矿区复垦土地农业利用的优化选择(2)

　　由此可见，利用模式的优化是关于在一定约束条件下求取目标函数最值（最大值或最小值）的理论和方法。凡是可以用目标函数和约束条件表达的系统问题，都可以构成系统的优化问题，都可以采用上述形式的数学模型。具体的优化问题，因为内容的不同以及系统要素之间关联关系的不同，目标函数与约束条件可能会有不同的性质和形式，因此，可以采用不同的方法来解决，如线性规划、模型线性规划、灰色线性规划、非线性规划、动态规划和目标规划等。

　　3古冶矿区复垦土地农业利用的优化

　　3.1优化模型构建

　　在对古冶矿区塌陷区自然、社会经济情况以及塌陷区环境综合评估的基础上，有1937hm2土地复垦后可用于农业，应用运筹学的线性规划方法，确定矿区复垦土地农业利用模式的优化结果，即通过约束方程给定过的矿区土地资源、投入产出等技术约束条件下，使塌陷区的复垦土地满足经济、生态和社会目标。本研究根据矿区基本的塌陷地农业复垦利用模式，共设置6个变量作为不同利用模式的面积，包括粮食种植模式、蔬菜种植模式、经济林地利用模式、用材林地利用模式、牧草地利用模式和渔业养殖利用模式。

　　3.1.1决策变量的选择决策变量时，决策者从影响目标实现的各种因素中选择可控制的因素。古冶矿区复垦土地的产出效益受到生态、经济、社会文化等方面因素的制约，在这些因素中，以各类用地模式的土地占用面积最易控制，因此根据研究区的土地利用现状、优势条件以及今后复垦区的发展趋势，确定以下6个决策变量：x1——粮食作物面积，x2——蔬菜种植面积，x3——经济林用地面积，x4——用材林用地面积，x5——牧草种植用地面积，x6——渔业养殖水面面积。通过确定这6种模式的用地面积，使总的效益最大。

　　3.1.2价值系数的确定本模型的价值系数（cj）是各类用地的年度或平均单位产值（元·hm-2），它是根据各类利用模式用地的现状、自然、投入产出特点和当地市场趋势确定的。通过实际调查分析，确定6个决策变量的价值系数为（2009年水平）：粮食，c1=10099元·hm-2；蔬菜，c2=48356元·hm-2；经济林，c3=13050元·hm-2；用材林，c4=8004元·hm-2；牧草业，c5=24300元·hm-2；渔业，c6=13395元·hm-2。

　　3.1.3目标函数分析对一个区域的土地利用模式的优化或评价，在很大程度上取决于其经济效益，为此以经济效益最大为目标，生态效益和社会效益在约束条件中显现，因此，建立目标函数的线性规划模型：

　　MaxZ=10099x1+48249x2+13083x3+14704x4+24300x5+43785x6

　　3.1.4约束条件分析约束条件是实现目标的限制性因素，结合研究区实际情况，需要考虑以下约束条件：

　　（1）可利用土地资源约束。研究区塌陷土地资源可供农业复垦利用的面积，即

　　x1+x2+x3+x4+x5+x6=1937；

　　（2）复垦投资约束。根据研究区复垦投资的实际情况，参照有关标准，经初步测算，复垦总投资为10331万元。初步计算出各类农业复垦利用模式的复垦投入为：粮食52500元·hm-2；蔬菜76500元·hm-2；经济林，34500元·hm-2；用材林31500元·hm-2；牧草业39000元·hm-2；渔业30000元·hm-2。即

　　52000x1+76500x2+34500x3+31500x4+39000x5+30000x6≤103310000；

　　（3）复垦土地利用环境约束，即

　　x6≥328，x1+x2+x3+x4+x5≤1609；

　　（4）森林覆盖率约束。根据规划要求，矿区的森林覆盖率应达到35%以上，即

　　x3+x4≥1937×0.35；

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