О базе данных экологического состояния сельхозугодий и окружающей среды в агропромышленном комплексе России (АБД "ЭкоАгро")

Обоснование необходимости создания и ведения баз данных агроэкомониторинга. Состав показателей, структура базы данных "ЭкоАгро". Решаемые программным обеспечением базы прикладные задачи, формы и виды представления результатов обработки информации.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 20.06.2018
Размер файла 749,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

О базе данных экологического состояния сельхозугодий и окружающей среды в агропромышленном комплексе России (АБД «ЭкоАгро»)

Гогмачадзе Г.Д., Саакян А.Е., Макарова И.А.

«ВНИИ Агроэкоинформ»

Аннотация

Неблагоприятная экологическая обстановка в агропромышленном комплексе Российской Федерации диктует необходимость создания и ведения баз данных агроэкомониторинга различных уровней.

Одна из таких баз создана во «ВНИИ Агроэкоинформ»: база данных экологического состояния сельхозугодий и окружающей среды в агропромышленном комплексе Российской Федерации (АБД «ЭкоАгро»), содержащая информацию на уровне субъектов Федерации.

Рассмотрены состав показателей, структура АБД «ЭкоАгро», а также решаемые программным обеспечением базы данных прикладные задачи. В результате обработки информации АБД «ЭкоАгро» можно получить выходные формы в табличном, графическом и картографическом видах.

Ключевые слова: БАЗА ДАННЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЛЬХОЗУГОДИЙ, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, АГРОЭКОМОНИТОРИНГ, СОСТАВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, СТРУКТУРА БАЗЫ ДАННЫХ, ЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДАННЫХ, ФИЗИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДАННЫХ, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИИ, ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ, КЛАССИФИКАТОРЫ, НОРМАТИВНО-СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ, ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ

В последние годы воздействие на сельхозугодья и окружающую среду многочисленных факторов как природного, так и антропогенного характера привело к тому, что в агропромышленном комплексе (АПК) страны сложилась неблагоприятная экологическая обстановка.

Остановимся вкратце на некоторых негативных тенденциях в АПК России.

Вызывает тревогу прогрессирующее обеднение почв Российской Федерации питательными веществами, одной из причин которого является резкое снижение применения в стране за последние годы применения органических и минеральных удобрений, а также других средств химизации.

Пахотные земли России в большинстве субъектов Федерации характеризуются низким содержанием гумуса, питательных веществ и на больших площадях неблагоприятной реакцией почвенной среды.

Обращают на себя внимание процессы деградации почв, одним из основных видов которых являются эрозия и дефляция почв. Статистические данные показывают, что доля эродированных и дефлированных земель продолжает неуклонно увеличиваться. В течение последних 2-х десятилетий темпы прироста этих земель достигают 6-7% каждые 5 лет, т.е. до 1,5 млн. га в год.

Экологическое состояние мелиорированных земель и мелиоративных систем и их использование в стране неудовлетворительны, резко снизилась продуктивность этих земель.

Ряд серьезных экологических проблем сельского хозяйства связан с загрязнением почв и сельхозпродукции различными поллютантами: радионуклидами, пестицидами, тяжелыми металлами, нитратами.

Например, уровень загрязнения сельхозугодий радионуклидами, хотя и снизился в результате их естественного распада, а также потребления растениями, миграции и закрепления почвой, вносимыми в повышенных дозах удобрениями и известью, остается все же достаточно высоким и требует постоянного контроля.

Обследование почв на содержание тяжелых металлов (ТМ), которые относятся к наиболее опасным загрязнителям почв и сельхозпродукции, свидетельствует, что ТМ в концентрациях выше предельно допустимой концентрации (ПДК) обнаружены на площади около 1 млн. га.

Из-за резкого сокращения в стране площадей, обрабатываемых пестицидами, уровень загрязненности почв и сельскохозяйственной продукции остаточными количествами пестицидов (ОКП) снизился в несколько раз, однако должен оставаться под постоянным контролем, т.к. по воздействию на живые организмы пестициды относятся к самым сильным факторам.

Среди агрохимических загрязнителей почвы, продукции растениеводства и водных источников не последнее место занимают нитраты, в процессе метаболизма являющиеся предшественниками нитритов, чрезвычайно опасных для здоровья человека.

