基于Agent建模的农户土地利用行为模拟研究——以陕西省米脂县孟岔村为例

以Agent强化学习（Reinforcement Learning）模型框架为基础,选择政策、市场、Agent自身及与其它Agent相互作用、土壤肥沃程度等因素作为Agent对环境认识的基础,结合环境反馈值,初步构建了农户土地利用行为决策模型,这对于从微观主体层面揭示土地利用变化的内在机理具有重要意义。论文以陕西省米脂县孟岔村为例,采用农户Agent强化学习模型,模拟了农户土地利用行为,得出以下3个结论：①经过对Agent强化学习模型的检验和验证（按面积统计误差率为5.5%）,认为该模型较适合于微观层面农户土地利用行为的研究;②该模型可定量表达政策、市场、农户自身及与其他农户相互作用等因素对农户土地利用行为决策的影响;③与离散函数的土地利用决策相比,应用连续函数表达农户的土地利用决策比较符合实际农户决策状况（农户最终决策中玉米、蔬菜和其它作物的决策值分别为0.3233、0.4035和0.2732）。同时,在文章的最后还分析了需要进一步研究和探讨的问题：①模型在实现农户决策的空间位置方面取得一定进展,但还存在决策位置失误的问题,函待进一步的研究;②对于影响农户决策的自然因素,探讨定量化表达其对农户影响作用,是下一步研究的重点。     

农户土地利用决策对农业景观格局的影响研究——以陕西省米脂县孟岔村为例

探讨微观主体——农户土地利用行为与宏观农业景观格局之间的互动机理,对于了解农户行为的变迁,认识和理解农业景观格局的演变特征和过程,进而调控农户土地利用行为和优化农业景观格局,显然具有重要的理论与现实意义。论文利用构建的农户土地利用决策模型、个体对群体与群体对整体权重影响模型,利用实际收集的陕西省米脂县孟岔村2007年与2008年数据(地籍、地块面积与农户收入等数据),探讨占优势的土地利用决策与占优势的农业景观格局关系。得出如下结论:①占优势的土地利用决策并不一定形成该土地利用方式占优势的土地利用格局;②当年占优势的农户整体土地利用决策并不一定形成次年该土地利用方式占优势的土地利用格局。并提出今后需要进一步研究与探讨的问题:①完善农户土地利用决策模型,在模型中增加风险规避、土地轮作、特殊地类转化等因素;②进一步探索整合地块面积及其空间布局与土地利用决策的方法。     

多情景模拟下的新疆生态系统服务价值评估

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值（ESV）,探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景、生态优先情景、可持续发展情景4种情景下的土地利用需求及空间分布进行预测模拟,采用价值当量法计算新疆未来情景下的生态系统服务价值。结果表明：（1）2000-2020年,新疆土地利用类型以荒地为主,土地利用变化主要表现为耕地的增加和荒地的减少。2035年4种情景下的土地利用变化不同,空间模拟结果整体上扩张趋势一致,局部变化明显。（2）利用PLUS模型对新疆的土地利用变化模拟效果较好,Kappa系数均值达到0.899 1,总体精度均值达到0.954 8,可以有效模拟新疆2035年的土地利用空间格局。（3）2035年自然发展、经济发展、生态优先、可持续发展情景下的ESV分别为18 717.25、17 816.36、19 221.52、18 134.45亿元。加强草地、水域、林地、湿地等生态用地的保护,有利于提高ESV价值总量。可持续发展情景可作为兼顾生态保护和经济发展...     

农户有限理性土地利用行为决策影响因素——以陕西省米脂县高西沟村为例

利用有限理性理论与方法进行行为决策研究已成为多样化决策研究中的热点。研究微观尺度土地利用变化中农户有限理性行为决策的影响因素,对于揭示农户土地利用驱动因子、调整农户决策行为与优化农业景观格局具有重要的理论与现实意义。论文以陕西省米脂县高西沟村为例,通过构建农户效应收益模型,利用2009—2011年农户调查数据揭示理性最优决策与农户实际决策之间的差异性;利用体现农户行为满意度的Probit模型分析有限理性决策的影响因素。结论为:①高西沟村农户理性最优决策与实际决策差异性较大,说明农户在实践中采用有限理性进行土地利用生产;②构建Probit模型模拟农户满意度决策行为态度,选取的4类变量较好地解释了农户决策的影响因子。其中,农业收入回归系数为0.78、反映相对经济地位下降变量0.41、退耕面积-0.42、耕地面积-0.62、打工收入-0.34、性别0.48、劳动力0.31,均处于显著相关水平。各变量估计结果与理论预测和实际调查结果相符合,具有较强的解释力。     

