西北旱区农业水土资源利用分区研究

发布时间：2017-05-10 16:19

  本文关键词：西北旱区农业水土资源利用分区研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：农业水土资源对人类的生产生活起着十分重要的作用。随着社会发展,人口增长,对农产品的需求不断增加,农业用水的严重不足和浪费以及水土资源空间布局的不匹配直接影响到农业生产力水平的提高,制约着农产品的供给。我国作为发展中国家和农业大国,粮食安全问题是保障国家安全的基本要求。西北旱区作为我国重要的粮食后备基地,如何解决持续增长的农产品需求同有限的农业水土资源之间的问题,不仅关系到区域粮食安全,更关系到国家粮食安全。然而西北旱区面积广阔,地形复杂,地貌多样,水资源短缺,生态失调严重,农业水土资源缺乏有效合理的配置。在此情况下,依据自然地带性和区域分异性规律,充分认识西北旱区农业水土资源利用现状,对西北旱区农业水土资源进行综合区划研究,对于促进区域农业水土资源协调,针对性的制定水土资源管理方案据有重要的现实意义。本研究以西北旱区为研究范围,通过对区域自然条件、社会经济水平、生态环境等方面进行综合分析,收集、检验、整理研究区域的多层次数据,运用地理学、统计学相关理论,以GIS为技术支撑,首先以西北旱区大型灌区为例进行了耕地压力现状研究,然后使用相对均质的格网单元,运用空间分析与统计分析手段,选用不同的分区方法对西北旱区农业水土资源利用进行分区,并确定了最优的分区方法,为西北旱区农业水土资源优化配置提供了理论基础。研究内容与结论主要如下:(1)以西北旱区大型灌区为例进行了耕地压力分析利用耕地压力模型模拟了不同粮食消费模式下西北旱区大型灌区耕地压力特征,模拟结果反映了其在人口、水资源、粮食生产能力、种植制度和方式等不变的情况下经济社会发展的不同阶段的人粮关系状况。结果表明,西北旱区大型灌区粮食生产能力高,除了满足自身的粮食需求外,还可为周边地区提供一定粮食输出和生态移民的空间,充分发挥灌区在旱区农业、农村发展以及城乡经济发展的支撑与辐射带动作用,协调好不同灌区间、灌区内部的粮食供给,有利于实现西北旱区的整体粮食安全。(2)利用格网法进行了西北旱区农业水土资源利用分区解决了西北旱区农业水土资源利用分区的多元数据问题,为综合分区提供了理想的数据框架,更为真实的反映了气候、地形等无明确界线的因子,实现了自然条件、社会经济水平、生态环境的多角度数据集成,打破了行政单元界线的束缚,使分区结果更加准确,实践证明,基于格网的西北旱区农业水土资源利用分区比基于行政单元的分区更接近于实际,更能反映出不同区域的水土资源状况、分异规律,具有一定的科学意义。(3)分析探讨了西北旱区农业水土资源利用分区方法主成分分析对于西北旱区农业水土资源分区有着重要作用,利用主成分分析,将原来多个指标变量转换为少数几个综合指标、通过降维处理技术,用较少的综合指标反映多指标变量所反映的信息,使各个因子之间的相关性降低,从而解决分类因子之间的共线性问题,提高分类准确度。SOFM神经网络算法对于西北旱区农业水土资源分区特征识别,效果较好。结合主成分分析,类别内聚特征优于其他分区方法,且分类准确度较高。因此,将主成分分析同SOFM神经网络相结合进行西北旱区农业水土资源利用分区是有效可行的。
【关键词】：农业水土资源 利用分区 SOFM 主成分分析 耕地压力 西北旱区
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F323.2
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景、目的及意义13-14
• 1.1.1 研究背景13-14
• 1.1.2 研究目的及意义14
• 1.2 西北旱区地理范围的界定与概况14-16
• 1.2.1 西北旱区地理范围的界定14-15
• 1.2.2 西北旱区农业水土资源现状15-16
• 1.3 国内外研究现状16-18
• 1.3.1 西北旱区地理区划研究16
• 1.3.2 农业水土资源研究16-17
• 1.3.3 分区指标体系研究方法17-18
• 1.4 研究目标与内容18-19
• 1.4.1 研究目标18
• 1.4.2 研究内容18-19
• 1.5 研究的基本思路、方法及技术路线19-21
• 1.5.1 指标体系建立与数据采集19
• 1.5.2 指标信度分析与标准化处理19
• 1.5.3 指标体系计算评价19-20
• 1.5.4 技术路线20-21
• 第二章 西北旱区耕地压力现状——以西北旱区大型灌区为例21-29
• 2.1 数据来源与研究方法22-24
• 2.1.1 数据来源22
• 2.1.2 耕地压力指数模型22-23
• 2.1.3 耕地压力分级标准23
• 2.1.4 人均粮食需求量选择23-24
• 2.2 结果分析24-27
• 2.2.1 总体耕地压力24-25
• 2.2.2 灌区耕地压力25-26
• 2.2.3 粮食盈亏与可再承载人26-27
• 2.3 小结27-29
• 第三章 农业水土资源利用分区理论与指标体系29-34
• 3.1 农业水土资源利用分区的理论基础29-30
• 3.1.1 地域分异理论29
• 3.1.2 区位论29-30
• 3.1.3 可持续发展理论30
• 3.2 农业水土资源利用分区的依据原则30-31
• 3.3 分区建立目标31
• 3.4 农业水土资源利用分区指标体系构建31-33
• 3.4.1 一级区：大尺度区域(LevelⅠ)(106km2左右)31-32
• 3.4.2 二级区：中等尺度区域(Level Ⅱ)(103km2左右)32-33
• 3.5 小结33-34
• 第四章 西北旱区农业水土资源分区方法选择34-58
• 4.1 地理格网模型34-35
• 4.1.1 地理格网模型概念34
• 4.1.2 格网单元的确定34-35
• 4.2 主成分聚类法35-42
• 4.2.1 主成分分析法35-36
• 4.2.2 聚类分析方法36-37
• 4.2.3 基于主成分聚类分析法的西北旱区农业水土资源分区37-41
• 4.2.4 基于聚类分析法的西北旱区农业水土资源分区41-42
• 4.3 SOFM神经网络法42-46
• 4.3.1 SOFM网络结构与工作原理43
• 4.3.2 SOFM网络学习算法43-44
• 4.3.3 SOFM网络算法流程44
• 4.3.4 基于SOFM网络算法的西北旱区农业水土资源利用分区44-46
• 4.4 分区方法的比较选择46-54
• 4.4.1 不同分类方法分类结果特征46-53
• 4.4.2 分区方法小结53-54
• 4.5 格网的县域化54-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 5.1 主要结论58-59
• 5.2 主要创新点59
• 5.3 讨论与展望59-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 叶长卫,李雪松;浅谈杜能农业区位论对我国农业发展的作用与启示[J];华中农业大学学报(社会科学版);2002年04期

2 张晶;;中国人粮关系的区域差异和国家粮食安全[J];经济地理;2009年11期

3 杨学利;张少杰;;当前我国粮食安全现状及对策研究[J];经济纵横;2010年06期

4 陆文聪;李元龙;祁慧博;;全球化背景下中国粮食供求区域均衡:对国家粮食安全的启示[J];农业经济问题;2011年04期

5 刘娅;朱文博;韩雅;李双成;;基于SOFM神经网络的京津冀地区水源涵养功能分区[J];环境科学研究;2015年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 朱秀珍;大型灌区运行状况综合评价研究[D];武汉大学;2005年

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本文编号：355136