Available via license: CC BY 4.0
Content may be subject to copyright.
99
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ № 9, 2022
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ (25.00.30)
УДК 551.58
ЗАДАЧИ ПЛАНА АДАПТАЦИИ АПК К ИЗМЕНЕНИЮ КЛИМАТА:
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ
1,2Ашабоков Б.А., 2Ашабокова М.Б., 2Темирханова Х.М.
1Институт информатики и проблем регионального управления – филиал
Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наук, Нальчик,
e-mail: ashabokov.boris@mail.ru
2Высокогорный геофизический институт, Нальчик, e-mail: ashabokova.marina@rambler.ru
Цель работы заключается в анализе проблемы адаптации различных сфер деятельности к изменению
климата, в формулировке задач адаптации агропромышленного комплекса (АПК) и анализе особенностей
информационного обеспечения и методов решения задач плана адаптации, в разработке алгоритма решения
одной из задач данного плана – задачи определения траектории развития АПК на интервале адаптации. Ал-
горитм основан на использовании модели, разработанной для решения задачи формирования и согласования
целевых индикаторов развития регионального АПК. Отмечено, что на региональном уровне ограничиться
адаптацией к изменению климата только сельского хозяйства нецелесообразно, данную проблему на данном
уровне следует рассмотреть для системы «сельское хозяйство – перерабатывающая отрасль» с учетом вза-
имосвязи между ее элементами, сформулированы цели адаптации данной системы к изменению климата.
Приведены формулировки задач плана адаптации регионального АПК, изложен подход к решению задачи
формирования и согласования целевых индикаторов АПК, приводятся некоторые результаты расчетов. Ос-
новными результатами работы являются: формулировка задач адаптации АПК к изменению климата, модель
оптимизации функционирования системы, элементами которой являются отрасли, производящие и пере-
рабатывающие растениеводческую продукцию, алгоритм решения задачи определения траектории развития
АПК на интервале адаптации, включающий данную модель.
Ключевые слова: изменение климата; агропромышленный комплекс; задачи плана адаптации; формирование
и согласование целевых индикаторов
CHALLENGES OF THE CLIMATE CHANGE ADAPTATION PLAN
FOR THE AGRICULTURE SECTOR:
INFORMATION SUPPORT AND SOLUTION METHODS
1,2 Ashabokov B.A., 2 Ashabokova M.B., 2 Temirhanova Kh.M.
1Institute of Computer Science and Problems of Regional Management – branch
of Kabardino-Balkarian Scientic Center of the Russian Academy of Sciences, Nalchik,
e-mail: ashabokov.boris@mail.ru
2High Mountain Geophysical Institute, Nalchik, e-mail: ashabokova.marina@rambler.ru
The purpose of the work is to analyze the problem of adaptation of various spheres of activity to climate
change, to formulate the objectives of adaptation of the agroindustrial complex (AIC) and to analyze the specics of
information support and methods of solving the adaptation plan, to develop an algorithm to solve one of the objec-
tives of this plan – the problem of determining the trajectory of AIC development during the adaptation period. The
algorithm is based on the use of the model developed for solving the problem of formation and coordination of target
indicators of regional agroindustrial complex development. It is noted that at the regional level adaptation to climate
change should not be limited only to agriculture, this problem at this level should be considered for the system
“agriculture – processing industry”, taking into account the relationship between its elements, the goals of adapta-
tion of this system to climate change are formulated. The article formulates the objectives of the adaptation plan of
the regional agroindustrial complex, outlines the approach to solving the problem of formation and coordination of
target indicators of the agroindustrial complex, and provides some results of the calculations. The main results of
the work are: formulation of the problems of adaptation of the agroindustrial complex to climate change, a model
for optimizing the functioning of the system, the elements of which are the industries producing and processing crop
products, an algorithm for solving the problem of determining the trajectory of the agroindustrial complex during
the adaptation interval, which includes this model.
