Нормативная и информационная база модели

Для разработки математической модели адаптивно-ландшафтного земледелия необходима разнообразная информация об агроэкологических условиях, агротехнологиях и других аспектах сельскохозяйственного природопользования. Поэтому и источники информации столь же разнообразны. К ним относятся: а) результаты агроэкологической оценки земель; б) данные научно-исследовательских учреждений и учебных заведений; в) материалы административных органов, управленческих структур сельхозпредприятия; г) информация сортоучастков Госкомиссии по сортоиспытанию; метеостанций Госкомгидромета; служб, осуществляющих мониторинг окружающей среды; организаций, занимающимися землеустройством, мелиоративным и водохозяйственным проектированием, геологическими изысканиями.

В формализованном виде нормативная база модели представлена техническими коэффициентами при переменных и ограничениями.

Важнейшей частью нормативной базы модели является агроэкологическая оценка земель предприятия. Идентификация земель по агроэкологическим типам служит исходной позицией для разработки системы переменных. На основании экспликации земель формируются ограничения по земельным ресурсам для каждого блока.

На основании данных об изменчивости урожайности по полям, а также в связи с применявшимися технологиями проводится идентификация нормативов по агроэкологическим типам земель, предшественникам, системам обработки почвы и категориям интенсификации.

Как правило, показатели охватывают не все возможные культуры, предшественники и технологии, а лишь имеющиеся в хозяйстве. Поэтому следующий этап разработки нормативов – дифференциация их для всех переменных, включенных в модель. Основными источниками информации для этого являются результаты опытов научно-исследовательских учреждений региона, сортоучастков Госкомиссии по сортоиспытанию.

Особенно ценны материалы длительных многофакторных стационарных опытов, посвященных одновременному изучению всех основных элементов технологии – предшественников, обработки почвы, удобрений, защите от сорняков, вредителей и болезней, – охватывающих основные природно-сельскохозяйственные зоны и агроэкологические типы земель. Такие материалы легко формализуются, они значительно снижают субъективизм, неизбежный при обобщении данных разрозненных исследований. В качестве образца подобных опытов могут служить стационары Курганского НИИ сельского хозяйства. Они охватывают все природно-сельскохозяйственные зоны области. Заложенные в 1968-1970 годах, они прошли по семь полных ротаций севооборотов. В свете задач создания информационной базы для разработки адаптивно-ландшафтных моделей земледелия целесообразно пересмотреть походы зональных научно-исследовательских учреждений к методологии исследований по земледелию и агрохимии. Разрозненные краткосрочные полевые опыты, посвященные отдельным (пусть даже и актуальным) проблемам должны быть дополнены унифицированными многофакторными стационарами, направленными на решение конкретной задачи – разработку нормативов для проектирования систем земледелия. Необходимо также решить проблему координации исследований на уровне всей страны по образцу географической сети опытов с удобрениями.

Если путем привлечения научно-исследовательской информации не удается охватить весь спектр культур и технологий, то необходимо использовать метод экспертных оценок. Как правило, численность экспертов, участвующих в процедуре, небольшая – 3-5 человек. В качестве экспертов привлекаются научные сотрудники, опытные специалисты – практики, работники хозяйства, для которого разрабатывается модель. На этапе подготовки к экспертизе составляется матрица определения генеральной цели и средств ее достижения. В начале процедуры экспертам предоставляется перечень вопросов. Для обеспечения независимости суждений вначале ход обсуждения регламентируется: первыми опрашиваются эксперты, более молодые по возрасту и занимающие более низкие должности. При привлечении в качестве экспертов научных работников процедура опроса может быть менее формальной. Результаты коллективной экспертизы подвергаются статистической обработке. Для оценки количественных показателей находится среднее значение прогнозируемой величины, дисперсия, доверительный интервал. Путем расчета коэффициентов парной ранговой корреляции и конкордации определяется степень согласованности мнения экспертов.

Имеющиеся в хозяйствах технологические карты для обоснования технико-экономических коэффициентов при переменных непригодны, т. к. не охватывают всего набора культур и технологий, включаемых в модель. Поэтому разрабатывается специальный пакет перспективных технологических карт для каждой культуры с учетом предшественника и категории интенсификации. Определенной трудностью при этом является недостаточная надежность нормативных данных хозяйства по ценам на продукцию и ресурсы, затратам рабочего времени, топлива и тому подобное. Расчет нормативов на основе материалов оперативного и синтетического учета сельскохозяйственного предприятия затруднен неполнотой стоимостной оценки затрат и результатов производства, обусловленной распространенной заменой нормальных товарно-денежных отношений их суррогатами (бартером, "договорными" ценами). Все это следует учитывать при подготовке исходной информации. Поэтому, используя данные хозяйства, необходимо их постоянно сопоставлять со сведениями по соседним предприятиям, нормативами, разрабатываемыми машиноиспытательными станциями, областными (краевыми) административными органами.

Подготовка нормативной базы – наиболее трудоемкий этап работы над математической моделью. Адекватность математической модели в значительной мере предопределяется качеством нормативов. В силу указанных причин основные усилия разработчиков модели должны быть направлены именно на информационное обеспечение работ.

Важной частью информационного обеспечения является создание баз данных по нормативам, используемым при разработке математических моделей. Некоторая часть нормативной базы может быть легко унифицирована в пределах региона. Предпосылкой для этого является то, что между агротехнологиями, применяемыми в разных хозяйствах, но на землях одного агроэкологического типа, гораздо больше сходств, чем между качественно разнородными землями одного сельхозпредприятия.

9.10. Анализ и использование результатов моделирования
адаптивно-ландшафтного земледелия предприятия

Математическая модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия – эффективный инструмент при принятии управленческих решений.

Анализ моделирования сводится к сравнению результатов решения вариантов модели, отличающихся значениями природно-ресурсного и производственно-ресурсного потенциалов.

Ресурсные показатели можно разбить на несколько групп – неизменяемые, изменяющиеся неконтролируемые и изменяемые контролируемые. К первым относятся земельные ресурсы, ко вторым – погодные условия, к третьим – наличие средств для осуществления производственной деятельности, тракторов, сельскохозяйственных машин и т. п. Эти деление достаточно условно. Присоединением соседнего хозяйства можно изменить обеспеченность пашней, а мелиоративные приемы позволяют отчасти контролировать действие метеорологических факторов. Тем не менее, наиболее актуальной задачей является оценка влияния на систему земледелия обеспеченности хозяйства финансовыми средствами для осуществления производственной деятельности, средствами механизации и т. п.

Варьируя параметрами производственно-ресурсного потенциала, можно оценить современное состояние предприятия, перспективность тех или иных направлений его развития. Таким образом, качественная модель является основой для бизнес-планов.

Хороший интерфейс, по сути, превращает математическую модель адаптивно-ландшафтного земледелия в информационно-советующую систему специалиста и руководителя хозяйства.

Сопоставляя решения, полученные при наложении модели с унифицированными нормативами на хозяйства с неодинаковыми агроэкологическими условиями и ресурсами, можно извлечь весьма полезную информацию для властных структур, ответственных за государственную аграрную политику на региональном уровне, в том числе по такой важной в условиях рынка проблеме, как определение направлений инвестиций.

Математическая модель адаптивно-ландшафтной системы земледелия также является мощным средством научных исследований. С одной стороны, численные эксперименты с моделью – важное дополнение полевых экспериментов, метод их обобщения. С другой стороны, потребность совершенствования нормативной базы моделей, в особенности по параметрам агротехнологий, позволяет придать большую практическую направленность и научную содержательность полевым опытам.