Моделирование многоуровневой динамики урожайности сельскохозяйственных культур

Цель исследования - разработка алгоритма моделирования урожайности сельскохозяйственной культуры на основе динамико-стохастических и циклических свойств многолетних рядов характеристики. Задачи: выделение свойств временных рядов биопродуктивности сельскохозяйственных культур на основе их рассмотрения в виде многоуровневых структур с циклическим колебаниями; использование свойств изменчивости многолетних рядов характеристики для построения моделей прогнозирования или стохастической оценки; реализация алгоритма моделирования на примере урожайности зерновых и зернобобовых культур России и биопродуктивности пшеницы в США. Объект исследования - многолетняя изменчивость урожайности сельскохозяйственной культуры. Создан алгоритм построения динамико-стохастической многоуровневой модели для прогнозирования изменчивости урожайности сельскохозяйственных культур в разных условиях сочетания состояния природной среды и технологических процессов с учетом циклических колебаний характеристики. Алгоритм реализован для моделирования эмпирических рядов. При описании многолетней изменчивости характеристики и оценки благоприятных и неблагоприятных событий использованы тренды, гистограммы распределения относительных частот циклов локальных минимумов и максимумов и вероятностные распределения потерь и прироста урожайности. Многоуровневое моделирование позволяет оценивать динамику биопродуктивности сельскохозяйственных культур в разных условиях деятельности товаропроизводителей: определять потери в неблагоприятных условиях природно-технологической среды, выявлять прирост урожайности в благоприятных ситуациях. С помощью стохастических методов предложено оценивать редкие события, соответствующие очень высокой и очень низкой урожайности сельскохозяйственных культур, а также переходы уровней ряда в события. На основе выделенных многоуровневых трендов и частоты циклов локальных экстремумов получен ретроспективный прогноз характеристики с упреждением 3 года.