基于CAS理论下的农用地水资源承载力评价及优配研究——以哈密地区为例

摘要

哈密具有独特的地域环境，奇特的景观资源。哈密以天山为岭，集南、北疆自然风貌。哈密地区的自然地理因素决定它具有特殊性，水资源量仅高于吐鲁番。在水资源开发与利用方面，不仅有内陆干旱区中普遍的问题，还具有能源不足、工程型水资源浪费现象等特点，同时具有水资源匮乏、水利建设不完善、用水结构失衡，节水器具使用不广、地下水超采极为严重等问题。水资源问题成了哈密代际生存的一个制约因子。所以，进行哈密地区的水资源承载力的研究是哈密农业产业规模化的需要，也是提速经济发展和人口增长的需要。哈密地区的可持续发展离不开农用地的发展，农用地是人类的基本生存环境，是承载人口生存规模的基础。在参考文献中，可以发现，在差异化的生活环境下，水资源对土地承载力影响最大。本文研究内容主要分为两部分:对哈密地区农用地水资源承载力评价，以及基于复杂性自适应系统理论（简称:CAS理论）下的哈密地区农用地水资源优配。
　　采用CAS理论对农用地水资源系统的自适应性及驱动机制做了分析，构建了哈密地区农用地水资源整体层模型，筛选该模型约束条件，使用RMONAGA对模型整体求解，并对优配之后的农用地水资源承载力综合评述。因此，本文针对于哈密地区农用地水资源承载力作了评价，并对哈密农用地水资源作了优配研究，旨在为协调哈密地区农用地水资源目前遇到的供给不平衡问题，提供一种参考。
　　本研究主要结论如下:
　　(1)针对哈密地区水资源利用中存在的问题，参考已有成果，选取哈密地区农用地耗水单位GDP、水资源利用率等多个有效评价指标。基于客观数据采用熵值法统一指标权重系数。运用粒子群优化后的升半Γ型分布指数公式对2004-2014年哈密地区农用地水资源承载力探究，结果显示哈密地区水资源承载力呈动态下降趋势，同时，2011年-2014年，哈密地区水资源承载力位于参照标准的第Ⅲ级，该状态下的自然水源开采能力不足。
　　(2)在水资源承载力基础上，将CAS理论置入地区农用地水资源优化配置（简称:水资源优配）研究中，对复杂特性的农用地水资源系统作了全面的深度解析，构建优配模型，为探索地区农用地水资源利用提供了深度视角。利用复杂自适应系统的多层次非线性特点，将多目标嵌套遗传算法在哈密地区农用地水资源复杂自适应性优配中运用。基于实际数据构建哈密地区农用地水资源优配模型，提拱可持续开采优选计划，可为哈密地区农用地水资源可持续开采与使用提供参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的

1．2 国内外研究综述

1．2．1 水资源承载力评价研究现状

1．2．2 水资源优配研究现状

1．2．3 文献述评

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

2．1 农用地相关概念

2．2 水资源承载力

2．3 水资源优配

2．4．1 可持续发展理论的提出

2．4．2 可持续发展理论内涵

2．4．3 水资源可持续利用理论

2．5．1 复杂自适应系统起源

2．5．2 复杂自适应系统主要内容

2．5．3 复杂自适应系统演化过程

3 研究区水资源利用概况与数据来源

3．1 哈密地区概况

3．1．1 社会经济现状

3．1．2 农用地利用结构

3．1．3 水资源利用现状

3．2 哈密水资源开发利用中存在的问题

3．3 研究区选择与数据来源

3．4 本章小结

4 农用地水资源承载力评价

4．1 评价体系构建

4．1．1 水资源承载力的影响因素

4．1．2 评价指标的体系构建原则

4．1．3 评价指标的体系确立

4．1．4 评价指标的定级标准

4．2 水资源承载力评价方法

4．3 农用地水资源承载力评价

4．4 本章小结

5 基于CAS理论的农用地水资源优配研究

5．1 基于CAS农用地水资源系统分析

5．2 模型构建

5．2．1 CAS理论建模的基本方法

5．2．2 农用地水资源系统层级划分

5．3 模型求解

5．4 实证研究与运用

5．4．1 建模原则与模型框架

5．4．2 边界率定

5．4．3 结果与分析

5．5 本章小结

6．1 研究结论

6．2 创新点

6．3 不足与展望

参考文献

致谢