Для своевременного и квалифицированного реагирования на экологическую обстановку в агропромышленном комплексе страны или отдельного региона и осуществления эффективных мер по ее исправлению, основанных на комплексном знании проблемы и системном подходе к ней, необходима полная, объективная и оперативная информация об экологической обстановке в АПК России. Ее может обеспечить эффективная служба перманентного контроля экологической ситуации, сбора информации и ее анализа с помощью современной компьютерной техники. Поэтому первостепенное значение в современных условиях приобретает организация системы экологического мониторинга.

Основными принципами организации экологического мониторинга являются:

· объективность и достоверность используемой информации;

· систематичность и комплексность наблюдений за состоянием окружающей природной среды;

· оперативность предоставляемой потребителям информации.

Одной из важнейших подсистем системы экологического мониторинга является агроэкологический мониторинг - мониторинг экологического состояния сельскохозяйственных угодий и окружающей агропромышленный комплекс среды, в той или иной степени влияющей на производство сельскохозяйственной продукции.

Цели агроэкологического мониторинга:

1) обеспечить системы управления агропромышленным комплексом своевременной и точной информацией о целостности агроэкосистемы и среды обитания человека на земле, в частности, сельхозугодий, водной и воздушной сред;

2) выявить причины изменения этих показателей;

3) создать предпосылки предотвращения негативных ситуаций в агропромышленном комплексе или, в случае их наступления, исправления до того, как сельскому хозяйству страны будет нанесен непоправимый ущерб.

Первым и важнейшим этапом внедрения системы агроэкологического мониторинга является создание базы данных агроэкомониторинга на различных территориальных уровнях (от отдельных хозяйств до субъектов федерации).

Под базой данных агроэкомониторинга понимается определенным образом организованная, структурированная, контролируемая и хранимая в памяти компьютера агроэкологическая информация, состоящая из наборов данных и их описаний и ориентированная на выполнение процессов создания, обновления, контроля, хранения и выборки данных /1/.

В ходе агроэкомониторинга и производится сбор информации для указанной базы.

Назначение базы данных агроэкомониторинга состоит в следующем:

· создание унифицированного подхода к процессу получения и сбора информации, основанного на принципах территориального, методического, вычислительного и технического единства, позволяющего получить сопоставимые данные в масштабах федерации;

· разработка единой системы оценки данных на различных территориальных уровнях, позволяющей решать конкретные природоохранные и хозяйственные задачи.

Должны быть созданы агроэкологические базы данных разных уровней: от элементарного участка до субъектов Федерации.

Первичной структурной единицей в системе АПК является непосредственный производитель сельскохозяйственной продукции - конкретное предприятие (хозяйство). База данных на этом уровне служит для принятия оперативных управленческих решений в области оптимизации функционирования данной агроэкосистемы, т.е. для обслуживания запросов конкретного хозяйства. Кроме того, она является основой для формирования информационных баз следующих уровней (районной, субъекта РФ, региональной и т.д.).

Верхние уровни, в основном, дают обобщенную картину, служащую для разработки стратегических решений в области природопользования и охраны окружающей среды.

Основными принципами, на которых должна быть построена база данных агроэкомониторинга, являются:

· независимость данных от их описаний и программ обработки;

· однократный ввод информации с многократным ее использованием;

· структуризация информации;

· наличие системы управления базой данных.

Применение принципов независимости данных и однократного ввода информации позволяет многократно использовать в ходе решения различных задач одни и те же данные из единой информационной базы и избежать, таким образом, избыточности информации в базе данных.

Под структурой данных будем понимать формализованное отображение логических взаимосвязей между отдельными элементами информационных совокупностей.

Необходимо различать логическую и физическую структуры данных.

Логическая структура данных (или просто структура данных) - это представление о данных с позиции пользователя информации, не зависящее от способа их хранения в базе данных.

Реализация логической структуры данных в памяти компьютера представляет собой физическую структуру данных /2/.

Одна и та же структура данных, вообще говоря, может быть реализована в памяти компьютера различными способами, приводящими к различным структурам хранения (физическим структурам данных). В этом случае обычно из нескольких возможных физических структур данных выбирается одна, наиболее приемлемая с точки зрения предполагаемого использования данных.

Понятие «база данных» подразумевает такую организацию данных, которая допускает простой и оперативный поиск данных по запросу. Поэтому база данных состоит из таблиц, связанных между собой ключевыми полями.

Дальнейшее изложение строится на конкретном примере разработанной во «ВНИИ Агроэкоинформ» автоматизированной базы данных по экологическому состоянию сельхозугодий и окружающей природной среды в агропромышленном комплексе Российской Федерации (АБД «ЭкоАгро»), содержащей разнообразную агроэкологическую информацию на уровне субъектов Федерации /3/. АБД «ЭкоАгро» зарегистрирована, в числе других баз данных, разработанных во «ВНИИ Агроэкоинформ», в Государственном регистре баз и банков данных (регистрационное свидетельство №10877 от 20 апреля 2007 года, регистрационный №0220711673).

