。结果表明,各类农作物多年平均单产水足迹和能耗存在较大差异,大豆为极高耗水高耗能蓝水消耗型,谷子为高耗水极高耗能灰水消耗型,油料为高耗水高耗能灰水—蓝水消耗型,小麦为中等耗水中等耗能蓝水消耗型,玉米为低耗水低耗能蓝水—灰水消耗型,蔬菜为极低耗水极低耗能灰水—蓝水消耗型作物。优化后的种植结构方案中,玉米、谷子和油料种植面积比例下降,小麦和大豆种植面积比例提高,蔬菜种植比例变化不大。基于水热条件的差异,山西省作物种植结构具有一定的空间差异,玉米、谷子、大豆和油料在全域内均有种植,小麦主要种植于晋南区和晋东南区的平川和丘陵区,蔬菜主要分布于地域条件及水热条件相对优越的盆地。在水—能—粮关联关系的基础上,优化后的种植结构符合山西省“十四五”农业现代化规划,整体方案具有趋于低耗能、低耗水、低污染等特点,有利于促进农业的可持续发展。 展开更多

关键词 水资源—能源—粮食 水—能—粮 农作物 种植结构优化 多目标规划模型 能耗核算模型 耗水 耗能 水足迹

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基于水量供需平衡的安徽省适水型农业种植结构优化 被引量：5

11

作者 李威 顾峰雪 《农业展望》 2021年第5期41-47,共7页

在当前水资源供需矛盾日益突出的状况下,构建适水型农业种植结构是应对水资源短缺和旱灾频发的重要措施之一,同时对于区域的水资源可持续利用具有重要作用和意义。安徽省地处南北过渡带,水资源的时空分布不均衡,降水的年内和年际变化大... 在当前水资源供需矛盾日益突出的状况下,构建适水型农业种植结构是应对水资源短缺和旱灾频发的重要措施之一,同时对于区域的水资源可持续利用具有重要作用和意义。安徽省地处南北过渡带,水资源的时空分布不均衡,降水的年内和年际变化大,洪涝和干旱频繁发生,农作物的生产力稳定性差。以淮河和长江为界,将安徽省划分为淮北、江淮和江南地区,系统分析了安徽省不同区域的水资源时空特征、种植结构的现状和变化,分析了不同区域农作物生产的水资源供需平衡特征。在此基础上,为从区域上均衡提高水分利用效率和经济效益,提出了适应不同区域水资源供给特征的适水种植结构优化调整方案。 展开更多

关键词 水资源短缺 水量供需平衡 适水种植 种植结构优化 安徽省

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基于水足迹理论和多目标模糊规划的粮食作物种植结构优化和农业用水管理研究——以汉江流域为例 被引量：4

12

作者 涂家婷 周敏 《安徽农业科学》 CAS 2022年第11期187-193,共7页

采用系统分析的方法,将水足迹理论、模糊机会约束规划(FCCP)和多目标规划模型(MOPM)整合到一个多目标模糊规划框架中,用于优化作物种植结构和农业用水管理,并分析其在不同可信度的有效性。该优化框架被应用于汉江流域,结果表明(在γ=0.5... 采用系统分析的方法,将水足迹理论、模糊机会约束规划(FCCP)和多目标规划模型(MOPM)整合到一个多目标模糊规划框架中,用于优化作物种植结构和农业用水管理,并分析其在不同可信度的有效性。该优化框架被应用于汉江流域,结果表明(在γ=0.55),在汉江流域内,中部和东南部地区宜种植更多水稻,大部分地区宜减少小麦和玉米的种植面积;汉江流域内作物种植的经济效益将增加39%。中部和南部地区的绿色和蓝色水足迹将增加,西北部地区的灰色水足迹将减少;汉江流域内水生产力将提高12%,灰水足迹将减少11%;在不同的可信度水平下,优化的作物种植结构都可以有效地实现经济、水生产力和污染控制目标,帮助汉江流域实现更好的农业水资源管理,促进农业生产的可持续发展。 展开更多

关键词 水足迹理论 模糊机会约束规划 多目标规划模型 作物种植结构优化 农业用水管理

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水资源约束下哈密市耕地种植结构优化研究 被引量：2

13

作者 皮青兰 张永福 《安徽农业科学》 CAS 2021年第16期70-74,共5页

[目的]寻求符合哈密市经济发展现实需要的可持续发展的水资源配置方案。[方法]以哈密市为研究区域,以经济效益最优为目标,以水资源为约束条件采用粒子群优化算法(PSO)建立耕地用水优化配置模型,获得哈密市不同农作物类型的适宜种植面积... [目的]寻求符合哈密市经济发展现实需要的可持续发展的水资源配置方案。[方法]以哈密市为研究区域,以经济效益最优为目标,以水资源为约束条件采用粒子群优化算法(PSO)建立耕地用水优化配置模型,获得哈密市不同农作物类型的适宜种植面积,确定农业用水总量与产出效益,使用DEA模型中的C 2R模型分别对优化前后的哈密市农业用水效率进行评价。[结果]PSO优化预测2025年耕地总面积为70635 hm^(2),总效益达29.02亿元,比2015-2019年最高效益(2017年25.88亿元)提升了12.13%;优化预测的2025年耕地单位面积效益达4.11万元,比2015-2019年最高单位面积效益(2019年2.73万元)提升了50.50%;DEA分析的C 2R模型打分结果表明,粒子群优化后的结果更为优秀。[结论]优化后的方案在满足哈密市工业用水需求的同时又能提升哈密市农业用水的效益,该优化结果可为哈密市未来农业水资源的分配与利用提供科学依据。 展开更多

