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基于NSGA-Ⅱ算法的白洋淀上游种植结构优化
被引量:
17
1
作者
王璐
杜雄
+3 位作者
王荣
杨艳敏
胡玉昆
侯振军
《中国生态农业学报(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期1370-1383,共14页
合理的种植结构是实现区域水资源及土地资源优化配置的基础。针对白洋淀上游水资源紧缺、种植结构不合理等问题,结合当前主要作物种植结构现状,本研究以作物种植面积为优化变量,以水资源、土地资源、社会需求等为约束条件,以经济效益、...
合理的种植结构是实现区域水资源及土地资源优化配置的基础。针对白洋淀上游水资源紧缺、种植结构不合理等问题,结合当前主要作物种植结构现状,本研究以作物种植面积为优化变量,以水资源、土地资源、社会需求等为约束条件,以经济效益、生态效益最大及总灌溉耗水量最小为目标,构建基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的作物种植结构多目标调整模型,并提出了针对白洋淀上游平原区、山区等不同水资源限制和农业机械化程度情景下的种植结构调整优化方案。研究结果表明,在平原区现状机械化水平下,在不限制用水的情景下,可以通过调减一年两作的种植面积,增加蔬菜和绿豆-鲜食玉米等的种植面积,达到提高经济效益12.6%的目的,而生态效益和节水效益都有所降低。在限水情景下,小麦-玉米调减比例增加,调增绿豆-鲜食玉米、春季甘薯、蔬菜和果蔬的面积,实现经济效益和节水效益的提高;而要达到节水20%的目标,所有作物的种植面积都要缩减,高耗水种植制度小麦-玉米种植面积缩减比例达21.5%,同时经济效益和生态效益都下降。在未来提高机械化水平的情景下,调整优化后的经济效益相比现状机械化水平提高或下降减少。在山区所有情景下,小麦-玉米种植面积随着对水分限制水平(不限水—小于现状水资源—节水20%)的增加调减比例增加,同时增加果树的种植面积。在山区可以通过种植结构的调整达到既节水20%,同时经济效益提高的目标,这是平原区所不能达到的。总之,无论是平原区还是山区,均是在不限水情景下优化后的经济效益、生态效益相对较高,而节水越多,优化后的经济效益、生态效益增幅越小、降幅越大。并且在平原区如果在节水要求不高的情景下应适当增加蔬菜面积,减少粮食种植面积;在节水要求高的情景下应削减所有作物包括水果、蔬菜的种植面积,在山区应该适当削减粮食种植面积,扩大果树的种植面积。该研究不仅可为研究区未来作物种植结构调整提供决策依据,也为在类似地区种植结构调整和水资源优化管理提供了新的情景参考。
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关键词
NSGA-Ⅱ算法
种植结构
经济效益
生态效益
水资源优化
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职称材料
北方五省农业结构调整与水资源可持续利用研究
被引量:
4
2
作者
高素华
李春梅
《气象》
CSCD
北大核心
2005年第6期71-73,共3页
采用线性规划方法,以水分生态经济综合指标为最大化目标函数,对北方五省(山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古)以2000年现状进行农业结构调整,调整后方案可使水分生态经济综合指标提高,对缓解水资源缺乏,提高生态经济效益有明显效果。
关键词
农业结构调整
利用研究
北方
可持续
线性规划方法
生态经济效益
综合指标
2000年
水资源缺乏
目标函数
最大化
内蒙古
水分
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职称材料
水源地生态产业开发的经济效益考察
被引量:
4
3
作者
李强
胡仪元
《生态经济》
北大核心
2010年第12期135-137,共3页
水源地具有十分重要的生态功能,是水资源安全的重要保障,其生态环境保护必须构建一个实现机制,在这个机制中,最重要的是要说明如何通过法律制度、利益杠杆和技术手段达到生态环境保护的目的。归根到底还得要有产业的支撑,为生态保护政...
水源地具有十分重要的生态功能,是水资源安全的重要保障,其生态环境保护必须构建一个实现机制,在这个机制中,最重要的是要说明如何通过法律制度、利益杠杆和技术手段达到生态环境保护的目的。归根到底还得要有产业的支撑,为生态保护政策、利益和技术提供实现平台。因此,生态产业是防治环境污染和保护生态环境的技术保障和物质基础。生态产业的开发具有生态效益、经济效益和社会效益,其经济效益就是生态产业对其利益相关者带来的直接或间接收入增加,或经济损失减少,即负损失,主要体现在投入产出、机会成本、产业带动和结构优化效益四个方面,从环境保护水平和能力建设的角度实现经济发展与生态保护的双赢。
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关键词
水源地
生态产业
经济效益
环境保护能力
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职称材料
节水灌溉技术下农业种植结构优化模型研究
被引量:
15
4
作者
李玥
王春霞
何新林
《干旱地区农业研究》
CSCD
北大核心
2019年第3期104-109,共6页
以往种植结构优化研究通常以经济效益最大为主要适用条件,对生态效益的侧重度较低,不适用于生态环境脆弱的西北地区。基于节水灌溉技术下构建农业种植结构优化模型,以新疆石河子灌区为研究区,以不同灌溉技术比例下经济效益最高为目标,...
