Мектепте және жоо-да оқыту
жүктеу/скачать 2,62 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- О к р у ж а ю щ а я сред а
- КАЗАКСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКО ЛО ГИ Я ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ
- КАЗАКСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКО ЛО ГИ Я B B S ^ 3 S
- ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ КАЗАХСТАНА
- ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ КАЗАҚСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКОЛОГИЯ
(Т=0). В начальной фазе ф о рм иро ван ия гипотез необходимо сформулировать общую систему взглядов на пути решения совокупности задач по приборному и инф орм ационному обеспечению сельскохозяй ственной науки и производства. Гипотетическая во зм о ж н о сть т а ко го реш ения заложена самой общ ностью объектов использования в аграрном производстве, это - земля, растения, животные, машины и среда существования. К наиболее актуальным, с точки зрения мировой науки, проблемам и задачам в области создания и развйтия баз данных, экспертных систем и систем искусственного интеллекта можно отнести: - разработку и н те гр а л ь н ы х програм м но- инструментальных сред эф фективной поддержки технологий баз знаний и данных программных систем, способных обеспечить весь технологический цикл обработки знаний и данных в реальном масштабе времени;
- разра ботку и н те гр а л ь н ы х програм м н о- и н стр ум е н та л ьн ы х средств ко м п ью те р но го моделирования и мониторинга объекта в период всего его жизненного цикла; - разработку и внедрение высокоскоростных т е л е ко м м у н и к а ц и о н н ы х i ex ноя о г и й г и п а : в и д е о ко н ф е р е н ц и й , м н о го а д р е сн о го вещания, дистанционного управления и прогнозирования и др.; - создание масштабируемых высокоскоростных распределенны х с у п е р ко м п ь ю т е р н ы х систем с организацией расширенного коллективного доступа к информационным ресурсам; ДА. м і іу j ш л iV / i l f i
ҚАЗАҚСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ ЖЭНЕ ЭКОЛОГИЯ 12 З щ Щ Щ ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ - разработку и внедрение методов и средств обе с п е че н ия и н форм а ц и о н н о й б езо гхасн ости ; - способность систем ф у н кц и о н и р о в а ть в условиях инф орм ацион но й и реа лизацио нно й неоднородности, распределенности и автономности информационных ресурсов; - осуществление э в о л ю ц и о н н о го развития созданных систем в новые системы, соответствующие новым требованиям и технологиям; обеспечение более длительного ж изненного цикла системы [1 1. Решение перечисленных задач характерно для большинства предметных областей, по только в сельскохозяйственном производстве они
объединяются на диалектической общности объектов -земля, растения, животные, машины и, конечноже, среда их сущ ествования. И н ф о р м а ци о н н ы е технологии в аграрной сфере, в соответствии с парадигмой, должны создаваться не только с учетом д иа ле ктическо й о б щ н о сти объектов, но и с обязательным учетом перекрестных взаимных связей и взаимовлияния этих объектов (рис. 1).
Рис 1. Схематическое изображение связей объектов в сельскохозяйствен ном производстве, отражающее их диалектическую общность. Парадигмой предусматривается включение э кс пертных систем и систем искусственного интеллекта и состав управляю щ его звена путем вы работки заключения дня системы. Такой автоматизированный метод управления позволяет перейти к управлению объектом (почва, растение, животные, машины ит.д.) не по отклонению какого-то из параметров или группы параметров от принятой нормы, а в соответствии с функцией назначения объекта управления. Одно временно к объекту управления будут применены ограничения, накладываемые экологической обстан овкой, взаимным влиянием составляющих объекта, характером воздействия внешних факторов на объект управления. 2. Создание адаптивно-ландш аф тны х систем земледелия с использованием геоинформаииоиных систем.
