СПб.: изд-во С-Петерб. ун-та, 2006. - 396 с.Монография посвящена изложению вопросов, связанных с проблемой
компьютерного моделирования продукционного процесса в антропогенных экосистемах -
агроэкосистемах. Эта проблематика в течение последних 30 лет интенсивно
развивается в отечественной и западной литературе. Настоящая монография подводит итоги
многолетних исследований, выполненных авторами в лаборатории математического
моделирования агроэкосистем Агрофизического института. Она состоит из двух
частей. В первой части рассмотрены основы теории моделирования процессов,
имеющих место в частях, составляющих агроэкосистему: в почве, растительном
покрове и приземном воздухе. Вторая часть содержит описание структуры и функций
модели, программно реализованной в рамках имитационной системы AGROTOOL.
В книге в той или иной мере затронуты все вопросы, возникающие при
исследовании агроэкосистем средствами моделирования, — от радиационного режима посева
до формирования конечного урожая и использования модели как законченного
программного продукта. Цель, которую преследовали авторы, - предоставить
потенциальному пользователю материал, который позволил бы ему самостоятельно
применять метод моделирования в своей предметной области.
Книга предназначена для специалистов, чья профессиональная деятельность
связана с принятием решений в земледелии и растениеводстве: агрометеорологов,
почвоведов, агрофизиков, агрохимиков, агрономов. Она может послужить полезным
руководством для студентов при выполнении ими выпускной работы бакалавра или
магистра, а также для аспирантов и докторантов, посвятивших свои исследования
данной проблематике.СодержаниеПредисловие
Обозначения математических символов
Введение
Управление продукционным процессом полевых культур
Продукционный процесс растений и его моделирование
Метод моделирования
Информационные технологии в земледелииЧасть
1. Теория
Почва
Термодинамические принципы моделирования почвенных процессов
Совместный перенос влаги и растворенного вещества в почвенной толще
Конвективная диффузия и гидродинамическая дисперсия вещества в почве
Уравнение неразрывности потока вещества в почве
Почвенная влага
Водоудерживающая способность и дифференциальная влагоемкость почвы
Влагопроводность почвы
Расчет динамики влаги в корнеобитаемом слое почвы
Почвенный азот
Общая схема трансформации азотсодержащих соединений в почве
Моделирование минерализации, иммобилизации, аммонификации, нитрификации, денитрификации и переноса азотсодержащих соединений в почве
Почвенное питание растений азотом
Почвенный фосфор
Состояние и трансформация соединений фосфора в почве
Механизмы сорбции-десорбции почвенных фосфатов
Почвенное питание растений фосфором
Почвенный калий
Состояние и трансформация соединений калия в почве
Почвенное питание растений калием
Моделирование почвенного питания растенийПроцессы метаболизма в растении
Кинетика метаболизма в растениях
Моделирование процесса прорастания семян
Модель фотосинтеза растений
Транспирация растенийПроцессы регуляции в растении
Существующие подходы к математическому моделированию регуляционных процессов в физиологии растений
Фенологическое развитие
Органогенез. Распределение ассимилятов в системе побег—корень
Органогенез. Структура побега и колосаГлава
4. Атмосфера
Динамические процессы в приземном слое атмосферы и межлистном пространстве растений
Динамика жидкости в слое шероховатости
Математические модели турбулентности в слое горизонтально-периодической шероховатости
Методы численной реализации моделей турбулентностиСистемы имитационного моделирования и современные принципы их реализации
Объектно-ориентированный анализ и проектирование компьютерных моделей агроэкосистемы
Информационная поддержка моделей продукционного процесса. База данных полевого опыта
Поливариантный анализ динамики агроэкосистемыЧасть
2. Реализация
Имитационная система AGROTOOL
Структура модели
Управляющая программа - оболочка модели
Погода
Растительный покров
Влагоперенос в системе почва — посев
Трансформация азотсодержащих соединений в почвеИдентификация модели
Идентификация блока динамики почвенной влаги
Идентификация блока развития растений
Определение параметров функции водного стресса
Настройка блока азотного питания растенийИспользование модели в системах принятия решений
Информационная поддержка модели
Использование модели для агрометеорологических прогнозов
Обоснование стратегии внесения азотных удобрений
Использование модели в информационных технологиях точного земледелияЗаключение
