基于人口流动模型与生态连通性的农居点整理模式优选
发布时间：2019-07-12 11:19
【摘要】：城镇化背景下农居点整理,不仅要考虑保留适当的农村人口规模,同时还要考虑整理对于农村土地生态格局影响。该文以江苏省如皋市柴湾镇万顷良田项目区为例,基于人口流动模型与土地生态连通性视角探索合理城镇化水平下最佳土地生态格局的整理模式。结果显示:由于农业存在必要性以及产业收益驱动,城镇化发展存在上限,农村人口流动、农居点整理规模均应以此制定合理目标,遗传算法可以为合理的整理方案选择提供智能决策支持;实证研究表明,如皋市柴湾镇万顷良田项目区能实现合理城镇化目标的农村人口转移及农居点整理方案并不唯一,可实现城镇化率在77.96%~78.63%之间,应该保留21.37%~22.04%的农村人口从事农业生产,与国际经验基本一致;不同农居点整理模式可以形成不同规模的"生态孤岛",相似城镇化率下,方案间生态孤岛规模可以相差2.29倍,不同的整理模式对生态连通性造成不同程度影响。在合理城镇化实现水平下,应选择对生态格局影响较小的农居点整理方案,构筑环境友好型土地利用的整理模式,实现生态文明建设目标,同时注重保留村落的规划与环境整治。
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图片说明： 农业工程学报2014年282率。通过城镇化率的Logistic曲线模型，可以得到城镇化下农村人口比例变化的模型，即反“S”形Logistic曲线（见图1）。根据相关研究及经验总结，城镇化发展到70%～80%后趋于稳定[21-22]，与此对应，农村人口比例将降至20%～30%水平趋于稳定。图1城镇化率与农村人口比例Logistic曲线模型Fig.1Logisticcurvemodelofurbanizationandruralpopulationproportion对于城镇化过程中人口流动规律，诺贝尔奖获得者刘易斯（W.A.Lewis）进行了较好的解释，提出了人口拐点理论，称之为“刘易斯拐点”。该理论认为：经济发展初期存在二元结构，经济发展过程是现代部门相对传统农业部门的扩张过程。这一过程将一直持续到把传统农业部门中的剩余劳动力全部转移，并出现一个城乡一体化的劳动力市场时为止。在这一过程中，由于现代部门收入高于农业部门，农业部门劳动力会持续向工业部门转移，直到将农村剩余劳动力全部吸收完，农业与现代部门收入相同为止，此临界点就是刘易斯拐点[23]，城乡人口达到均衡状态。1.2研究思路刘易斯人口流动拐点理论说明了城镇化发展存在上限，由于农业存在，农村地区会始终保留一定规模人口，因此农居点整理必须考虑农业发展需求，保留适当人口从事农业生产。基于整村整理，且整理后农居点全部转变成耕地的假设，本文以自然村为单元，在收集土地利用、人口及社会经济相关数据资料基础上，利用遗传算法计算得到适宜城镇化下农居点整理方案，并进一步基于生态连通性测算方法对方案进行比选，最终得到合理城镇化规模下的最优生态格局的农居点整理方案（图2）。图2研究思路图Fig.2Researchroadmapofpaper1.3研究方法1.3.1合理城镇化下农居点整理方案选择算法1）遗传算法简介及
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图片说明： 姿构盏?[23]，城乡人口达到均衡状态。1.2研究思路刘易斯人口流动拐点理论说明了城镇化发展存在上限，由于农业存在，农村地区会始终保留一定规模人口，因此农居点整理必须考虑农业发展需求，保留适当人口从事农业生产。基于整村整理，且整理后农居点全部转变成耕地的假设，本文以自然村为单元，在收集土地利用、人口及社会经济相关数据资料基础上，，利用遗传算法计算得到适宜城镇化下农居点整理方案，并进一步基于生态连通性测算方法对方案进行比选，最终得到合理城镇化规模下的最优生态格局的农居点整理方案（图2）。图2研究思路图Fig.2Researchroadmapofpaper1.3研究方法1.3.1合理城镇化下农居点整理方案选择算法1）遗传算法简介及编码方案遗传算法（geneticalgorithm，GA）是模拟达尔文生物进化论的概率搜索算法。它通过遗传、交叉及变异等算子，模拟自然界“适者生存，优胜劣汰”法则。该方法问世以来，得到了广泛应用[24-25]。其基本实现流程为（图3）：构建初始化数据，进行适应度计算，并进行种群优势判别，若为优势种群，则代替最差种群，并进行交叉、变异生成新一代，进一步进行适应度计算，并将符合适应度结果记录。通过多次迭代，最终得到最符合目标的解集。图3遗传算法实现流程图Fig.3Realizationflowchartofgeneticalgorithm研究基于整自然村整理的假设，若共有n个自然村，每个自然村都有整理或不整理可能性，因此整理的方案有2n种。为快速实现方案选择，研究构建了基于遗传算法的方案选择算法。本文中农居点整理问题，可利用基因表达为整理或不整理，分别用1和0表示，据此建立有n个基因的染色体，利用遗传、交叉和变异等算子计算每个染色体的适应度，从而确定研究问题的最优解。2）基?
