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

Биоиндикационная оценка состояния городской среды по величине флуктуирующей ассиметрии березы повислой на примере микрорайона Юбилейный
Огромную роль в оздоровлении воздушного бассейна играют древесные растения, выступающие в роли своеобразного естественного фитофильтра, аккумулирующего и частично дезактивирующего токсически ...

Использование водных ресурсов на предприятии ОАО Промсвязь г. Минска
Экологическая функция вод весьма многообразна. Воды создают гидрологический режим жизни на Земле. Наличие водных ресурсов имеет исключительно важное значение для существования человека и при ...

Геологическое строение
Район расположен на юго-востоке Западно-Сибирской плиты. В ее геологическом строении выделяются складчатый фундамент и рыхлый мезозойско-кайнозойский чехол. Образования фундамента представлены поро ...

Разделы