2013年全国大学生数学建模竞赛校内选拔赛 18组

2013年全国大学生数学建模竞赛校内选拔赛

暨西北民族大学第五届数学建模竞赛论文

题号： B

论文题目：迭部县草地畜牧业可持续发展的研究

参赛队编号：18

参赛队员姓名：喻慧刘新付聪

日期：2013 年 6 月10 日

注：(1) 本封面内容均电脑填写完后打印；

(2) 题号从A，B中选择一项填写；

(3) 参赛队编号为第1-52队中的对应编号；

评审编号（由组委会评审前进行编号）：

2013年全国大学生数学建模竞赛校内选拔赛

暨西北民族大学第五届数学建模竞赛论文

评审编号专用页

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迭部县草地畜牧业可持续发展的研究

摘要

本文针对甘南州迭部地区的草地畜牧业情况，制定如何在提高当前草地畜牧

业经济效益的同时,又能兼顾草地资源的长期利用而不危及子孙后代的利益,保

证牧区经济和社会的繁荣与持续发展,维持区域生态平衡的方案。运用Excel、

Matlab软件得出了草地覆盖度和畜牧最大数量趋势预测模型。最后，将模型结

果和实际相结合，做出了海拔对草地覆盖度的分析报告，对模型提出自己的意见

和看法。

针对问题一，我们根据所给的2000--2008年期间草地覆盖度的表，运用

Excel、Matlab软件画出折线图，从而拟合出草地覆盖度时空变化模型。根据草

地覆盖度时空变化模型，我们可以分析出草地覆盖度与海拔、风力以及温度等环

境因素之间的联系。

针对问题二，我们搜集了迭部地区相关牲畜种类及生理特征的资料，根据年

际线性变化趋势采用MicaelC.Runnstron的方法，在每个像元的基础上，对

C进行线性拟合，趋势斜率用最小二乘法来计算，从而建立草地生态平衡的max

基础上建立草地畜牧模型。

针对问题三，根据问题一中建立的草地覆盖时空变化图，利用线性回归的方

法求解出草地生长速率的趋势，并模拟出畜牧最大数量趋势预测模型。根据该模

型，制定可持续发展的策略。

本文还对模型的误差进行了定性分析；对模型的优化提出了针对性的切实的

改进方向，对问题模型作出了理性中肯的评价。本文分析思路清晰，切入点独到，

运用多种方法，分析全面，特色鲜明。

关键字：草地覆盖度，可持续发展，最小二乘法，Matlab

目录

一、问题的重述.............................. 5错误！未定义书签。

二、问题的分析 (5)

2.1 问题的总分析 (5)

2.2 对具体问题的分析...................... 错误！未定义书签。

三、问题的假设 (6)

四、符号说明................................. 错误！未定义书签。

五、模型建立与求解 (7)

5.1 问题一的模型的建立与解答.............. 错误！未定义书签。

5.2 问题二的模型的建立与解答.............. 错误！未定义书签。

5.3 问题三的模型的建立与解答 (12)

六、模型的评价 (14)

6.1 优点 (14)

6.2 缺点 (14)

七、模型的优化............................... 错误！未定义书签。

八、参考文献................................. 错误！未定义书签。

九、附录..................................... 错误！未定义书签。

附录1 .................................... 错误！未定义书签。

附录2 .................................... 错误！未定义书签。

附录3 .................................... 错误！未定义书签。

§1 问题的重述

超载过牧是迭部县草地退化的主要原因之一，牧户只知道增加牲畜数量，不知道养护建设草场，加剧了草畜之间的矛盾，对草地的无限掠夺利用已超过了其再生能力，导致草地生态环境日益恶化。因此，有多少草，养多少畜，严格以草定畜，控制载畜量，无疑是草地生态保护的一项重要措施，牲畜超载部分要限期出栏，加快周转，提高出栏率，减轻草地承载负荷；加强抗灾保畜基地建设，彻底改变靠天养畜的被动局面，缓解草畜矛盾。改变养殖方式，发展舍饲养畜，做到草畜同步发展，畜种比例合理科学，切实保护草地生态环境。

草地资源不仅是农牧民赖以生存的物质基础和畜牧业赖以发展的重要自然资源，更是保护生态平衡不可替代的生态屏障。所以如何在提高当前草地畜牧业经济效益的同时,又能兼顾草地资源的长期利用而不危及子孙后代的利益,保证牧区经济和社会的繁荣与持续发展,维持区域生态平衡,已成为一项重要的战略任务。

现已通过遥感技术和地理信息系统，获得一定分辨率的甘南迭部区域的草地覆盖度。为了迭部地区草地畜牧业发展策略的制定，要求我们研究如下问题：

1.根据历年草地的覆盖度，结合迭部地区的地理特征，分析草地盖度与环境因素之间的关系，并模拟草地覆盖度的时空变化图；

2.考察迭部地区牲畜种类及生理特征，在草地生态平衡的基础上建立草地畜牧模型；

3.通过模型求出未来几年的畜牧最大数量，并预测相应的草地覆盖度，最后制定迭部地区草地畜牧业可持续发展策略。

§2 问题的分析

2.1问题的总分析

迭部县位于青藏高原东部边缘，总土地面积为5108.3平方千米,甘南迭部区域地势西北高，东南低，海拔在1600米至4920米之间。迭部县年均降水量625.5毫米，地表水资源十分丰富，土壤肥沃，气候温和湿润，四季分明。观察可知，甘南迭部区域草地生长速率和海拔的高低有比较大的影响。海拔越高温度风越大，温