数学模型在人口预测中的应用——以江苏省为例

人口规模是城市规划和土地利用总体规划中一项重要的控制性指标，人口规模是否合理，不仅影响到未来地区经济和社会发展，而且会影响到地区生态环境可持续发展，因此准确地预测未来人口的发展趋势，制定合理的人口规划和人口布局方案具有重大的理论意义和现实意义。运用马尔萨斯人口模型、Logistic增长模型和线性回归分析方法，利用《江苏统计年鉴》人口数据对江苏省2005~2020年的人口发展规模做出预测。预测结果显示，3种模型均取得了较好的模拟效果，但马尔萨斯人口模型和Logistic增长模型的模拟精度比线性回归更理想。在模型的验证过程中，前两者的平均相对误差较小，分别为0.35%和0.12%，而线性回归为2.25%，故采用两种非线性预测值的平均值作为预测结果，结果为2010年达到7 695.19万人，2020年达到7 919.20万人。     

基于组合模型的能源消费预测研究

能源作为社会发展的重要物质基础,其消费影响着人类赖以生存和发展的自然环境,也是经济和社会可持续发展的关键问题。通过建立能源消费量模型,准确预测中国能源消费总量,做好未来能源消费预测分析,从而为制定合理的能源生产计划、外供能、节能计划及制定相关的政策等提供科学的依据,这对于保持中国社会经济健康、持续、稳定的发展都具有重要的理论与现实意义。而运用组合模型进行预测不仅预测结果准确性高,而且稳定性好。本文借助组合模型对能源消费所做的预测研究表明,随着社会、经济的发展,中国能源需求不断增长。尤其是2000年以来,中国能源消费稳步增长,未来几年仍将继续保持此增长势头及速度。组合模型集结了更多的有用信息,使得预测结果更加可靠,可以作为中国"十二五"期间的能源消费量预测的有效工具,为能源决策提供更为可靠的依据及建议。     

土地利用规划的生态满意度评价与环境影响分析

摘 要： 土地利用总体规划的环境影响包括对传统环境影响评价要素的影响及对区域人-地系统的影响。土地利用总体规划中的刚性方案与弹性方案的环境影响有着不同的表现形式，它们使得土地利用规划的环境影响评价变得更为复杂。鉴于土地利用总体规划这一环境影响评价对象的特殊性，提出了土地利用总体规划环境影响分析与生态满意度评价的方法。根据仙桃市土地利用总体规划方案，识别了各种污染源。在MAPGIS支持下进行了面域分析与空间统计处理，预测了规划实施后主要环境指标的变化；根据预测的规划实施后的生态指标变化，进行生态满意度评价。结果表明：规划区预测生态满意度值为7485，生态环境总体处于良好水平，但水污染还比较严重，应该加强治理，固体废物无害化处理也应该得到重视。土地利用总体规划环境影响评价存在着诸多不确定性，评价过程中应根据规划内容与区域差异选择合适的指标建构生态满意度评价体系。     

基于组合模型的能源需求预测

能源是人类生存和发展的重要物质基础,也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。能源需求预测是合理制定能源规划的基础。能源需求预测的模型很多,总的来说,可以分为单一模型预测和组合模型预测。本文在分析几种常用单一模型的优缺点和适用范围的基础上,建立BP神经网络与灰色GM的优化组合模型,对江苏省未来十五年煤炭和石油的需求量进行预测。结果表明:①随着经济的发展,未来江苏省对煤炭和石油的需求量逐渐增加,其中煤炭从2008年的19 601.39万t标准煤增加到2020年的25 615.26万t标准煤,年均增长率为1.81%;石油从2008年的2 628.64万t标准煤增加到2020年的3 532.60万t标准煤,年均增长率为1.36%;②基于BP网络与GM(1,1)的组合模型克服了单一模型的缺点,实现了优化组合模型"过去一段时间内组合预测误差最小"的原则,且预测结果误差较小,不仅适用于能源的中长期预测,还可以推广到其他领域。     

基于改进模型的城镇建设用地预测分析——以张家界市永定区为例

随着社会经济的飞速发展，人口快速增长，对建设用地的需求也迅速增长，从而加剧了人地之间的矛盾。在上一轮土地利用规划中，所预测的建设占用耕地指标与实际建设占用耕地情况有较大出入，这从一个侧面反映了现行的城镇建设用地预测方法的不尽完善之处。所以，在新一轮土地利用总体规划修编中，对城镇建设用地做出更加科学的、符合实际的预测，是一个重要的基础性问题。以张家界市为例，提出并验证了一种适宜的建设用地预测方法一改进后的双因素预测模型。最后运用此预测方法对永定区2020年建设用地需求量进行科学预测，以满足经济社会发展的用地需求。     

