CC BY
15
ЛНУВМБТ теш С.З. Гжицького Том 10 №1(36) частина 1,2008 270
УДК 631.5: 630.2: 631.6: 338.432
©
Малинська Л.В., Протас Н.М., к. с.-г. н., доцент, Сакало В.М., к. т.н.
Полтавська державна аграрна академ1я, м. Полтава, Украгна
ОПТИМ1ЗАЦ1Я ЗАСТОСУВАННЯ АГРОЛ1СОМЕЛ1ОРАТИВНИХ ЗАХОД1В У КОНТЕКСТ ЗБАЛАНСОВАНОГО ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
Розглянут1 питання еколого-економгчног рол\ лкомелюративних насаджень у стьськогосподарському виробництв1. Визнанеш ттегралью показники стабтьностг аграрног галуз1. Запропонована оптимгзацтна модель вгдведення земель тд захисш лгсовг насадження з метою тдвищення еколого-економгчног стабтьностг землеробства.
Ключовi слова: лкомелюративш насадження, еколого-економ1чна ефективтсть, сттюсть агроландшафт1в, економшо-математичне моделювання.
Постановка проблеми. Рацюнальне використання, охорона i полшшення стану земельних ресурав в Укра1ш - актуальна й практична проблема сучасносп. В державнш цшьовш програш розвитку укра1нського села на перюд до 2015 року зазначено, що державна полiтика спрямовуеться на виршення питань забезпечення охорони земель, тдвищення родючост rрунтiв та еколопчно! безпеки сiльських територiй шляхом здшснення комплексу заходiв, i в тому чи^ за рахунок оптимiзацil структури посiвних площ з метою тдвищення продуктивност сiльсьгоспугiдь, запобiгання ерозiйним процесам та вiдтворення родючостi грунтового покриву; формування екомережi як ефективного мехашзму збереження ландшафтного бiорiзноманiття [1].
Пщвищення продуктивностi аграрного виробництва значною мiрою залежить вiд оптимального спiввiдношення, взаемоди та взаемовпливу компонентiв лiсоаграрних ландшафтсв. Оптимiзацiя ландшафтiв за допомогою захисних лiсових насаджень мае за мету пщвищення родючост грунтiв i продуктивносп сiльськогосподарських угiдь, рацiональне використання бю^матичних ресурсiв i, як юнцевий результат, забезпечення стшкосп аграрного виробництва.
Анал1з останн1х дослщжень. Проблеми сталого розвитку сiльських територш розглядаються у працях Б.М.Данилишина, В.В. Юрчишина, С.1. Дорогунцова та ш. Проблеми оптимiзащl лiсоаграрних ландшафтiв, лкистосп, моделювання екосистем висвiтлювали у сво!х працях А.Г. 1саченко, Г.Б.Паулюкявичус, Е.С.Павловский, С.А. Генарук, О.1.Пилипенко, В.Ю. Юхновський.
©
Малинська Л.В, Протас Н.М.,Сакало В.М., 2008
ЛНУВМБТ iменi С.З. Гжицького Том 10 №1(36) частина 1,2008 271
Мета статт1. Основною метою дано! роботи е розробка економжо-математично1 моделi оптимiзацil структури земельного фонду лкоаграрних ландшафтiв з цiллю забезпечення еколоro-економiчноl стабiльностi, продуктивностi й стiйкостi аграрного виробництва.
Виклад основного матер1алу. Вплив агролiсомелiоративних насаджень на аграрне виробництво е багатогранним. Надбавка врожайностi на люомелюрованш рiллi обумовлена комплексною дiею лiсонасаджень на пiдвищення родючостi грунту i полiпшенням мiкроклiматичних i гщролопчних умов вирощування сiльськогосподарських культур на захищених полях. Лiсотехнiчнi мелюраци допомагають ефективнiше використовувати природнi компоненти ресурсного потенщалу - слiд пiдкреслити !х безперечну благотворну дiю на м^о^матичш умови прилеглих полiв саме в несприятливi за погодними умовами роки. Наявшсть лiсомелiоративних насаджень сприяе також покращенню еколопчно1 ситуаци, збереженню бюлопчного та ландшафтного рiзноманiття територи, ^ в цiлому, пiдвищуе еколого-економiчну ефектившсть виробництва.
Агролiсомелiоративнi захиснi насадження представленi такими основними видами: полезахисш лiсовi смуги, захиснi насадження по ярам та балкам, посадки в riдрогpафiчнш мереж^ насадження на пiсках та пасовищах. Кожен вид агролiсомелiоративних насаджень мае певне призначення i виконуе власш функци [2].
