学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于农户决策的农业土地系统变化模型研究

作　者: 余强毅
导　师: 唐华俊; 吴文斌
学　校: 中国农业科学院
专　业:
关键词: 农业土地系统农户决策态度 CroPaDy模型
分类号: F301.2
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

模型是研究农业土地系统及其变化的主要方法，已有模型研究存在的不足表现在：第一，对“农业土地系统”的概念认识不够；第二，对农业土地系统变化过程中的人类决策行为认识不够。针对这两点不足，本研究根据农业土地系统概念（即土地权属、农作物格局、农业集约化），选取黑龙江省宾县的3个乡镇为研究区域开展农户调查，从人类决策行为的角度出发，研究农业土地系统变化过程及机理机制，并在此基础上开发设计一个具有自主知识产权的Agent农业土地系统变化动态模拟模型（CroPaDy）。主要研究结论及创新点如下：(1)利用文献综述方法梳理Agent农业土地变化模型（农业ABM/LUCC）的最新研究进展，为模型构建提供依据。科学表达农户决策始终是构建农业ABM/LUCC的核心内容，但当前农业ABM/LUCC一般基于农户属性构建决策模型，很大程度上忽略了态度在决策过程中的作用。CroPaDy将创新性的利用农户态度建模。(2)利用农户调查获取的土地利用决策信息分析农业土地系统的时空特征：研究区土地流转普遍发生，户均土地面积由1980年代初期的1.3公顷增加至2010年代初期的2.6公顷，未来土地流转将更为普遍；作物选择表现出多样性减少（小麦、高粱、谷子等不再被种植），以及主导性增加的趋势（玉米面积持续扩大）；灌溉条件格局与河流的分布极为相关，而农资投入（包括种子、农药、化肥）、土地流转、以及作物选择的空间的格局与道路通达性相关。(3)利用“农户态度得分”分析农业土地系统变化的驱动机制：首先对各因子的得分进行累加并排序，直观判断各因子对土地流转与作物选择的影响程度；其次利用二元logit回归模型定量表达农户态度与其真实决策之间的统计关系。logit模型具有显著性统计关系的因子多数累加得分较高，表明大多数被农户认为重要的因子对其真实的行为产生了影响。其中，内部因素是影响土地流转的重要因素，而作物选择主要受外部因素的影响。(4) CroPaDy模型严格依据“ODD程序”等标准化程序进行设计。概念化方面，将模型设计成一个闭合的环路（驱动因素分析—决策过程分析—行为结果分析），并将农户态度作为影响决策行为的关键驱动机制；计算化方面，将模型设计成Agent生成模块、分类模块、以及决策模块3大相互联动的子模块。建模过程采用蒙特卡洛方法、聚类分析方法、人工神经网络方法、概率方法等诸多方法，确保模拟细节的体现。(5)将空间耕地网格作为个体Agent，利用MATLAB编程技术实现模型模拟与参数调试，并在ArcGIS环境下，完成模拟结果的空间展示与分析：研究区2010年与2015年的土地流转率分别为51.85%与58.90%，且空间上看，新甸镇略高，模拟结果与时空特征分析结果基本保持一致；研究区2010年玉米、水稻、大豆、烤烟的模拟结果分别为26055.9、3506.75、5192.2、3983.85（公顷），利用《宾县统计年鉴2010》进行验证，模型总体模拟精度达90%以上。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-17
第一章引言  17-29
  1.1 农业土地系统相关概念  17-19
    1.1.1 农业  17
    1.1.2 粮食安全  17
    1.1.3 可持续农业  17-18
    1.1.4 全球变化  18
    1.1.5 土地利用  18-19
    1.1.6 农业土地系统  19
  1.2 农业土地系统当前研究  19-26
    1.2.1 时空格局探测  20-24
    1.2.2 变化过程模拟  24-26
    1.2.3 综合效应分析  26
  1.3 农业土地系统变化模拟研究存在的挑战与不足  26-27
    1.3.1 研究对象  26-27
    1.3.2 研究方法  27
    1.3.3 研究尺度  27
  1.4 本研究拟解决的科学问题  27-29
第二章 Agent 农业土地变化模型研究进展  29-39
  2.1 理论基础：复杂系统理论与农业土地系统的复杂性  29-30
  2.2 模型研究：基于微观个体行为的建模  30-32
  2.3 驱动机制：人类行为对环境的动态响应  32-34
  2.4 建模方法：基于农户的决策过程表达  34-36
  2.5 对本研究的启示  36-38
  2.6 小结  38-39
第三章研究区域与数据准备  39-44
  3.1 研究区域选取  39-41
    3.1.1 东北地区  39
    3.1.2 黑龙江省宾县  39-40
    3.1.3 研究区三乡镇  40-41
  3.2 数据准备  41-44
    3.2.1 统计数据  41-42
    3.2.2 耕地数据  42-43
    3.2.3 农户调查数据  43-44
第四章农业土地系统时空特征及驱动机制  44-55
  4.1 研究方法与数据处理  44-46
    4.1.1 时空特征分析  44-45
    4.1.2 驱动机制分析  45-46
  4.2 结果  46-53
    4.2.1 土地权属与流转  46-49
    4.2.2 作物选择与分布  49-51
    4.2.3 农业集约化  51-52
    4.2.4 农户决策驱动因素  52-53
  4.3 讨论  53-54
  4.4 小结  54-55
第五章农业土地系统变化模拟模型（CroPaDy）设计  55-64
  5.1 基于 ODD 的模型框架描述  55-56
  5.2 模型概念化设计  56-58
    5.2.1 驱动因素分析  57-58
    5.2.2 决策过程与决策结果分析  58
  5.3 模型计算化设计  58-63
    5.3.1 Agent 生成模块  59-61
    5.3.2 Agent 分类模块  61-63
    5.3.3 Agent 决策模块  63
  5.4 小结  63-64
第六章 CroPaDy 模型模拟与结果分析  64-80
  6.1 Agent 生成模块模拟与检验  64-68
    6.1.1 技术流程  64-65
    6.1.2 单变量参数检验  65
    6.1.3 多变量相关性检验  65-67
    6.1.4 Agent 内部因素生成结果  67-68
  6.2 Agent 分类模块实现与模拟  68-73
    6.2.1 技术流程  68-69
    6.2.2 BP 网络设计与优化  69-71
    6.2.3 Agent 分类结果  71-73
  6.3 Agent 决策模块模拟与验证  73-78
    6.3.1 技术流程  73-74
    6.3.2 土地流转决策结果  74-75
    6.3.3 作物选择决策结果  75-77
    6.3.4 验证  77-78
  6.4 讨论  78
  6.5 小结  78-80
第七章主要结论  80-82
  7.1 创新点及结论  80-81
  7.2 展望  81-82
参考文献  82-98
致谢  98-100
作者简历  100-102

基于农户决策的农业土地系统变化模型研究

内容摘要

全文目录

相似论文