基于PCA-BBO-SVM的尾矿坝变形预测模型与性能验证研究

为准确预测尾矿坝变形趋势,通过主成分分析法(PCA)对尾矿坝变形影响因子进行优选,基于生物地理学优化算法(BBO)对支持向量机(SVM)参数进行寻优,建立PCA-BBO-SVM尾矿坝变形预测模型,并以杨家湾尾矿坝为例对模型性能进行验证。研究结果表明：PCA-BBO-SVM模型在4个测点的RMSE为0.139 6,0.274 2,0.317 0,0.530 6;MAE为0.112 5,0.213 5,0.269 0,0.412 9;MAPE为0.525 0%,0.692 3%,2.621 2%,1.311 2%;预测精度及对局部波动的预测能力均高于BP、GS-SVM、GA-SVM和PSO-SVM模型,研究结果可为尾矿坝变形预测提供模型支撑。     

水稻和玉米的热氧化分解特性及几种动力学方法结果的比较

利用热重分析仪在空气气氛、不同的升温速率下对带壳稻谷粉和玉米粒粉进行了热重测试,依据热重实验数据,采用多种热解动力学分析方法计算了水稻和玉米的活化能数值并进行比较,结果表明水稻和玉米的热氧化反应活化能随着转化率出现先增加后降低的趋势,并在转化率为70%左右达到了极大值。     

农村居民点整理对农户土地投入影响研究

近年来,农村居民点整理被作为城乡统筹发展的重要措施,在各地广泛开展。其在改善农民居住环境、为工业化和城镇化发展置换建设用地空间的同时,也对区域农地资源可持续利用产生了巨大冲击,其中,土地投入变化是农户响应这些冲击的重要表现。本研究沿着"农村居民点整理-区域土地利用条件变化-农户土地利用行为响应"的逻辑思路,形成了农村居民点整理对农户土地投入影响的分析框架,并在此基础上,从总体效应和不同政策影响两个层次,构建了农村居民点整理对农户土地投入影响的两个模型。依据江苏省调研数据,从资金和劳动力两个方面,实证分析农村居民点整理项目对农户土地投入的净效应,以及不同居民点整理政策对农户土地投入的影响方向和大小。结果表明,农村居民点整理促进了农户的土地资金投入,但对农户的土地劳动力投入具有负向影响。不同居民点整理政策对农户土地投入的影响具有显著差异,其中,置换住房的宅基地补偿政策和农地产权稳定政策对农户的土地资金投入具有较好的积极作用,而安置公寓房政策则更可能带来农户土地资金投入减少;农地产权稳定政策和安置公寓房政策显著负向影响农户土地劳动投入,但宅基地补偿政策对农户土地劳动投入影响不显著。本研究对这些结果进行了合理解释,同时也估算了户主年龄、户主受教育程度、农业收入比例、非农就业水平、农业补贴收入、耕作距离和土地经营面积等控制变量对农户土地投入的影响情况。最后从强化规划引导、内涵拓展、宅基地补偿策略优化、土地流转制度完善等方面,提出农村居民点整理政策调整和合理引导农户土地投入行为的对策建议。     

农户从事生态循环农业意愿与行为的决定:市场收益还是政策激励?

发展生态循环农业是我国新时期转变农业发展方式的战略选择,农户是生态循环农业的经营主体和利益相关者,厘清农户参与生态循环农业的根本动机,对于制定有效的生态循环农业推广措施具有重要意义。文章基于湖北省391份农户调查数据,首先,在文献回顾的基础上提出市场收益、政策激励对农户生态循环农业从事意愿与行为影响路径的基本假设,并利用OLS方法分析市场收益和政策激励对农户从事生态循环农业意愿与行为的影响;其次,运用优势分析法评估市场收益类变量和政策激励类变量影响农户意愿与行为过程中的相对重要性;最后,通过交互效应检验市场收益类变量和政策激励类变量间的交互作用。结果表明:收入预期对农户从事生态循环农业的意愿与行为均有直接的积极影响,是促进农户从事生态循环农业的最重要的因素;焚烧秸秆惩罚政策和废弃物资源化补贴政策对农户从事生态循环农业的意愿有积极影响,沼气池建设补贴政策和废弃物资源化补贴政策对农户生态循环农业行为有促进作用;收入预期与废弃物资源化补贴政策在影响农户生态循环农业行为的过程中存在互补效应。本研究认为,市场收益是刺激农户采纳生态循环农业生产模式的首要因素,因此,要着力完善生态农业市场体系,增强生态农产品的市场竞争力,提升农户对生态循环农业的盈利信心;另外,政策激励对于农户采纳生态循环农业具有促进作用,应该做到约束与激励并行,同时注意加强农业政策的科学设计与落实执行。     