Разработка современных адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ) основана на интеграции и анализе больших объемов первичной информации, ее структурировании» нахождении взаимосвязей между различными факторами, варьирующими во времени и пространстве. Для представления больших массивов данных, ориентированных в пространстве, служат геои I іформационные систем ы (ГИС). На современном этапе развития инф ормационных технологий ГИС являются наиболее эф ф ективным инструментом хранения, обновления и передачи информации о какой-либо территории. ГИС-техиологии сочетают в себе все последние достижения машинной графики и баз данных. Их появление усилило программное обеспечение анализа и обработки пространственно распределенной информации. 11 j Ф у н кц и й ГИ С можно существенно расширить, если интегрировать с п р икл а д н ы м и предметно ориентированными программами. К таким програм мам могут быть отнесены: расчеты продуктивности почв и урожайности сельскохозяйственных культур в различных природных условиях и при различных уровнях интенсиф икации производства; формиро вание севооборотов; оптимизации выбора агрегатов для проведения земледельческих технологических операций и др. Эти программы, совмещенные с ГИС, могут прогнозировать результаты различных типов хо зя й с тв о в а н и я , п р и м е н е н и я то го или и н о го ко м п л е кс а а гр о те х н и ч е с к и х и а гр о хи м и ч е ски х прием ов, о п ти м и зи р у я та ки м образом процесс землепользования. Обобщенная структура инфор мационной системы приведена на рисунке 1. И н ф о р м а ц и о н н ы е систем ы (те х н о л о ги и ) в земледелии должны обеспечить моделирование задач и разработку систем земледелия и землеустройства, их внедрение, сопровождение и усовершенствование. Успешное выполнение задач по проектированию АЛЗС и землеустройству требует как можно более точного учета ресурсов, а также многоаспектного анализа как социально-экономических последствий так и агроэкологических последствий принимаемых решений, динамического роста производительности труда, для чего должна привлекаться разнообразная профессиональная информация. КАЗАКСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКО ЛО ГИ Я ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ Г е о г р а ф и ч е с к а я t ін ф о р м a u и о н н а я с в е т е м а І У л к . Г
Э к с п е р т н ы е с и с т е м ы - п о д с и с те м а с в е р х д о л г о с р о ч н о г о База База
данных знании
ЭС прогнозирования; подсистема моделирования функционирования земледелия; п о д с и с т е м а JK O H O M и к о - м атс м а г и ч е с к о г о м о д е л и р о в а н и я : о п т и м и з а ц и о н н а я п о д си стем а. Те міп и ч еск и е базы данных Рис. 2. Обобщенная структура информационной системы с использованием ГИС технологий. В структуре системы можно выделить три основных блока: - географическая инф орм ацион на я система, предназначенная для ввода, хранения, визуализации, анализа и обработки пространственно распределен ной информации о заданном объекте; - моделирующ ая система для проведения специальных расчетов, моделирующих физические процессы, для расчетов, связанных с определением количественных и качественных характеристик и объектов; - экспертные системы. Клю чевой является проблема и н те гр а ц и и и си н х р о н и за ц и и те м а ти ч е с ки х баз д а н н ы х с геоинформаш юнным обеспечением. ГИ С должна осуществлять: привячку графической информации к тема тической информации об объектах землепользования и к плану территории » целом; - получение и отображение по запросу пользо вателя различной информации о функционировании объектов: - выделение новых объектов системы, удовлет воряющих определенным признакам, задаваемым пользователем: - постоянное обновление и отображение атри б ути вн о й граф и ческой и н ф о р м а ц и и в ГИ С в соответствии сданными поступающими в систему; - создание необходимых выходных документов, отражающих функционирование объектов в заданный момент