以往种植结构优化研究通常以经济效益最大为主要适用条件,对生态效益的侧重度较低,不适用于生态环境脆弱的西北地区。基于节水灌溉技术下构建农业种植结构优化模型,以新疆石河子灌区为研究区,以不同灌溉技术比例下经济效益最高为目标,在农业种植总面积、农业种植用水量等常规约束条件中增加了综合生态环境状况指数的计算,并以此评价优化结果的生态效益,建立线性规划模型。结果表明,与现状年相比较,随着膜下滴灌技术应用比例的下降,灌区主要农作物种植总面积有所减少,最低减至2.83×10 4 hm^-2;当膜下滴灌技术应用面积占总播种面积的比例为0.84和0.82时,经济效益分别增长了0.05%和降低了0.5%,保证了经济的相对稳定,此时综合生态环境状况指数也较高,分别为22.58和22.94,有利于绿洲灌区生态环境保护与改善;此2种膜下滴灌技术应用比例0.84和0.82条件下,灌区主要作物种植结构优化分别为:膜下滴灌面积小麦1 100.0 hm^-2、玉米2 373.3 hm^-2、棉花 17 286.7 hm^-2和桃子728.0 hm^-2,其他灌溉技术小麦206.7 hm^-2、玉米453.3 hm^-2、棉花3 293.3 hm^-2和桃子140.0 hm^-2;膜下滴灌面积小麦1 073.3 hm^-2、玉米2 320.0 hm^-2、棉花16 713.3 hm^-2和桃子710.7 hm^-2,其他灌溉技术小麦233.3 hm^-2、玉米506.7 hm^-2、棉花 3 666.7 hm^-2和桃子153.3 hm^-2。
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关键词
农业种植结构
优化模型
膜下滴灌
经济效益
生态环境状况指数
石河子灌区
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职称材料
跨界饮用水源地生态补偿标准定量研究——以平顶山市澧河跨界饮用水源地为例
被引量:
8
5
作者
王慧丽
黄建新
+1 位作者
卫凯
何媛媛
《农学学报》
2011年第1期32-36,共5页
跨界饮用水源地涉及保护者和受益者两种主体利益,要长期持续地确保饮用水安全,迫切需要引入生态补偿机制作为调节跨界饮用水源地上下游主体利益的经济政策。由于当前河南省生态补偿机制的主要手段是资金补偿,因此补偿标准的确定便成为...
跨界饮用水源地涉及保护者和受益者两种主体利益,要长期持续地确保饮用水安全,迫切需要引入生态补偿机制作为调节跨界饮用水源地上下游主体利益的经济政策。由于当前河南省生态补偿机制的主要手段是资金补偿,因此补偿标准的确定便成为生态补偿研究的核心内容。作者从核算上游饮用水源地成本投入和生态效益的差额入手,依据水源地水量确定跨界饮用水源地生态补偿标准。以平顶山市澧河跨界饮用水源地为例,平顶山市保护澧河境内饮用水源地的年均投入为2016.77万元,通过生态建设和生态修复而获得的年均生态经济效益为1292.36万元,根据投入成本和生态效益的差额最终确定澧河跨界饮用水源地生态补偿标准为下游取水需要对上游平顶山市补偿0.13元/m3。以上游生态建设成本投入和获得生态效益的差额作为确定跨界饮用水源地生态补偿标准的方法,不仅能够比较准确地测算上游地区的净投入,相对客观、公平地确定补偿金额,同时也能够有效建立上下游行政区的双向激励约束机制。
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关键词
饮用水源地
生态补偿标准
生态建设成本
生态经济效益
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职称材料
题名
基于NSGA-Ⅱ算法的白洋淀上游种植结构优化
被引量:
17
1
作者
王璐
杜雄
王荣
杨艳敏
胡玉昆
侯振军
机构
河北农业大学农学院
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/河北省节水农业重点实验室
河北雄安新区公共服务局
保定市望都灌溉试验站
出处
《中国生态农业学报(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期1370-1383,共14页
基金
国家水体污染控制与治理专项(2018ZX07110001)
科技部国际合作项目(2018YFE0110100)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(31871518)
国家重点研发计划项目(2017YFD0300908)资助。
文摘
