氣候變化模式下森林結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化模型研究項(xiàng)目摘要

森林結(jié)構(gòu)決定森林的功能，森林結(jié)構(gòu)優(yōu)化面臨著全球氣候變化影響的挑戰(zhàn)。研究未來氣候變化背景下森林結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化規(guī)律,構(gòu)建包含氣候環(huán)境影響因子的森林結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型已成為森林經(jīng)營的重要內(nèi)容。項(xiàng)目擬以闊葉混交林為對象，通過森林結(jié)構(gòu)指標(biāo)解析，從空間結(jié)構(gòu)和非空間結(jié)構(gòu)兩方面建立和完善森林結(jié)構(gòu)量化指標(biāo)體系；基于固定樣地?cái)?shù)據(jù)、區(qū)域氣象數(shù)據(jù)、土壤及地形數(shù)據(jù)，應(yīng)用非線性混合效應(yīng)模型法建立氣候變化模式下的森林生長收獲預(yù)估模型和樹種多樣性模型。在此基礎(chǔ)上，針對氣候變化的時(shí)間和季節(jié)性以及環(huán)境因子變化的動態(tài)性，建立基于生長收獲預(yù)估模型和樹種多樣性模型的森林結(jié)構(gòu)動態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化模型，并應(yīng)用群智能算法求解模型。根據(jù)模型模擬和預(yù)測未來3種氣候變化模式下的森林結(jié)構(gòu)變化及其對功能的響應(yīng)，提出應(yīng)對氣候變化的闊葉混交林結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。研究結(jié)果將深入了解未來氣候變化背景下森林結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，為應(yīng)對未來氣候變化的森林經(jīng)營決策提供理論依據(jù)。 2100433B

供水管網(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著將自來水按質(zhì)保量的從凈水廠輸配給用戶的任務(wù)。對供水管網(wǎng)性能進(jìn)行綜合評價(jià)與多目標(biāo)更新優(yōu)化的研究，一方面對城市供水系統(tǒng)的安全輸配具有重要的理論意義，另一方面可保障供水管網(wǎng)的可持續(xù)健康發(fā)展。 課題首先調(diào)研天津供水企業(yè)，選定研究對象，基于開源的EPANET水力水質(zhì)模擬平臺，對供水管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模型校驗(yàn)并進(jìn)行動態(tài)模擬，進(jìn)而為管網(wǎng)性能進(jìn)行評價(jià)提供狀態(tài)數(shù)據(jù)。 其次，選定水力可靠性、水質(zhì)安全性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、系統(tǒng)節(jié)能性以及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性這五項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合改進(jìn)的AHP（The Analytic Hierarchy Process）層次分析法構(gòu)建供水管網(wǎng)性能評價(jià)體系，用于評估管網(wǎng)的綜合性能。 再次，分別基于極限爆管率和管網(wǎng)綜合性能評價(jià)，建立管網(wǎng)優(yōu)先更新管段的模型，參考供水部門提供的管道更換預(yù)算，確定待更新管段集合。 最后，結(jié)合待更新管段數(shù)據(jù)集合，建立投資運(yùn)行費(fèi)用最低、可靠性高的多目標(biāo)更新優(yōu)化模型。在該多目標(biāo)更新優(yōu)化模型中，創(chuàng)新地增加了最少碳排放量的目標(biāo)。模型求解基于GPU并行計(jì)算技術(shù)和NSGA-II算法，并通過工程實(shí)例驗(yàn)證了多目標(biāo)更新優(yōu)化模型和算法的可行性。 關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng)；性能綜合評價(jià)；多目標(biāo)；更新；優(yōu)化 2100433B

吳學(xué)文編著的《考慮生態(tài)的多目標(biāo)水電站水庫混沌優(yōu)化調(diào)度研究》系統(tǒng)探討了考慮生態(tài)的多目標(biāo)水電站水庫優(yōu)化調(diào)度的理論、方法及其應(yīng)用問題。主要內(nèi)容包括：緒論、水電站入庫徑流混沌預(yù)測、考慮生態(tài)的多目標(biāo)水電站水庫優(yōu)化調(diào)度模型構(gòu)建、水電站水庫優(yōu)化調(diào)度混沌遺傳算法設(shè)計(jì)、水電站水庫優(yōu)化調(diào)度自動化監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)、萬家寨水電站水庫優(yōu)化調(diào)度實(shí)例研究、總結(jié)與展望等。

《考慮生態(tài)的多目標(biāo)水電站水庫混沌優(yōu)化調(diào)度研究》可作為水利水電工程技術(shù)人員、經(jīng)濟(jì)管理人員及廣大水利工作者的參考書，也可作為高等院校水利類相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)參考書。

森林景觀是一個復(fù)雜開放的生態(tài)系統(tǒng)，在林分尺度上的研究成果不能夠全面、準(zhǔn)確地反映森林景觀的現(xiàn)狀及其變化規(guī)律。本研究把森林景觀作為研究對象，在研究區(qū)內(nèi)連續(xù)的森林景觀中提取“斑塊耦合體”，建立加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)模型，分析森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的特性，采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，建立斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)評價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型?；谘芯繀^(qū)域 201 個“斑塊對”的外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，研究了不同景觀類型的斑塊邊緣效應(yīng)及其耦合作用大小，構(gòu)建了基于森林景觀斑塊間耦合作用的加權(quán)森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)，分析了森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)的連通性、結(jié)構(gòu)熵等特性，以結(jié)構(gòu)熵為穩(wěn)定性指標(biāo)，探究了森林景觀斑塊耦合網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，為揭示森林景觀復(fù)雜性、構(gòu)建可持續(xù)森林景觀經(jīng)營模式提供理論依據(jù)。 2100433B