芜湖市土地资源人口承载力与可持续发展研究

作为人类赖以生存和发展物质基础的土地资源有限性与人口的增长加剧了人地间的矛盾,土地资源人口承载力问题日益引起社会关注。在总结芜湖市土地资源利用现状、特点和当前人口食物消费水平的基础上分析了土地现实生产能力,同时为预测芜湖市2000、2005、2010年人口数量、复种指数、耕地面积及粮食单产发展趋势而分别建立了一元线性回归模型与灰色系统GM（1,1）模型,通过取其平均值以提高其精度;并结合温饱型、宽裕型、小康型与富裕型四种消费水平分别探讨了预测期内芜湖市土地资源人口承载力状况,最后从耕地总量动态平衡、提高粮食单产与质量及控制人口增长等方面提出了可持续发展对策,为芜湖市建立稳定、协调、持续发展的人地关系提供科学的理论依据。     

四川省土地承载力研究的系统动力学仿真模型

本文利用系统动力学理论,建立了四川省土地承载能力的动态仿真模型,模型中包括土地利用、人口、种植业、畜牧业、渔业等子系统,文中阐述了土地承载力模型的建立过程和方法,模拟了四川未来45年土地承载力系统的动态变化轨迹,提出了两种方案,并对其仿真结果进行了分析。     

芜湖市土地资源人口承载力与可持续发展研究

作为人类赖以生存和发展物质基础的土地资源有限性与人口的增长加剧了人地间的矛盾 ,土地资源人口承载力问题日益引起社会关注。在总结芜湖市土地资源利用现状、特点和当前人口食物消费水平的基础上分析了土地现实生产能力 ,同时为预测芜湖市 2 0 0 0、2 0 0 5、2 0 10年人口数量、复种指数、耕地面积及粮食单产发展趋势而分别建立了一元线性回归模型与灰色系统 GM(1,1)模型 ,通过取其平均值以提高其精度 ;并结合温饱型、宽裕型、小康型与富裕型四种消费水平分别探讨了预测期内芜湖市土地资源人口承载力状况 ,最后从耕地总量动态平衡、提高粮食单产与质量及控制人口增长等方面提出了可持续发展对策 ,为芜湖市建立稳定、协调、持续发展的人地关系提供科学的理论依据     

省级主体功能区人口分布格局探讨——以宁夏回族自治区为例

人口分布、资源环境和经济布局的空间协调是主体功能区划分和规划的重要基础和依据。合理的区域人口分布格局要实现不同的主体功能区容纳和发展适度规模的人口,这不仅受到人口自身数量的变化规律影响,而且还受到区域资源环境的约束,以及经济发展对生活水平的限制。本文以宁夏为例,在预测县级行政区人口数量的基础上,根据城市经济发展水平、建设用地面积、城市供水量和农村经济发展水平、粮食产量和农村供水量分别计算各县域内城市地区和农村地区的最优人口容量,将人口预测与人口容量进行综合分析,动态研究宁夏的人口分布格局。结果表明,宁夏北部川区人口自然增长的速度较慢,大部分县级行政区人口容量受土地因素的限制比经济发展和水资源的限制大,人口增长和人口容量的对比分析显示,此地区人口容量大,是未来人口集聚的主要地区;相比而言,南部地区人口自然增长速度较快,而人口容量受水资源和经济发展的限制较大,人口容量低,是需要转移人口的重点地区。此结果为主体功能区的划分和区域人口管理政策的制定提供了依据。     

玉溪市未来人口预测三种模型的分析

人口问题是一个国家或地区可持续发展的前提。人口规模是否合理,对一个国家或地区未来的经济、社会和生态环境可持续发展影响深远。运用马尔萨斯人口模型、Logistic增长模型和线性函数三种理论模型,利用《玉溪市统计年鉴》统计数据对玉溪市2010—2020年的人口发展规模做出预测,预测结果显示3种模型均取得了较好的模拟效果。Logistic增长模型的预测值最小,故采用其预测值作为预测结果。     

湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10~4、30.17×10~4、0.08×10~4和16.37×10~4 hm~2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×10~4、33.15×10~4 hm~2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×10~4 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。     

长江三角洲地区土地利用分区及其特征

通过对长江三角洲地区土地利用结构类型和社会经济发展等指数的数据的调研和整理，采用多元统计分析方法，结合区域发展战略，初步研究了长江三角洲地区土地利用分区类型及其特征，以期为科学合理地利用土地资源提供参考。因子分析结果表明，经主成分分析法进行降维处理，18项分区指标可由4个主因子代表，其特征值累计贡献率为89．72％，且其与各指标、各单元之间存在较强的相关关系；基于因子分析结果，采用层次聚类分析方法和K-Means聚类方法进行评价分区，遵照区域整体性等分区原则，经归并和调整，将长江三角洲地区16个主要城市划分为6大类土地利用类型区，并讨论了不同类型区的区域特征、土地利用特征及其存在的问题。     