АБД «ЭкоАгро» предназначена для ежегодного сбора, систематизации, накопления и ведения различной агроэкологической информации, в совокупности характеризующей экологическую ситуацию в АПК России и ее субъектов, обработки и анализа этой информации.

АБД «ЭкоАгро» содержит структурированную и систематизированную информацию по агроэкологическим показателям, объединенным в следующие направления:

· структура земель и сельхозугодий Российской Федерации (SU);

· качественное состояние сельхозугодий (KS);

· баланс N, P2O5, K2O в земледелии Российской Федерации (B);

· урожайность сельскохозяйственных культур (UR);

· радиоактивное загрязнение земель и сельхозугодий (R);

· загрязнение сельхозугодий тяжелыми металлами (ТМ);

· загрязнение земель сельхозугодий, водных источников и растениеводческой продукции остаточными количествами пестицидов (P);

· загрязнение сельскохозяйственной продукции нитратами (N);

· состояние экологической обстановки на мелиорированных землях (MZ);

· водная и ветровая эрозия почв (ER).

Рядом с названием каждого агроэкологического направления в скобках указана его аббревиатура, которую в дальнейшем для удобства изложения мы будем использовать в именах файлов, названиях входных и выходных форм.

Отметим, что под «тяжелыми металлами» на самом деле подразумеваются «тяжелые металлы, мышьяк и фтор».

Составными частями АБД «ЭкоАгро» являются:

· база исходной информации;

· база классификаторов;

· база нормативно-справочной информации.

База исходной информации АБД «ЭкоАгро» включает в себя 17 входных форм (таблиц) с информацией на уровне субъектов Российской Федерации.

В таблице 1 приведен перечень входных форм базы исходной информации с разбиением на все представленные в базе агроэкологические направления (блоки). Всем входным формам для удобства присвоен шифр, состоящий из латинских букв «WF», двух цифр номера формы (нумерация форм своя в пределах каждого блока) и аббревиатуры агроэкологического направления.

Таблица 1. Перечень входных форм базы исходной информации АБД «ЭкоАгро»

№№

п/п

Наименование

Идентифи-

катор

1

2

3

1. Структура земель и сельхозугодий РФ

1.

Структура сельскохозяйственных угодий субъектов РФ

WF01SU

2. Качественное состояние сельхозугодий

2.

Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ, занятые кислыми почвами

WF01KS

3.

Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию подвижного фосфора в почвах

WF02KS

4.

Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию обменного калия в почвах

WF03KS

5.

Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию гумуса в почвах

WF04KS

6.

Применение минеральных и органических удобрений на сельхозугодьях и пашне субъектов РФ

WF05KS

7.

Химическая мелиорация почв субъектов РФ

WF06KS

3. Баланс N, P2O5, K2O в земледелии РФ

8.

Баланс N, P2O5, K2O в почве субъектов РФ

WF01B

4. Урожайность сельскохозяйственных культур

9.

Урожайность сельскохозяйственных культур в субъектах Российской Федерации

WF01UR

5. Загрязнение сельхозугодий радионуклидами

10.

Количество населенных пунктов РФ по уровню загрязнения Cs-137

WF01R

11.

Распределение площадей субъектов РФ по загрязнению Cs-137

WF02R

12.

Распределение площадей сельхозугодий субъектов РФ по загрязнению Cs-137 или Sr-90

WF03R

6. Загрязнение сельхозугодий тяжелыми металлами

13.

Результаты обследования пахотных почв РФ на содержание тяжелых металлов

WF01ТМ

7. Загрязнение сельхозпродукции нитратами

14.

Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции

WF01N

8. Загрязнение продукции растениеводства пестицидами

15.

Показатели загрязнения продукции растениеводства остаточными количествами пестицидов

WF01P

9. Состояние и использование мелиорированных земель

16.

Информация о площадях мелиорированных земель субъектов Российской Федерации

WF01MZ

10. Водная и ветровая эрозия почв

17.

Характеристика эрозионных процессов почв сельхозугодий на территории субъектов Российской Федерации

WF01ER

Ниже приводится структура всех входных форм в виде «шапки» соответствующей таблицы.

Таблица 2. Входная форма WF01SU. «Структура сельскохозяйственных угодий субъектов Российской Федерации»

Субъек-ты РФ

Год

Площадь

земель

с.-х. на-

значения

Пло-

щадь

с.-х.

