改進粒子群算法在農業種植結構優化中的應用

李彥彬，馬嘉彤，李道西，王 飛

（華北水利水電大學，鄭州 450046）

0 引 言

【研究意義】合理的種植結構調整是實現地區農業水資源高效利用和可持續發展的關鍵途徑之一[1-2]。豫北地區是中國糧棉主產區和重要的引黃灌溉區域，但目前面臨水資源嚴重短缺、水生態環境惡化、引黃能力不足、農作物種植模式單一、高耗水作物比重大等問題，使得農業水源供水保障程度低，制約農業可持續發展[3]。在變化環境下，如何實現農業節水、提高農業水資源利用效率是一大難題，需要在節水優先的前提下，堅持以水定地、以水定產，統籌考慮優化主要農作物的種植結構，把水資源作為最大的剛性約束，取得最佳效益[4]。

農業種植結構的優化過程是對現有種植結構的調整，具有復雜的特點，需要順乎生態規律和合乎廣大人民的要求，從而達到多方面效益協調統一[5-6]。【研究進展】從過去研究實踐來看，國內外傳統的多目標種植結構優化主要是采用線性加權法、灰色分析法、熵權系數法、模糊定權法、區間兩相模糊規劃理論等將多目標轉化為單目標問題進行求解[7-10]，但多目標之間存在博弈，其權重的變化會對優化結果產生很大影響，造成信息丟失，因此適應性有限[11]。近年來，進化和群智能算法在多目標全局最優搜索問題中應用廣泛，如遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等[12]。如張智韜等[13]采用蟻群算法優化種植結構，保證生態和經濟的發展，羅建美[14]、胡洪靜等[15]、王慧等[16]利用NSGA-II算法對種植結構進行調整。……