времени. При создании методики автоматизированного проектирование АЛСЗ и землеустройства необходимо учитывать следующие специфические для сельского хозяйства о с о б е н н о с ти создания и развития информационных систем: - не обхо дим ость разработки новы х систем земледелия, землеустройства и в целом природо- ользования, более плотно учитывающих природные условия и организационно-технологические возмож ности хозяйства, максимально использующих его поч вен но-ютиматическИй поте нциал ; - необходим о учиты вать неразры вную связь техники с биологическими объектами (почва, рас тение. продукция), дня которых характерны непрерыв ность б и о л о ги ч е с ки х процессов и цикличность получения продукции. - Методика автоматизированного проектирования А Л С З и зем леустройства требует создания и н те гр и р о в а н н о й и н ф о р м а ц ио н н о й с и с т е м ы , насыщенной знаниями для своевременного научно обоснованного решения задачи и обеспечивающей моделирование и разработку систем землеустройства и землепользования, их внедрение, сопровождение и усоверш енствование. О снова системы является ка р то гр а ф ич е ска я инф о р м а ци я о хозяйстве, технологиях с ш ироко развитой структурой инфор мационны х слоев, непосредственно связанных со специализированными БД и ЭС. П оэтом у н у ж н о создание и нф орм аци он ны х подсистем на только по агроэкологическим особен ностям возделываемой культуры, восприимчивости ее к различным факторам, но и по правильному выбору применению техники в различные стадии развития растения. Для решения задач нужна систематизация по технологиям возделывания сельскохозяйственных культур, определение номенклатуры вида инфор мационных систем (БД, ЭС или лр.) обоснование структуры каждой их них. Агрономические знания ха ра ктеризую тся зн а ч ите л ьн ы м объемом
разнородных. Трул но формул ируемых дан н ых, различи ы й набор х а р а кте р и с ти к по а н а л о ги ч н ы м объектам. Для электронного представления отдельных элементов зн а н и й, из которы х м о ж н о создать ту или иную систем у, н у ж н о п р и м е н е н и е п р а кти ч е с ки всех КАЗАКСТАН ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКО ЛО ГИ Я B B S ^ 3 S S I Г Е 0Г Р А ф 1!Я КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ возможных видов ко м п ь ю те р н о го отображения информации (текст гипертекст, рисунки, карты, видео, изображения, аним ации и др.) с привлечением соответствующих программных редакторов. На рис, 3 предложена парадигм а и н ф о р мационного обеспечения технологических процессов сельскохозяйственного производства. Парадигма показывает пути и подходы к созданию измерительных пр и б о р о в и зм е р и те л ь н о -в ы ч и сл и те л ь н ы х к о м плексов, инф ормационно-измерительных систем знаний, экспертных систем, систем искусственного интеллекта. Парадигма охватывает многообразие инф ормации, характеризую щ ей объект: измери тельная, э в р и с ти ч е с ка я , в виде наблюдаемых переменных и знаний экспертов. £ О Б Ъ Е К Т Эвристи ческая
модель объекта
Наблюдении операторов Штатное ф у н к ц и о н и рование объекта
Выделение признаков Казуальные связи
симптомов И с горим объекта . 1г Взвешивание событий Величина
Обработка данных
Рабочая Вычисли
Мера тельная
программа База
знали и т И н ф о р м а ц и о н н а я программа Дедуктивный ! ВЫВОД 1
Экспертиза 1 Информайион пая аналитическая и Яр. МОДеЛИ объекта База
знаний И зв е с т н ы е п р и з н а к и ж е
атіЕРтнля» С И С Т Е М А И н д у к т и в н ы й 1 ^ Заключение В ы вол I J у -
