Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Základní informace - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Název práce: Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Typ práce: Diplomová práce

Rozsah práce: 95 stran

Jazyk práce: Čeština

Autor práce: Bc. Michaela Urbancová

Datum obhajoby: 2007

Hodnocení od vedoucího práce: Výborně

Hodnocení od oponenta práce: Velmi dobře

Hodnocení od odborné komise: Velmi dobře

Stažení práce

Prezentované dílo je volně dostupné, stáhněte si požadovaný text pouhým poklikáním na níže uvedené tlačítko:

V případě problémů nás neváhejte informovat, případný problém vyřešíme v co nejkratším možném termínu.

Souhrn - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Tato práce se zabývá studiem vlivu průběhu povětrnostních podmínek na tvorbu výnosu jednotlivých plodin. První část práce je věnována literární rešerši, která představuje teoretický úvod do problematiky. Zabývá se jak obecnými principy tvorby výnosu zemědělských kultur se zaměřením na klimatické podmínky, tak i vlivy klimatických faktorů ve vztahu k výnosům vybraných plodin, které jsou zahrnuty do výzkumné části. Praktická část diplomové práce je založena na analýze účinků počasí v časových řadách z posledního desetiletí, tedy od roku 1996 do roku 2005, ve dvou podnicích situovaných ve Středočeském kraji. Výzkumu předchází agroklimatické zhodnocení jednotlivých sklizňových let sledovaného období formou souhrnu průběhu počasí ve vztahu k vybraným plodinám. Toto shrnutí práci nejen doplňuje, ale tvoří často i východiska k rozboru výsledků. Pro vlastní zkoumání závislostí byly vybrány tři plodiny, které patří v českých krajích mezi nejpěstovanější, a to pšenice ozimá, ječmen jarní a řepka ozimá. Z časových řad klimatických faktorů meteorologické stanice Praha - Ruzyně, která je oběma podnikům geograficky i nadmořskou výškou nejblíže, bylo stanoveno 19 proměnných, na nichž byl vliv počasí vzhledem k výnosům zvolených plodin vyšetřován. Výzkumná práce je založena na statistických teoriích, zejména na analýze časových řad a regresní a korelační analýze. K práci s daty byl použita výpočetní technika, především se jedná o program Microsoft Excel a statistický software SAS. Mezi výstupy statistické analýzy uvedené v této práci patří mimo jiné trendové funkce výnosů jednotlivých plodin ve zvolených podnicích, regresní funkce závislosti výnosů (ovšem v podobě odchylek od trendu) zkoumaných kultur na stanovených klimatických činitelích a optimální úrovně těchto faktorů pro tvorbu výnosu.

Úvod - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Rostlinná výroba má v životě společnosti nezastupitelné místo. Má za úkol uspokojovat jednu ze základních lidských potřeb a proto je výzkumu vlivů působících na výstupy tohoto odvětví věnována značná pozornost. Většina bádání v tomto směru probíhá v České republice pod záštitou Ústavu rostlinné výroby, která se mimo jiné zabývá šlechtěním odrůd a také výzkumu vlivu klimatických faktorů na výnos jednotlivých zemědělských kultur. Počasí ovlivňuje prostředí, ve kterém žijeme, a mnoho činností je na něm víceméně závislá. Často nás trápí jeho nevyzpytatelnost, kterou se snažíme co nejvíce omezit mimo jiné snahou o tvorbu co nejpřesnějších předpovědí. Je také jedním z výrobních faktorů rostlinné výroby a tak zjištění jak a do jaké míry působí na produkci je předpokladem pro stanovení vhodné agrotechniky, která by tento faktor co nejlépe podpořila při jeho kladném vývoji či odstínila jeho nepříznivé dopady při vývoji opačném. Průběh počasí ve vztahu k rostlinné výrobě neovlivňuje pouze objem produkce prostřednictvím hektarových výnosů, ale působí také na vývoj cen na zemědělském trhu, a zprostředkovaně tedy i na mnohá další rozhodnutí v agrárním sektoru. Tato práce se zabývá vlastně hledáním provázanosti těchto dvou součástí našeho života ze statistického hlediska. Je koncipována do několika částí, z nichž nejpodstatnějšími jsou teoretický úvod do problematiky v podobě literární rešerše a dále pak praktická část, která se pak věnuje samotnému statistickému výzkumu zadané problematiky.

Závěr - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Bohužel se z dostupných dat nepodařilo vygenerovat dostatečný počet kvalitních statistických modelů popisujících závislost zvolených plodin ve vybraných podnicích z úseku rostlinné výroby na jednotlivých meteorologických faktorech. Mnohé z modelů mají navíc blíže lineárnímu průběhu. Nejméně významných modelů se podařilo najít u ječmene jarního, jehož výnosy se vyznačují nejvyšší variabilitou. Nicméně metodický postup, který byl k práci zvolen, umožnil posoudit či upřesnit ověřované hypotézy a v návaznosti na studium problematiky dovolil vyvodit také některé závěry. Důvodů proč nebylo nalezeno dostatek přijatelných modelů je hned několik. První z nich se týká délky časových řad, které byly k výzkumu použity. Ukazuje se, že desetileté řady, ačkoliv v jiných rozborech sledujících odlišné cíle mohou být dostačující, v tomto případě, kdy se jedná o velmi stochastický jev jako je počasí a navíc ve vztahu k biologickým strukturám, se zdají být příliš krátké. Velmi palčivým problémem je také použití proměnných z dostupných dat, které skýtají pro náš účel až přílišnou agregaci zahlazující pro tvorbu výnosu významné okamžiky. Důležitější je například rozložení srážek než jejich celkový úhrn, podstatnějším je průběh počasí ve dnech klíčení a vcházení než celkové průměrné či úhrnné informace ohledně povětrnostních podmínek v celém měsíci.