【作者单位】： 南京大学地理与海洋科学学院;
【基金】：长三角经济发达地区土地生态状况调查与评估(DCPJ121504-01)
【分类号】：F301.2;C924.2
本文编号：2513670
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图片说明： 农业工程学报2014年282率。通过城镇化率的Logistic曲线模型，可以得到城镇化下农村人口比例变化的模型，即反“S”形Logistic曲线（见图1）。根据相关研究及经验总结，城镇化发展到70%～80%后趋于稳定[21-22]，与此对应，农村人口比例将降至20%～30%水平趋于稳定。图1城镇化率与农村人口比例Logistic曲线模型Fig.1Logisticcurvemodelofurbanizationandruralpopulationproportion对于城镇化过程中人口流动规律，诺贝尔奖获得者刘易斯（W.A.Lewis）进行了较好的解释，提出了人口拐点理论，称之为“刘易斯拐点”。该理论认为：经济发展初期存在二元结构，经济发展过程是现代部门相对传统农业部门的扩张过程。这一过程将一直持续到把传统农业部门中的剩余劳动力全部转移，并出现一个城乡一体化的劳动力市场时为止。在这一过程中，由于现代部门收入高于农业部门，农业部门劳动力会持续向工业部门转移，直到将农村剩余劳动力全部吸收完，农业与现代部门收入相同为止，此临界点就是刘易斯拐点[23]，城乡人口达到均衡状态。1.2研究思路刘易斯人口流动拐点理论说明了城镇化发展存在上限，由于农业存在，农村地区会始终保留一定规模人口，因此农居点整理必须考虑农业发展需求，保留适当人口从事农业生产。基于整村整理，且整理后农居点全部转变成耕地的假设，本文以自然村为单元，在收集土地利用、人口及社会经济相关数据资料基础上，利用遗传算法计算得到适宜城镇化下农居点整理方案，并进一步基于生态连通性测算方法对方案进行比选，最终得到合理城镇化规模下的最优生态格局的农居点整理方案（图2）。图2研究思路图Fig.2Researchroadmapofpaper1.3研究方法1.3.1合理城镇化下农居点整理方案选择算法1）遗传算法简介及
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图片说明： 姿构盏?[23]，城乡人口达到均衡状态。1.2研究思路刘易斯人口流动拐点理论说明了城镇化发展存在上限，由于农业存在，农村地区会始终保留一定规模人口，因此农居点整理必须考虑农业发展需求，保留适当人口从事农业生产。基于整村整理，且整理后农居点全部转变成耕地的假设，本文以自然村为单元，在收集土地利用、人口及社会经济相关数据资料基础上，，利用遗传算法计算得到适宜城镇化下农居点整理方案，并进一步基于生态连通性测算方法对方案进行比选，最终得到合理城镇化规模下的最优生态格局的农居点整理方案（图2）。图2研究思路图Fig.2Researchroadmapofpaper1.3研究方法1.3.1合理城镇化下农居点整理方案选择算法1）遗传算法简介及编码方案遗传算法（geneticalgorithm，GA）是模拟达尔文生物进化论的概率搜索算法。它通过遗传、交叉及变异等算子，模拟自然界“适者生存，优胜劣汰”法则。该方法问世以来，得到了广泛应用[24-25]。其基本实现流程为（图3）：构建初始化数据，进行适应度计算，并进行种群优势判别，若为优势种群，则代替最差种群，并进行交叉、变异生成新一代，进一步进行适应度计算，并将符合适应度结果记录。通过多次迭代，最终得到最符合目标的解集。图3遗传算法实现流程图Fig.3Realizationflowchartofgeneticalgorithm研究基于整自然村整理的假设，若共有n个自然村，每个自然村都有整理或不整理可能性，因此整理的方案有2n种。为快速实现方案选择，研究构建了基于遗传算法的方案选择算法。本文中农居点整理问题，可利用基因表达为整理或不整理，分别用1和0表示，据此建立有n个基因的染色体，利用遗传、交叉和变异等算子计算每个染色体的适应度，从而确定研究问题的最优解。2）基?
【作者单位】： 南京大学地理与海洋科学学院;
【基金】：长三角经济发达地区土地生态状况调查与评估(DCPJ121504-01)
【分类号】：F301.2;C924.2
本文编号：2513670
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