我国主要资源利用变化的多尺度分析及其预测

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。3、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。4、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。、．，1f作者签名：遗』!丝Et期：上z2＆：￡：2Z学位论文使用授权声明本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量

2、复制并允许论文进入学校图书馆被查阕；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。—p作者签名：i立：丝日期：z!!壶：￡：2Z第一章日I言1．1选题意义与依据第一章引言资源不仅是人类杜会生存最基本的物质基础．而且是生产与发展的基本条件，是决定地区间经济差异和国家实力大小的重要因索。资源问题一直都是全世界各国最为关注的问题之一。尤其是进入20世纪70年代以来，更Eb--J二人类需求的日益增长和资源本身的稀缺性、有限性之间的矛盾越来越突出，资源与资源开发利用问题更加明显地成为全球性的热点问题之一。Ⅲ随着我国工业化

3、、城镇化进程加快，经济社会发展已经进入资源供需矛盾凸最期，同时也是围绕资源的利益矛盾和诉求的凸显捌。资源安全已成为众多学者讨论的热点问题。资源安全影响着国民经济和社会的发展。“国以民为本，民以食为天”，“万物土中生”，能源是国民经济的动脉．石油是工业的“血液”，矿产原料是现代工业的食孝良。有人估计，人类的食物88％由耕地提供，10％由草地提供．人类消费中95％以上的蛋白质取自土地。世界一I-．95％以上的能源、80％以上的工业原材料和70％以上的农业生产资料来自矿产资源，还有30％的地下水供农业生产灌溉用水，40％以上的纺织品材料是由矿产加工而成的化纤尼龙材料供人类穿用。12】

4、这些说明了资源(包括资源加工产品)是国民经济和社会发展的重要能源及原材料来源。131资源安全的概念是在人类社会快速发展对资源承载能力产生巨大压力的背景下提出的。一般认为资源安全是指一个国家或地区可以持续、稳定、及时、足量和经济地获取所需自然资源，同时又使人类发展赖以生存的自然基础和生态环境处于良好或不遭受毁灭性破坏的状态。毋容置疑，资源安全对我国搬具意义，这是由我国的国情和民情决定的。其一，我国人口众多，自然资源是民生发展不可或缺的基础；其二．我国自然资源相对匾乏，人均资源占有量少．资源安全阅值较小：第三，加强我国的大国地位，必须保障资源安全的相对安拿，否则将受制于人：第四，资

5、源安全是围家和社会稳定的綦硎：，石油恐慌、水危机、粮食短缺等问题势必在一定程度上引发社会和政治动荡：第五，我国历来十分关注资源安全，资源安全问题对我国意义重大。资源安全分为战略性资源安全和非战略性资源安全．也可以分为水资源安全、能源资源安全(包括石油安全)、土地资源安全(包括耕地资源安全)、矿产资源安全(包括战略性矿产资源安全1、生物资源安全(包括基因资源安全)、海洋资源安全和环境资源安全等。H前，耕地与能源安全是核心问题。为此，笔者选取目前我国供需矛盾最为突m的耕地和能源这两种资源进行分析。通过对这两种资源的供需情况进行分析发现．这两剥，资源的供需变化是逐年波动的。而小波是一

6、种具有多分辨(多尺度)数学分析T具，它一；仅可以从波动序列中提取出多个4i川尺度的波动第一章引言周期，反映它们的变化趋势，且子波变换具有良好的局域性，特别适合0二分析函数的局部可微性，并发现他的奇异性和刻画奇异性的可能特征，具有数学意义上严格的突变点诊断能力。【4】此外，经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition，EMD)能够准确迅速地将信号中不同频率的波动逐级分解开米，有效地提取出一个数据序列的趋势项。因此，通过运用小波和EMD方法对这两种资源进行多尺度分析，提取其特征时间尺度，研究它们的波动规律，预测未来趋势变化具有重要意义。而提取不同尺度下的突变点

7、，，f：对这些突变点发生的原因做出合理解释．则对研究我国的这些主爱资源利JLf=}变化的驱动机制，揭示其经济、政策原因．寻找解决矛盾的合理途径，有着深刻的意义。动力学建模足根据现存的问题，着重考虑导致系统变化的原因，研究来自内部和外界的各种因素的作用F，系统有关的要桑(应变量)将如何随时间变化，并对未来进行预测。p’为此，本文将针对我国目前供需矛盾比较突出的耕地、能源构建若干动力模式，从内部揭示其动力特征，并进行数值模拟，在此基础一t-结合分析出的驱动机制，提出若二f二方案，为国家和有关部门