угодий

в том числе

пашни

залежей

много-летних насажд.

кормо-вых

угодий

1

2

3

4

5

6

7

8

Таблица 3. Входная форма WF01KS. «Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ, занятые кислыми почвами»

Субъекты РФ

Год обследо-вания

Вид с.-х. угодий

Обследованная на рН площадь вида с.-х. угодий,

тыс.га

Градация площадей кислых почв, тыс. га

сильно-кислые

средне-кислые

слабокислые

близкие к нейтраль-ным

нейтраль-ные

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Таблица 4. Входная форма WF02KS. «Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию подвижного фосфора в почвах»

Субъекты РФ

Год обследо-вания

Вид с.-х. угодий

Обследованная на P2O5 площадь вида с.-х. угодий, тыс.га

Площади почв по содержанию подвижного фосфора в почвах

очень низкое

низкое

среднее

повышен-ное

высокое

очень высокое

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Таблица 5. Входная форма WF03KS. «Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию обменного калия в почвах»

Субъекты РФ

Год обследо-вания

Вид с.-х. угодий

Обследованная на K2O площадь вида с.-х. угодий, тыс.га

Площади почв по содержанию обменного калия в почвах

очень низкое

низкое

среднее

повышен-ное

высокое

очень высокое

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Таблица 6. Входная форма WF04KS. «Площади сельхозугодий и пашни субъектов РФ по содержанию гумуса в почвах»

Субъекты РФ

Год обследо-вания

Вид с.-х. угодий

Обследованная на гумус площадь вида с.-х. угодий, тыс.га

Площади почв по содержанию гумуса в почвах

очень низкое

низкое

среднее

повышен-ное

высокое

очень высокое

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Таблица 7. Входная форма WF05KS. «Применение минеральных и органических удобрений на сельхозугодьях и пашне субъектов РФ»

Субъек-ты РФ

Год об-сле-до-ва-ния

Минеральные удобрения

Органические удобрения

Сельхозугодья

Пашня

Сельхозугодья

Пашня

удоб-ренная пло-щадь, тыс.га

Внесено, тыс.ц

удоб-ренная пло-щадь, тыс.га

Внесено, тыс.ц

удоб-ренная пло-щадь, тыс.га

Внесено, тыс.т

удоб-ренная пло-щадь, тыс.га

Вне-сено, тыс.т

всего в пере-счете на 100% пита-тель-ных ве-ществ

в т.ч. фосфорных (P2O5) удобрений, вклю-чая фосф. муку

в т.ч. калий-ных (K2O) удобрений

всего в пере-счете на 100% пита-тель-ных ве-ществ

в т.ч. фосфорных (P2O5) удобрений, вклю-чая фосф. муку

в т.ч. калий-ных (K2O) удобрений

всего

использовано торфа, сапро-пеля

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Таблица 8. Входная форма WF06KS. «Химическая мелиорация почв субъектов РФ»

Субъекты РФ

Год

обследова-ния

Общая площадь кислых почв,

тыс. га

в т.ч. с очень низким и низким содержа-нием P2O5,

тыс. га

Произвестковано кислых почв, тыс.га

Внесено известняковой муки и других известко-вых мате-риалов,

тыс.т

Проведено фосфорито-вание кислых почв с низким содержани-ем P2O5,

тыс. га

Внесено фосфо-ритной муки,

тыс.т

Пло-щадь,

нуждающаяся в гипсо-вании

Проведе-но гипсо-вание солонцо-вых почв,

тыс. га

Внесено гипса, фосфогип-са и др. гипсосодержащих веществ,

тыс.т

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Таблица 9. Входная форма WF01B «Баланс N, P2O5, K2O в почве субъектов РФ»

Код субъекта

РФ

Год

Код питатель-ного вещества

Поступление питательного вещества,

кг д.в./га

Вынос питательного вещества с урожаем,

кг д.в./га

с минеральными удобрениями

с органическими удобрениями

всего с удобре-ниями

1

2

3

4

5

6

7

Таблица 10. Входная форма WF01UR «Урожайность сельскохозяйственных культур в субъектах Российской Федерации»

Код субъекта РФ

Год

Код с.-х. культуры

Посевная площадь под культуру,

тыс. га

Валовой сбор, тыс.т

1

2

3

4

5

Таблица 11. Входная форма WF01R. «Количество населенных пунктов РФ по уровню загрязнения Cs-137»

