Анотація до роботи:

Мошинський В.С. Методи управління продуктивністю та екологічною стійкістю осушуваних земель за даними моніторингу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки). – Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2003.

У дисертації наведено результати теоретичного узагальнення і нового вирішення наукової проблеми управління продуктивністю та екологічною стійкістю осушуваних земель за даними моніторингових спостережень, спрямованого на підвищення продуктивності осушуваних земель, істотне зниження споживання водних та матеріальних ресурсів, підвищення екологічної безпеки землеробства на осушуваних землях, ефективне використання даних еколого-меліоративного моніторингу. Отримані наукові результати розвивають теорію оцінки стану природно-техногенних систем, теорію програмування і прогнозування врожаїв на осушуваних землях, а також теорію стійкості природно-техногенних систем. Пропонуються нові методи оцінки, прогнозування і управління екологічною стійкістю ОЗ на основі вперше створених, теоретично і експериментально обґрунтованих імітаційних математичних моделей, сумісних з даними ЕММ та інших підсистем екологічного моніторингу. Дані розробки з достатнім рівнем ефективності використані для раціонального управління осушуваними землями сільськогосподарського призначення, а також: оцінки еколого-меліоративного стану, прогнозування врожаїв, бонітування ґрунтів, оцінки і прогнозування екологічної стійкості ОЗ і річкових басейнів, в навчальному процесі.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми управління продуктивністю та екологічною стійкістю осушуваних земель за даними моніторингових спостережень, спрямованого на підвищення продуктивності осушуваних земель, істотне зниження споживання водних та матеріальних ресурсів, підвищення екологічної безпеки землеробства на осушуваних землях, ефективне використання даних еколого-меліоративного моніторингу.

2. Здійснення моніторингових спостережень, керування на їхній основі еколого-меліоративним станом осушуваних земель України та його контроль є першочерговим завданням при веденні сільського господарства та здійсненні природоохоронних заходів на осушуваних землях. Специфічні природнокліматичні умови гумідної зони України зумовлюють необхідність ведення еколого-меліоративного моніторингу з метою розробки та застосування методів системного математичного моделювання величини біомаси врожаю рослин, а також факторів екологічної стабільності осушуваних і прилеглих до них земель. Моніторингові дослідження в системі відомчого моніторингу Держводгоспу є основним джерелом інформації для розробки сільськогосподарських та екологічних управлінських заходів у гумідній зоні України. Основною невирішеною проблемою моніторингу осушуваних земель та моніторингу вод є недосконалість наукових методів інтерпретації даних для потреб їхнього практичного застосування у сільськогосподарській та природоохоронній практиці, методів раціонального управління станом контрольованих територій.

3. Сучасний стан сільського господарства і еколого-меліоративного моніторингу зумовлюють необхідність розробки принципово нових методів оцінки, прогнозування і управління на базі математичних моделей, які б давали можливість системно враховувати зміст процесів, дію основних законів землеробства, розраховувати значення урожайності, оцінювати стан антропогенно змінених природних систем, прогнозувати майбутні стани, здійснювати машинне експериментування з метою раціонального управління осушуваними землями. Оскільки наявні методи і моделі не відповідають вимогам щодо рівня складності та штучності структури, врахування сукупної дії змінних, відповідності завданням і базам даних моніторингу тощо, постає необхідність розробки спеціальної математичної моделі продуктивності та оцінки стану осушуваних земель (ПОСОЗ), а також математичної моделі оцінки екологічної стійкості осушуваних земель і природно-техногенних систем (ОСОЗ).

4. У процесі визначення мети, шляхів моделювання та специфікації (формулювання) моделі продуктивності та оцінки стану осушуваних земель обґрунтовано застосування фітопродуктивності (урожайності) як основного критерію оцінки стану осушуваних земель. Вперше встановлено кількісну залежність урожайності сільськогосподарських культур на осушуваних землях від їхнього меліоративного стану. За допомогою системного підходу формалізовано об’єкт досліджень, яким є поліцентрична, поліструктурна агрогеосистема.

