БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
ПЕЧАТНАЯ ВЕРСИЯ
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСИЯ
 
КАК ПОДАТЬ РУКОПИСЬ
 
КАРТА САЙТА
НА ГЛАВНУЮ

 

 

 

 

doi: 10.15389/agrobiology.2020.3.451rus

УДК 631.5:519.3

Выполнено за счет федерального бюджета по соглашению о предоставлении субсидии от 10 декабря 2019 года № 05.607.21.0302, уникальный идентификатор проекта RFMEFI60719X0302.

 

ОПЕРАТИВНОЕ И ДОЛГОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ПОСЕВОВ НА ОСНОВЕ МАССОВЫХ РАСЧЕТОВ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ АГРОЭКОСИСТЕМЫ В ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ (обзор)

В.П. ЯКУШЕВ, В.В. ЯКУШЕВ, В.Л. БАДЕНКО, Д.А. МАТВЕЕНКО,
Ю.В. ЧЕСНОКОВ

Системы земледелия, представляющие собой комплекс взаимосвязанных агротехнических, мелиоративных и организационных мероприятий, обеспечивающих эффективное использование агроландшафтов, сохранение и повышение плодородия почвы, а также получение высоких урожаев, рассматриваются как инструмент управления сельскохозяйственным производством, особенно актуальный в современных изменяющихся социально-экономических и природно-климатических условиях. Оптимизация таких систем в значительной степени строится на расчетах числовых значений параметров агроэкосистем и прогнозировании их динамики с применением математических моделей. В растениеводстве получили развитие статистические и динамические имитационные прогнозные модели. Последние модели более точные, адаптивные и позволяют описать развитие агроэкосистем при нестабильных климатических условиях и под воздействием различных агротехнических мероприятий. Математические модели широко обсуждаются в научной литературе по экологии, почвоведению, растениеводству. Основные проблемы регионального планирования систем земледелия на средне- и долгосрочную перспективу могут быть решены на основе моделирования в среде геоинформационных систем. Обзор подходов к прогнозированию продуктивности посевов на основе массовых расчетов по имитационной модели агроэкосистемы в геоинформационной среде позволяет определить, как можно их использовать для обоснования систем земледелия. При этом по пространственному охвату методы моделирования делятся на макромасштабные, мезомасштабные и микромасштабные. В общем случае для разных масштабов используются неодинаковые подходы. Для создания адекватной этим подходам универсальной среды массовых расчетов по динамическим моделям агроэкосистем для разных уровней пространственного охвата предлагается использовать соответствующие компьютерные оболочки для поливариантных расчетов — универсальную среду моделирования, для которой представлены требования для проведения расчетов по разным моделям от различных поставщиков. Решение проблемы формирования набора точек для расчета по модели состоит в том, что они должны находиться на возделываемых сельхозугодиях и адекватно представлять почвенные и климатические условия региона.

Ключевые слова: агроэкосистемы, имитационное моделирование, массовые вычисления, прогнозирование, геоинформационные системы, системы земледелия.

 

 

OPERATIVE AND LONG-TERM FORECASTING OF CROP PRODUCTIVITY BASED ON MASS CALCULATIONS OF THE AGROECOSYSTEM SIMULATION MODEL IN GEOINFORMATION ENVIRONMENT (review)

V.P. Yakushev, V.V. Yakushev, V.L. Badenko, D.A. Matveenko,
Yu.V. Chesnokov

In the context of changing socio-economic, natural and climatic conditions, there is a need for effective management tools to adapt agricultural activities. Such tools are farming systems, which are a set of interconnected agrotechnical, reclamation and organizational measures aimed at the efficient use of agrolandscapes, preservation and improvement of soil fertility, and obtaining high crop yields. The efficiency of agricultural production can be improved by using various forecasting methods based on the use of mathematical models. In crop production, statistical and dynamic simulation forecast models have been developed. The latter are more accurate and adaptive and allow you to get an answer to the question about the development of argoecosystems in the conditions of changing climatic conditions and the application of various agricultural measures. The paper provides an overview of methodological approaches for predicting crop productivity based on mass calculations of a simulation model of an agroecosystem in a geoinformation environment that can be used to justify farming systems. The analysis of the state of the problem is carried out, which presents the main current trends in the use of simulation models of agroecosystems in decision support systems for management in agriculture in general and in the support of farming systems in particular. Existing approaches and methods are classified based on spatial coverage into macro-scale, meso-scale, and micro-scale modeling methods. In the general case, these different methods require different methodological approaches are presented in the paper. The relevant basic methods and approaches for creating a universal environment for mass calculations of dynamic models of agroecosystems for different levels of spatial coverage are also presented. The analysis of the very important issue of choosing a set of control (base) points is presented where model calculations will be performed that should belong to real agricultural fields and sufficiently reflect the diversity of soil and climatic conditions of the region under consideration. Also presented are the requirements for a universal modeling environment for carrying out calculations on different models from various suppliers.

Keywords: agroecosystems, simulation modeling, mass calculations, forecasting, geographic information systems, farming systems.

 

ФГБНУ Агрофизический научно-исследовательский
институт
,
195220 Россия, г. Санкт-Петербург, Гражданский просп., 14,
e-mail: vyakushev@agrophys.ru, mail@agrophys.com, vbadenko@gmail.com, dmatveenko@inbox.ru, yuv_chesnokov@agrophys.ru

Поступила в редакцию
16 декабря 2019 года

 

назад в начало

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Полный текст PDF

Полный текст HTML