基于SOM模型的中国耕地压力分类研究

根据耕地利用在经济、社会和生态方面面临的压力状况,以指标构建原则为基础,设计一套压力大小量化的指标体系,引入具有较强的聚类和容错能力的自组织特征映射(SOM)神经网络模型,在说明SOM 网络模型和算法的基础上,应用自组织特征映射网络的聚类功能,以MATLAB语言构建SOM网络模型,对我国的31省（市、自治区）耕地利用压力大小进行了分类。结果显示我国耕地压力的区域差显著且与经济地域差异有高度的一致性,表明经济发展是耕地压力的主要来源。选取大样本的神经网络训练得到的结果和现实的一致也表明,自组织特征映射模型是一种适用的耕地压力区域分类新方法。     

城市土地利用对居民通勤碳排放的影响研究

以南阳市为例,基于3 746组实地调查数据,采用GIS、多元线性回归和结构方程模型,系统分析了我国中部城市居民通勤碳排放的空间分异特征,重点研究了居住地和工作地中小尺度土地利用因子对通勤碳排放的影响机制。研究发现:在内生变量中,通勤距离和通勤方式均是影响居民通勤碳排放的显著因素;在外生变量中,工作地的道路密度和商业用地占比、居住地的人口密度与通勤碳排放呈显著正相关,公交线路数量、居住地的土地利用混合度、工作地的居住用地和工业用地占比与通勤碳排放呈显著负相关。研究成果旨在为研究区城市土地利用优化调控和低碳规划提供决策依据,也为其他同类地区城市土地利用低碳规划与可持续发展提供借鉴。     

基于熵权TOPSIS模型的土地利用多功能性诊断

从经济、社会和生态3个方面出发构建土地利用多功能性评价指标体系，应用熵权TOPSIS模型对江苏省近年来土地利用多功能性进行诊断分析可以优化区域土地的合理开发，提高土地利用效率，为促进区域的可持续发展提供有效依据。研究结果表明：2006~2016年江苏省土地利用综合功能经历了一般—良好的发展阶段，综合功能在不断优化；经济功能经历了较差—一般—良好—优秀—良好的发展阶段，虽然有所波动,但其依旧呈增长态势；社会功能经历了较差—一般—良好—优秀的发展阶段，呈现出持续稳步提高趋势；生态功能经历了一般—良好—一般的发展趋势，整体呈下降趋势。另外土地利用的经济功能和社会功能子目标的障碍度在逐年下降，对目前江苏省土地利用有效性起制约作用的主要是生态功能，应减少废水排放和工业固体废弃物等污染造成的生态破坏，加强水资源的保护，同时缩小城乡差距，推进城乡融合，促进土地利用过程中经济、社会和生态功能的协调发展。     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

完善土地利用总体规划有利于政府宏观管理

在社会主义市场经济体制的建立与发展的条件下,土地使用制度改革的日益深化,以及土地可持续利用日益被高度重视的新形势下,土地利用总体规划作为政府对土地利用实行宏观调控的有效手段,在规划修编时必须重点对规划目标、科学测算、用地平衡和规划协调等几个方面作进一步深入研究。同时,要通过切实可行的法律、行政的政策和措施,予以必要保障。     

国外土地利用规划中各方利益协调的研究综述

土地利用规划是协调社会经济活动中各方利益冲突、保证土地资源可持续利用的必要手段，而市场调节与宏观调控、不同行政级别之间、土地发展权与公共利益这三对关系的协调是土地利用规期编制中协调各方利益的主要体现。本文通过大量文献综述．对国外土地利用规划中的协调市场调节与宏观调控、不同行政级别之间、土地发展权与公共利益的关系的研究进展进行了总结，以期为我国新一轮土地利用规划的修编提供积极的借鉴。     

无锡市城镇化进程中土地利用变化及其环境效应

20世纪90年代,城市用地扩展是我国区域土地利用演化的主导过程,城市土地利用所引起的地表景观格局的变化又是引起地表各种地理过程变化的主要原因。基于Landsat TM图像解译的土地利用的动态图斑,分析了20年代90年代无锡市土地利用的变化态势。研究表明,土地利用变化主要体现为耕地向林地、水域、建设用地的转移．林地向耕地、建设用地的转移,以及草地、水域向建设用地的转移;20世纪90年代中后期,国家颁布的一系列基本农田保护和“退耕还林还草”的政策法规,在一定程度上限制了大量耕地被建设占用的趋势。土地利用快速变化也导致明显环境效应．主要表现为水环境的恶化和现代“城市病”等方面。因此,加强土地规划管理、合理利用土地资源、重视能源开发与基础设施建设,应成为今后区域土地资源开发、利用与保护的重点与方向。