5. Враховуючи властивості модельованої системи, обґрунтовано застосування як основного оператора моделі ПОСОЗ функціоналу міри Лебега, який має універсальний характер і може застосовуватися для математичного моделювання досліджуваної системи. Для опису закону толерантності (мінімуму, оптимуму і максимуму) розроблено новий вид функції толерантності рослин та рослинних асоціацій до дії внутрішніх та зовнішніх чинників. Доведено, що залежність, розроблена і параметризована для опису закону толерантності, з високою точністю апроксимує експериментальні дані стосовно властивостей природних систем, і тому може застосовуватися в імітаційній математичній моделі продуктивності та оцінки стану осушуваних земель та інших імітаційних математичних моделях природних і природно-техногенних систем. За експериментальними даними вперше розроблено блок сукупної дії, який імітує кумулятивний ефект від дії змінних, що визначають стан досліджуваної системи. Вперше для природних систем в умовах сільськогосподарського використання встановлено вид та параметри емпіричного блоку субмоделі сукупної дії змінних, встановлено значення вагових коефіцієнтів, котрі описують міру участі ефекту сукупної дії факторів у процесі формування врожаю.

6. В результаті проведених теоретичних досліджень визначено загальну структуру імітаційної математичної моделі ПОСОЗ, що дає змогу за моніторинговими даними із застосуванням даних метеорологічних спостережень визначати та прогнозувати продуктивність осушуваних земель, розробляти заходи раціонального управління осушуваними землями.

7. Для створення моделі продуктивності та оцінки стану осушуваних земель визначено раціональний набір кліматичних змінних та показників еколого-меліоративного моніторингу. Встановлено, що основним кліматичним показником для досліджуваної системи є сума активних температур повітря вищих від 10С, який дає змогу з високою надійністю визначати за отриманими регіональними емпіричними моделями інтенсивність надходження енергії до досліджуваної агрогеосистеми. Вперше отримані значення ваги окремих параметрів продуктивності на ОЗ свідчать про те, що 0,45 обсягів врожаю сільськогосподарських культур на осушуваних землях визначають ґрунтові умови, а отже, меліоративний стан земель. На основі отриманих вагових співвідношень можна стверджувати, що при веденні сільського господарства та здійсненні природоохоронних заходів на меліорованих землях найбільшу увагу слід приділяти регулюванню ґрунтових режимів і формуванню сприятливої меліоративної (еколого-меліоративної) ситуації, а система еколого-меліоративного моніторингу має бути скерована на збір ґрунтово-меліоративних показників осушуваних земель для забезпечення можливості управління їхньою продуктивністю.

8. На підставі кількісного зв’язку між евапотранспірацією сільськогосподарських рослин та об’ємом фітомаси параметризовано функціонал врахування передісторії розвитку рослин в онтогенезі шляхом визначення вагових коефіцієнтів фенофаз розвитку основних сільськогосподарських культур. Визначено параметри функції толерантності основних сільськогосподарських культур до факторів продуктивності. Для потреб моделювання величини врожаю в реальних умовах виробництва розроблено емпіричну модель продуктивності укосів для багатоукісних кормових культур, сформульовано принципи та алгоритм врахування втрат врожаю при його збиранні на осушуваних землях.

9. Поетапна перевірка розробленої математичної моделі ПОСОЗ, проведена порівнянням розрахункових значень урожайності основних сільськогосподарських культур з емпіричними, засвідчила достатній ступінь збіжності модельованих та фактичних значень продуктивності осушуваних земель. Рівень точності моделі змінюється в межах 80-95%.

10. Для потреб об’єктивної інтерпретації даних еколого-меліоративного моніторингу, раціонального управління осушуваними землями України за умови збереження їхньої екологічної стійкості, на базі математичної моделі ПОСОЗ та концепції екологічної ніші, розроблено математичну модель і методику оцінки екологічної стійкості осушуваних земель і природно-техногенних систем (ОСОЗ). Дана модель дає змогу визначати форму та ступінь екологічної стійкості вертикальної структури оцінюваної агрогеосистеми, прогнозувати ступінь стійкості з метою розробки раціональних сільськогосподарських та природоохоронних заходів на рівні осушуваних земель, а також на рівні антропізованих геосистем іншої структури і територіальної організації.

