Математические модели почвенных процессов
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
Министерство аграрной политики и продовольствия Украины
Керченский государственный морской технологический университет
Технологический факультет
Кафедра Экология моря
Курсовая работа
По дисциплине Моделирование и прогнозирование состояния окружающей среды
На тему
Математические модели почвенных процессов
Керчь 2012
Реферат
математическая модель почва агроэкосистема
Курсовая работа: с., рис., источников, приложение.
Объектом исследования являются математические модели процессов, происходящих в почвах.
В курсовой работе рассматриваются: математическая модель теплового и температурного режимов почв, водного режима почв, модель процессов гумусонакопления и моделирование продуктивности агроэкосистем.
Во время написания работы приводятся формулы и системы дифференциальных уравнений, которые характеризуют математическое описание исследуемых моделей.
Ключевые слова: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ, ВОДНЫЙ РЕЖИМ, ГУМУСОНАКОПЛЕНИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ.
Содержание
Введение
1. Математическое моделирование и его место в почвоведении
2. Существующие подходы к математическому моделированию почвенных процессов
3. Математическое моделирование теплового и температурного режимов почв
4. Математическое моделирование водного режима почв
5. Модель процессов гумусонакопления
6. Математическое моделирование продуктивности агроэкосистем
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А
Введение
Актуальность. Воздействие деятельности человека на биосферу приобрело за последнее столетие масштабный характер. Таким образом, почвы подвергаются сильнейшему антропогенному влиянию. Впоследствии это сказывается на их структуре, свойствах, плодородности и т.д. Важным является то, что для выявления каких-либо изменений в почвенных процессах необходимо создавать ее математическую модель. Для того, чтобы расчеты были правильными нужно использовать комплекс моделей (блоковые модели).
Цель работы: выяснить роль моделирования в почвоведении и рассмотреть различные модели почвенных процессов, определить необходимость их построения и точность передачи ими информации.
Для достижения поставленных целей необходимо выполнить следующие задачи:
.выяснить значение математического моделирования в почвоведении и экологии;
.изучить существующие подходы к математическому моделированию почвенных процессов;
.рассмотреть несколько математических моделей процессов в почве и дать их характеристики.
Математизация почвоведения - это в первую очередь формализация некоторых достаточно общих понятий, способствующая качественному и количественному анализу рассматриваемых явлений.
Хотя абсолютно точную информацию не может представить ни одна существующая модель, но с ее помощью можно прогнозировать и предсказывать то или иное поведение системы.
1. Математическое моделирование и его место в почвоведении
Для современного почвоведения характерна общая тенденция математизации научных исследований. Если раньше применение математики в почвоведения ограничивалось использованием статистических методов для обработки экспериментальных данных, то сейчас все больше внимания уделяется математическому моделированию. Математическое моделирование почвенных процессов относительно молодое научное направление, которое начало развиваться в середине 60-х годов с появлением мощных ЭВМ и разработкой методов моделирования сложных динамических систем - системного анализа. Возможность моделирования сложных динамических систем, к которым относится почва, в значительной степени зависит от принципа иерархической организации или принципа интегративных уровней. Этот принцип утверждает, что для предсказания поведения сложной системы не обязательно точно знать, как ее компоненты построены из более простых компонентов. В зависимости от характера огрубления для одной и той же системы-оригинала можно получить несколько различных моделей. тепень детализации модели, форма ее представления в первую очередь определяются целями исследования. Математические модели могут быть построены для разных целей. Математическая модель представляет собой более четкое описание системы, чем большинство словесных моделей. При их построении начинают со словесных и уточняют их до тех пор, пока не удастся их перевести на язык математики. В том случае, когда исходная словесная модель является неточным описанием исследуемой системы, ее недостатки легко обнаруживаются при попытке преобразования в математическую форму. Таким образом, моделирование высвечивает пробелы в наших знаниях об исследуемой системе и, следовательно, модели могут играть важную роль в планировании новых наблюдений и экспериментов.
2. Существующие подходы к математическому моделированию почвенных процессов
Несмотря на чрезвычайную сложность почвы как объекта моделирования последние десятилетия это направление в почвоведении активно развивается. Множество известных в настоящее время математических моделей в почвоведении можно разделить на три большие группы: эмпирические, полуэмпириче?/p>