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系统耦合及其对农业系统的作用分析

发布日期:2022-03-04 21:04:49浏览量:14

在信息化背景下,我国农业发展的理念、方向、要求、任务等都呈现出新的变化,农业信息化发展符合时代发展的客观规律以及具体要求,也是其实现现代化以及可持续发展的关键点。与此同时,系统耦合研究以及发展日渐深入,已被应用到构建的农业系统中,可以实现时间、空间、种间等层面耦合,促使各个子系统在耦合过程中协调统一、相互作用,科学指导农业生产实践,在提质增效过程中加快我国农业的发展步伐。
一、系统耦合概述
在科技、信息等全面以及深层次发展中,各个学科、地域以及生产部门都出现了多重交叉,耦合在多样化的交叉中有着中的理论以及实践意义,社会大众对耦合的关注程度也在日渐提升。就系统耦合而言,该词最早出现在物理学领域,后来随着其他学科领域进一步发展,该词在这些学科中的应用也日渐频繁,比如,生物学、农业学。系统耦合就是两个及其以上性质类似的系统呈现出相互亲和的这一趋势,在相关条件以及产量适当以后,这些系统会在有机结合的基础上呈现出一个更高层次的新系统,可以将其称之为功能体。任何形式系统呈现出的平衡态只是相对的,并不是绝对的,耦合之后的新系统并不是原有各个系统的叠加,功能作用发生了明显的变化与此同时,系统耦合具有重要的理论以及实际意义,在世界范围经济一体化发展方面起到重要作用,原有的各系统得以进化,生产潜力得以释放。以“青藏高原”为例,农牧交错带作用下的农业系统以及高寒草地牧业系统在相互耦合的过程中该地区生产潜力得到最大化释放,产生的农牧业生产效应特别大,从源头上提升地区农牧业的经济、生态等效益。
二、系统耦合对农业系统的作用
就系统耦合而言,其生产潜力源于催化、管理、位差等潜势,在有效耦合过程中促使各个农业子系统稳定运行,在动态调节过程中相互作用、优势互补的同时充分发挥整个农业系统各方面的功能,持续提升农业生产的整体水平,在稳产、高产的过程中促进地区农业稳定以及可持续发展,系统耦合在农业系统方面起到促进作用。
(一)通过农业子系统耦合,大幅度提升农业生产水平
农业系统包含较多的农业子系统,通常包括四大生产层,前植物生产层主要是通过农业景观来体现自身资源作用,并不是动植物层面的生产。植物生产层包含光合作用下植物的多种产物,比如,分泌物、纤维、营养体,将其作为产品,在生态上将其叫做初级生产。动物生产层是通过将植物作为食物的各类草食动物获取能量的同时制造出机体组织、产品,在生态学上将其叫做次级生产。外生物生产层主要是关于不同产品流通以及加工。在有效耦合之后,农业系统不只具有传统生态学作用下的植物以及动物两大生产层,和自然生态系统相比,有着根本上的区别。与此同时,各个子系统协调统一的同时有机联系,进一步耦合的同时系统效能得以提升,农业生产力大幅度提高。任继周研究者在农业系统耦合方面进行了深层次研究,系统估算了我国牧区在二十世纪八十年代初期的生产水平,发现在初步耦合植物以及动物两大生产层之后,生产水平十倍乃至百倍提升。
(二)通过农业生态地理区域耦合,全面加快地区农业产业化发展步伐
农区、牧区二者属于不同的经济生产系统,这两类系统有着明显差异的同时有机联系,即相互依存、制约以及促进。在二者不断耦合过程中,各自具有的功能作用得以完善,促进农区以及牧区的经济健康、协调以及稳定发展,全面加快地区农业的产业化发展步伐。以“广西地区”为例,广西是全国最大的糖料蔗基地,在农区、牧区二者相关系统科学耦合过程中,该地区已有的生产机制得以完善,针对蔗区以及附近牧区、半牧区在饲草资源方面呈现的时间差,即在冬春季节,牧区的饲草资源缺乏,蔗区正好处于收获的关键阶段,糖料蔗收获后的副产品----甘蔗尾是很好地饲草料。与此同时,灌溉农业区有着丰富、多样的饲草料,尤其是农作物的秸秆产量,但利用程度并不高。在农业生态地理区域耦合过程中,将该地区的农区、牧区有机结合,促使农区育肥、牧区育成二者协调统一,满足畜牧业发展要求的同时也能在一定程度上加快农业产业化的发展速度。
(三)通过农业系统耦合,提高农业产量、质量以及经济效益
从某种层面来说,传统的农耕区、畜牧区二者结合的部位被叫做农牧的过渡带,也可以将其当作界面。就草地农业系统来说,主要包括三大关键性的界面,即草丛—地境界面、草地—动物界面、草畜—经营管理界面,各个界面在相互作用过程中有机联系关于草业的四大生产层,呈现出有着较高完整程度的草业系统。在系统耦合作用下,这些界面不断被完善、进化,草业系统中的各个子系统被有机耦合,在耦合过程中形成新的系统,草业系统在进一步完善基础上功能丰富、多样的同时整体性能明显提升。此外,在系统耦合作用下,作为有机整体,草地农业系统实现了种植物在种类、种群层面的耦合,也可以叫做种间耦合,可以从根本上提高地区牧草的产量、质量,还能在抑制各种病虫害的基础上促进草地肥力不断提升,尽可能延长草地的使用寿命,在把握差异性的基础上进行合理化、多样化的组合播种。在草地农业发展过程中,和单播相比,混播作用下的产量以及质量明显提高,可以在完善、改良地区草地的基础上实现多样化的混播,比如,高冰草与春小麦混播、马铃薯与棉花混播,黄豆与玉米间套种、西红柿与果蔗间套种等都能促使产量、质量以及经济效益同步提升。
三、结束语
总而言之,在农业系统运行中系统耦合起到关键性作用,在系统耦合效应最大化产生过程中将各子系统深度融合,在完善、强化的过程中改变农业生产现状的同时提高农业生产效益。站在长远发展的角度来说,我国要在推动系统耦合研究过程中准确把握当下系统耦合发展的趋势,拓宽农业系统研究的深度以及宽度,促使我国农业更好地朝着现代化、数字化、持续化等方向发展,也為全球农业一体化发展提供良好的支撑。

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