11. З метою визначення ступеня практичної цінності розроблених математичних моделей ПОСОЗ та ОСОЗ проведено їх випробування в режимах: 1) оцінки еколого-меліоративного стану та загальної ефективності сільськогосподарського використання осушуваних земель, 2) прогнозування еколого-меліоративного стану осушуваних земель, 3) управління продуктивністю та еколого-меліоративним станом осушуваних земель, 4) бонітування осушуваних ґрунтів України, 5) моделювання та оцінки екологічної стійкості осушуваних земель, 6) прогнозування та управління екологічною стійкістю осушуваних земель і річкових басейнів.

Результати випробування показали, що розроблені імітаційні математичні моделі можуть ефективно застосовуватися для інтерпретації даних моніторингових спостережень шляхом оцінки еколого-меліоративного стану осушуваних земель, для оцінки загальної ефективності використання осушуваних сільськогосподарських угідь, прогнозування майбутніх станів оцінюваних об’єктів на рівні розробки оперативних, короткотермінових та середньотермінових прогнозів еколого-меліоративного стану та рівня продуктивності осушуваних земель, програмування і прогнозування врожаїв сільськогосподарських культур, визначення природоохоронних пріоритетів при експлуатації осушуваних систем, здійснення експертизи проектів будівництва і реконструкції осушувальних систем, бонітування осушуваних ґрунтів, оцінки форми та ступеня екологічної стійкості ОЗ і річкових басейнів, раціонального управління продуктивністю та екологічною стійкістю осушуваних земель та річкових басейнів.

12. Результати наукових досліджень успішно апробовані в умовах виробництва, увійшли до 4 нормативних документів, використовуються в навчальному процесі УДУВГП для підготовки спеціалістів у галузях водного та сільського господарства.

Впровадження розроблених моделей і їхнього програмного забезпечення у практику діяльності сільськогосподарських та водогосподарських підприємств гумідної зони України дозволить на 30-60 % збільшити ефективність сільськогосподарського використання осушуваних земель, підвищити рівень використання природних ресурсів на осушуваних землях України. Соціальний ефект від впровадження запропонованих розробок полягає в поліпшенні характеру і умов праці інженерно-технічних працівників, покращенні якості природного середовища та підвищенні рівня підготовки інженерно-технічних кадрів у галузях сільськогосподарських меліорацій, екології та агропромислового комплексу України.

Публікації автора:

Монографії

1. Мошинський В.С. Моніторинг і оцінка еколого-меліоративного стану осушуваних земель Рівненської області. – Рівне-Ковель: Ковельська друкарня,1995. – 46 с.

Брошури

1. Методичні вказівки по організації та веденню моніторингових робіт на осушуваних землях / Алексєєвський В.Є., Цвєтова О.В., Рябцева Г.П., Насєдкін І.Ю., Топольнік Т.І., Мошинський В.С. та ін. - К.: ІГіМ УААН, 1995 - 77 с.

2. Методичні вказівки для оцінки еколого-меліоративного стану осушуваних земель України / Алексєєвський В.Є., Цвєтова О.В., Рябцева Г.П., Насєдкін І.Ю., Топольнік Т.І., Уралов О.В., Козловський Б.І., Білоус Й.М., Мошинський В.С. та ін. - К.: ІГіМ УААН, 1995 - 42 с.

3. Організація і ведення еколого-меліоративного моніторингу на осушуваних землях. Частина 2. Осушувані землі: ВБН 33-5.5-01-97 / Алексєєвський В.Є., Цвєтова О.В., Рябцева Г.П., Насєдкін І.Ю., Гресь І.О., Уралов О.В., Козловський Б.І., Білоус Й.М., Мошинський В.С. та ін - К.: Держводгосп України, 1997. – 70 с.