Zajímavým jevem, který se ve výsledcích statistického výzkumu projevil, je o něco průkaznější vliv teplotních ukazatelů na úkor srážkových, ačkoliv se v podobných výzkumech sledujících starší časové řady projevuje více účinek srážek (například v [18]). Srážky se ale více uplatňují u plodin tvořící větší objem hmoty na hektar jako je cukrovka či kukuřice, které však nejsou součástí výzkumu této práce. (Kukuřice je ovšem též citlivá na teplotní charakteristiky). Přesto však některé výstupy analýzy vedou k zamyšlení, zda výsledky nejsou až příliš ovlivněny použitou časovou řadou z jistého období a následně zda jsou tedy zobecnitelné k jakémukoliv časovému úseku. Tento problém je ale tím více znatelný, čím kratší časová řada je použita. Nelze též potvrdit předpoklad trvalého vzrůstu účinnosti vkladů. Díky zdražování vstupů (hnojiva, pesticidy, pohonné hmoty, energie) mnohé zemědělské podniky omezují agrotechnické zásahy a minimalizují vstupy na úkor ochrany a podpory porostu, což se také projevilo na tvaru některých trendových funkcí a mělo pravděpodobně i vliv na měřitelnost působení meteorologických faktorů. Spotřeba dusíkatých hnojiv je v České republice asi o čtvrtinu nižší oproti roku 1990. Neuspokojivá situace v agrárním sektoru spojená též se vstupem České republiky do Evropské unie podnítila vznik krize ve zkoumaném období provázenou stávkami. Nedostatek finančních prostředků nutí některé zemědělce k riskantním podnikům. Příkladem může sloužit rok 2003 (viz kapitola 6.3.9.), kdy po nepříznivém sklizňovém roce 2002 bylo mnoho ploch oseto atraktivními výnosnějšími odrůdami ze západu, které však nezaručovaly dostatečnou mrazuvzdornost. Průběh počasí v zimním období však tomuto rozhodnutí naprosto nepřál. Naopak sklizňový rok 2004 přinesl problémy odlišného rázu. Díky nadprůměrným výnosům, které také srazily ceny komodit, se v některých podnicích objevily potíže s odbytem a skladováním vyprodukované biomasy a ani pomoc intervenčního fondu mnohde nezabránila krizovým situacím. Stoupající účinnost vkladů měla dle předpokladů čím dál tím více snižovat účinek výkyvů průběhu počasí. Tím se dostáváme k jevu, který měl zajisté také značný vliv na výsledky statistického rozboru. V důsledku lidské činnosti započaté průmyslovou revolucí se po celé Zemi projevují klimatické změny související se stále více diskutovaným globálním oteplováním. Dle zpráv Světové meteorologické organizace WMO, která monitoruje situaci ve 185 zemích světa, vzrůstá teplota již od roku 1861, ale v posledních 30 letech tempo teplotní nárůstu prudce stoupá. Změny v klimatu s sebou přinášejí také zvýšení počtu a intenzity extrémních jevů odpovědné za vznik významných hospodářských nákladů. Podle ČHMÚ teplotní výkyvy a výskyt extrémů ovlivňuje také schopnost vytvářet dlouhodobé předpovědi.

Klíčová slova - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

Klimatický faktor, účinnost vkladů, hektarový výnos, povětrnostní podmínky, asimilační aparát, fotosyntéza, fotosynteticky aktivní radiace (FAR), ekologická amplituda, výnosové prvky, přezimování, mrazuvzdornost, časová řada, trendová funkce

Obsah - Zkoumání závislosti mezi hektarovými výnosy plodin a meteorologickými faktory v časových řadách

1 Úvod
2 Cíl práce a metodika
2.1 Cíl práce
2.2 Metodika
3 Literární rešerže
3.1 Vliv počasí na rostlinnou výrobu
3.1.1 Účinnost vkladů a povětrnostní podmínky
3.1.2 Proces tvorby výnosu
3.2 Vliv počasí na výnos jednotlivých plodin
3.2.1 Vliv počasí na výnos obilnin
3.2.2 Vliv počasí na výnos řepky ozimé
4 Charakteristika zkoumaných dat
4.1 Zdroje dat
4.2 Výběr meteorologických faktorů
4.3 Přehled meteorologických podmínek ve zkoumaném období
4.3.1 Agrometeorologický rok 1994/95
4.3.2 Agrometeorologický rok 1995/1996
4.3.3 Agrometeorologický rok 1996/1997
4.3.4 Agrometeorologický rok 1997/1998
4.3.5 Agrometeorologický rok 1998/1999
4.3.6 Agrometeorologický rok 1999/2000
4.3.7 Agrometeorologický rok 2000/2001
4.3.8 Agrometeorologický rok 2001/2002
4.3.9 Agrometeorologický rok 2002/2003
4.3.10 Agrometeorologický rok 2003/2004
4.3.11 Agrometeorologický rok 2004/2005
5 Výsledky a jejich rozbor
5.1 Stanovení trendových funkcí
5.2 Výpočet závislostí výnosů jednotlivých plodin na vybraných meteorologických faktorech
5.2.1 Pšenice ozimá
5.2.2 Ječmen jarní
5.2.3 Řepka ozimá
5.3 Optimální úrovně klimatických faktorů
5.3.1 Teplotní ukazatele
5.3.2 Srážkové ukazatele
5.3.3 Ukazatele slunečního svitu
5.3.4 Ukazatele extrémních hodnot
5.3.5 Agregované ukazatele
6 Závěr
7 Seznam použité literatury
8 Přílohy