常熟市农业生态环境质量的可变模糊评价

对农业生态环境质量进行评价,是制定农业及社会可持续发展政策的依据。农业生态环境质量的评价属于模糊概念。采用可变模糊集模型进行评价,以级别特征值方法量化评价结果,可有效解决最大隶属原则的不适应性。本文运用该模型对江苏省常熟市农业生态环境质量进行了评价。对比文献[14],体现了该模型适用性,能更客观地评价该市农业生态环境质量状况。根据评价结果,该文对常熟市生态环境的维护提出了建议。     

基于遗传投影寻踪模型的黑河中游地区农业节水潜力综合评价

农业节水潜力综合评价是进行节水规划的重要依据。目前,区域农业节水潜力的定量研究和综合评价研究仍存在不足。为此,本研究以地处西北内陆的黑河中游地区为研究单元,以流域统计资料和野外参与式农户调查资料为基础,借鉴层次分析方法原理,考虑区域社会经济发展水平、水文水资源状况、农业水资源开发利用、农业节水水平和生态环境对区域农业节水潜力的影响,建立了区域农业节水潜力综合评价指标体系。并针对各个单项评价指标的不相容问题,提出基于实码加速遗传投影寻踪的区域农业节水潜力综合评价模型,利用最佳投影方向判断各指标对综合评价目标的贡献大小和方向,通过投影指标值大小对黑河中游地区各区县(甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县)农业节水潜力实现水平进行评价。结果表明:水利投资占GDP比例、渠道防渗面积比和管道输水面积比等指标对区域农业节水潜力的影响较大,而人均粮食产量、人均水资源拥有量、供水量模数等指标影响较小;2005年,甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县的投影值Z(i)=(1.366 5,1.170 4,1.239 1,1.259 6,1.158 6),故甘州区、高台县和临泽县农业节水技术水平较高,山丹县和民乐县农业节水技术水平较低,节水技术应用潜力空间较大。研究结果可为区域节水农业技术持续发展提供科学依据和决策支持。     

基于投影寻踪的云南省农业水资源效率评价

为探讨云南省农业水资源利用效率,选取与资源利用效率、经济效益、生态效益相关的15个指标,将遗传算法与传统的优化方法结合,利用投影寻踪技术的基本原理,建立了农业水资源利用效率评价模型。利用该模型对云南省16个地区2000,2005及2010年的农业水资源利用效率方案进行综合评价,优化农业水资源利用效率的状态变量指标的最佳投影方向,确定各样本的投影值,从而对各地区进行分类和评价。评价结果很好地反映了各评价指标的贡献率和方向性,符合高原季节性干旱地区农业水资源利用的现状。     

县域农业生态环境质量动态评价及预测

全面客观地评价和预测区域农业生态环境质量状况及发展趋势,对于维持农业可持续发展和生态平衡具有重要意义。基于2001-2010年临汾市尧都区农业生态环境质量相关数据,从农业自然环境状况、农业生产投入和农业生态环境响应3个方面构建农业生态环境评价指标体系,运用主成分分析法对评价指标进行了筛选,并采用灰色系统GM(1,1)模型对临汾市尧都区未来农业生态环境状况进行预测。研究结果表明:尧都区农业生态环境质量综合指数总体呈上升趋势,质量等级从2001年的"差"变为2015年的"优";尧都区农业生态环境质量状况空间差异明显,不同乡镇由于社会经济发展水平、农业发展方式、农业生态保护力度等因素不同,导致全区农业生态环境格局分布的差异性以及空间演化的异质性;农业生产投入子系统对农业生态环境质量的变化影响最大,表明了人类活动对农业生态环境质量变化的显著影响;针对农业生态环境质量不同影响因素的作用力度,尧都区应该开展植树造林活动以提高林地指数,根据区域水资源承载力状况合理加大水资源开发力度,改善农田排水系统,逐步加大生物农药施用量的比重。农业生态环境质量动态评价及预测研究能够有效地反映生态环境质量的演变趋势,为区域农业可持续发展和农业生态环境建设提供一定的决策参考。     

区域泥石流危险度评价的影响因子识别

区域泥石流危险度评价是环境保护和减灾的重要内容.针对泥石流危险度评价的多因素影响问题,通过全面收集有代表性的泥石流样本资料,应用免疫进化算法,建立了区域泥石流危险度评价的投影寻踪聚类模型.研究结果表明,该模型依据样本自身的数据特性寻求最优的投影方向,并通过投影方向计算反映评价样本综合特征信息的投影特征指标.该模型不但可以确定各评价指标的权重,避免权重人为的任意性,还能在区域泥石流不同危险度级别划分的基础上,以平均贡献率的大小揭示不同影响因子对评价结果的影响,从而可清楚地筛选出其中的关键影响因子.此研究从定量的角度进一步深化了对泥石流危险度评价影响因子的认识.     