С и с т е м а и с с к у с т в е и н о г о и н т е л л е к т а Рис Д П (Щ /диш / инфщтищшнмт обеспечения технологических процессов сельскохозяйственного производства. Список литературы 1. Ксеневич И. П. Концепция непрерывной информационной поддержки жизненного цикла (CALS-технологии) сельскохозяйственных мобильных энергетических средств. М. : Ф Г .Н У - 2004 г- 144с. 2. Губарев В. В. Концептуальные основы информатики: учебное пособие: в 3-х ч. /В . В. Губарев// Сущностные основы информатики. - Новосибирск: Изд. ІІГТУ, 2001. - ч. I - 149 с. 3. Жалнин Э. В. Аксиоматизация земледельческой механики. / Э. В. Жалнин. - М. г. Семей. к Д З А К Ш Н ГЕОГРАФИЯСЫ Ж Э Н Е ЭКОЛОГИЯ , ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА И ЭКОЛОГИЯ w w w т ш ш ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ СТЕПНОЙ ЗОНЫ КАЗАХСТАНА Б Е Л Ь Г И Б А Е В М . Е . , доктор географических наук, профессор Семейского государственного ilедагогического инстатута Почва как компонент ландшафта чутко реагирует на все изменения, происходящие в биосфере, поэтому непрерывный контроль и слежение за состоянием по чв е н н о го по крова являю тся обязательны ми условиями прогноза и рационального использования почв равнинной территории Казахстана |!]. Горные почвы требую т н е ско л ь ко и н о го подхода при мониторинге биоресурсов, учитывая вертикальную зональность горных геосистем. М о н и то р и н гу почвенного покрова различных регионов С Н Г уделяется большое внимание. Отметим некоторые работы, касающиеся данной проблемы (И.П.Герасимов, 1977; В.О.Таргульян, А.Д.Арманд, А.А.Роде, Е.А.Дмитриев, 1977; Ю.А.Израэль, 1979; М.Е.Бельгибаев, 1981: Г. В Добровольский, Д.С.Орлов, Л.А.Гришина. 1983;Б.В.Виноградов, 1984; М. Е. Бель гибаев, 19 8 6 ; М . Е . Бел ы и баев, Т . Д . Джал а н ку зо в, М .Ш .Ишанкулов, К .III.Файлов, 1993: Г.В.Мотузова, О.С.Безуглова, 2007; М .С .Панин, 2008 и др.). Казахстан располагает р а зн ооб разны м и по качеству почвенными ресурсами (рис. I ). Свыше 86% занимаю т равнины , где по мере нарастания аридности климата последовательно сменяются природные зоны от черноземов степей на севере до пустынной зоны бурых и серобурых почв на юге. Горны е хребты А лтая, Саур-Тарбагатая, Ж о н га р с ко го Алатау и Т я н ь -Ш а н я с системой вертикальных почвенных зон от сероземов до горно- луговых субальпийских и альпийских почв занимают около 14% [1J, Технический прогресс, интенсификация народ ного хозяйства, оказавш ие огромное позитивное влияние на рост эконом ического потенциала рес публики, в то же время привели к развитию негативных процессов антроп оген ной ■ деградаци и поч вен ного покрова, масштабы и интенсивность которых с каждым годом возрастают. Современное экологическое состояние почвенного по кр о в а - эрозия и деф ляция, засоление и заболачивание почв, за гр я зн е н и е различными х и м и ч е с ки м и с о е д и н е н и я м и , промы ш ленны м и отходами и радионуклидами, пастбищная деградация - является следствием антропогенного воздействия на почву 12]. Все эти факторы ведут к глубокому изменению природных свойств почв, снижению их производительной способности и нарушению всей экологической ситуации биосферы. В ряде регионов возникли зоны экологической бедствия. Почвенный экологический мониторинг-система регулярного неограниченного в пространстве и времени контроля почв, которы й дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Это определение непосредственно вытекает из обшего определения понятия экологического мониторинга. Почвенный м ониторинг - одна из важнейш их составляющих экологического мониторинга в целом, он направленна выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном и тоге нанести вред здоровью человека. Особая роль почвенного мониторинга обусловлена тем. что все изменения состава и свойств почв отражаются на вы по л н е ни и их э к о л о ги ч е с ки х ф ункций, следовательно, на состоянии биосферы. Предметом контроля почв являются прежде всего их изменения,