4. Посібник з ведення спостережень для еколого-меліоративного моніторингу на осушуваних землях гумідної зони України. До ВБН 33-5.5-01-97 / Алексєєвський В.Є., Цвєтова О.В., Рябцева Г.П., Насєдкін І.Ю., О.В., Козловський Б.І., Білоус Й.М., Махібразюк В.Х., Мошинський В.С. та ін. - К.: Держводгосп України, 1997. – 124 с.

5. Використання меліорованих земель Рівненської області в сучасних умовах (інформаційно-довідковий посібник) / Скрипник О.В, Гаць П.І., Терещенко В.М., Тарасенко Ю.А., Комар В.Б., Потапчук Т.Ф., Цуман Н.В., Цвєтова О.В., Рябцева Г.П., Насєдкін І.Ю., Мошинський В.С. та ін. – Київ-Рівне, 1997. – 124 с.

6. Екологічні і водогосподарські умови в долині річки Прип’ять на території Рівненської області / Балахно Г.В., Чубарєв В.Д., Сафронова Л.П., Роман О.Д., Шевченко В.Ю., Лещенко М.В., Алексєєвський В.Є., Цвєтова О.В., Подзіна Л.В., Тураєва О.В., Деміда І.А., Стецюк М.Г., Мошинський В.С., Лазаренко В.С., Ужакін В.Г., Веремчук Б.А.. – К.: ІГіМ УААН, 2000. – 32 с.

7. Моніторингові роботи в верхоріччі Прип’яті в зв’язку з проведенням протипаводкових заходів (2000 – 2001 роки) / Алексєєвський В., Цвєтова О., Подзіна Л., Тураєва О., Гябцева Г., Деміда І., Марчук А., Веремчук Б., Мешковець С., Баранова М., Данилюк Л., Лазоренко В., Троян В., Мошинський В. та ін. – К.: ІГіМ УААН, 2001. – 29 с.

Статті у наукових фахових виданнях

1. Мошинський В.С. Розрахунок глибини залягання рівнів ґрунтових вод на осушуваних землях за базовими свердловинами // Гідротехніка і меліорація в Україні: Зб. наук. пр. – К.: ІГіМ УААН, 1994. - Вип. 3. – С.138-142.

2. Мошинський В.С. Сучасні напрямки спеціалізації підготовки інженерів для потреб моніторингу природного середовища // Технологія навчання: Науково-методичний збірник. – Рівне: УІІВГ, 1995. – С.70-72.

3. Мошинський В.С. Оцінка стану ґрунтів на о.с. “Стубелка” Рівненської області // Актуальні проблеми водного господарства: Зб. наук. статей до 75-річчя від дня заснування УДАВГ. – Рівне, 1997. - С.45-46.

4. Мошинський В.С., Морозюк С.В., Морозюк Б.Б. До створення методики експертизи земельного фонду // Вісник УДАВГ: Зб. наук. пр.. – Рівне, 1998. – Вип. 1. - С.60-63.

5. Мошинський В.С. Методика застосування даних еколого-меліоративного моніторингу для оцінки ґрунтового покриву // Вісник УДАВГ: Зб. наук. пр. – Рівне, 1998. - Вип. 1. - С.63-67.

6. Мошинський В.С., Тимейчук О.Ю, Семенюк В.П. Постмеліоративні зміни сольового режиму торфовищ лісостепу України // Вісник УДАВГ: Зб. наук. пр. – Рівне, 1999. – Вип. 2. – С.76-79.

7. Мошинський В.С. До розробки концепції оцінки стану природно-технічних систем // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво” – Рівне, 1999. - Спецвипуск. – С.45-49.

8. Мошинський В.С. Визначення відносної ваги складових урожаю на осушуваних землях за ступенем їх взаєморегульованості // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. - Рівне, 2000. - Вип. 1 (3) – С.54-58.

9. Мошинський В.С. Оцінка стану ґрунтового покриву осушувальної системи “Воробино” // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2000. - Вип. 2. – С. 56–63.