基于遗传投影寻踪模型的农业水资源利用效率综合评价

针对农业水资源利用效率评价指标的不相容性问题，提出了农业水资源利用效率综合评价的遗传投影寻踪方法。该方法可以依据样本自身的数据特性寻求最佳投影方向，利用最佳投影方向可以判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小和方向。通过最佳投影方向与评价指标的线性投影得到投影指标值，通过这一指标可以对样本进行统一评价和分类。利用该方法对甘肃省81个县域单元的农业水资源利用效率进行综合评价，评价结果很好的反映了各评价指标对综合评价目标的贡献大小和方向以及各评价单元综合利用效率。     

投影寻踪等级评价模型在土壤质量变化综合评价中的应用

土壤质量动态变化研究是以土壤质量评价为基础，通过土壤质量指数的时空变化来反映。因评价实体、目标、指标体系的不同，评价模式（方法）也存在差异。由于涉及多个评价指标，所以属于高维数据处理问题。针对传统评价方法存在指标权重确定没有统一的理论和计算方法的不足，本文提出用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，简称RAGA）的投影寻踪等级评价（Projection pursuit grade evaluation，简称PPE）模型。通过RAGA优化PPE模型中的投影方向参数，完成高维数据向低维空间的转换，即将每个样本的多个评价指标综合成一个综合指标，用倒S曲线建立投影寻踪土壤质量综合评价模型，从而实现对土壤样本的评价。     

西藏米拉山区东坡垂直分布土壤肥力综合评价

针对以往土壤肥力质量综合评价方法存在人为权重赋值误差,以及简便计算等方面的不足的问题,提出了投影寻踪等级评价模型对土壤肥力质量进行综合评价。投影寻踪等级评价模型方法依据标准样本自身的数据特性寻求最佳投影方向,通过最佳投影方向与评价指标的线性投影得到投影指标值,依据投影指标值对样本进行统一评价和分类,并利用最佳投影方向判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小。模型日的应用较好地对西藏米拉山区不同海拔土壤肥力质量进行评定,并对单一指标对土壤肥力质量贡献大小进行了分析,其结果将有助于西藏土壤的合理利用,为今后的土地利用分析决策提供重要参考。     

基于多目标决策灰色关联投影法的水土保持生态修复生态效益动态评价

科学评价水土保持生态修复效益对进一步完善生态修复模式具有重要意义.水土保持生态修复生态效益评价的对象实际上是区域生态环境系统,涉及自然、生态等多方面具有信息不确知性和不完全性的因素.实质上是一个灰色系统.基于灰色系统理论和矢量投影原理,建立了水土保持生态修复生态效益评价灰色关联投影模型.该模型将评价样本及各级标准视为矢量.分别向同一矢量(理想样本)进行投影,根据投影值的大小,确定样本所属的生态环境质量级别及样本间的优劣排序.利用地处沂蒙山区的国家水土保持生态修复试点工程山东省平邑县项目区的2002-2005年监测数据,通过建立生态效益评价指标体系,采用多目标决策灰色关联投影法,对水土保持生态修复的生态效益进行评价,结果与预期相一致.即研究区2005年牛态效益的投影值为0.661 9,2002年的投影值0.5931.研究表明:利用灰色关联投影模型进行水土保持生态修复效益动态评价是科学的、有效的,具有应用和推广价值.     

基于RAGA一PPPCA模型的区域农业水土资源承载力综合评价

在全面分析影响农业水土资源复杂系统承载力变化诸多因素的基础上,初步提出了农业水土资源承载力的概念,选取27个与农业水土资源密切相关的承载力评价指标,为了解决评价指标过多引起的评价过程复杂性问题,将主成分分析法有效解决指标间多重相关性的特性和投影寻踪模型高效降维技术有效结合在一起,提出了投影寻踪主成分分析模型。将该模型应用于三江平原农垦建三江分局农业水土资源承载力综合评价中,取得了满意的结果,同时为农业水土资源承载力评价研究提供新的研究思路和研究方法。     

