多区域农业部门均衡模型构建与算法优化

发布时间：2020-07-15 22:12

【摘要】：中国是一个人口基数大、耕地面积少、人长地缩、粮食缺口逐年扩大、人均口粮和饲料粮需求日趋紧张的农业大国,近年来又处于城市化快速推进、经济高速增长、生态环境安全面临挑战和人口问题依旧严峻的现状,如何处理好耕地保护和工业化、城市化用地需求之间的冲突,协调好生态用地需求和耕地保护间的矛盾,维持好耕地供给和人均口粮需求间的平衡是当前政府高度关注的议题,为了解决这一问题,除了控制人口增长和合理规划土地利用方式外,关键问题是如何有效利用现有耕地,提高耕地生产力以增加粮食产能。为实现这一目标,本文拟开展以下几个方面的研究：利用耕地生产力评估系统(ESAP)估算中国区域耕地生产力。在综合考虑地面气候、土壤属性等影响作物生长关键因子的基础上,动态嵌入农业投入和管理水平两个参数,模拟区域社会经济发展对耕地生产力水平的影响。这一改进增加了ESAP系统的可扩展性,使得模型在动态替换参数和更新数据上更有优势。基于以上改进,应用ESAP模型估算了中国31个省市2000-2010年耕地生产力水平及其变化态势,并运用Hadley Centre的HADCM3模式模拟未来的气候变化,估算了未来2010-2020年耕地生产力的变化情况。模拟结果显示,在2000-2010年间,中国各地区耕地生产力虽在年际间有一定得浮动,但整体上呈上升的趋势,且耕地生产力水平从东南向西北各省逐级递减；在2010-2020年间,各省份的耕地生产力比之2000年都有不同幅度的增长,2020年平均耕地生产力的增长幅度达到了10.7%。在区域尺度上,基于2007年全国和各省市的投入产出表,将农业细分为22个部门,构建细分农业部门的多区域投入产出表,根据TERM模型数据结构的要求,通过区域间贸易矩阵计算和调平衡等过程,得到了中国多区域2007年的TERM数据库,为多区域农业政策分析一般均衡模型的实现提供数据支持。参照一般均衡模型框架,构建多区域农业部门均衡模型,主要考虑整个宏观经济系统中农产品的变化。以2007年耕地生产力为基期,假设各省市耕地面积保持不变,将2010-2020年耕地生产力变化转换成耕地面积变化,作为外来冲击代入到均衡模型中,模拟中国各地区耕地生产力的变化对中国宏观经济和主要农作物产量的影响。模拟结果显示,地区间耕地生产力的变化对整个宏观经济系统尤其是农业各个部门有着直接或间接的影响。耕地生产力上升的省市其农作物产量也会随之上升,耕地生产力下降的省市其农产品价格会呈现一定得增长趋势,但变化趋势并不是十分明显。本文在数据库构建、模型构建和算法优化方面取得了一定得进步。(1)整理了一套较为完善的地面气候条件、土地要素及细分成22个农业部门的投入产出数据库；(2)利用耕地生产力评估系统,动态的评估了未来气候变化情境下中国各省市耕地生产力的变化态势。(3)基于耕地生产力变化特征,构建多区域部门均衡模型,揭示了耕地生产力变化对未来区域粮食安全的影响规律,为农业政策制定提供一定的科学决策依据。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP3;F323

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