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作者:刘东;汝文超;张亮亮;李佳民;赵丹;
单位:东北农业大学水利与土木工程学院;教育部寒地黑土生境健康国际合作联合实验室(东北农业大学);农业农村部农业水资源高效利用重点实验室(东北农业大学);黑龙江省寒区水资源与水利工程重点实验室(东北农业大学);黑龙江省泥河水库管理处;
摘要:为分析区域水-能源-粮食关联(WEFN)系统安全水平,通过探索WEFN系统安全测度新方法,构建基于鱼鹰算法改进随机森林(OO-RF)模型的WEFN系统安全测度模型。以建三江分公司及其下辖的15个农场为例,分析建三江分公司的WEFN系统安全时间变化规律及其驱动机制。结果表明:建三江分公司的WEFN系统安全在时间上呈波动增长态势,在空间上WEFN系统安全呈由西南向东北发展趋势。确定万元GDP能耗等指标为关键驱动因子,2007—2011年、2012—2016年、2017—2021年间主要驱动力,分别为:机械总动力、人均耕地面积、万元GDP能源消耗、化肥施用量、地均灌溉用水量;机械总动力、万元GDP能源消耗、万元农业增加值用水量、人均耕地面积;机械总动力、化肥施用量、机械柴油消耗量。对比模型,OO-RF模型在精度上具有突出优势,证明该模型适用于WEFN系统安全测度。研究成果丰富了智能优化与机器学习在WEFN系统研究中的耦合应用,为WEFN系统安全运行机制探寻提供新思路。
关键词:鱼鹰优化算法;;随机森林模型;;水-能源-粮食关联系统;;安全评价
基金资助:国家自然科学基金项目(52179008,52309012,51579044,41071053,51825901);; 国家杰出青年科学基金项目(51825901);; 水利部水圈科学重点实验室基金项目(mklhs-2023-03)