智能体模型在微观土地利用行为模拟中的应用及启示

分析智能体模型在国内外微观土地利用行为模拟中的研究现状,指出研究中主要存在行为人行为规则简单、模型定量化方法单一、实证模型解释力不强等不足,提出进一步改进的方向和建议:在研究内容上应加强行为人决策机制研究;在研究区域上应加强农业土地利用变化及相关政策分析研究;在研究方法上应综合集成多学科相关研究成果。

农户土地利用决策行为的多智能体模拟方法

为了找出土地利用调控的关键结点,为相关政策的制定提供科学依据,该文利用MAS(multi-agent system)模拟微观主体的决策行为,自下而上地探究土地利用变化的内在机制。该文以河南省唐河县小庄村为例,构建了农户土地利用决策概念框架,并对其进行定量表达,通过模拟农户的决策行为,探讨了多智能体方法在农业土地利用变化研究中的应用可能。结果表明:1)各农户的内部决策值存在个体差异,但花生的内部决策值普遍较高。2)市场因子在一定程度上加强了农户种植花生的意愿,对于农户间相互作用,各农户差异较大,无统一规律可循;综合看来,在外部因子的强化作用下,各农户的最终决策更加偏向于种植花生。3)2012年小庄村棉花与花生的种植面积比例的模拟值为0.26:0.74,与实际值0.25:0.75基本一致,反映出2011年棉花价格的大幅下降给当地棉花种植带来了较大冲击,2012年小庄村秋季经济作物以花生为主。研究结果可为农户行为的调控提供理论依据,从根源处促进农用地的合理利用。

论“中国土地整理微观行为的宏观理念”

本文阐述了“土地整理微观行为的宏观理念”的基本思想内涵,论证了其辩证关系。提出“土地整理微观具体行为要蕴涵区域发展、生态环境、公众利益等宏观效应的命题。在此基础上,借鉴国内外土地整理的历史进程,对全国土地整理的发展战略、区域土地整理目标和整理模式进行了论述。

土地利用功能变化与农户响应研究进展

LUCC是表达土地系统的主要方法之一,但仅利用LUCC已不能完整理解土地系统的变化,而通过土地利用功能变化的研究加深对土地系统的认识已成为国内外学者的共识。目前,探讨和分析宏观土地利用功能变化与微观主体行为间的相互影响机制,已成为土地利用功能变化研究急需解决的问题。从土地利用功能表达与变化研究、土地利用功能变化的微观响应机制等两个方面,对土地利用功能变化与农户响应的研究进展进行归纳与总结,结论如下:(1)需进一步完善土地利用功能类型的表达方式和方法,使其在表达宏观土地利用功能分异规律的同时,亦能表达微观主体土地利用行为的信息。(2)还需借鉴土地利用决策和多模型整合的理论与方法对土地利用功能及其微观响应进行模拟。同时,指出发展土地利用功能变化下农户响应的有限理性决策模型,探索多模型整合的方式与方法就成为今后研究的重要任务。它对于认识和理解该宏观土地利用功能变化下微观主体的响应,进而引导农户土地利用行为,具有十分重要的理论和现实意义。

农业产业结构调整中土地利用结构及其与粮食产量关系分析——以河北省曲周为例

本文在区域农业产业结构调整中土地利用选择的宏观和微观理论分析的基础上,以河北省曲周县为例,从横向和纵向对比分析了县域土地利用结构的多样性和均衡度,并具体以耕地资源的内部微观调整对县域粮食产量所产生的影响为例。结果表明:①农户和政府均为农业产业结构调整的主体,农户微观土地利用选择行为构成区域农业产业结构调整的源动力;②政府的宏观引导和农户的微观选择之间相互作用的结果反映了县域农业产业结构调整的结果;二者的性质决定了各自的行为;③耕地内部作物面积构成变化是农户微观土地利用选择的结果;比较利益的存在是耕地内部流转的主要原因,并对粮食产量变化产生一定的影响。最后提出了曲周县农业产业结构调整及粮食生产安全的政策建议。

土地利用变化研究进展述评及展望

通过近年来对土地利用变化理论、模型方法和驱动机制等方面的研究成果,总结出土地利用变化自身理论建设滞后,驱动力传导机制研究不足,微观行为影响因素关注不足等现存问题,而土地利用变化自身理论建设是未来的研究方向,结合高新仿真技术模拟将是研究重点,关注人类微观行为作用机制是研究的重要着眼点。

高集约化农区不同政策情景下农户土地利用模式优化

农户是土地利用的具体实践者,优化农户土地利用行为及其配套政策与管理措施有利于提升环境友好型技术的采用率,从而实现对高集约化农区化肥过度使用的源头控制。以上海市青浦区为例,选取稻麦轮作制度下4种农田养分管理措施,运用TechnoGIN工具进行不同政策情景下物质流-经济流分析,通过构建氮效率、综合收益指标,评价不同政策情境下的土地利用水平,进而确定最佳土地利用模式及其配套的农业环境政策与管理措施。结果表明,精细养分管理的适度规模经营模式是青浦区构建农户尺度可持续土地利用模式的重要方向;同时,农业政策的制定须向适度规模经营农户采取增加补贴的方式,以弥补因人力和资源要素投入成本过高而产生的经济收益不足。

基于系统动力学模型和元胞自动机模型的土地利用情景模型研究

综合自上而下的系统动力学模型和自下而上的元胞自动机模型,从宏观用地总量需求和微观土地供给相平衡的角度,充分利用系统动力学模型在情景模拟和宏观驱动因素反映上的优势与元胞自动机模型在微观土地利用空间格局反映上的优势,发展了土地利用情景变化动力学LUSD(Land Use Scenarios Dynamics model)模型.利用该模型对中国北方13省未来20年土地利用变化的情景模拟结果表明,由于LUSD模型充分利用了系统动力学模型和元胞自动机模型的特点和优势,同时考虑了土地利用系统宏观驱动因素复杂性和微观格局演化复杂性的特征,因而提高了当前土地利用情景模型的可靠性,这将在一定程度上为理解土地利用系统的复杂驱动行为,评估脆弱生态区土地系统变化的潜在生态效应提供帮助.同时,LUSD模型的情景模拟结果也表明,农牧交错带地区是中国北方未来20年土地利用变化比较明显的地区,而耕地和城镇用地则是该区域内变化最为显著的两种用地类型.

基于CR-BDI模型的农户作物种植行为模拟——以陕西省米脂县姜兴庄为例

运用模拟平台模拟农户土地利用行为,对揭示农户土地利用变化机制和调整土地利用决策具有重要意义。本文选择生态脆弱区一乡一业、一村一品典型村陕西省米脂县姜兴庄为例,以信念—愿望—意图模型(BDI)为基础,构建有限理性能力与资源(CR-BDI)模型。基于NetLogo平台对CR-BDI模型和传统BDI模型的模拟情况进行对比分析,结果表明:1CR-BDI模型更适于微观尺度农户土地利用决策研究。2014年该模型面积失误率为6.78%,比传统BDI模型低8.48%,空间准确率比传统BDI模型高10.10%,2015年CR-BDI模型和传统BDI模型的整体空间正确率分别为78.8%和69.2%;2CR指数有利于体现农户的有限理性,与实际种植决策较为符合;3利用NetLogo平台有利于直观再现农户土地利用行为,揭示土地利用变化的微观机理,可作为研究土地利用变化互动机理的良好平台。