基于多层次模型的农户土地利用决策影响因素分析——以陕西省米脂县高西沟村为例

土地利用变化驱动力研究一直是学者们关注的热点问题之一,土地利用驱动力在不同尺度的变化也越来越受学者们关注。论文以陕西省米脂县高西沟村为研究区域,在地形图、航片解译数据及2009年实际测量数据和农户调查数据的基础上,基于多层次模型的理论,借助HLM6.07(student)软件工具,构建从地块(微观尺度)到农户(中观尺度)的二层土地利用决策影响因素模型,试图揭示微观层面土地利用决策的影响因素在不同尺度上的变化机制。研究结果表明:①农户选择种植土豆、谷子作物的土地利用决策与地块的自然因素和农户的社会经济因素有关;②农户种植土豆、谷子行为决策的影响因素存在差异;③将多层次模型应用到从微观尺度到中观尺度分析农户土地利用决策影响因素是符合实际情况的,这为进一步构建影响农户土地利用决策的因素——微观尺度(地块)、中观尺度(农户)、宏观尺度(村庄)的三层模型奠定了基础,同时为研究土地利用决策机制提供了一种方法。     

基于多主体行为决策的城市居住用地利用效用情景分析

构建包含智能主体和环境主体的城市居住空间演化情景模型,旨在探讨土地利用主体的行为决策与居住空间演化形态和土地利用效用之间的关系。调整城市政府主体的土地利用政策设定紧凑型、松散型和适度型三种居住空间演化情景类型,通过综合分析城市居民、住宅开发商和城市政府三类微观主体的相互作用求取每种情景下住宅用地开发的综合优先级函数。在VC和ArcGIS的实验环境下,以武汉市洪山和武昌区为实验区模拟了三种规定情景下实验区在1998年至2008年期间的居住空间演化情况,并与实际演化情况进行扩张形态和土地利用社会效用的概略对比,对比结果表明,多主体模型能有效比对不同主体空间决策情景下土地利用的效用,在表现土地利用主体的意愿方面更有优势,更能反映城市土地利用结构演变的内在规律。     

基于CBDI的农户耕地撂荒行为模型构建及模拟研究——以陕西省米脂县冯阳坬村为例

目前,建立于复杂性科学基础上的多智能体模型（MAS）已成为模拟研究土地利用变化的重要方法。论文在MAS理论之上,构建一个基于Category-Belief-Desire-Intention（CBDI）决策结构的MAS模型,结合NetLogo软件平台,模拟分析农户Agent土地利用行为,并将结果与Belief-Desire-Intention（BDI）模型进行比较。论文以陕西省米脂县冯阳坬村为例进行研究,分析结果表明：1）通过对基于CBDI的MAS模型验证（模型精度为87.19%）,相比于传统的BDI决策模型精度有所提高;2）NetLogo平台能够展示农户决策的过程,直观地显示MAS模型的模拟结果;3）不同类型农户耕地撂荒的主要原因有所不同,该村种植户撂荒的主要因素为地理环境认知的差异和其他类农户的影响。有待进一步解决的问题：1）不同类Agent相互影响及其量化;2）高精度基础数据的获取和梯田DEM的引入。     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的情景分析

根据科尔沁沙地及其周围地区过去15年(1985～2000年)土地利用的时空动态变化、2000年的土地利用格局以及2010年的土地利用规划数据,构建了模拟研究地区土地利用变化的CLUE-S模型。在该模型的支持下,论文分别对研究地区未来10年(2000～2010年)土地利用变化格局的马尔柯夫情景和规划情景进行了模拟,然后,通过2000年土地利用现状图与2010年情景模拟图的叠加,分析了在以上两种情景下土地利用变化的共同之处及差异。研究结果对完善科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的动态管理具有重要意义。     