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利用猪场废弃物发展生态农业的模式研究

规模养猪是专业化、集约化生产方式,也是农业产业化经营的发展趋势。如果养猪场产生的大量粪尿得不到妥善处置和充分利用,将对环境产生很大的危害。猪粪尿中含有大量的营养物质和生物质能,以猪粪尿厌氧发酵为纽带,充分利用沼液和沼渣作为发展种植业和渔业的肥料或饲料,形成“农林渔牧”生态农业体系,不仅有效促进农村经济发展、增加农民收入,而且能够保护生态环境、节约资源。剖析了小、中、大3类猪场以沼气建设为纽带发展生态农业的规律、生产模式、系统结构及其效果。结果表明,为了促进规模养猪健康发展,形成“农林渔牧”生态农业体系,养猪专业户必须增强节约资源、保护环境的社会责任感,政府要加强猪场污染物排放的监管,同时制定优惠政策引导和促进猪粪尿资源综合利用。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

基于DMSP-OLS夜间灯光数据的长江经济带城镇体系空间格局演变（1992～2013）

研究长江经济带城镇体系空间格局演变,对于透视长江经济带城镇体系空间格局演变特征和规律以及促进长江经济带城镇体系空间格局优化发展有着重要意义。利用多时相同期Landsat卫星数据以及运用聚类分析方法对长江经济带夜间灯光数据进行校正,并采用其他辅助数据法对比分析获取城镇建成区面积的阈值,在此阈值基础之上选取景观总面积、总斑块数量和聚集度指数等总共8个典型景观格局指标, 继而使用FRAG-STATS 4.2 软件对1992~2013年间长江经济带城镇发展的空间格局变化进行计算分析。研究结果表明：(1）1992~2013年间,长江经济带城镇化快速扩展,城镇建成区面积增加了9.68倍,斑块数量增加了2.39倍,斑块密度也得到较大的增加,反映出长江经济带城镇数量不断增加和城镇建成区面积不断扩大;（2）景观斑块形状复杂度逐渐上升,中小城市不断壮大,同时出现了较多的新兴小城镇,总边界长度和平均边界密度的年均增长速度分别为21.56%和21.58%,体现了长江经济带城镇间聚集度越来越高,相互影响也越来越大;(3）最大斑块指数和聚集度指数两个指标在整体上呈现出逐年下降的态势,但是景观总面积、总斑块数量和斑块密度等8个指标在演变过程中均存在一定的波动和无序化,反映出长江经济带在城镇化过程中呈现出不规则和无序化的特征。     

流域绿水管理博弈建模及应用分析

绿水资源表示水循环通过降水渗透入土壤非饱和层并由植物蒸腾或土壤蒸发返回大气层的水汽,是农业作物生产的重要基础,但是通常被传统流域水资源管理所忽视。基于流域水量平衡和蓝水绿水综合思维,将绿水资源纳入流域水资源管理体系。在绿水信贷理念和博弈建模分析框架下,结合SWAT分布式水文模型、多目标优化及情景比较分析,利用绿水管理措施合理优化配置流域蓝水绿水资源,采用绿水生态补偿协调处理上下游利益冲突的博弈问题,探索性地提出了流域绿水管理博弈框架。该框架通过博弈建模可以识别分析流域绿水管理问题的博弈空间、博弈结构和纳什均衡等博弈特征;通过合作博弈约束条件改进的多目标优化,可以计算流域绿水管理情景的绿水补偿标准和帕累托最优收益。将建立的绿水管理博弈框架应用于涟水流域实例研究,NSE、R2、PBIAS、p-factor与r-factor等模拟效果评价和不确定性分析结果表明,涟水流域SWAT分布式水文模型的蓝水绿水模拟均达到可信程度。上下游收益变化、绿水补偿标准与帕累托最优解集等博弈分析结果显示,涟水流域整体社会经济与生态环境收益明显改善,其帕累托最优收益平均增长2.72亿元/a,年均绿水补偿标准折合1.94、1 253.7元/hm²。实例分析表明提出的绿水管理博弈框架在涟水流域具有较好的适用性和可行性。因此,该方法可以为流域蓝水绿水管理试点研究及其绿水补偿标准核定提供相关理论依据和技术参考,具有一定程度的的应用价值和现实意义。     

区域尺度农田最大光能利用率参数估算及时空变化分析

基于遥感数据的光能利用率模型被广泛应用于计算农田生态系统的生产力,其结果对最大光能利用率（εmax）参数非常敏感。利用农业产量统计数据、MODIS遥感数据、气象观测数据和植被光合模型（VPM）推算2001~2011年黄淮海3省（冀、鲁、豫）和长江中下游5省（苏、皖、鄂、湘、赣）各市逐年的农田平均εmax,并分析其时空变化特征及其影响因素。研究表明:黄淮海3省（冀、鲁、豫）和长江中下游5省（苏、皖、鄂、湘、赣）各市农田εmax的11a平均值为0.6~2.8 g C·MJ-1,表现出西北和南部较高、东北和中部较低的分布特征;大部分市农田εmax呈现出上升趋势,但上升的幅度存在着明显的年际波动和空间差异;各市农田εmax的年际波动总体呈现北高南低、中间高四周低的空间分布特征。大部分市农田εmax的年际变化与单位耕地面积农用化肥施用量存在显著的正相关性（P < 0.05）;C4作物面积比例变化也是导致εmax变化的原因之一。在利用光能利用率模型计算农田生产力时,需要发展考虑εmax时空变化的参数化方案。