Захиснi насадження на землях, котрi в значному ступеню пiдданi ерозiйним процесам, на малопродуктивних й iнших непридатних для сшьського виробництва угiддях виконують грунтозахиснi, водоохоронш, вiдновлюючi та рекреацiйнi функци. Збшьшення площ пiд лiсопосадками на землях такого виду е безумовно позитивним явищем, так як пщвищуеться рiвень лiсистостi територи, що певним чином сприяе стабшзаци екологiчного стану репону. Так землi економiчно недоцiльно використовувати у аграрному виробнищга i, тому, вщведення !х пiд лiсовi насадження не створюе протирiч з щлями тдвищення його ефективностi.
Полезахиснi люосмуги, якi е основою агролкомелюраци, займають частку високопродуктивних сiльськогосподарських угiдь, котрi е придатними для культивування рослинницько1 продукци. Численними дослiдженнями доказано, що збшьшення валового збору сшьськогосподарських культур, яю вирощуються на полях пщ захистом лiсових смуг, перекривае недобiр урожаю внаслiдок вилучення земель iз обороту пiд лiсонасадження. Проте, постае задача визначення оптимально1 площi полезахисних насаджень, коли вони здiйснюють максимально можливий позитивний вплив при мЫмальному вiдчуженнi родючих угiдь, що е серйозною i актуальною науковою проблемою.
Прийняття рiшення про вiдведення орних земель тд лiсосмуги повинно базуватися на науковому пiдходi, попередньому проведенш дослiдницьких, розрахункових та аналiтичних роб^.
Вiдомо, що виробництво продукци рослинництва вiдноситься до складних систем управлшня. Землеробство взагалi i, в тому чит, вирощування
ЛНУВМБТ iMeHi С.З. Гжицького Том 10 №1(3б) частина 1,2008 272
сiльськогосподapськиx кyльтyp iз вpaxyвaнням впливу лiсомелiоpaтивниx зaxодiв, xapaктеpизyeться нaявнiстю знaчноï кшькост зaдaч, що слaбо фоpмaлiзyються, в^шення якиx ззлежить вiд piзномaнiтниx i чaсто непеpедбaчyвaниx умов тa фaктоpiв. Для pозв'язaння постaвленоï пpоблеми необxiдно звaжити знaчнy кiлькiсть кpитеpiïв, обмежень, мaти достовipнy стaтистичнy iнфоpмaцiю, ноpмaтивнi тa дослiднi дaнi. Пошук оптимэльного, aбо мaксимaльно нaближеного до тaкого, piшення можливий тiльки зa умови гpaмотного викоpистaння сyчaсниx методiв економiко-мaтемaтичного моделювaння в поeднaннi з aвтомaтизaцieю обчислювaльниx пpоцедyp зa допомогою ЕОМ.
Економiко-мaтемaтичне моделювшня - один з нaйвaжливiшиx ^^умен^в економiчного aнaлiзy виpобничо-господapськоï дiяльностi, удосконэлення оpгaнiзaцiï тa плaнyвaння в^об^^в^ a тaкож yпpaвлiння сiльськогосподapським пiдпpиeмством. Узэгэл^ пiд моделлю pозyмieться спpощений обpaз pеaльного об^кт^ що вiдобpaжae сутта влaстивостi модельовшого пpоцесy й зaмiщye його в xодi дослiдження [3]. Моделювэння мae вэжливе знaчення ^и дослiдженнi економiчниx пpоблем, тому що виpобничa дiяльнiсть i економiчнi взaeмовiдносини людей у пpоцесi виpобництвa виявляються фyнкцiонaльно i можуть бути вивчеш тiльки по юнцевим pезyльтaтaм. Зэсобом дослiдження економiчниx пpоцесiв i виступэють економiко-мaтемaтичнi моделi, яю пpедстaвляють собою сукупшсть взaeмозв'язкiв тэ зaкономipностей певного економiчного об'eктa, що пpедстaвленa у мaтемaтичнiй фоpмi.
Позитивний вплив aгpолiсомелiоpaцiï та aгpapне виpобництво e бaгaтогpaнним, у цшому вiн виявляться в пщвищенш його стaбiльностi (стiйкостi), спpияннi стэлому гapмонiйномy pозвиткy гaлyзi. Стшюсть, стадий pозвиток aгpолaндшaфтiв можта pозyмiти як здaтнiсть aгpapноï гaлyзi зaбезпечyвaти певний piвень виpобництвa сiльськогосподapськоï пpодyкцiï зэ умови збеpеження зaдaниx темтв зpостaння тэ мiнiмaльниx вiдxилень вщ нaмiченого нaпpямкy pозвиткy гaлyзi [4].