вызванные деятельностью человека. Н о м ногие неблагоприятные изменения свойств почвы могут формироваться естественным путем под влиянием прмролиых факторов почвообразования, под влиянием катастроф и чес к их я a i е и и й в п р и роде [ 3]. Выделяются две гр у п п ы видов м о н и то р и н га почвенного покрова -гл о б а л ьн ы й м о ниторинг и локальный и региональный м ониторинг почв. По данным Г .В .М о ту зо в о й и О .С .Б е зугл ово й |3| глобальный почвенный мониторинг - составная часть глобального мониторинга биосферы, он призван для оценки отражения в состоянии почв экологических последствий дальнего атм осф ерного переноса загрязняю щ их веществ в связи с оп асностью общ епланетарного загрязн ения биосферы и сопровождающих его процессов глобального уровня (потепление климата). Назначение локального и регионального мониторинга - выявление влияния деградации почв на эко си сте м ы л о ка л ь н о го и регионального уровней и непосредственно на условия жизни человека в сфере его природопользования. Показатели локального и регионального мониторинга почв не единоо бра зны . С п е ц и ф и ч е ски е виды локального и регионального почвенного мониторинга отличаются тем, что они направлены на выявление последствий деградации, прежде всего химических свойств почв, с которыми связано прямое действие почв на живые организмы (недостаток питания для растений, то кси че ско е действие за гр я зн я ю щ и х веществ на живые организмы и передача его по пищевой це по ч ке ). С ущ е стве н ны х изм енений физических свойств почв, их морфологии при этом может и не наблюдаться (или наблюдаться в крайних степенях их проявления, например, в техногенной пустыне сильно загрязненных и деградированных почв: сильная ветровая эрозия почв). Итак, группировка видов почвенного эко л о ги ческого мониторинга вы глядит следующим образом; 1, Виды локального и регионального почвенного экологического мониторинга; 1.1. Виды специфического мониторинга почв: а) м онитор и н г п оч в, п од ве рже н н ы х за гряз н е н и ю , б) мониторинг агрохимический. 1.2. Виды комплексного мониторинга почв: а) мон и тор и н г о пусты н и на н и я , б) мониторинг пастбищ, в) ирригационно-мелиоративный. I.3.Виды универсального мониторинга почв: а) контроль микробиологического состояния почв, 5) контроль качества почв (бонитировка), в) дистанционного м ониторинг почв. 2 .Глобальны й п о ч в е н н ы й э ко л о ги ч е с ки й м ониторинг [3,4]. При мониторинге почвенного покрова очень важно знать фоновое (н е и зм е н е н н о е ) состояние этого компонента геосистемы ("нуль отсчета"). С фоновым состоянием непосредственно связан и выбор объекта мониторинга почв. Речь идет о том, чтобы рядом с контрольными пунктами - районами интенсивного развития сельскохозяйственного производства и в зоне крупных промышленных предприятий находилисьбы фоновые территории с ненаруш енны ми почвами (эталонами) или сравнительно мало измененные их аналоги.
Учитывая это обстоятельство, мы предложили следующую схему набора (и выбора) эталонов и участков для проведения мониторинга почвенного покрова [5,6,7]. !. Биосферные заповедники, заповедники. II. Государ ственн ы е на циональны е па р ки и государственные региональные природные парки. Выбор эталонов здесь м о ж н о проводить в "зоне заповедного реж им а " и "зоне э к о л о ги ч е с ко й стабилизации". I I I. Государственные природные заказники. Среди этих заказников наиболее благоприятные эталоны для мониторинга почвенного покрова можно выбрать в б и о л о ги ч е с ко м (б о т а н и ч е с ко м ) и почвенном за ка зн и ке . К с о ж а л е н и ю , по ка в республике о тс утет в у ют с п ец и ал и з и р о ван н ы е почвенны е за ка зн и ки . О р га н и за ц ия и создание почвенны х за ка зн и ко в давно назревшая государственная и научная проблема. Н а п р и м е р , в сравнительно небольшой по размерам М олдавской республике подобные почвенные заказники организованы давно (поданным профессора И.А. Крупеникова). IV. Зональные Н И И сел ьско хо зяй ств е н н о го проф иля, ф и зи ко -ге о гр а ф и ч е с ки е стационары , областные сельскохозяйственные опытные станции, госсорто участии к и . V. Контрольные пункты (или пробные площади и точки опробы вания по Г.В. М отузовой) должны находиться в зоне и н т е н с и в н о го сельскохозяй ственного производства, вблизи промышленной зоны или зоне техногенеза.
жүктеу/скачать 2,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|