Keywords: climate change; agro-industrial complex; objectives of the adaptation plan; formation and coordination of
target indicators
Внимание к исследованию изменения
климата, которое в последние десятиле-
тия набирает силу быстрыми темпами, ис-
следованию его последствий для отраслей
экономики и других сфер деятельности
постоянно повышается [1-3]. Количество
публикаций, посвященных этим и другим
проблемам изменения климата, также уве-
личивается быстрыми темпами. Это связа-
но с тем, что изменение климата уже стало
фактором, способным оказать значительное
влияние на экономику, на процессы в окру-
жающей природной среде, на экологиче-
ские системы, на здоровье людей [4-6]. Если
мировым сообществом не будут приняты
эффективные меры, то последствия дан-
100
ADVANCES IN CURRENT NATURAL SCIENCES № 9, 2022
PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES (25.00.30)
ного глобального фактора могут оказаться
катастрофическими [4]. Цель Парижской
конференции по климату (2015) и заключа-
лась в том, чтобы разработать такие меры,
которые позволили бы замедлить, а потом
и остановить потепление климата.
В качестве таких мер на конферен-
ции были предложены: стабилизация со-
держания парниковых газов в атмосфере
на уровнях, на которых будет возможным
предотвращение опасного антропогенного
воздействия на климат, а также адаптация
отраслей экономики и других сфер дея-
тельности к изменению климата [4]. Сель-
ское хозяйство, как известно, функциони-
рует в природных условиях, что делает его
одной из самых чувствительных к измене-
нию климата отраслей экономики. В связи
с этим результатом несоответствия струк-
туры производства сельскохозяйственных
культур изменяющимся природным усло-
виям будет снижение их урожайности и,
как следствие, показателей отрасли. С этим
связана необходимость ее адаптации к из-
менению климата.
При этом цель адаптации данной отрас-
ли экономики к изменению климата должна
заключаться в определении такой траекто-
рии ее развития, чтобы в каждый момент
времени структура производства сельскохо-
зяйственных культур наилучшим образом
соответствовала изменяющимся природ-
ным условиям.
В настоящей работе были поставлены
следующие цели:
1) проведение анализа проблем адапта-
ции отраслей экономики к изменению кли-
мата;
2) формулировка задач адаптации АПК
к изменению климата;
3) анализ методов решения задач пла-
на адаптации данного сектора экономики
к изменению климата, а также особенно-
стей информационного их обеспечения;
4) разработка метода решения одной
из задач данного плана – определения траек-
тории развития АПК на интервале адаптации.
Материалы и методы исследования
В работе использованы результаты
анализа изменения климата, показатели
сельского хозяйства и технологические ко-
эффициенты перерабатывающей отрасли
в Кабардино-Балкарской Республике, мате-
матическое моделирование системы «расте-
ниеводческая отрасль – перерабатывающая
отрасль».
Литературный обзор
Глобальное потепление климата Земли
стало фактором, способным оказать колос-
сальное влияние на процессы, происходя-
щие в обществе и в окружающей природной
среде. Важно отметить, что современные
климатические изменения, помимо изме-
нений средних величин (медленное изме-
нение), проявляются в резком изменении
частоты и интенсивности экстремальных
климатических событий как температуры,
так и осадков, приводящих к засухам или
наводнениям [1-3]. При этом одним из пер-
вых климатологов, предсказавших глобаль-
ное потепление климата в связи с эмиссией
антропогенного углекислого газа в атмос-
феру, является американский климатолог
Дж. Хансен [7]. Из работ, посвященных
исследованию изменения климата на терри-
тории России, можно отметить [1; 3; 7; 8].
Данный фактор уже влияет на отрасли эко-
номики, на окружающую среду, на здоровье
людей и т.д. Поэтому исследованию по-
следствий данного фактора стало уделяться
большое внимание, из работ данного на-
правления исследований можно отметить
работы [6; 9-11]. Особенно значительными
ожидаются они для горных территорий.
Причем механизмов влияния данного фак-
тора на сферы деятельности в этих районах
достаточно много, а главными из них мож-
но считать влияние посредством опасных
склоновых процессов (лавины, сели, камне-
пады и т.д.). Важно отметить, что противо-
стояние влиянию изменения климата может
оказаться невозможным без принятия сроч-
ных и эффективных мер, последствия дан-
ного фактора могут принять катастрофи-
ческий характер [4]. С этим связано то, что
цель Парижской конференции по климату
(2015) заключалась в выработке такого со-
глашения, которое позволило бы на первом
этапе замедлить потепление климата, а по-
том и остановить его. В качестве таких мер
на ней были сформулированы [4]:
- недопущение повышения концентра-
ции парниковых газов в атмосфере выше
таких уровней, на которых предотвраще-
ние опасного антропогенного воздействия
на климат является возможным;
- адаптация отраслей экономики и других
сфер деятельности к изменению климата.