Стшюсть динaмiчного pозвиткy землеpобствa визнaчaeться впливом piзномaнiтниx фaктоpiв. З одного боку, погодно-^мэтичт умови викликэють ютотш коливэння вpожaйностi i, вiдповiдно, всього об^му пpодyкцiï pослинництвa, a з шшо1" - негативному впливу погоди людита пpотистaвляe pяд стaбiлiзyючиx фaктоpiв. 1з тaкиx стaбiлiзyючиx фaктоpiв нэйбшьш дiючими e: зэстосувэння piзниx мелiоpaтивниx зaxодiв, цiлеспpямовaнa селекцiйнa pоботa, впpовaдження пеpедовиx теxнологiй i т.п. Кожен iз циx фaктоpiв по-piзномy впливae та зменшення aмплiтyди коливэнь вpожaйностi тэ виpобництвa aгpapноï пpодyкцiï в окpемi pоки.
Рiвень стaбiльностi aipapTOro виpобництвa можта визтачити тэкими ■^омэ покэзникэми: досягнутий piвень виpобництвa, його сеpедньоpiчний пpиpiст i коефiцieнт вapiaцiï. Якщо пpийняти зэ z - змшну величину, нaпpиклaд, ypожaйнiсть сiльськогосподapськоï кyльтypи, то ïï сеpеднe зтачення ( z ),
ЛНУВМБТ шеш С.З. Гжицького Том 10 №1(36) частина 1,2008 273
середньоквадратичне вщхилення (а) i коефiцieнт варiащl (уа) можна виразити наступними стввщношеннями [5]:
г=
п
а =
Ъ* - *)2
г=1
ь*=%-Ю0%
п
Для врахування коливань, якi залежать тiльки вiд погодних умов або iнших випадкових чинниюв, при розрахунку середньоквадратичного вiдхилення сума квадрапв вiдхилень г^ обчислюеться не вщ середньорiчного рiвня г, а вщ розрахункових значень , яю отриманi з використанням методу найменших квадратiв при вирiвнюваннi динамiчного ряду спостережень:
а =
Ъ* - )2
г=1
п
Побудова економжо-математично1 моделi на етапi постановки завдання передбачае визначення шуканих (невiдомих) величин i цшьово1 функци (критерiю оптимальностi), причому спрямованiсть функцiонала (мiнiмiзацiя або максишзащя) повинна бути чiтко визначеною.
При постановщ дано! задачi математичного програмування, в якостi невiдомих величин пропонуеться взяти площi, вiдведенi пiд поави сiльськогосподарських культур, i площi сшьгоспугщь, видiленi пiд посадку полезахисних люосмуг. Критерiем оптимальностi найдоцiльнiше обрати забезпечення максимального рiвня стабiльностi аграрного виробництва.
Рiвень стабiльностi можна представити у вигляд штегрально1 оцiнки стабiльностi. Така ощнка можлива, оскiльки врожайнiсть, И середньоквадратичне вщхилення i коефiцiент варiацil - величини якiсно зiставнi.
Для обчислення штегрально1 оцiнки пропонуеться [5] показники середньо! врожайностi по кожнш культурi вiднести до И максимального значення тах ) в данш групi (при цьому спiввiдношення по врожайностi мiж культурами збережуться, але вже не в натуральних, а у вiдносних одиницях вимiрювання):
t = *г
1Xг
/тах*г)
Аналогично середньоквадратичне вщхилення i коефiцiент варiацil для ¿-о1 культури спiввiдносяться з максимальним значенням вщповщно1 оцiнки по вах дослiджуваних культурах (значення коефщента варiацil стандартизуеться):
ЛНУВМБТ iменi С.З. Гжицького
Том 10 №1(36) частина 1,2008 274
t =аУ / \ t = 1 - V / ч
а- /тах^ст-) , у- /тах^-)
1нтегральну оцiнку стабiльностi вирощування ¡-г сшьськогосподарсько1 культури можна визначити як середньоарифметичне трьох розрахованих вище спiввiдношень:
txi + + ^
С. =—----—
1 3
Для представления в математичному виглядi задачi оптимiзацil структури поавних площ i площ, зайнятих тд захисними лiсонасадженнями (ЗЛН), що мае забезпечити максимальну стабiльнiсть рослинництва, введемо наступш позначення:
ху, х'у - площа посiву ¡-г сшьськогосподарсько1 культури в ]-му районi у разi вiдсутностi агролiсомелiоративних посадок i площа, вiдведена пiд захиснi люонасадження на прилеглiй територи;
су, су - коефiцiент стабiльностi врожайностi ¡-г культури в]-му районi за вiдсутностi агролюомелюративних посадок i при 1х наявностц
ау, а'у - розмiр виробничих витрат ¡-го виду лiмiтованих ресурсiв на одиницю поавно! площi i на одиницю площi пiд ЗЛН в ]-му райош;
