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基于数学模型促进农业生态系统良性发展
发布日期:2019-12-23 吉林快三来源: 正文字号
长治学院  侯小会

   农业生态系统是人类根据实际的需求,采用某种方式去调整农业生态系统中的生物、非生物以及发展环境三者之间的相互影响关系 。当前,“信息”已经成为时代的主题,数学模型理论通过处理大量数据,可以控制并预测某行业的未来发展方向,其对农业的发展预测作用越来越重要,通过研究数学模型在农业生态中的实际应用,来实现对农业生态系统的技术性和合理性管理,进而可以减少环境污染,增加粮食产量,并可以优化农业生态系统的产业结构,降低农业病虫灾害的影响,最大限度地做到绿色发展 。
   1 数学模型含义
   将某个具体的社会或生活问题,通过数学公式建模,并将所得到的可行性结果应用于实际情况,此过程即构建某一类现象的数学模型 。首先对所收集的信息资料进行分析提炼,研究这一现象的变量、各影响因 素以及限制范围;其次,根据实际情况,明确目标函数,确定变量和参数间的关系,用数学语言即具体的数学方程组构建这一问题;最后,正确求解方程,并研究分析所得到的结果,探讨其实际性 。具体表现为通过大量的数据信息分析,提供某种意义下的最优方案,并以此来调整或预测某行业的未来发展趋势 。
   2 数学模型对农业生态系统发展的影响
   2.1 数学模型推动农业生态系统良性发展
   对农业生态系统进行数学建模,可以将数字化的技术手段引入到农业生态系统中,不断改变并完善农业生态系统以往过于落后的发展模式,并可以有效解决农业生态系统发展过程中难以解决的大部分问题 。从农业生态系统发展的实际情况来看,对农业生态系统进行数字化的科学规划,收集大量数据资料,利用计算机等电子设备,列出相应的数学方程组进行求解,通过得到的可行性数据结果,可以不断调整、优化并完善农业生态系统的产业结构 。所以,运用相关的数学模型可以使农业生态系统朝着高效化、经济化和产业化的方向发展 。
   2.2 数学模型在农业生态系统中的应用
   农业生态系统的实际发展环境复杂多变,各流通环节会被诸多因 素影响,其繁杂程度迫使人 力处理效率越来越低下,限制了农业生态系统的发展 。而构建数学模型可以根据大量相关数据的分析,推算出解决某种难题的最佳方案,提高效率 。比如,在农业生态系统的发展过程中,可以结合统筹教学中的线性规划法,按照集中考虑实际问题的方法,并通过应用型数学的思考模式,建立农业生态系统的数学模型 。最后根据所建立的数学模型,通过更加科学化、数字化的管理,为农业生态系统提供最佳的发展方案 。
   利用统筹学中的线性规划方法来构建农业生态系统发展的数学模型,首先,要确定所要研究问题的具体目标、发展变量以及可能的影响因 素 。所要分析的现象常常构建为求解此类问题的最大化或最小化函数 。同时,因 为农业生态系统发展的环境复杂,需要考虑的因 素具有多变性,通常所得到的数据资料大都是工作人员通过实地考察,对土壤进行样本采样所得到的,数据源较多,因 此在开始处理数据之前,要对所掌握的数据资料进行必要的分析审查,确保最后所研究的数据除了具有代表性外,还要具有一定的严谨性 。比如,在农业生态系统的肥水供应环节中,其整个能量流通过程就是一个典型的农业生态系统线性规划数学模型 。在种植的土壤肥 力状况、天气因 素、农作物生长周期等基本环境的限制条件下,构建实际的线性规划模型,此类问题中水肥量即变量,按照限制情况求解水肥量的最优值 。在研究期间通过传感器,不断进行数据监测,得到可靠的数据样本后,根据所得数学方程式,利用计算机等辅助设备对样本信息正确求解,最终得到所构建目标函数的最优值 。之后结合物联网等高新技术,根据所得的肥水供应最佳方案,对农田中的施肥机器进行科学合理的控制管理,按照农作物的实际需要,及时补水补肥,因 地制宜,不断更新完善农作物的施肥补水方案 。这一过程在一定程度上可以优化农药化肥的使用量,减少农业生态系统中的环境污染,同时也避免了水资源的过度使用,促进了农业生态系统朝着高效益、低污染的方向发展 。
   此外,还有灰色预测模型以及正态分布模型,灰色预测模型的特点是在只掌握一部分信息的前提下,经分析处理后,选择对农业生态系统有用的数据信息,并对农业生态系统各环节的活动以及循环情况,进行有效的监控和预测 。可以取一亩地的作物种植信息为样本,推算出大规模种植的收成情况 。正态分布数学模型是一个概率分布函数,在农业生态系统中可以准确预估某类作物的重量,还可以估计某时期的虫害爆发趋势,方便相关工作人员提前做好预防准备,一定程度上可以不断的推动农业生态系统良性发展 。
   3 结语
   现代化农业生态系统若想实现环保化、效益化的长期发展,运用相关的数学模型是必不可少的 。在发展环境复杂,制约因 素较多的农业生态系统中正确运用相应数学模型,可以不断地推动现代化农业生态系统良性发展,并最终形成一个数字化、节能化、经济化的绿色农业生态系统新格局 。
主管单位:农业机械化管理局主办单位:农业机械化研究所
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