Математическое моделирование продуктивности агроэкосистем

Имитационные модели продуктивности агроэкосистем имеют блочную структуру. Деление на блоки во многом является произвольным. Возможно, например, деление агроэкосистемы на почвенный и надпочвенный блоки, другой способ деления - биотические и абиотические блоки. Каждый из этих блоков разбивается на блоки следующего иерархического уровня, «элементарные» блоки в обоих случаях могут быть одинаковыми. При блочном представлении модели продуктивности агроэкосистем среди биотических блоков могут быть выделены, например, блок роста и развития растений, блок фотосинтеза и дыхания, блок функционирования почвенной микрофлоры, блок развития болезней сельскохозяйственных культур и др. Абиотические процессы могут быть описаны в блоках радиационного режима посева, водно-теплового режима почв, транспорта и трансформации элементов питания в почве и т.д. Набор блоков и детальность их проработки зависит от целей моделирования.

Имитационные математические модели продуктивности агроэкосистем являются динамическими, так как все характеристики и параметры системы почва-растения-приземный слой воздуха рассчитываются во временном разрезе. В результате могут быть получены данные о динамике биомассы растений (как отдельных органов, так и посева в целом), о динамике влажности и температуры почв, об интенсивности переноса и трансформации минеральных и органических веществ и т.д.

Рассматриваемые модели носят балансовый характер. Для всех веществ производится расчет «приходно-расходных» составляющих баланса. Так, например, при расчете водного режима почв (водный блок) учитывается поступление воды с осадками и в результате орошения, перехват ее надземной частью растений, возможное образование слоя воды на поверхности почвы, движение влаги в почве, взаимодействие с грунтовыми водами, потребление почвенной воды растениями и т.д. Следует отметить, что ни одна имитационная модель продуктивности агроэкосистем сколь бы сложной она не была, не в состоянии ответить на все возникающие вопросы. Поэтому при решении как теоретических, так и практических задач агроэкологии возникает потребность в системе моделей (банке моделей).

Заключение

При выполнении данной работы были рассмотрены 4 математические модели почвенных процессов:

- модель температурного и теплового режимов почв. Эта модель описывает процессы формирования теплового режима почвы с учетом техногенных воздействий, почвенных условий, характеристик растительного покрова и метеорологических факторов.

- модель водного режима почв, которая позволяет прогнозировать изменение влажности почв с учетом влияния природных и антропогенных факторов и решать задачи выбора оптимального управления этим почвенным режимом.

- модель процесса гумусонакопления. Данная модель учитывает зависимость продуктивности от содержания гумуса на ранних стадиях почвообразования и ослабление этой зависимости по мере приближения системы к стабильному состоянию.

- модель продуктивности агроэкосистем представляет собой сложную систему, включающую в себя культурные растения, почву и приземный слой воздуха, функционирование которых определяется совокупностью процессов биотического и абиотического характера.

К настоящему времени известно несколько десятков имитационных математических моделей продуктивности агроэкосистем. Они существенно различаются по количеству описываемых процессов и степени детализации их описаний.

Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Характеристика объектов и источников выбросов загрязняющих веществ предприятия
ОАО «ЕЭК» специализируется, как ранее отмечалось, на производстве тепла для жилого фонда города, на выполнении других видов работ, связанных с обеспечением теплом и также водой, уборкой улиц, оказа ...

Санитарно-экологическая оценка животноводческих предприятий
В XX веке экологические проблемы приобрели глобальный характер в связи с необходимостью предотвращения деградации природы, истощения ресурсов и достижения устойчивого развития на планете. В ...

Природоохранные мероприятия по снижению выбросов в атмосферу на примере предприятия Варан
Подземная разработка залежей высоковязких нефтей и природных битумов является одним из эффективных методов, обеспечивающих максимальное использование углеводородного сырья. Мировые з ...

Разделы