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耕地是土地资源的精华,也是最为重要的农业生产资料。耕地资源对于保障国家粮食安全和维护社会经济稳定持续发展具有非常重要的意义。尽管中国政府已采取了世界上最为严格的耕地保护政策,但近年来耕地资源数量不断减少、质量下降、生态环境状况持续恶化却是不争的事实。在这种情况下,寻找区域耕地安全的路径成为现实的迫切要求。
为解决这一重大问题许多学者分别从各自的专业角度,阐述耕地资源安全的理论问题,寻找协调经济发展和耕地保护的路径,但是,由于耕地资源本身和耕地安全管理的系统特性,导致他们的分析出现片面性的现象。所以,以系统科学理论为基础来研究耕地安全问题,就成为理论研究的必需。
耕地安全系统是一个复杂的非线性动态反馈系统,是一个多学科相交叉的研究课题,涉及到经济学、管理学、地理学、生态学等众多学科知识。作为一个新的研究领域,耕地安全系统有很多问题值得我们去研究,系统动力学是专门研究信息反馈系统的学科,十分适合用来深入探究耕地安全系统的内部结构及其运行规律。系统科学理论方法能够从系统整体角度来认识系统行为的规律。因而,用系统分析和评价的方法来分析研究耕地安全系统问题是非常适宜的。鉴于任何科学方法的片面性,本文把神经网络理论、灰色系统理论和耗散结构理论方法和系统动力学方法结合起来,发挥每种方法的优势。全文按照耕地安全系统问题诊断-系统分析-动态模拟-系统评价的思路,通过以下章节来开展研究:
第一章对耕地安全系统相关研究文献进行简单回顾,重点对资源安全问题和土地系统研究方面的文献进行综述和评价,分析可资借鉴的方法和发现研究的不足,从而找到深入研究的突破口。
第二章从系统科学和可持续发展的角度,对耕地安全系统的内涵进行阐述,分析耕地安全系统的组成要素和结构,对耕地安全系统的演化路径进行理论分析,为系统变量的选取和因果关系分析做理论铺垫。
第三章根据耕地数量、质量和生态安全系统的一般理论,采用系统动力学这一定性分析与定量分析综合集成的方法,结合江苏省耕地安全系统的实际选择模型变量,分析变量间逻辑关系,利用土地经济学、计量经济学、数理统计等有关理论和方法,在对江苏省耕地安全系统进行研究的基础上,建立耕地安全系统动力学模型。
第四章利用相关资料和数据确定系统参数和建立方程,对系统灵敏度和有效性进行分析,设定政策模式对江苏省耕地安全系统的主要变量进行预测分析并进行政策模拟,根据主要变量的动态变化,比较不同政策模式的耕地安全系统政策绩效。
第五章论证耕地安全系统的灰色特性,用灰色关联方法遴选耕地安全系统的主要指标,构建PNN神经网络模型,对江苏省耕地安全系统在不同模式的安全状况进行判定。
第六章根据耗散结构理论,利用信息熵方法对江苏省耕地安全系统,数量、质量和生态子系统的熵变情况进行分析,从而判断系统及其子系统的有序性,然后建立发展度和协调度模型对耕地安全系统的协调性和稳定性进行评价。
第七章对研究结果进行总结,提出未来研究的方向。
以上分析得出如下结论:(1)基于粮食安全考虑,耕地安全包括耕地数量、质量和生态环境三个方面;(2)江苏省耕地安全系统动力学模型的模拟和政策对比表明,协调发展道路下,耕地安全系统状态最佳,概率神经网络模型进行的耕地安全状态评价进一步验证了这个结论;(3)基于信息熵的计算表明,耕地安全系统的总体安全性和子系统的安全不是完全一致的,依据信息熵变规律,加强系统的协调是实现耕地安全的策略之一;(4)基于系统理论和系统动力学方法的区域耕地安全系统的分析为耕地资源安全的研究探索了一个新的方法,通过系统模型得出的结论为保障区域耕地系统的安全政策的制定提供了科学的依据。