基于投影寻踪的农业基本旱情评估

针对干旱指标的不相容性以及现有方法对评估等级的分辨率较粗略等问题，提出了农业基本旱情评估的投影寻踪方法（Projection Pursuit，PP）。根据农业旱情等级划分标准，构建了能够反映农业基本旱情系统变异信息的投影指标函数，引入自由搜索（Free Search，FS）算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向，利用最佳投影方向信息研究了各种干旱指标对农业基本旱情评估的影响程度。考虑到各种旱情监测信息的时空代表性以及不同指标对旱情评估的影响程度，在甘南县域尺度下，选用降水量距平百分比和连续无雨日数两种指标计算了投影值，建立了农业基本旱情评估的投影寻踪模型。实例应用表明，该模型评估结果符合当地干旱实情，且对旱情等级划分清晰，为农业基本旱情评估提供了一种新方法。     

基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型

针对现有的旱情评价方法容易出现评价等级离散和结果不易分辨等问题,提出了基于人工鱼群的投影寻踪旱情评价模型,利用人工鱼群算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时采用自适应人工鱼步长和拥挤度因子对人工鱼群算法进行改进,克服其易陷入局部最优等缺点,提高了全局搜索能力和收敛速度。以三江平原红兴隆分局为例,选用降雨距平百分率、Z指标和降水温度均一化指标3个指标综合计算投影值,建立了基于改进人工鱼群算法的三江平原投影寻踪旱情评价模型。结果表明,该模型有效避免了单项指标评价的不相容性,用于区域旱情评价是切实可行的,为旱情评价提供了参考。     

基于PPC模型与RI指数法的茶产地土壤重金属污染评价

以某喀斯特山区茶产地表层土壤为研究对象,依托GIS空间分析技术,采用投影寻踪聚类(PPC)模型和潜在生态风险指数(RI)法两种较新的评价方法对土壤重金属污染进行综合评价。投影寻踪聚类模型将236个土壤样本中的Hg、As、Cd、Pb、Cr含量指标作为多维投影参数寻求其最优投影方向,由投影指标函数得出土壤重金属污染投影值来反映重金属含量的特征,建立投影寻踪聚类模型,从而得出研究区土壤重金属污染实际现况,结合潜在生态风险指数法,进一步对研究区土壤重金属污染风险程度和演变趋势进行预测。结果表明:(1)在指标投影方向上Hg和As对研究区土壤污染影响最大,Cd对土壤污染影响最小;(2)根据PPC评价标准,研究区土壤环境质量状况良好,无污染的样点区域达到96.61%,清洁占总样点数的30.08%,尚清洁占总样点数的66.53%;(3)在潜在生态风险上存在低度、中度,分别占采样点的89.41%和10.59%,风险程度较低,但有向中度演变的趋势;(4)在污染情况上,清洁和尚清洁的空间分布广阔,轻度污染进行内插后空间分布不明显。本文研究结果有利于综合评价该地的土壤环境质量状况,在实践中将为喀斯特山区的土壤资源的管理和茶叶种植区的合理布局起到参考作用。     

基于RAGA的PPC模型评价水分胁迫对寒区水稻生长和产量的影响

针对水分胁迫对水稻生育和产量的综合影响很难直观判断的问题，该文提出了评价水稻综合指标的投影寻踪方法，该方法可以依据样本自身的数据特性寻求最佳投影方向，利用最佳投影方向判断各评价指标对综合评价目标的贡献大小。采用实码加速遗传算法进行PPC建模，简化了投影寻踪技术的实现过程，克服了投影寻踪技术计算复杂、编程实现困难的缺点。评价结果表明，拔节期受旱对生育综合指标影响较大，分蘖期受旱由于时间较长，生育综合指标也较差。水稻生育期连旱对生理指标以及产量影响最为严重。应用RAGA算法的PPC模型评价水稻水分胁迫情况下生育综合指标排序结论比较可靠，这对制定水稻调亏灌溉制度具有应用价值。     

基于改进双链量子遗传算法的投影寻踪调亏灌溉综合评价

针对调亏灌溉方案优选过程中存在单项指标的灌溉优劣评估结果单一和难以客观评价灌溉综合效益等问题,该文提出了基于双链量子遗传算法的投影寻踪综合评价模型。该模型利用双链量子遗传算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,同时通过矢量距浓度筛选进入搜索空间的量子染色体,以及在进化过程中逐步优化、压缩搜索空间对双链量子遗传算法进行改进。将改进双链量子遗传算法的投影寻踪模型对玉米各调亏灌溉方案进行综合评价,评价结果表明苗期水分亏缺程度为田间持水量50%～60%的处理是最佳调亏灌溉方案,产量与水分利用效率比正常灌溉处理分别提高了6.4%、10.8%。改进后的模型全局搜索能力与优化效率得到了显著提高。