Математические модели почвенных процессов
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
?ть 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.
Это далеко не весь список существующих моделей почвенных процессов. Существуют также модели солевого режима почв, биогеохимических циклов, структурно-механического состояния почв и т.д.
Огромное влияние на состояние почвенных процессов оказывает хозяйственная деятельность человека, поэтому для прогнозирования и предотвращения дальнейшего негативного антропогенного влияния необходимо создание математических моделей почвенных процессов.
Список использованной литературы
1.Зарецкий, А., С.А. Лавров, 1985. Физико-математическое моделирование процессов тепловлагопереноса в талых и мерзлых почвах, Метеорология и гидрология, №7, 82 с.
.Катышева, А.С. О моделировании миграции почвенной влаги в межвегетационный период, в кн.: Научно-технический бюллетень по агрономической физике. с. 8-22.
.Пачепский Я.А. Математические модели физико-химических процессов в почвах. - М.: Наука, 1990. - 188 с.
.Поляков В.Л. Моделирование испарения с оголенной почвы. - Издательство Института гидромеханики НАН Украины, 2001. - 10 с.
.Росновский И.Н. Системный анализ и математическое моделирование процессов в почвах: Учебное пособие / Под ред. дбн Кулижского С.П. - Томск: Томский государственный университет, 2007. - 312 с.
.Рыжова И.М. Математическое моделирование почвенных процессов. - М.: Издательство Моск. ун-та, 1987. - 82 с.
.С.Ю. Беданокова. Математические модели водного и солевого режимов почв с фрактальной структурой.
.Тезик К.А. Оптимальное управление состоянием агроэкосистемы с помощью разработки математических моделей // Модели и технологии оптимизации земледелия: Сб. докладов Между-нар. науч.-практ. конф. Курск, ВНИИ и ЗПЭ, 2003. С. 297-298.
Приложение А
Дробно-линейная зависимость Михаэлиса-Ментен
М - продуктивность растительного покрова;
Mmax - потенциальная продуктивность растительного покрова;
Km - параметр, численно равный запасу гумуса в почве, при котором достигается половина потенциальной продуктивности фитоценоза;
s - запас углерода гумуса в интересующей нас почве.
>