基于CBDI的农户耕地撂荒行为模型构建及模拟研究——以陕西省米脂县冯阳坬村为例

目前,建立于复杂性科学基础上的多智能体模型(MAS)已成为模拟研究土地利用变化的重要方法。论文在MAS理论之上,构建一个基于Category-Belief-Desire-Intention(CBDI)决策结构的MAS模型,结合Net Logo软件平台,模拟分析农户Agent土地利用行为,并将结果与Belief-Desire-Intention(BDI)模型进行比较。论文以陕西省米脂县冯阳坬村为例进行研究,分析结果表明:1)通过对基于CBDI的MAS模型验证(模型精度为87.19%),相比于传统的BDI决策模型精度有所提高;2)Net Logo平台能够展示农户决策的过程,直观地显示MAS模型的模拟结果;3)不同类型农户耕地撂荒的主要原因有所不同,该村种植户撂荒的主要因素为地理环境认知的差异和其他类农户的影响。有待进一步解决的问题:1)不同类Agent相互影响及其量化;2)高精度基础数据的获取和梯田DEM的引入。     

东辽河流域土地利用变化对非点源污染的影响研究

采用国际前沿的SWAT模型及CLUE-S模型,基于3S技术和统计分析方法,分析了吉林省东辽河流域土地利用2000~2005年的土地利用动态变化,并借助于Logistic回归结果探讨了2000~2005年土地利用变化的驱动力空间特征;运用2000年和2005年土地利用数据,结合CLUE-S模型,模拟不同预测方案下东辽河流域未来20a土地利用变化情况.在此基础上,应用SWAT模型分别对研究区2025年2种情景下非点源污染负荷进行模拟.结果表明:不同的土地利用条件下,情景2比情景1的多年平均径流减少了12.26mm、泥沙减少了8.4×103t、溶解态氮减少了8.29kg、有机氮减少了9.49kg、总氮减少了8.4kg、溶解态磷减少了8.61kg、有机磷减少了7.18kg、总磷减少了7.18kg,情景2比情景1更能有效的控制非点源污染.     

农户层面土地利用变化研究综述

论文从研究视角、研究内容、研究方法和手段、数据获取4 个方面对农户层面土地利用变化 研究进行了概括。并归纳出目前研究的几个特点: ①研究较为关注热点地区; ②多将农户层面土地 利用变化的驱动力归因于人口增长所导致的生计压力以及与之相关的农业扩张; ③研究逐步从单 纯关注用途变更转向对用途变更和土地利用集约度变化并重; ④在手段和方法上趋于多样化并趋 向于综合使用多种方法; ⑤土地利用主体决策行为对于土地利用变化影响得到重视; ⑥在分析数据 的获取上, 问卷调查成为主导方式, 但越来越多的研究开始尝试将问卷调查和“3S”技术相结合。最 后总结了已有研究存在的问题, 并探讨了今后农户层面土地利用变化研究发展的方向。     

黄淮海平原农区不同类型农户的土地利用方式选择及其环境影响——以河北省曲周县为例

以农户调查为基础,采用农户分类和方差分析等方法,对农户土地利用方式选择行为及其环境影响进行对比分析。受其兼业性、收入水平、文化素质和生产规模影响,不同类型的农户在地块尺度的土地利用方式选择存在差异:纯农业户、低收入农户的土地利用方式选择具有多元化的特征,兼业户、高收入农户、文化水平高的农户往往选择经济效益高、耗时少的土地利用方式。不同类型农户由于其土地利用方式及其肥料投入、水资源利用和秸秆处理等的不同,对土地质量和环境变化产生不同的影响。     

区域农地市场发育对农户水土保持行为的影响及其空间差异——基于生态脆弱区江西省兴国县、上饶县、余江县村域农户调查的分析

分析农户水土保持决策过程、建立农户水土保持决策的两阶段概念模型,从理论上分析了土地市场对农户水土保持的影响.运用在江西省兴国县、上饶县和余江县的样本村农户调查资料,通过建立土地流转与农户水土保持相互关系模型,运用Heckman的两阶段法对模型参数进行了估计.运用模型估计结果,分析土地流转对农户水土保持决策的影响并且对其区域差异进行了探讨.结果表明:从全部样本来看,农户是否意识到水土流失问题的存在以及家庭土地税费负担量对农户是否采取水土保持决策有显著影响;在兴国县,土地流入面积和费用2个因素对水土保持决策有显著影响;在余江县土地流入面积和费用也有影响显著,并且土地流入面积对农户水土保持投入的影响更强,而且土地流出面积在余江也有显著影响;上饶县,土地流出面积有显著影响.在全部样本、兴国县以及余江县,土地流出收益对农户水土保持决策的影响都不显著.最后,就进一步推进区域水土流失治理促进土地持续利用提出了相关建议.     