Субъек-

ты РФ

Год

обсле-

дования

Всего на-

селенных

пунктов

Загрязненных по уровням загрязнения, (ku/кв.км)

1-5

5-15

15-40

40

1

2

3

4

5

6

7

Таблица 12. Входная форма WF02R. «Распределение площадей субъектов РФ по загрязнению Cs-137»

Субъек-

ты РФ

Год

обследования

Распределение площадей (кв.км) по уровням загрязнения (ku/кв.км)

1-5

5-15

15-40

40

1

2

3

4

5

6

Таблица 13. Входная форма WF03R. «Распределение площадей сельхозугодий субъектов РФ по загрязнению Sr-90»

Субъек-ты РФ

Год

обследования

Вид

сельхоз-

угодий

Общая площадь вида сельхоз-угодий, тыс.га

Распределение площадей (тыс. га) по уровням загрязнения (ku/кв.км)

0,1 - 1,0

1,0 - 5,0

5

1

2

3

4

5

6

7

Таблица 14. Входная форма WF04R. «Распределение площадей сельхозугодий субъектов РФ по загрязнению Cs-137»

Субъек-ты

РФ

Год

обследо-

вания

Вид

сельхоз-

угодий

Общая площадь вида

с.-х. угод.

Распределение площадей (тыс. га) по уровням загрязнения (ku/кв.км)

1-5

5-15

15-40

40

1

2

3

4

5

6

7

8

Таблица 15. Входная форма WF01М. «Результаты обследования пахотных почв РФ на содержание тяжелых металлов»

Субъ

екты

РФ

Цикл

обс- ледования

Год

обследова-ния

Об-

щая

пло-щадь пашни

Обсле-

дован-ная пло-щадь пашни

Площадь с содержанием ТМ

выше ПДК

Тяже-лый ме-

талл

всего

обследо-ванная по валовому содержа-нию ТМ

обследованная по со-держанию подвижных форм ТМ

1

2

3

4

5

6

7

8

10

Таблица 16. Входная форма WF01N. «Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции»

Код

субъекта

РФ

Год

обследо

вания

Проанализировано

всего

Выявлено отклонений свыше ПДК

образ-

цов,

шт

продук-ции,

тыс.т

образ-

цов,

шт

продук-ции,

тыс.т

1

2

3

4

5

6

Таблица 17. Входная форма WF01Р. «Показатели загрязнения продукции растениеводства остаточными количествами пестицидов»

Субъекты

РФ

Год обсле-

дова-

ния

Общая

пло-

щадь

с.-х.

уго-дий,

тыс.га

Общее

число

хозяй-

ств

Площадь,

обрабо-

танная

пестици-дами,

тыс.га

Проконтролировано

Количество

наименований

пестицидов

Загрязнено

пестицидами

тыс.га

тыс.

тонн

Кол-во

хо-зяй-ств

Проана-ли-

зировано образцов,

шт

Приме-

няемых

в субъекте РФ

Про-

контро-

лиро-

вано

В пре-

делах

МДУ

Свыше

МДУ

тыс.

т

образ-

цов

тыс.т

образ-

цов

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Таблица 18. Входная форма WF01MZ «Информация о площадях мелиорированных земель субъектов Российской Федерации»

Субъекты РФ

Год

Площадь сельхоз-угодий,

тыс. га

Площадь орошаемых земель, тыс. га

Площадь осушенных земель, тыс. га

Всего

подвергнуто

комплексной

реконструкции

ввод

новых

Всего

реконструировано

и восстановлено

оросительных

систем

ввод

новых

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Таблица 19. Входная форма WF01ER. «Характеристика эрозионных процессов почв сельхозугодий на территории субъектов Российской Федерации»

Субъ-

екты

РФ

Год

обсле-

дова-

ния

Вид

с.-х.

уго-

дий

Об-

щая

пло-

щадь,

тыс.га

Обсле

дов. пло-

щадь,

тыс.га

Эро-

зион-

но-

опас-

ные

в том числе

эродировано

Дефля

цион-

но-

опас-

ные

в том числе

дефлировано

Подвержено совместно

водной и ветровой

эрозии

силь-но

сред-не

слабо

силь-но

сред-не

слабо

сильно

сред-не

слабо

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Исходная информация содержится в базе данных в закодированном виде, что, во-первых, уменьшает размеры базы, а, во-вторых, облегчает поиск в базе данных. Для кодирования и декодирования информации служит другая составная часть АБД «ЭкоАгро» - база классификаторов.

В таблице 20 приводится перечень всех входящих в базу 17 классификаторов.

