|
|
Учебное пособие по экологии. методичка Экология водного бассейна. Методические указания к курсовому проекту экология водного бассейна для студентов специальности 320700 "Охрана окружающей среды и рационального использования природных ресурсов"
Задаваясь значениями w = 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 рассчитывается величина S. По данным значениям строится график (рис. 1.9), на который добавляется вторая шкала абсцисс на которой даются значения влагозапасов слое почвы 0…50см. Значения относительной влажности пересчитываются в величины влагозапасов по формуле:
w = w'*( wпв - wвз ) + w вз , мм (1.13)
где wпв , wвз - соответственно, влагозапасы на уровне полной влагоемкости и влажности завязания, мм. Влажность почвы, выраженная в процентах объема почвы, пересчитывается в почвенные влагозапасы слоя 0…50 см по формуле: w = w*5, мм.
Значения влажности завядания растений и полной влагоемкости, учитывающие механический состав почв, представлены в таблице 1.14
Таблица 1.14
Значения влажности завядания растений (wвз) и полной
влагоемкости (wпв) в зависимости от типа почв
по механическому составу, в % объема почв
Тип почв по мех. составу
|
wвз
%
|
wпв
%
|
Песок
Супесь Суглинок
Глина
Торф: верховой низинный
|
15
18
24
13
35
32
|
40
46
50
45
95
85
|
По кривой требований растений к водному режиму почв (см. рис.1.9) определяется оптимальный диапазон регулирования почвенных влагозапасов (w1 …w2 ,мм) при уровне плановой продуктивности Sw=0.8.
1.4.2. Требования растений к температурному режиму
Температура воздуха является одним из основных факторов, влияющих на развитие растений. Функция продуктивности растений от температур почвы описывается куполообразной кривой (рисунок 1.10).
St= (t'/t'opt) Yt*topt *((1-t')/(1-t'opt)) Yt*(1-t'opt), (1.14)
t'= (t - tmin)/(tmax - tmin)
где t' - относительная температура; t'opt - оптимальная относительная температура; Yt -параметр, учитывающий саморегуляцию растений к температурному режиму почв; tmin, tmax - соответственно минимальная и максимальная температура почвы, при которых растение не может развиваться. В таблице 1.15 приведены значения параметров модели (1.14).
Таблица 1.15 - Значения параметров tmin, topt, tmax (С), Yt для различных сельскохозяйственных культур
-
Вид растений
|
tmin
|
topt
|
tmax
| Yt |
зерновые
Кормовые
Овощи
Картофель
Травы мн.
|
9
5
2
6
4
|
19
20
20
18
21
|
28
30
30
24
34
|
0.40
0.52
0.80
0.72
0.62
| 
Рис.1.10 Требования растений к температурам воздуха.
Данная зависимость показывает, что при некоторых экстремальных температурных условиях растение погибает, так как: становится слишком холодно, и биохимические процессы в растениях практически приостанавливаются, или слишком жарко и, например, происходит разрыв сплошности потока воды в почве, притекающего к растению, из-за увеличивающейся скорости транспирации, при ограниченной скорости передвижения влаги в почве. В диапазоне от минимальной температуры до ее оптимального значения, продуктивность растений лимитируется недостатком тепла. В диапазоне температур от оптимального значения до максимального, развитие растений ограничивается необходимостью траты большого количества энергии на охлаждение, при этом растение меньше энергии отдает на увеличение продуктивности. При оптимальных температурах, растение затрачивает минимум энергии на борьбу с неблагоприятными температурными условиями, что сопровождается достижением максимального урожая.
По кривой требований растений к температурам воздуха (см. рис.1.10) определяется продуктивность растений в конкретных рассматриваемых условиях (в курсовой работе – для условий среднемноголетнего года). Для этого по данным таблицы (1.1) рассчитывается средняя температура за теплый период года (tср), которая откладывается на графике (рис.1.10) для определения продуктивности Stср.
1.4.3 Характеристика водно-термических условий внешней среды
Для описания условий внешней среды по конкретному фактору используется функция плотности распределения, т.к. она полностью характеризует поведение объекта по рассматриваемому фактору. Плотность распределения почвенных влагозапасов хорошо описываются функцией нормального закона распределения. Для построения кривой функции распределения в этом случае необходимо знать значения: средние влагозапасы за период вегетации и среднеквадратическое отклонение. Для выполнения данного раздела Работы используются исходные данные: средние влагозапасы в слое 0…50см почвы (для большинства сельскохозяйственных культур основная масса корневой системы располагается в данном слое) за вегетационный период Wcp и среднеквадратическое отклонение w значений почвенных влагозапасов в конкретный период вегетации от среднего значения (см. таб. 1.16)
1.4.3.1 Почвенные влагозапасы
Функция плотности распределения почвенных влагозапасов имеет вид:
w = exp(-(W – Wcp)2/(2*2w)) (1.15)
где w , wcp – соответственно, текущее и среднемноголетнее значение почвенных влагозапасов,мм ; w – среднеквадратическое отклонение для почвенных влагозапасов,мм.
Вид графика функции плотности распределения представлен на рис. 1.11. На графике функции плотности распределения откладывают значения оптимального диапазона регулирования почвенных влагозапасов (раздел 1.4.1). Значения w1 и w2 делят график на три части (А,В,С).
Рисунок 1.11 - Плотность распределения почвенных влагозапасов.
Площади этих зон представляют собой вероятности: А – необходимости орошения Р; В – оптимальных условий среды Рорт; С – необходимости осушения временно избыточно пере увлажненных зональных почв Р. Площади зон определяются с помощью графика (рис. 1.12), который представляет собой интеграл функции плотности распределения. Для этого откладываем на графике значения w1 и w2:
w'1 = 5 - (wcp- w1)/w w'2 = 5+ (wcp- w2)/w
Используя данные значения определяются: вероятность необходимости орошения Р1 Р при w'1 и Р2 при w'2., С помощью величины Р1 определяется величина вероятности необходимости орошения:
Р = Р1 - Рвз (1.16)
где значение Рзв определяется по значению w'зв = (wcp- wзв)/2*w.
С помощью величины Р2 определяется значение Р: вероятность необходимости осушения временно избыточно переувлажненных зональных почв:
Р = 100 – Р2. (1.17)
Рисунок1.12 - Интегрированная функция закона нормального распределения
Необходимость мелиорации можно оценить на основании данных следующей таблицы:
-
Вероятность необходимости мелиоративных воздействий Р,%
|
Необходимость мелиоративных мероприятий
|
< 10
10 – 30
> 30
|
Низкая
Средняя
Высокая
| |
|
|
Скачать 1.42 Mb.