农牧交错区农户生计分化及其对耕地利用的影响——以宁夏盐池县为例

农户生计与耕地利用之间的关系已经成为理解人地关系的重要切入点。论文以宁夏盐池县为例,在可持续生计框架下,从农户生计资本和生产要素配置两个角度,探讨农户生计分化及其对耕地利用的影响。结果表明：1）盐池县兼业户与非农就业户合计占调查农户的58%,农户非农化现象普遍;2）劳动力越多、人均耕地越少的农户,其家庭非农收入占比越高,生计资本是农户生计分化的“推力”;3）务农机会成本越高的农户其生计分化程度越高,务农机会成本是农户生计分化的“拉力”;4）随着生计分化程度的增加,耕地利用的生产要素投入强度呈递减态势,但是兼业户的耕地利用效率高于纯农户和非农就业户。农牧交错区同时面临着生态保护、农牧业生产、脱贫攻坚等挑战,政策制定需充分考虑当地农户的生计特征与人地关系的演变规律,加强非农就业引导,鼓励农户土地流转,促进农户生计多样化,实现生态、经济、社会效益“共赢”发展。     

区域农村土地市场发育的农户行为响应与农业土地利用变化——以江苏省苏州市、南京市、扬州市村庄及农户调查为例

在江苏省苏州市、南京市、扬州市各自选择了2个村的基础上,运用对240个农户的抽样调查资料,建立了区域农业土地利用变化分析的数量经济模型,较为深入地分析了农村土地流转市场引导下的农户行为对于农业土地利用变化的影响。研究结果表明,在农户决策行为起主导作用的前提下,农业土地利用正在逐步由传统的大田作物向效益更高的经济作物和水产养殖等地类转化;农户家庭非农就业水平的提高有效地推进了这一转化;同时,农户受教育水平的高低以及政府行为都在一定程度上影响着农业土地利用变化。最后从区域非农产业和城镇化发展、深化农村土地产权的物权化改革、农村社会保障制度的完善、建立农村土地流转中介机制、进一步规范政府行为及积极推进农村户籍制度改革等方面提出了一些政策性建议。     

农牧交错区农户生态足迹及其影响因素

利用农牧交错区典型区域农户调查数据,从生产和消费两个方面分析了农户生态足迹及其影响因素。研究结果表明：1）农户生产足迹远远高于消费足迹,草地生产足迹和草地消费足迹分别对农户总生产足迹和总消费足迹具有决定作用;2）农户生态足迹,尤其是草地生产足迹和草地消费足迹与收入水平具有显著正相关关系,农户从事非农就业一定程度上降低了对当地自然资源的占用和消耗;3）少数民族户、畜牧业收入占比大、人均牧草地多的农户,虽然耕地生产足迹和耕地消费足迹较小,但总生产足迹和总消费足迹、草地生产足迹和草地消费足迹均较大。基于农牧交错区脆弱生态系统,建议通过完善生态补偿机制、改变农户粗放化的畜牧业生产方式、促进农户非农就业,降低农户对本区域生态系统的压力。     

土地利用的经济生态位分析和耕地保护机制研究

土地利用变化包括土地利用结构和土地利用强度两个方面,是土地利用类型从低生态位层次向高生态位转变的自组织行为。对不同层次的土地利用生态位进行控制与协调,才能实现一定耕地保有量下土地利用资源场的均衡。而这种均衡正是耕地总量动态平衡得以实现的前提。在生态位势理论与系统边界理论的基础上,论文构建了土地利用经济生态位的模型,并以江苏省锡山市为例定量分析了不同土地利用类型相互作用的强度。研究显示,经济发达区非农用地与农用地生态位差较大,城市化进程加快,使耕地更易损失。从资源流动的场论分析角度,探讨了建立耕地保护机制的途径和方法。在目前的水平上,把土地利用生态位作为土地利用/覆被研究中的一种新方法论更有意义。