база данные агроэкомониторинг

Таблица 20. Перечень классификаторов АБД «AgroEco»

№№

п/п

Наименование

Идентифи-

катор

1

2

3

1.

Экономические районы

KLRAION

2.

Федеральные округа

KLFO

3.

Субъекты Федерации

KLSRF

4.

Сельскохозяйственные угодья

KLSU

5.

Культуры

KLKUL

6.

Типы почв

КLТP

7.

Гранулометрический состав почвы

КLGSP

8.

Питательные вещества

KLPITV

9.

Тяжелые металлы и другие химические вещества

KLTM

10.

Единицы измерения

KLEDIZM

11.

Формы тяжелых металлов

KLFTM

12.

Радионуклиды

KLRAD

13.

Продукция растениеводства

KLPRAST

14.

Пестициды

KLPEST

15.

Действующие вещества

KLDV

16.

Методы определения P2O5 и K2O в почве

KLMET

17.

Виды деградационных процессов

KLDGP

Деление на экономические районы в настоящее время не актуально, однако в базу данных заложена возможность работы с этой структурной единицей и, соответственно, присутствует классификатор экономических районов.

Структура классификаторов достаточно проста, чаще всего, хотя и не всегда, включает два поля: код и наименование соответствующего показателя, например, типа почв, поэтому в данной статье она опускается.

Важной составной частью АБД «ЭкоАгро» является база нормативно-справочной информации (НСИ), включающая в себя 24 таблицы (в компьютерной реализации - файла), содержащих предельно допустимые нормативы загрязнения сельхозугодий и сельхозпродукции радионуклидами, тяжелыми металлами, пестицидами и нитратами, информацию о градации удельных весов сельхозугодий по степени кислотности, содержанию P2O5, K2O, гумуса; градации площадей с различной кислотностью, различным содержанием в почвах P2O5, K2O, гумуса, градации удельного веса орошаемых и осушенных земель в сельхозугодьях, градации интенсивности эрозионных и дефляционных процессов, градации почв по удельному весу эрозионно-опасных и дефляционно-опасных площадей. Часть этой информации необходима для построения картограмм. Перечень таблиц (файлов) НСИ с разбиением на разделы, в соответствии с агроэкологическими направлениями, приведен в таблице 21.

Всем таблицам НСИ для удобства присвоен шифр, состоящий из латинских букв «NSI», двух цифр номера (нумерация своя в пределах каждого блока) и аббревиатуры агроэкологического направления.

Таблица 21. Перечень файлов (таблиц) НСИ АБД «ЭкоАгро»

№№

п/п

Наименование

Идентифи-катор

1

2

3

1. Структура земель и сельскохозяйственных угодий РФ

1.

Градации удельного веса земель с.-х. назначения в общей площади субъектов РФ, с.-х. угодий в землях с.-х. назначения, пашни в с.-х. угодьях

NSI01SU

2.

Градации удельного веса залежей, многолетних насаждений, кормовых угодий в с.-х. угодьях

NSI02SU

2. Качественное состояние сельхозугодий

3.

Группировка почв по степени кислотности (рН солевой вытяжки)

NSI01KS

4.

Градация почв по содержанию P2O5, мг/кг почвы

NSI02KS

5.

Градация почв по содержанию K2O, мг/кг почвы

NSI03KS

6.

Градация почв по содержанию гумуса, мг/кг почвы

NSI04KS

7.

Группировка почв по содержанию P2O5, мг/100 г почвы по Эгнеру-Риму

NSI05KS

8.

Группировка почв по содержанию K2O, мг/100 г почвы по Эгнеру-Риму

NSI06KS

9.

Группировка почв по удельному весу площадей с различной степенью кислотности (величина рН)

NSI07KS

10.

Группировка почв по удельному весу площадей с различным содержанием P2O5

NSI08KS

11.

Группировка почв по удельному весу площадей с различным содержанием K2O

NSI09KS

12.

Группировка почв по удельному весу площадей с различным содержанием гумуса

NSI10KS

3. Загрязнение сельхозугодий радионуклидами

13.

Группировка почв по удельному весу загрязненных площадей

NSI01R

14.

Градация загрязнения почв радионуклидами

NSI02R

4. Загрязнение сельхозугодий тяжелыми металлами

15.

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности

NSI01ТM

16.

Градация распределения площадей пашни субъектов РФ по содержанию в почве тяжелых металлов

NSI02ТM

17.

Градация загрязнения пашни субъектов РФ тяжелыми металлами по зонам экологической ситуации

NSI03ТM

5. Загрязнение сельхозпродукции нитратами

18.