Бу - загальний об'ем ¡-го виду лiмiтованих ресурсiв в]-му районi; От1П , ОтаХ - мiнiмально допустимий i максимально можливий об'ем виробництва ¡-го виду продукци рослинництва в]-му районi;
ду, ^у - врожайшсть ¡-г сшьськогосподарсько1 культури в ]-му районi на вiдкритих полях i пiд захистом лiсомелiоративних насаджень;
VI - об'ем виробництва ¡-го виду продукци в цшому по област (регiону). Тодi умову задачi можна представити таким чином: забезпечити максимальне виробництво
С = X с уху + Е с'у (ху - х'у ) ^ тах
+ ЕСуХу - ху) у у
При наступних обмеженнях:
1) по використанню ¡-го виду лiмiтованих ресурав в]-му районi
Еа уху +Еа 'ух'у < Б
у
2) на мЫмально допустимий i максимально можливий об'ем виробництва кожного ¡-го виду продукци рослинництва в]-му райош
отт < о у < отах
3) по виконанню планових завдань виробництва конкретного виду продукци рослинництва в цшому по област (региону)
ЛНУВМБТ iMeHi С.З. Гжицького Том 10 №1(36) частина 1,2008 275
Модель мае блочну структуру - як OKpeMi блоки може бути видшений
Z qjxj+Z q'y (хч - x'ij )= vi
кожен район областi, або пщприемства району, або окремi обласп регiону.
Як видно i3 загально! постановки задачi для визначення оптимального стввщношення посiвних площ сiльськогосподарських культур i площ, зайнятих пiд захисш лiсовi насадження, необхiдно враховувати велику кiлькiсть чинникiв i, зокрема, вплив лiсомелiоративних насаджень на результати дiяльностi аграрних пiдприемств. У тому випадку, коли метою проведення розрахункiв е з'ясування саме оптимального розмiру земельних площ, яю вiдводяться пiд захисш лiсовi насадження, тодi доцiльно при конкретнш розробцi запропоновано! моделi узяти для розгляду одну сiльськогосподарську культуру (наприклад, озиму пшеницю), по якш е необхiднi результати дослiджень.
Висновки. Системи захисних лiсових насаджень на сiльськогосподарських територiях пiдвищують еколого-економiчну ефектившсть лiсоаграрних ландшафтiв та !х стшюсть. Один з видiв ЗЛН, - полезахисш лiсосмуги, займають частку високопродуктивних сiльськогосподарських угiдь, тому виникае необхщшсть визначення оптимально! площi полезахисних насаджень, коли вони здшснюють максимально можливий позитивний вплив при мiнiмальному вщчуженш рiллi. Застосування економiко-математичного моделювання для виршення дано! проблеми дозволило розробити модель оптимiзацi!' структури посiвних площ i площ, зайнятих пiд лкосмугами, цiльовою функцiею яко! обраний критерш максимально! стабiльностi аграрного виробництва.
Л1тература
1. Державна цшьова програма розвитку укра!нського села на перiод до 2015 року. - Економка АПК. - № 11. - 2007 р., с. 3-57
2. Юхновський В.Ю. Л1соаграрш ландшафти рiвнинно! Укра!ни: оптимiзацiя, нормативи, екологiчнi аспекти. - К.: 1нститут аграрно! економiки, 2003. - 273 с.
3. В^лшський В.В. Моделювання економiки: Навч. посiбник. - К.: КНЕУ, 2003. - 408 с.
4. Л1совий А.В., Сталий розвиток сiльських територiй: виникнення, сутшсть, принципи. - Економiка АПК. - № 4. - 2007 р., с. 140-145
5. Юзефович А.Э. Аграрный ресурсный потенциал: формирование и использование. - К.: "Наукова думка", 1987. - 174 с.
ÏÏHYBMET ÎMeni C.3. f^ицbкого TOM 10 №1(36) nacmma 1,2008 276
Summary
Malynska L.V., Protas N.M., Sakalo V.M.
OPTIMIZATION OF IMPLEMENTATION OF AGROFORESTAL MEASURES IS IN THE CONTEXT OF BALANCED USE OF RESOURCES
OF ENVIRONMENT
The article is dedicated to the ecological and economic aspects of field-protecting forests in crops production. The integral stability indexes of agrarian industry were determined. A model for the optimal allocation of lands to be used for field-protecting forests planting with the purpose of increase of stability of agriculture were proposed.
Cmammn mdmwna do peda^iï 14.04.2008