关键词 种植结构优化 水资源约束 粒子群优化算法 DEA模型 哈密市

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宁夏红寺堡扬黄灌区种植结构优化调整研究 被引量：4

14

作者 张红玲 司建宁 张瑞鹏 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第5期78-79,共2页

宁夏红寺堡灌区是我国最大的生态移民扶贫开发区,现状农业种植结构不尽合理,粮食作物∶经济作物∶饲料作物的比例为53.6∶40.4∶6,粮食作物种植比例偏大,导致农业灌溉耗水量大,水分生产效益不高。针对红寺堡灌区水资源紧缺现状,以生态... 宁夏红寺堡灌区是我国最大的生态移民扶贫开发区,现状农业种植结构不尽合理,粮食作物∶经济作物∶饲料作物的比例为53.6∶40.4∶6,粮食作物种植比例偏大,导致农业灌溉耗水量大,水分生产效益不高。针对红寺堡灌区水资源紧缺现状,以生态效益、经济效益和社会效益为指标,运用单目标线性规划模型,计算灌区主要作物优化种植比例。结果表明:2012年红寺堡灌区适宜的粮食作物?经济作物?饲料作物比例为39.9∶50.7∶9.4,农业最大经济效益可达81 126.12万元,人均收入为3 841.2元。 展开更多

关键词 灌溉 种植结构优化 线性规划模型 红寺堡灌区

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生态农业技术种植结构优化要点 被引量：1

15

作者 邵丽娟 《世界热带农业信息》 2022年第9期84-85,共2页

传统的农业生产方式已经不能满足时代需求,在这种背景下,生态农业概念应运而生。生态农业是结合传统农业优势,借助现代农业生产技术,提高农业生产效率,实现农业经济、自然生态、农村社会同步发展的生产技术。生态农业能够促进生态保护,... 传统的农业生产方式已经不能满足时代需求,在这种背景下,生态农业概念应运而生。生态农业是结合传统农业优势,借助现代农业生产技术,提高农业生产效率,实现农业经济、自然生态、农村社会同步发展的生产技术。生态农业能够促进生态保护,实现农业可持续发展。 展开更多

关键词 农业生产效率 农业生产方式 种植结构优化 生态农业 现代农业生产 农业可持续发展 自然生态 时代需求

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吉林省积极稳妥推进种植结构优化

16

《农村科学实验》 2015年第8期I0002-I0002,共1页

近日,记者从吉林省农委了解到,今年全省各地按照转方式,调结构的总体要求,积极稳妥推动种植结构优化,据介绍,今年全省玉米、水稻、大豆三大作物播种面积比去年减少91万亩左右,马铃薯、杂粮杂豆增加近100万亩,粮食播种面积基本保持稳定... 近日,记者从吉林省农委了解到,今年全省各地按照转方式,调结构的总体要求,积极稳妥推动种植结构优化,据介绍,今年全省玉米、水稻、大豆三大作物播种面积比去年减少91万亩左右,马铃薯、杂粮杂豆增加近100万亩,粮食播种面积基本保持稳定。目前玉米等主要农作物长势正常。 展开更多

关键词 种植结构优化 吉林省 粮食播种面积 农作物长势 面积比 马铃薯 玉米 水稻

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基于来水不确定性及农业节水潜力的种植结构优化模型

17

《中国农业文摘（农业工程）》 2019年第1期81-81,共1页

在干旱半干旱地区,灌溉农业的发展主要依赖于农业可利用水量和区域种植结构优化。以较少的水量得到更大的产出,发展高效节水农业。本文基于灌区尺度的农业节水潜力估算方法,在黑河干流中游甘州区、临泽县和高台县三地,建立基于来水不确... 在干旱半干旱地区,灌溉农业的发展主要依赖于农业可利用水量和区域种植结构优化。以较少的水量得到更大的产出,发展高效节水农业。本文基于灌区尺度的农业节水潜力估算方法,在黑河干流中游甘州区、临泽县和高台县三地,建立基于来水不确定性以及未来农业节水潜力,以灌区灌溉单方水净效益最大为目标的种植结构优化模型,采用混沌粒子群优化算法求解该模型,得到考虑不同节水情景、不同来水情景的种植结构优化方案。 展开更多

关键词 农业节水潜力 种植结构优化 结构优化模型 不确定性 混沌粒子群优化算法 干旱半干旱地区 可利用水量 黑河干流中游

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经济-水足迹-碳汇目标下不同水文年农作物种植结构的优化——以山西省和顺县为例

18

作者 陆晓蓝 李永强 +4 位作者 郭青霞 申永恒 贾一堃 韦月涵 张浚哲 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6194-6206,共13页

