华北平原集约农区农用地利用模式模拟研究——基于典型农户智能体模型

The households land use behavior makes the transition from the production capacity of the cultivated land resource to the actual production Productivity. However, the land use decision-making mechanism of the households, household's response to the national policies and the evolution of agricultural land use pattern derived by land use behaviors of households, which are still unclear for us..Daxing district of Beijing, Luancheng County and Quzhou County in Hebei province are selected as the case study area. A comprehensive database combined agricultural land use type and households' information will be established by collecting the remote sensing and land use type data, and household survey and interview information. By analyzing the characteristics of households, the agricultural land use pattern and the households' spatial distribution, we define the different typical households' agents and allocate them to suitable location based on the conditional probability and stochastic simulation methods. The land use decision-making and the mechanism responding to national policy of typical households will be investigated, and based on the multi-objective utility function theory, we will build the typical-households-based agent model, which is of a Bottom-up processing determining the agricultural land type driven by typical households decision-making. This Bottom-up agent-based module will then be tightly coupled with the CLUE-sII module, a Top-down land use demands allocation module. Finally, a dynamic urban-rural spatial pattern and the agricultural land use pattern will be simulated within the same one simulation step. Based on the actual situation of case study areas, Scenario analysis will be conducted with three assumptive policies: the grain production-oriented, the multiple planting-oriented and the limited water resources-oriented policies. We will study each type of household's sensitivity and response to the assumptive policies, and the spatial-temporal evolution of the agricultural land use type caused by.

耕地资源的生产能力通过农户的土地利用行为向实际生产力转换。但农户土地利用决策模式、农户对国家政策的响应机制，及由此产生的农用地利用方式的演化规律此尚不清楚。.拟选择北京市大兴区、河北省栾城县和曲周县为样区，收集、购置遥感数据、土地利用数据，进行高强度农户调查和访谈，建立2013年农用地利用和农户信息数据库。通过农户特征分析、农用地利用方式和农户的空间分布规律分析，定义多种典型农户智能体，基于条件概率和随机模拟方法，实现典型农户空间化；研究典型农户土地利用决策行为及对政策的响应机制，结合多目标效用函数理论、建立Bottom-up的典型农户智能体土地利用决策模型，并与Top-down的CLUE-sII模型紧密耦合，实现农用地空间格局和利用方式的动态模拟。根据样区实际情况，进行粮食生产导向、多样化种植导向和水资源限量导向三种政策的情景分析，研究不同类型农户对特定国家调控政策的敏感度和响应特征。

以华北平原集约农区典型区域为研究样区，通过研究建立典型农户智能体模型，开展了农用地利用模式模拟研究。.1）研究区2014年之前有自发、少量、零散的耕地流转；2015年之后，土地流转和规模化经营发展迅猛。农户要素利用特征分析及效率评价表明，2014年之前耕地、资本和劳动力利用效率均处于较高水平，且2003-2013年趋势基本稳定；2015年后耕地流转和规模化经营，对当地劳动力利用效率没有明显提高，耕地利用效率反而有少量降低，因政府给予为期三年、1200元/亩的合作社补贴，农户收入少量提高。本研究认为，在华北平原集约农区推动土地流转和规模化生产对持续、高效利用农地和解放劳动力的正向作用不明显，补贴期之后效果有待观察。.2）构建了基于python脚本语言的农户决策土地利用模拟模型，并在石家庄市栾城县进行了验证和情景分析，结果表明。（1）粮食补贴每亩增加150元，部分劳动力集约种植模式转换为粮食作物生产，但资金集约度高的种植模式没有明显变化。农用地利用方式及空间格局总体变化不大。（2）灌溉成本提高20%，在一定程度上减少了农业用水，但节水力度不够，农用地利用方式变化不显著。（3）劳动力成本增加促使农用地利用方式发生较为明显变化；农户会从劳动需求较多、收益较高的种植模式转换为劳动力需求低、同时收益也较低的生产模式，剩余劳动力转移非农产业以获得更高的总体收益（4）劳动力成本、灌溉成本、耕地补贴增加综合情况下变化趋势更加明显，政策效应更强。劳动力成本增加是今后区域耕地利用方式及空间格局变化的主导因素。.3）在华北平原腹地构建了基于Dinamica EGO建模土地利用空间格局变化模拟模型，情景分析表明，（1）国家鼓励土地流转、家庭农场建设政策下，未来耕地将出现规模化经营，农户类型将发生较大的转变。当前兼业农户转移出农业生产，大量耕地发生流转。（2）在粮食导向政策下，经营规模扩大，地块趋于规整。（3）在经济作物导向政策下，果园、经济林与蔬菜大棚面积在特定区域将逐步扩张。