10. Мошинський В.С., Тимейчук О.Ю., Семенюк В.П. Про явище галоморфізації осушуваних земель північного лісостепу України // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2000. – Вип. 3(5). – С.41-46.

11. Мошинський В.С. Аналіз сучасного екологічного стану річок Стир і Горинь за даними моніторингових спостережень // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. “Водне господарство: економіка, екологія, менеджмент”. – Рівне, 2000. - Вип. 4(6). – С.72-78.

12. Мошинський В.С., Сасюк З.К. Деякі стохастичні закономірності осушуваних ґрунтів північно-західного Лісостепу України // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2000. – Вип. 5(7). - С.59-66.

13. Мошинський В.С. Еколого-меліоративна ситуація і урожай // Водне господарство України. – 2000. - № 3-4. – С.15-18.

14. Moshynsky V. Modern Water Conditions in The Northwest Part of Ukraine: An Analysis // Water Engineering & Management. - Des Plaines IL USA, 2001. - No 4. – P.22-26.

15. Мошинський В.С., Сасюк З.К. Визначення відносної ваги складових урожаю на осушуваних землях // Вісник ХДАУ. – Харків, 2000. – Вип. 1 - С.57-63.

16. Мошинський В.С. Загальний рівень та динаміка родючості ґрунтів осушувальної системи “Стубла” // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2001. - Вип. 3(10). – С.43-51.

17. Вознюк С., Мошинський В., Вознюк Н. Парниковий ефект можна контролювати (за матеріалами Варшавського міжнародного семінару) // Водне господарство України. – 2001. - № 3-4. – С.2-7.

18. Гладовська Т.М., Мошинський В.С., Семенюк В.П. Часовий аналіз біологічних параметрів осушуваних земель // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. - Рівне, 2001. - Вип. 4 (11). – С.86-92.

19. Гладовська Т.М., Мошинський В.С. Флористичний аспект дослідження стану ґрунтів на осушуваних землях // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2001. - Вип. 5 (12). – С.71-78.

20. Мошинський В.С., Супрунець М.Ф. Проблеми визначення та зменшення втрат на шляху від екологічно забезпеченого до “комірного” врожаю // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2002. – Вип. 1 (14). – С.52-56.

21. Мошинський В.С. Методика бонітування осушуваних ґрунтів гумідної зони України // Агрохімія і ґрунтознавство. – 2002. - Спец. випуск до VI з’їзду УТҐА, Книга 2. – С.139-141.

22. Мошинський В.С. Наукові підходи до математичного моделювання продуктивності осушуваних земель України за даними еколого-меліоративного моніторингу // Вісник РДТУ: Зб. наук. пр. – Рівне, 2002. - Вип. 3 (16). – С.80-89.

23. Мошинський В.С. Функція толерантності у математичній моделі продуктивності сільськогосподарських угідь України // Вісник УДУВГП: Зб. наук. пр. – Рівне, 2002. – Вип. 4 (17). – С.102-108.

24. Мошинський В.С. Математична модель і методика оцінки екологічної стійкості осушуваних земель // Вісник УДУВГП: Зб. наук. пр. – Рівне, 2002. – Вип. 5 (18). – С.121-129.

25. Мошинський В.С., Вознюк С.Т. Вибір та оцінка ґрунтових показників для математичної моделі урожайності на осушуваних землях // Агрохімія і ґрунтознавство. – 2002. – Вип. 63. – С.5-9.

26. Цвєтова О.В., Топольнік Т.І., Мошинський В.С. Вдосконалення системи моніторингу меліорованих земель // Вісник УДУВГП: Зб. наук. пр. – Рівне, 2003. – Вип. 6 (19). – С.127-132.

27. Moszyski W. Dynamika stenia jonw w odwodnionych glebach norfowych terenw leno-stepowych zachodniej Ukrainy // Roczniki Gleboznawcze. – Warszawa, 2002. – t. 53. – nr 3/4. – S. 55-65.