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《吉林大学》 2016年
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基于可拓数据挖掘的黄河三角洲土地利用优化研究

王建林  
【摘要】:2009年11月,国务院正式批复《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》,战略定位黄河三角洲高效生态经济区为建设全国重要的高效生态经济示范区、特色产业基地、后备土地资源开发区和环渤海地区重要的增长区域,成为国家区域协调发展战略的重要组成部分。黄河三角洲区域土地资源优势突出,地理区位条件优越,自然资源丰富,生态系统独具特色,产业发展基础较好,作为中国最具有开发潜力的三角洲,对该地区土地资源利用的变化情况进行研究具有重要的现实意义。同时,黄河三角洲区域经济发展的结构性矛盾和深层次问题仍然存在,长期以来,经济发展往往是以牺牲环境和浪费资源为代价的,环境污染问题和生态破坏问题突出。黄河三角洲地区虽然土地资源较丰富,但是土地资源质量不高且盐碱化严重,人口的不断增长造成的过渡开发问题存在造成土地退化等问题为今后的农业经济发展造成威胁。因此该地区经济社会与人口、土地资源、环境协调发展的任务繁重。为了保证经济社会的可持续发展,如何在经济高速发展的同时注重对生态功能的保护,实现土地的可持续利用是决策者们必须要面对的问题。本文从土地的可持续利用角度出发,从土地资源、生态环境和社会经济三个方面选择评价指标,采用统计的方法、可拓数据挖掘的理论和方法、可拓策略解决土地资源可持续利用矛盾问题的方法及善于解决复杂问题的系统动力学方法等,以黄河三角洲地区的滨州市为研究对象,先从动态变化的层面分析了土地利用方式及结构变化情况及其对社会经济及生态环境造成的影响,再利用可拓学的方法生成了解决土地可持续利用过程中存在的矛盾问题可拓策略。最后,利用系统动力学的方法对将来的土地可持续利用状况进行了模拟预测分析,为该区域今后土地资源的优化配置及科学的土地利用管理提供决策参考意见。首先,本文利用统计的方法,通过在空间域和时间域对比研究分析了滨州市各县域近年来的土地开发利用结构及变化情况,指出研究区域在土地利用方面的特征及存在的问题,即该区域的土地资源虽然丰富,但是土地开发强度相对较低,存在土地利用类型趋向单一及重用轻养等问题。在研究对比滨州市的土地开发利用结构及变化存在的县域差异后,有针对性地指出今后区域协调发展的合理化建议。在静态聚类分析滨州市的土地利用及农业发展现状的基础上,将可拓学的理论与数据挖掘技术相结合来构建土地利用可拓分析模型。该分析模型从滨州市社会统计数据中选择涉及土地资源、生态环境和农业经济的多个该地区的指标评价,定量描述该地区近20年来的土地利用方式和结构变化对社会经济及生态环境造成的影响,将滨州市的土地利用及农业发展现状与这近20年来的动态变化情况相结合,为宏观把握该地区的土地利用决策及今后经济社会和生态环境的协调发展提供科学的指导。本文主要根据可拓策略生成系统的理论框架,以区域土地的可持续利用问题为导向,应用以矛盾问题为研究对象、以矛盾问题的智能化处理为主要研究内容的可拓学方法,利用计算机系统模仿人的发现问题、分析解决问题的思维过程进行形式化探讨,定量化的生成解决高速发展的经济需求和对土地资源及整个生态环境的保护之间的矛盾问题的可拓策略,并基于改进熵权法计算评价指标权重系数,对生成的策略进行优度评价。基于对滨州市可持续发展系统整体结构的分析,结合各因素之间的关系并根据系统动力学的建模要求,进一步构建了包括资源子系统、人口子系统、经济子系统、土地利用结构及转化子系统的滨州市可持续发展系统,通过对影响区域可持续发展的因素进行分析,结合Vensim仿真软件和系统动力学模型,在对黄河三角洲地区的滨州市相关资料进行全面搜集和调查的基础上,从中选择出12个状态变量、14个速率变量、37个辅助变量及常量,形成了一个完整的基于土地信息的滨州市可持续发展系统动力学模型流图。以滨州市为例,对其区域可持续发展进行研究,根据该区域往年的人口总数、人口出生率死亡率、劳动力数量及其迁入迁出率、各土地类型的面积变化规律、GDP变化量、城镇农村恩格尔系数等数据,借鉴已有研究中的成熟公式和相关参数,建立了该区域系统的动力学方程。运用系统动力学原理对研究区域内土地利用动态变化进行模拟,对区域可持续发展进行系统核算,量化土地利用变化对滨州市可持续发展的影响,并对研究区域未来土地利用演变趋势进行预测,为滨州市下一步的土地开发、生态经济区建设和可持续发展提供决策依据和政策建议,并为可持续发展策略的制定提供依据。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:F301.2

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