Оценка потребности и эффективности орошения саванных ландшафтов Анголы

• Автор: Антонио Душ Сантуш Гонсалвеш
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 104 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКОНОМИКИ, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА И МЕЛИОРАЦИИ ЗЕМЕЛЬ В АНГОЛЕ

1.1. Комплексный подход к планированию и рациональному

использованию земельных ресурсов

1.1.1. Географическое положение и рельеф

1.2. Природно-климатические условия Анголы

1.2.1. Гидрография

1.2.2. Климат

1.2.3. Почвы

1.2.4. Растительность

1.3. НАСЕЛЕНИЕ
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ПОЧВАХ ДЛЯ РАСЧЕТА РЕЖИМА ОРОШНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННВХ КУЛЬТУР.
2.1. Основные теоретические положения движения воды в почвах .'
2.2. Простые модели процессов формирования водного режима почв
2.3. Моделирование капиллярных свойств в почвах
2.3.1. Проводящие свойства почв
2.3.2. Примеры комплексного моделирования капиллярных и проводящих свойств
2.4. Эксперементальные исследования свойств образцов ферраллитных почв
3. МЕТОДЫ И ТЕХНИКА ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ В ПОЧВАХ ВЛАГИ, ВОЗДУХА И ТЕПЛА
3.1. Общие принципы составления расчетных схем почвенной толщи
3.2. Конечно-разностная аппроксимация основных дифференциальных операторов
3.3. Конечноразностная аппроксимация граничных условий 7
3.4. Оценка агроклиматических ресурсов
3.4.1. Расчет водного режима почв при оценке
агроклиматических ресурсов района,
3.4.2. Моделирование основных составляющих продукционного процесса растений
4. РАСЧЕТЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШНЕНИЯ КУКУРУЗЫ В АНГОЛЕ7
4.1. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛИВАНИЯ КУКУРУЗЫ
4.1.1. Обработка почвы
4.1.2. УХОД ЗА ПОСЕВАМИ
4.1.3. Уборка урожая
4.1.4. Результаты расчетов эффективности орошения кукурузы для условий Анголы
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА

0. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Народная Республика Ангола находится в авангарде африканских стран, решительно борющихся с наследием колониального прошлого, за преодоление хозяйственной отсталости за самообеспеченности продуктами питания, и т.д. Благоприятные природно-климатические условия, позволяющие выращивать в ряде районов по несколько урожаев в год, способствовали закреплению за Анголой роли поставщика сельскохозяйственного сырья на мировые рынки. Внутреннее потребление с/х продукции было низким, а система земледелия примитивной. Многие из почв сельскохозяйственных угодий при такой системе земледелия, уже деградировали. Система длительных залежей не приводила к изменению ситуации т.к. генетические особенности тропических ферралитных почв как правило приводили к появлению железистых кор и панцирей. Опыт показывает, что в таких условиях земледелия почвы Анголы не могут сохранить присущие им исходные генетические свойства и как следствие исходный уровень плодородия. Их необходимо постоянно улучшать, мелиорировать. Политическая ситуация, складывающаяся а Анголе во время освободительной войны и после нее,, привела к резкому сокращению объема сельскохозяйственного производства и до сих пор объем экспорта основных продуктов питания составил около 50% от производимого ранее. Страну покинули многие иностранныне специалисты и фермеры а земли пришли в запустение .Приемлемый уровень урожая, обеспечивающий может быть достигнут, через новые технологии земледелия, с привлечением дополнительных ресурсов. В частности, достаточная обеспеченность водными ресурсами и опыт показывает что орошение основных продовольственных культур в условиях больших тепловых ресурсов может существенно увеличить урожайности культур.
Ориентация на экосистемное понимание мелиоративной деятельности, как целостного и комплексного подхода к рассмотрению, планированию и рациональному использованию компонентов экосистем должна способствовать повышению устойчивости этих компонентов и окружающей среды в целом. Такой, учитывающий многие среды подход, является географически всеобъемлющим, и направлен на восстановление, поддержание и улучшение условий и параметров мелиорируемых земель, водоемов и других экосистем, затронутых мелиоративной и с/х деятельностью.
На современном этапе совершенствование теории и практики управления плодородием почв делает необходимым все более последовательное использование новых экологических принципов и методов. Конечная цель такого подхода состоит в том, чтобы вначале понять, а затем количественно описать функционирование почвы как открытой, сложной, многокомпонентной, динамической системы с последующей оценкой допустимости уровня той или иной деятельности и возможных негативных последствий.
Реальное ухудшением состояния и плодородия мелиорируемых земель в ряде стран Африки требуют разработки и осуществления комплексной политики и стратегии, в решении сложных и взаимосвязанных проблем использования водных и земельных ресурсов, как неотъемлемой части окружающей среды, и к отказу от практики использования этих ресурсов без учета других компонентов экосистем.
Сказанное позволяет считать выбранные для темы диссертации проблему и направление исследований как актуальное и имеющие важное теоретическое и прикладное значение
Цель работы состояла в анализе и использовании существующих моделей,. позволяющих комплексно оценивать потребность и эффективность мелиорации земель, их продуктивность на базе моделирования воднофизических свойств почв и расчетов водного режима
Методы исследований. Методической основой диссертации является использование наиболее простых и конструктивных математических моделей формирования водного режима почв и оценки продуктивности мелиорируемых земель,, показать один из возможных подходов к динамическому прогнозированию урожая сельскохозяйственных культур. Для решения практических задач потребовалось рассмотрение комплекса почвенных свойств и схематизации климатических факторов.
Научная новизна работы заключается:
- в развитии теоретических методов определения основных расчетных параметров для расчета свойств ферраллитных тропических почв, в разработке новой математической модели, для определения капиллярного потенциала и влагопроводности ферралитных почвы, необходимых для постановки и решения задач прогноза водного режимов почв в условиях Анголы,, в уточнении математических моделей для расчетов продуктивности почв на

ния воды и воздуха в почвах раздельно. В ряде практических задач вообще не требуется идентифицировать многие химические компоненты почвенных растворов и состав почвенного воздуха. При решении почвенных гидрохимических задач декомпозиция исходной проблемы является подчас единственным способом достижения поставленных целей.
В результате декомпенсации представляется возможным определить параметры движения и состояния воды и воздуха в жидкой и газовой фаз в отдельности и определить состав раствора решением соответствующих задач диффузии химических элементов. [61, 69, 115]
Температура почвы существенно изменяет состояние и физикохимические свойства жидкости и газа. Так, вязкость воды меняется более, чем на 30% при изменении температуры на десять градусов, что может приводить к пропорциональному изменению скоростей движения. Тепловой режим почвы в большой степени определяет кинетику и равновесие химического состояния почвенных фаз и многие другие процессы в почвах. В этой связи изотермические приближения процессов движения воды и воздуха представляются достаточно грубыми, однако имеющими важное значение в решении методологических проблем почвенной гидрофизики и гидрохимии.
Вопросы движения и равновесия воды в почвах традиционно относятся к разделу физики почв. Однако взаимные связи в действительности оказываются настолько тесными, что часто разделить процессы на химические и физические не представляется возможным. Метод декомпозиции, используемый для решения задач почвенной гидрохимии, не предполагает в общем случае «отбрасывания» каких-то составляющих процессов. Смысл декомпозиции заключается в особой математической постановке и методах решения задач, при которых взаимозависимые процессы расслаиваются на несколько более простых, сопрягающихся друг с другом обратными связями процессов, или использующих результаты решения других задач, на которые рассматриваемые процессы оказывают малое влияние. Речь идет не об отбрасывании связей, а о моделировании обратных связей. Аналогичные методы широко используются в решении задач механики, когда связи заменяются их силовыми эквивалентами - реакциями связей, которые находятся из других условий и уравнений.
Водный режим почв, характеризующийся временным и пространственным изменением влажности и потоков воды в почвах, является одним из