气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作... 气候变化、水资源短缺及耕地分配不合理对粮食生产影响显著。调整作物种植结构对增强区域粮食安全、生态保护和促进农业可持续发展至关重要。以山西省和顺县为例,构建基于经济、作物水足迹和农田碳汇的多目标优化模型,旨在实现最小化作物水足迹、最大化净经济收益和农田净碳汇,使用遗传算法Ⅱ求解获得不同水文年份的种植面积优化方案。研究结果显示,优化后三种水文年(丰水年、平水年和枯水年)区域净收益均有所增加,总净收益分别增长了17.76%、44.06%和87.79%;农田净碳汇分别提升5.85%、9.74%和12.46%。具体而言,在丰水年,玉米和高粱的种植面积显著增加;在枯水年,玉米和谷子的种植面积增加最多;在平水年,则是豆类和其他谷物的种植面积增加最大;薯类作物经过优化后的种植面积均有所减少。因此,降水量大区域可适当降低旱作物种植比例,降雨量小区域则适当增加旱作物种植比例。模型结果表明,可以在保持经济效益的同时,提高土壤碳储量和减少水资源消耗,从而提升耕地的综合效益。通过优化作物种植面积,旨在提高粮食安全和生态安全,保障山西省和顺县的农业向更加可持续的方向发展,为对未来进一步探讨作物种植优化研究奠定基础。 展开更多

关键词 作物水足迹 农田碳汇 优化模型 NSGAⅡ 种植结构优化

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基于水资源高效利用的农业种植结构及灌溉制度优化——以民勤灌区为例 被引量：9

19

作者 徐万林 粟晓玲 +2 位作者 史银军 南彩艳 杨雪菲 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2011年第1期205-209,共5页

在非充分灌溉条件下,为解决灌区内作物之间和单作物生育期内不同生育阶段的灌水配置问题,依据大系统递阶分析原理,建立了一个能同时优化作物灌溉制度、种植结构和灌溉定额的双层模型。模型第一层以作物相对产量最大为目标,采用动态规划... 在非充分灌溉条件下,为解决灌区内作物之间和单作物生育期内不同生育阶段的灌水配置问题,依据大系统递阶分析原理,建立了一个能同时优化作物灌溉制度、种植结构和灌溉定额的双层模型。模型第一层以作物相对产量最大为目标,采用动态规划,优化了作物灌溉制度;第二层以灌区内农业净效益最大为目标,采用非线性优化,优化了作物种植结构和灌溉定额。该模型应用范围较广,既能为政府部门提供宏观决策,又能为农民提供具体的灌水办法。以民勤灌区为例,优化结果表明,在75%保证率下比现状节水1.29亿m3,农业生产总值和净效益分别增加5.99,4.25亿元。 展开更多

关键词 非充分灌溉 灌溉制度 种植结构优化 大系统递阶分析 民勤县

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多作物种植结构和灌溉水量优化模型及算法研究 被引量：4

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作者 欧定华 夏建国 +1 位作者 张莉 赵智 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1515-1525,共11页

在综合考虑作物灌溉水量、种植面积、水分生产函数、产量反应系数、水分敏感指数等因素基础上,以实现灌区作物总产量最大为目标函数,建立了多作物种植结构和灌溉水量优化分解协调模型,设计了改进实码遗传算法与分解协调迭代算法相结合... 在综合考虑作物灌溉水量、种植面积、水分生产函数、产量反应系数、水分敏感指数等因素基础上,以实现灌区作物总产量最大为目标函数,建立了多作物种植结构和灌溉水量优化分解协调模型,设计了改进实码遗传算法与分解协调迭代算法相结合的模型求解算法,并利用中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站多年试验数据,运用上述模型和算法对玉米、小麦联合种植的种植结构、灌溉水量以及玉米、小麦灌溉制度进行了优化计算。结果表明:产量反应系数大的作物分配的灌溉水量和种植面积大,且随灌溉水量增加其增产速度越快;当作物某些生育阶段灌水前的潜在腾发量与可供利用水量的差值相差不大时,水分敏感指数大的作物生育阶段获得灌溉水量较多,反之,即使水分敏感指数大的作物生育阶段也有可能分配不到更多的灌溉水量。这一结果与作物产量反应系数的几何意识、边际效益递减规律等理论以及节水增收初衷相符合,充分说明模型在实现灌区有限水资源在多作物间和各作物生育阶段优化分配的同时,实现了灌区多作物种植结构优化,具有较强推广价值。改进实码遗传算法克服了传统实码遗传算法计算精度低、易早熟、求解结果不能严格满足等式约束等缺陷,能够搜索到严格满足约束条件的模型最优解,表明该改进实码遗传算法在解决这类包含等式和不等式约束的最优化问题上具有一定应用价值。分解协调迭代算法能使模型在允许迭代误差范围内收敛,能够获得使模型整体效果较为理想的最优解,表明分解协调迭代算法在求解复杂大系统优化问题上具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 灌溉水量优化 种植结构优化 改进实码遗传算法 分解协调迭代算法 大系统分解协调模型

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