合理的种植结构是实现区域水资源及土地资源优化配置的基础。针对白洋淀上游水资源紧缺、种植结构不合理等问题,结合当前主要作物种植结构现状,本研究以作物种植面积为优化变量,以水资源、土地资源、社会需求等为约束条件,以经济效益、生态效益最大及总灌溉耗水量最小为目标,构建基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的作物种植结构多目标调整模型,并提出了针对白洋淀上游平原区、山区等不同水资源限制和农业机械化程度情景下的种植结构调整优化方案。研究结果表明,在平原区现状机械化水平下,在不限制用水的情景下,可以通过调减一年两作的种植面积,增加蔬菜和绿豆-鲜食玉米等的种植面积,达到提高经济效益12.6%的目的,而生态效益和节水效益都有所降低。在限水情景下,小麦-玉米调减比例增加,调增绿豆-鲜食玉米、春季甘薯、蔬菜和果蔬的面积,实现经济效益和节水效益的提高;而要达到节水20%的目标,所有作物的种植面积都要缩减,高耗水种植制度小麦-玉米种植面积缩减比例达21.5%,同时经济效益和生态效益都下降。在未来提高机械化水平的情景下,调整优化后的经济效益相比现状机械化水平提高或下降减少。在山区所有情景下,小麦-玉米种植面积随着对水分限制水平(不限水—小于现状水资源—节水20%)的增加调减比例增加,同时增加果树的种植面积。在山区可以通过种植结构的调整达到既节水20%,同时经济效益提高的目标,这是平原区所不能达到的。总之,无论是平原区还是山区,均是在不限水情景下优化后的经济效益、生态效益相对较高,而节水越多,优化后的经济效益、生态效益增幅越小、降幅越大。并且在平原区如果在节水要求不高的情景下应适当增加蔬菜面积,减少粮食种植面积;在节水要求高的情景下应削减所有作物包括水果、蔬菜的种植面积,在山区应该适当削减粮食种植面积,扩大果树的种植面积。该研究不仅可为研究区未来作物种植结构调整提供决策依据,也为在类似地区种植结构调整和水资源优化管理提供了新的情景参考。
关键词
NSGA-Ⅱ算法
种植结构
经济效益
生态效益
水资源优化
Keywords
Non-dominated sorting genetic algorithm(NSGA-Ⅱ)
Planting
structure
Economic
benefit
s
ecological
benefit
s
Optimization of
water
re
source
s
分类号
S5-3 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
北方五省农业结构调整与水资源可持续利用研究
被引量:
4
2
作者
高素华
李春梅
机构
中国气象科学研究院
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2005年第6期71-73,共3页
基金
黄河委员会资助
文摘
采用线性规划方法,以水分生态经济综合指标为最大化目标函数,对北方五省(山西、陕西、宁夏、甘肃、内蒙古)以2000年现状进行农业结构调整,调整后方案可使水分生态经济综合指标提高,对缓解水资源缺乏,提高生态经济效益有明显效果。
关键词
农业结构调整
利用研究
北方
可持续
线性规划方法
生态经济效益
综合指标
2000年
水资源缺乏
目标函数
最大化
内蒙古
水分
Keywords
agricultural structure water source ecological and economical benefit
分类号
F321 [经济管理—产业经济]
S631.109.1 [农业科学—蔬菜学]
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职称材料
题名
水源地生态产业开发的经济效益考察
被引量:
4
3
作者
李强
胡仪元
机构
陕西理工学院经济与法学学院
出处
《生态经济》
北大核心
2010年第12期135-137,共3页
基金
陕西省教育厅人文专项"资源价格与汉江水源地生态保护的补偿机制研究"(08JK030)
陕西省社会科学界重大理论与现实问题研究项目"陕南绿色产业开发的运行机制研究"(2009C015)
文摘
水源地具有十分重要的生态功能,是水资源安全的重要保障,其生态环境保护必须构建一个实现机制,在这个机制中,最重要的是要说明如何通过法律制度、利益杠杆和技术手段达到生态环境保护的目的。归根到底还得要有产业的支撑,为生态保护政策、利益和技术提供实现平台。因此,生态产业是防治环境污染和保护生态环境的技术保障和物质基础。生态产业的开发具有生态效益、经济效益和社会效益,其经济效益就是生态产业对其利益相关者带来的直接或间接收入增加,或经济损失减少,即负损失,主要体现在投入产出、机会成本、产业带动和结构优化效益四个方面,从环境保护水平和能力建设的角度实现经济发展与生态保护的双赢。
关键词
水源地
生态产业
经济效益
环境保护能力
Keywords
water
source
ecological
industry
economic
benefit
s
capacity for environmental protection
分类号
F062.2 [经济管理—政治经济学]
F205 [经济管理—国民经济]
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职称材料
题名
节水灌溉技术下农业种植结构优化模型研究
被引量:
15
4
作者
李玥
王春霞
何新林
机构
石河子大学水利建筑工程学院
出处
《干旱地区农业研究》
CSCD
北大核心
2019年第3期104-109,共6页
基金
国家重点研发计划“西北内陆区保水节水技术集成与应用”(2017YFC0404304)
石河子大学高层次人才科研启动资金项目(RCZX201129)
文摘