Перечень ПДК нитратов в сельскохозяйственной продукции (с учетом времени действия)

NSI01N

19.

Группировка по удельному весу загрязненной нитратами выше ПДК продукции

NSI02N

6. Загрязнение продукции растениеводства пестицидами

20.

Максимально допустимые уровни остаточных количеств пестицидов в продукции растениеводства

NSI01P

7. Состояние и использование мелиорированных земель

21.

Градации удельного веса орошаемых земель в сельхозугодьях

NSI01MZ

22.

Градации удельного веса осушенных земель в сельхозугодьях

NSI02MZ

8. Водная и ветровая эрозия почв

23.

Градации интенсивности эрозионных и дефляционных процессов

NSI01ER

24.

Группировка почв по удельному весу эрозионно-опасных и дефляционно-опасных площадей (%)

NSI02ER

Ниже в качестве примера приводятся две таблицы НСИ, причем вторая из них (NSI07KS) используется при картографической обработке информации базы данных для закрашивания территории субъектов РФ в различные цвета в зависимости от значения показателя.

Таблица 22. NS02KS. Градация почв по содержанию P2O5, мг/кг почвы

Код

метода

Содержание P2O5

очень низкое

низкое

среднее

повышен-ное

высокое

очень высокое

1

0 - 25

25 - 50

50 - 100

100 - 150

150 - 250

> 250

2

0 - 20

20 - 50

50 - 100

100 - 150

150 - 200

> 200

3

0 - 10

10 - 15

15 - 30

30 - 45

45 - 60

> 60

4

0 - 5

5 - 10

10 - 15

15 - 20

20 - 30

> 30

Таблица 23. NSI07KS. Группировка почв по удельному весу площадей с различной степенью кислотности (величина рН)

Номер интервала

Интервал удельных весов сильно-, средне- и слабокислых почв, %

Цвет

минимальное значение

максимальное значение

1

0

20

синий

2

20

40

голубой

3

40

50

зеленый

4

50

60

желтый

5

60

70

оранжевый

6

70

100

красный

На рис. 1-3 показаны экранные формы - окна ввода в АБД «ЭкоАгро» исходной информации, информации классификаторов и НСИ.

Рис. 1. Окно ввода данных во входную форму WF04KS

Рис. 2. Окно классификаторов (с классификатором субъектов РФ)

Рис. 3. Окно редактирования НСИ «Группировка почв по удельному весу загрязненных площадей»

На основании информации АБД «ЭкоАгро» решается пакет прикладных задач, являющийся надстройкой базы данных и позволяющий решать различные задачи и комплексы задач в рамках вышеприведенных агроэкологических направлений. АБД «ЭкоАгро» вместе с пакетом прикладных задач составляет информационно-аналитическую компьютерную систему.

Для анализа и оценки экологического состояния сельхозугодий и окружающей среды в АБД «ЭкоАгро» используются следующие методы:

· средние (арифметические и взвешенные);

· ошибки среднего;

· стандартные отклонения;

· дисперсия;

· лимиты (минимальные и максимальные значения);

· коэффициенты вариации;

· сравнение значений показателей с нормативами;

· градации значений показателей и распределение всего спектра значений показателя в соответствии с градацией;

· динамика значений показателя;

· сравнение территорий по значению показателя;

· различные комплексные оценки, например, рассмотрение в динамике градации значений показателя.

В результате обработки информации АБД «ЭкоАгро» пользователь может получить выходные формы в различном, удобном и приемлемом для себя, виде: табличном, графическом, картографическом.

Наиболее ортодоксальным, привычным, является табличное отображение информации. Каждая графа выходной таблицы получается некоторым алгоритмическим преобразованием (расчетным, логическим) информации тех или иных граф (полей) одной или нескольких входных, а также выходных форм, классификаторов, файлов НСИ. В качестве примера приводится таблица 24.