Очевидно, что решение этих проблем
требует проведения исследований изме-
нений климата и их последствий для раз-
личных сфер деятельности, формулировки
задач адаптации отраслей экономики к из-
101
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ № 9, 2022
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ (25.00.30)
менениям климата и разработки методов их
решения, разработки методов снижения ри-
сков, связанных с экстремальными погод-
ными явлениями и т.д. [12-14].
Формулировки задач плана адаптации
регионального аграрного сектора
к изменению климата
На уровне регионов проблема адапта-
ции к изменению климата, по нашему мне-
нию, должна быть рассмотрена для системы
«сельское хозяйство – перерабатывающая
сельскохозяйственную продукцию отрасль»
с учетом взаимосвязи между ее элементами.
Это повысит эффективность АПК и ее эле-
ментов и, таким образом, доходы региона.
Остановимся на выборе интервала адап-
тации, т.е. отрезка времени, на котором
должна быть рассмотрена проблема адап-
тации АПК к изменению климата. Дли-
на данного интервала зависит от того, для
какого отрезка времени могут быть реше-
ны задачи формирования плана адаптации
с приемлемой точностью. Например, одной
из этих задач является определение внеш-
них и внутренних условий (природных, эко-
номических, политических, социальных,
демографических и т.д.), которые влияют
на функционирование АПК и его элемен-
тов. Интервал адаптации не должен превы-
шать отрезок времени, на котором эти ус-
ловия могут быть определены с точностью,
достаточной для решения задач адаптации.
План адаптации АПК, видимо, должен быть
составлен на 5-7-летний период времени,
т.е. интервал адаптации для него не должен
превышать данный отрезок времени.
Задачи адаптации АПК региона можно
объединить в группы [3]: задачи форми-
рования плана адаптации данного сектора
экономики; задачи, решение которых на-
правлено на снижение уязвимости АПК из-
менением климата; задачи, решение кото-
рых направлено на снижение влияния АПК
на климат; задачи, решение которых необ-
ходимо для использования благоприятных
последствий изменения климата.
Отметим, что при решении задач первой
группы должны быть учтены отмеченные
выше цели и задачи адаптации данного сек-
тора экономики.
Что касается задач последних трех
групп, то их можно рассматривать как на-
правления, по которым должны проводить-
ся постоянные исследования с целью полу-
чения новых методов, моделей, технологий,
информации и т.д., которые будут использо-
ваться для повышения эффективности от-
расли с учетом влияния изменения клима-
та. Если такие результаты будут получены
до завершения плана адаптации, то он мо-
жет быть скорректирован с их учетом.
В этих исследованиях особое внимание,
по нашему мнению, должно быть уделено
разработке методов снижения рисков, свя-
занных с опасными погодными явлениями
(засухи, градобития), что связано с ростом
частоты и воздействия этих явлений вслед-
ствие потепления климата [3].
Не останавливаясь на задачах этих
групп, приведем формулировки задач фор-
мирования плана адаптации АПК к измене-
нию климата [3]:
1) анализ и прогноз изменения климата
и климатических факторов, определяющих
урожайность сельхозкультур;
2) построение моделей и исследование
изменений на интервале адаптации агро-
климатических ресурсов территорий;
3) анализ и прогноз изменений внешних
и внутренних условий (природных, эконо-
мических, технологических, политических,
социальных, демографических и т.д.), под
влиянием которых будет развиваться АПК
региона;
4) разработка модели и решение задачи
формирования и согласования целевых ин-
дикаторов отраслей, производящих и пере-
рабатывающих растениеводческую про-
дукцию;
5) определение комплекса климатосбе-
регающих мероприятий, которые позволят
повысить урожайности сельхозкультур,
обусловленных природными факторами,
до целевых значений;
6) разработка модели производства и
переработки сельскохозяйственных культур
и исследование на ее основе возможных сце-
нариев развития АПК на интервале адапта-
ции, выбор наиболее приемлемого из них;
7) разработка метода и выбор наибо-
лее приемлемого сценария адаптации АПК
к изменению климата;
8) оптимизация структуры вспомогатель-
ных служб АПК с учетом изменения климата;
9) выбор системы целевых показателей,
разработка методов и проведение анализа
эффективности мер адаптации и контроля
реализации планов адаптации АПК к изме-
нению климата, усовершенствование пла-
нов адаптации.