以往种植结构优化研究通常以经济效益最大为主要适用条件,对生态效益的侧重度较低,不适用于生态环境脆弱的西北地区。基于节水灌溉技术下构建农业种植结构优化模型,以新疆石河子灌区为研究区,以不同灌溉技术比例下经济效益最高为目标,在农业种植总面积、农业种植用水量等常规约束条件中增加了综合生态环境状况指数的计算,并以此评价优化结果的生态效益,建立线性规划模型。结果表明,与现状年相比较,随着膜下滴灌技术应用比例的下降,灌区主要农作物种植总面积有所减少,最低减至2.83×10 4 hm^-2;当膜下滴灌技术应用面积占总播种面积的比例为0.84和0.82时,经济效益分别增长了0.05%和降低了0.5%,保证了经济的相对稳定,此时综合生态环境状况指数也较高,分别为22.58和22.94,有利于绿洲灌区生态环境保护与改善;此2种膜下滴灌技术应用比例0.84和0.82条件下,灌区主要作物种植结构优化分别为:膜下滴灌面积小麦1 100.0 hm^-2、玉米2 373.3 hm^-2、棉花 17 286.7 hm^-2和桃子728.0 hm^-2,其他灌溉技术小麦206.7 hm^-2、玉米453.3 hm^-2、棉花3 293.3 hm^-2和桃子140.0 hm^-2;膜下滴灌面积小麦1 073.3 hm^-2、玉米2 320.0 hm^-2、棉花16 713.3 hm^-2和桃子710.7 hm^-2,其他灌溉技术小麦233.3 hm^-2、玉米506.7 hm^-2、棉花 3 666.7 hm^-2和桃子153.3 hm^-2。
关键词
农业种植结构
优化模型
膜下滴灌
经济效益
生态环境状况指数
石河子灌区
Keywords
agricultural
planting
structure
optimization model
mulched drip irrigation
economic
benefit
ecological
environment condition index
Shihezi irrigation area
分类号
S181.6 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
跨界饮用水源地生态补偿标准定量研究——以平顶山市澧河跨界饮用水源地为例
被引量:
8
5
作者
王慧丽
黄建新
卫凯
何媛媛
机构
河南汇能阜力科技有限公司
河南省冶金研究所有限责任公司
出处
《农学学报》
2011年第1期32-36,共5页
文摘
跨界饮用水源地涉及保护者和受益者两种主体利益,要长期持续地确保饮用水安全,迫切需要引入生态补偿机制作为调节跨界饮用水源地上下游主体利益的经济政策。由于当前河南省生态补偿机制的主要手段是资金补偿,因此补偿标准的确定便成为生态补偿研究的核心内容。作者从核算上游饮用水源地成本投入和生态效益的差额入手,依据水源地水量确定跨界饮用水源地生态补偿标准。以平顶山市澧河跨界饮用水源地为例,平顶山市保护澧河境内饮用水源地的年均投入为2016.77万元,通过生态建设和生态修复而获得的年均生态经济效益为1292.36万元,根据投入成本和生态效益的差额最终确定澧河跨界饮用水源地生态补偿标准为下游取水需要对上游平顶山市补偿0.13元/m3。以上游生态建设成本投入和获得生态效益的差额作为确定跨界饮用水源地生态补偿标准的方法,不仅能够比较准确地测算上游地区的净投入,相对客观、公平地确定补偿金额,同时也能够有效建立上下游行政区的双向激励约束机制。
关键词
饮用水源地
生态补偿标准
生态建设成本
生态经济效益
Keywords
Drinking
water
source
s
ecological
Compensation St
and
ard
ecological
Construction Cost
ecological
and
Economic
benefit
s
分类号
X321 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于NSGA-Ⅱ算法的白洋淀上游种植结构优化
王璐
杜雄
王荣
杨艳敏
胡玉昆
侯振军
《中国生态农业学报(中英文)》
CAS
CSCD
北大核心
2021
17
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职称材料
2
北方五省农业结构调整与水资源可持续利用研究
高素华
李春梅
《气象》
CSCD
北大核心
2005
4
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职称材料
3
水源地生态产业开发的经济效益考察
李强
胡仪元
《生态经济》
北大核心
2010
4
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职称材料
4
节水灌溉技术下农业种植结构优化模型研究
李玥
王春霞
何新林
《干旱地区农业研究》
CSCD
北大核心
2019
15
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职称材料
5
跨界饮用水源地生态补偿标准定量研究——以平顶山市澧河跨界饮用水源地为例
王慧丽
黄建新
卫凯
何媛媛
《农学学报》
2011
8
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职称材料
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