Таблица 24. Динамика площади пашни Московская область

Годы

Пло-щадь

сель-хоз-

угодий,

тыс. га

Пашня

тыс.га

%

к

пло-щади с.-х. угодий

Сравнение с

базовым годом

Сравнение с

предыдущим годом

увеличение (+),

уменьшение (-)

увеличение (+),

уменьшение (-)

измене-ние пло-щади,

тыс. га

%

измене-ния пло-щади

измене-ние удель-ного

веса, %

измене-ние пло-щади,

тыс. га

%

измене-ния пло-щади

измене-ние удель-ного

веса, %

1990

1773.7

1264

71.3

1991

1767.6

1254.4

71.0

-9.6

-0.77

-0.30

-9.6

-0.77

-0.30

1992

1754.1

1234

70.3

-30

-2.43

-0.91

-20.4

-1.65

-0.62

1993

1753.6

1225.7

69.9

-38.3

-3.12

-1.37

-8.3

-0.68

-0.45

1994

1755.9

1223.5

69.7

-40.5

-3.31

-1.58

-2.2

-0.18

-0.22

1995

1787.2

1238.2

69.3

-25.8

-2.08

-1.98

14.7

1.19

-0.40

1996

1766.3

1234

69.9

-30

-2.43

-1.40

-4.2

-0.34

0.58

1997

1764.3

1232.8

69.9

-31.2

-2.53

-1.39

-1.2

-0.10

0.01

1999

1455.7

1077.9

74.0

-186.1

-17.27

2.78

-154.9

-14.37

4.17

1998

1462

1081.6

74.0

-182.4

-16.86

2.72

3.7

0.34

-0.07

2000

1452.5

1075.7

74.1

-188.3

-17.50

2.80

-5.9

-0.55

0.08

2001

1448.9

1075.4

74.2

-188.6

-17.54

2.96

-0.3

-0.03

0.16

2002

1447.5

1074.6

74.2

-189.4

-17.63

2.97

-0.8

-0.07

0.02

2003

1444.8

1072.3

74.2

-191.7

-17.88

2.95

-2.3

-0.21

-0.02

Помимо табличного представления выходной информации, система позволяет отображать обработанную информацию в графическом и картографическом видах, что очень удобно и наглядно.

Графические выходные формы системы позволяют показывать:

· долевой (%-ный) вклад различных интервалов значений показателя в общий объем значений этого показателя (круговая диаграмма) - рис. 4;

· динамику значений некоторого показателя (график, столбчатая гистограмма) - рис. 5.

Рис. 4. Распределение площадей пашни Московской области по содержанию фосфора (2003 год)

Картографическое отображение информации, разработанное во «ВНИИ Агроэкоинформ» и реализованное в АБД «ЭкоАгро», дает пользователю возможность наглядного, в цвете, а не только в цифрах, сравнения различных территорий представленного на карте региона (этим регионом может быть как Россия в целом, так и федеральный округ, экономический район) по некоторому показателю /4/. Для этого весь диапазон значений этого показателя разбивается на интервалы, каждому интервалу присваивается определенный цвет (это находит отражение в создаваемом для этого файле НСИ). В результате выходная форма представляет собой карту региона, на которой каждая территория закрашена в цвет, соответствующий тому интервалу значений показателя, в который попадает среднее значение показателя для этой территории. Картограмма позволяет уже при первом взгляде на нее оценить ситуацию во всем регионе на уровне, к примеру: «очень плохо» - «плохо» - «в норме» - «хорошо». Кроме того, пользователь имеет возможность, при желании, увидеть информацию карты для любой территории в числовом выражении.

Примеры карт различного вида приведены на рис. 6, 7, 8.

Рис. 5. Динамика площади пашни Российской Федерации

Рис.6. Распределение площадей пашни Российской Федерации по содержанию свинца

Рис. 7. Доля площади пашни в сельхозугодьях субъектов РФ, 2004 год

Рис. 8. Характеристика почв пашни по реакции почвенной среды, 2003 год

В заключение отметим, что ежегодно собираемая в АБД «ЭкоАгро», систематизируемая, точная и оперативная информация об экологической обстановке в АПК России, анализ этой информации с помощью современной компьютерной техники, кратковременные и долгосрочные прогнозы развития экологической ситуации помогают руководящим и управляющим органам и специалистам, занимающимся этой проблемой, принимать оперативные и эффективные решения для предотвращения или, в крайнем случае, устранения последствий негативных явлений в агроэкологии.

Список использованных источников

1. Малыхина Н.П. Базы данных: основы, проектирование, использование. БХВ-Петербург, 2004.

2. У.Топп, У.Форд. Структуры данных в С++. М., Бином, 2000.

3. Гогмачадзе Г.Д., Титова В.И., Дабахова Е.В., Саакян А.Е., Макарова И.А. Об информационной базе агроэкологического менеджмента. В сб. материалов Международной научно-практической конференции. Пенза, февраль 2005 г. С. 44-46.

4. Герасимова М.И. Деградация почв: методология и возможности картографирования / М.И. Герасимова, Н.А. Караваева, В.О. Таргульян // Почвоведение. - 2000. - № 3. - С. 358-365.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.