[发明专利]基于温室气体排放评价的循环农业种养资源优化分配方法

说明书

基于温室气体排放评价的循环农业种养资源优化分配方法，涉及循环农业生产中多目标优化的资源配置技术领域，解决现有技术缺乏对循环农业生产的评价目标，导致种植养殖耦合性差的问题。根据现有循环农业生产过程构建循环农业生产理想模型；选取循环农业生产耦合度评价参数，包括温室气体排放；构建循环农业生产养分约束条件，即利用养殖产生的粪肥作为肥料还田，利用种植产品作为饲料供给养殖生产；分别建立农业生产资料与温室气体排放关联，农业生产资料与养分供给数据关联；收集循环农业生产相关的养分循环数据与温室气体排放数据；构建经温室气体排放目标函数和养分供给约束条件，利用粒子群算法，或取猪生产规模与玉米种植规模的优化策略。

技术领域

本发明涉及循环农业生产中多目标优化的资源配置技术领域，具体涉及一种以温室气体排放评价为优化目标，实现循环农业种养规模分配优化方法。本发明使用改进粒子群优化算法求解在净增温潜势最优，并且满足循环农业养分供给约束的情况下“猪-玉米”循环农业生产规模分配方法，这样降低温室气体排放同时提高种养耦合度，适用于指导循环农业生产的资源分配。

背景技术

优化农业资源配置对于降低温室气体排放具有重要意义，畜牧生产是温室气体排放的主要因素，“种-养”循环农业可以提高农田土壤固碳能力，降低排放温室气体。目前循环农业生产注重减量化原则，但是针对温室气体排放问题，同时兼顾循环农业耦合性的资源优化方法还欠缺。

生猪和玉米是重要的农业产品，生猪养殖过程排放大量温室气体。以降低温室气体排放为目标，构建高耦合度的“猪-玉米”循环农业生产模型，具有代表性意义，为优化循环农业生产资源配置提供理论参考。现有“猪-玉米”循环农业生产存在不足。

1、注重产能，忽视温室气体排放问题。

2、种植、养殖规模如何分配，实现资源充分循环利用。

综上，目前循环农业生产缺乏针对温室气体排放问题下的资源耦合分配方法，同时循环农业生产资源配置也缺乏数据分析与理论指导方法。

发明内容

本发明为解决现有循环农业资源优化方法缺乏温室气体排放评价的问题，导致种养耦合系统在碳排放角度资源利用不合理，以及常规粒子群算法缺乏设定粒子群初始状态问题，提供一种基于改进粒子群算法的循环农业资源优化方法，改进粒子群算法可以有效解决数据初始设定以及多目标优化问题。以净增温潜势为目标函数，利用循环资源养分供给做为约束条件，以农业生产数据作为设置粒子群初始位置，再通过粒子群算法优化分配种植与养殖规模，从而解决循环农业生产中耦合性不强问题。

基于温室气体排放评价的循环农业种养资源优化分配方法，该方法由以下步骤实现。

步骤一、根据循环农业资源与温室气体排放情况构建循环农业温室气体排放模型，并定义所述模型系统的边界；所述循环农业温室气体排放模型包括循环农业资源与温室气体排放两个部分，其中循环农业资源部分说明资源间物质流动关系，其包括生猪养殖系统、玉米种植系统、饲料加工系统，土壤系统，物料投入模块；温室气体排放部分说明生猪养殖系统、玉米种植系统、饲料加工系统，以及物料投入模块都排放温室气体，土壤系统排放温室气体同时也固碳。

步骤二、根据步骤一分析循环农业温室气体模型中的温室气体排放；

所述循环农业中生产资源主要由种植资源和养殖资源两部分构成。

其中种植资源排放的温室气体主要包括：农田种植温室排放，农田种植过程中各环节产生的温室气体包括使用的化肥、杀菌剂、杀虫剂、除草剂、电力、种子、人力以及燃油产生的温室气体排放；

养殖资源排放的温室气体主要包括：生猪养殖环节排放的温室气体，具体为电力、煤、疫苗、消毒水、兽药、人力、肠胃发酵、粪便管理产生的温室气体排放；

与种植资源和养殖资源均相关的排放是农田土壤粪肥还田土壤固碳和饲料加工温室气体排放，饲料加工的排放由生产环节使用的电力、燃油、人力、浓缩料、预混料所产生。