Анализ методов решения задач
формирования плана адаптации АПК
Остановимся на информационном обе-
спечении и методах решения задач форми-
102
ADVANCES IN CURRENT NATURAL SCIENCES № 9, 2022
PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES (25.00.30)
рования планов адаптации отраслей АПК
к изменению климата.
1. Цель решения первой задачи заклю-
чается в исследовании формирования при-
родных условий производства сельхозкуль-
тур на интервале адаптации. При решении
данной задачи в качестве климатических
переменных следует использовать такие,
на основе которых возможно определение
изменений основных природных факторов,
влияющих на урожайность сельхозкультур.
К ним можно отнести метеорологиче-
ские параметры, характеризующие режим
атмосферных осадков и температурный
режим воздуха в различные сезоны года:
количество и интенсивность атмосферных
осадков, число дней с осадками выше 20 мм,
средняя, максимальная и минимальная тем-
пературы воздуха. В случае необходимости
(в зависимости от природно-климатических
условий региона и производимых сельхоз-
культур) перечень и число этих факторов
можно изменить.
Для анализа и прогноза временных ря-
дов метеорологических параметров мож-
но использовать существующие методы.
В работе [3] для этой цели использовались
математико-статистические методы анали-
за временных рядов, для их прогноза ис-
пользован сингулярно-спектральный метод
«Гусеница» – SSA.
2. Цель решения следующей задачи за-
ключается в построении интегральной
функции, связывающей урожайность сель-
хозкультур с природными факторами. С
помощью данной функции на интервале
адаптации определяется динамика агрокли-
матических ресурсов (урожайность сельхоз-
культур, формируемая природными фактора-
ми). Для построения данной функции можно
использовать существующие модели или
разработать новые, которые корректируются
с использованием данных, характеризующих
природные условия конкретных регионов:
многолетние данные о природных факто-
рах, формирующих урожаи сельхозкультур,
об урожайности сельхозкультур, сформи-
рованных этими факторами. Сбор данных
о климатических факторах не встречает осо-
бых трудностей. Что касается формирования
данных об урожайности сельхозкультур,
сформированных природными факторами,
то на его пути возникают серьезные пробле-
мы. Для получения таких данных целесоо-
бразным, на наш взгляд, является использо-
вание результатов полевых экспериментов.
3. Цель решения третьей задачи заклю-
чается в определении производственно-эко-
номических условий функционирования
АПК на интервале адаптации. Для этой цели
необходимо использование информации, ха-
рактеризующей производство сельхозкуль-
тур на всех уровнях, себестоимость ее произ-
водства и переработки, спрос на продукцию
АПК, развитие и доступность технологий
производства и переработки сельскохозяй-
ственной продукции и т.д. Такая информа-
ция необходима для прогноза динамики
этих показателей на интервале адаптации.
При решении данной задачи климатическая
информация непосредственно не использу-
ется. Но в зависимости от решаемой задачи
и требований к этим условиям может воз-
никнуть необходимость учета изменений
климата и его влияния на производствен-
но-экономические условия. В этом случае
в качестве климатической информации для
решения данной задачи можно использовать
временные ряды отмеченных метеорологи-
ческих параметров. При решении данной
задачи перспективным может оказаться ис-
пользование экспертных методов.
4. Цель решения следующей задачи со-
стоит в определении целевых индикаторов
системы «сельское хозяйство – перерабатыва-
ющая отрасль» в конце интервала адаптации
[3]. Эти индикаторы должны быть согласо-
ваны между собой в рамках имеющихся ре-
сурсов, наложенных на объемы производства
продукции требований и т.д. При этом извест-
ны только целевые индикаторы и производ-
ственно-экономические показатели сельского
хозяйства, а структура и показатели перера-
батывающей отрасли должны определяться
с учетом показателей сельского хозяйства,
причем необходимо оптимизировать функци-
онирование отмеченной системы.
Решение данной задачи требует раз-
работки модели, связывающей показатели
сельского хозяйства с показателями пере-
рабатывающей отрасли (урожайности сель-
хозкультур с объемами продукции пере-
рабатывающей отрасли). Для этой цели
можно использовать модель оптимиза-
ции структуры продукции, производимой
системой «сельское хозяйство – перераба-
тывающая отрасль», которая позволяет оп-
тимизировать структуру производимой дан-
ной системой продукции с использованием
в качестве критерия оптимальности, напри-
мер максимума прибыли (или доходов от-
раслей). Ниже излагается модель, которую
можно использовать для этой цели.
