數(shù)學(xué)模型提升農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展范文

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摘要:為進一步深化與促進農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，本文嘗試引入數(shù)學(xué)模型技術(shù)，促進農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展，基于此，具體闡述了線性規(guī)劃等數(shù)學(xué)模型對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的重要影響，為基于數(shù)學(xué)模型的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了一定參考價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)模型；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)；良性發(fā)展

引言

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是人類根據(jù)實際的需求，采用某種方式去調(diào)整農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物、非生物以及發(fā)展環(huán)境三者之間的相互影響關(guān)系。當(dāng)前，“信息”已經(jīng)成為時代的主題，數(shù)學(xué)模型理論通過處理大量數(shù)據(jù)，可以控制并預(yù)測某行業(yè)的未來發(fā)展方向，其對農(nóng)業(yè)的發(fā)展預(yù)測作用越來越重要，通過研究數(shù)學(xué)模型在農(nóng)業(yè)生態(tài)中的實際應(yīng)用，來實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)性和合理性管理，進而可以減少環(huán)境污染，增加糧食產(chǎn)量，并可以優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低農(nóng)業(yè)病蟲災(zāi)害的影響，最大限度地做到綠色發(fā)展。

1數(shù)學(xué)模型含義

將某個具體的社會或生活問題，通過數(shù)學(xué)公式建模，并將所得到的可行性結(jié)果應(yīng)用于實際情況，此過程即構(gòu)建某一類現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。首先對所收集的信息資料進行分析提煉，研究這一現(xiàn)象的變量、各影響因素以及限制范圍；其次，根據(jù)實際情況，明確目標(biāo)函數(shù)，確定變量和參數(shù)間的關(guān)系，用數(shù)學(xué)語言即具體的數(shù)學(xué)方程組構(gòu)建這一問題；最后，正確求解方程，并研究分析所得到的結(jié)果，探討其實際性。具體表現(xiàn)為通過大量的數(shù)據(jù)信息分析，提供某種意義下的最優(yōu)方案，并以此來調(diào)整或預(yù)測某行業(yè)的未來發(fā)展趨勢。

2數(shù)學(xué)模型對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的影響

2.1數(shù)學(xué)模型推動農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展

對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模，可以將數(shù)字化的技術(shù)手段引入到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，不斷改變并完善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以往過于落后的發(fā)展模式，并可以有效解決農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過程中難以解決的大部分問題。從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的實際情況來看，對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行數(shù)字化的科學(xué)規(guī)劃，收集大量數(shù)據(jù)資料，利用計算機等電子設(shè)備，列出相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程組進行求解，通過得到的可行性數(shù)據(jù)結(jié)果，可以不斷調(diào)整、優(yōu)化并完善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。所以，運用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型可以使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)朝著高效化、經(jīng)濟化和產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。

2.2數(shù)學(xué)模型在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的實際發(fā)展環(huán)境復(fù)雜多變，各流通環(huán)節(jié)會被諸多因素影響，其繁雜程度迫使人力處理效率越來越低下，限制了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)大量相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，推算出解決某種難題的最佳方案，提高效率。比如，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程中，可以結(jié)合統(tǒng)籌教學(xué)中的線性規(guī)劃法，按照集中考慮實際問題的方法，并通過應(yīng)用型數(shù)學(xué)的思考模式，建立農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。最后根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，通過更加科學(xué)化、數(shù)字化的管理，為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供最佳的發(fā)展方案。利用統(tǒng)籌學(xué)中的線性規(guī)劃方法來構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的數(shù)學(xué)模型，首先，要確定所要研究問題的具體目標(biāo)、發(fā)展變量以及可能的影響因素。所要分析的現(xiàn)象常常構(gòu)建為求解此類問題的最大化或最小化函數(shù)。同時，因為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的環(huán)境復(fù)雜，需要考慮的因素具有多變性，通常所得到的數(shù)據(jù)資料大都是工作人員通過實地考察，對土壤進行樣本采樣所得到的，數(shù)據(jù)源較多，因此在開始處理數(shù)據(jù)之前，要對所掌握的數(shù)據(jù)資料進行必要的分析審查，確保最后所研究的數(shù)據(jù)除了具有代表性外，還要具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性。比如，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的肥水供應(yīng)環(huán)節(jié)中，其整個能量流通過程就是一個典型的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。在種植的土壤肥力狀況、天氣因素、農(nóng)作物生長周期等基本環(huán)境的限制條件下，構(gòu)建實際的線性規(guī)劃模型，此類問題中水肥量即變量，按照限制情況求解水肥量的最優(yōu)值。在研究期間通過傳感器，不斷進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，得到可靠的數(shù)據(jù)樣本后，根據(jù)所得數(shù)學(xué)方程式，利用計算機等輔助設(shè)備對樣本信息正確求解，最終得到所構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。之后結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)，根據(jù)所得的肥水供應(yīng)最佳方案，對農(nóng)田中的施肥機器進行科學(xué)合理的控制管理，按照農(nóng)作物的實際需要，及時補水補肥，因地制宜，不斷更新完善農(nóng)作物的施肥補水方案。這一過程在一定程度上可以優(yōu)化農(nóng)藥化肥的使用量，減少農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境污染，同時也避免了水資源的過度使用，促進了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)朝著高效益、低污染的方向發(fā)展。此外，還有灰色預(yù)測模型以及正態(tài)分布模型，灰色預(yù)測模型的特點是在只掌握一部分信息的前提下，經(jīng)分析處理后，選擇對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有用的數(shù)據(jù)信息，并對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的活動以及循環(huán)情況，進行有效的監(jiān)控和預(yù)測?？梢匀∫划€地的作物種植信息為樣本，推算出大規(guī)模種植的收成情況。正態(tài)分布數(shù)學(xué)模型是一個概率分布函數(shù)，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中可以準(zhǔn)確預(yù)估某類作物的重量，還可以估計某時期的蟲害爆發(fā)趨勢，方便相關(guān)工作人員提前做好預(yù)防準(zhǔn)備，一定程度上可以不斷的推動農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展。

3結(jié)語

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)若想實現(xiàn)環(huán)?；⑿б婊拈L期發(fā)展，運用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型是必不可少的。在發(fā)展環(huán)境復(fù)雜，制約因素較多的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中正確運用相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，可以不斷地推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展，并最終形成一個數(shù)字化、節(jié)能化、經(jīng)濟化的綠色農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)新格局。

參考文獻：

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作者：侯小會 單位：長治學(xué)院