5. Решение пятой задачи направлено
на разработку таких климатосберегающих
агротехнических мероприятий, на основе
103
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ № 9, 2022
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ (25.00.30)
которых возможно доведение урожайности
сельхозкультур, обусловленных природны-
ми условиями, до целевых индикаторов.
Если для каких-то культур доведение
их урожайности до целевых индикаторов
окажется невозможным или оно потребует
больших затрат, то эти культуры необходи-
мо заменить другими, т.к. природные ус-
ловия уже являются непригодными для их
производства.
6. Решение следующей задачи направле-
но на определение сценариев развития си-
стемы «сельское хозяйство – перерабатыва-
ющая отрасль» на интервале адаптации для
возможных сценариев изменений условий
ее функционирования. Для этой цели на пер-
вом этапе определяется траектория измене-
ний агроклиматических ресурсов, на втором
определяются наиболее вероятные сцена-
рии изменений условий функционирования
системы «с/хозяйство – перерабатывающая
отрасль». Затем вдоль траектории измене-
ния агроклиматических ресурсов модели-
руются сценарии развития данной системы,
соответствующие сценариям изменений ус-
ловий ее функционирования.
7. Цель решения следующей задачи со-
стоит в выборе наиболее приемлемого из воз-
можных сценариев развития системы «сель-
ское хозяйство – перерабатывающая отрасль».
Решение данной задачи может потребовать
разработки специального метода. В качестве
приемлемого может быть выбран сценарий,
при котором показатели системы будут наи-
более близкими к целевым индикаторам.
8. Цель решения восьмой задачи (оп-
тимизация функционирования вспомога-
тельных служб на интервале адаптации) за-
ключается в адаптации функционирования
вспомогательных служб к возможным изме-
нениям условий и технологий производства
продукции. При этом ставится цель, заклю-
чающаяся в том, чтобы вспомогательные
службы были в состоянии эффективно вы-
полнять свои функции.
9. Цель решения девятой задачи, по на-
шему мнению, должна заключаться в опре-
делении направлений, по которым следует
усовершенствовать план адаптации отрасли
экономики к изменению климата. Данную
задачу можно не включать в задачи форми-
рования плана адаптации.
Метод и результаты решения задачи
определения траектории развития АПК
на интервале адаптации
Остановимся на методе и некоторых ре-
зультатах решения задачи 6, которая, по на-
шему мнению, относится к наиболее слож-
ным из задач плана адаптации АПК.
В результате решения данной задачи
должны быть получены траектории изме-
нений показателей отраслей АПК на ин-
тервале адаптации, соответствующие воз-
можным сценариям изменения состояния
внешней среды. Необходимость рассмотре-
ния различных сценариев в данном случае,
как было отмечено, связана с тем, что опре-
деление состояния внешней среды и влия-
ния ее изменений на АПК возможно лишь
приближенно. В большей степени это отно-
сится к производственно-экономическим,
социальным, политическим и другим ус-
ловиям. Что касается природных факторов
(температура воздуха и количество осадков
в различные сезоны года), то результаты ис-
следований показали, что динамика этих
факторов на интервале адаптации может
быть получена с высокой точностью.
В предположении, что состояние внеш-
ней среды известно, остановимся на алго-
ритме определения соответствующей ему
траектории развития АПК. Пусть интервал
адаптации равен K лет. Определение по-
казателей системы «растениеводческая от-
расль – перерабатывающая отрасль» на дан-
ном интервале требует решения следующих
задач:
- прогноз изменений климата (или дина-
мики природных факторов, формирующих
урожаи сельхозкультур) (задача 1). Методы
и результаты решения данной задачи для
юга европейской территории РФ подробно
изложены в работе [3];
- определение динамики урожайности
культур на интервале адаптации, формиру-
емой природными факторами. Обозначим
их Уk
пi (k=1,2,3,...,K; i=1,2,3,...,n), т.е. Уk
пi –
есть формируемая природными факторами
урожайность i-й культуры в k-м году интер-
вала адаптации. Значения Уk
пi (k=1,2,3,...,K;
i=1,2,3,...,n) определяются в результате ре-
шения задачи 2. При этом используются
результаты решения задачи 1. В работе [3]
приводится модель агроклиматических ре-
сурсов, которая используется для решения
данной задачи;
- определение динамики целевых инди-
каторов урожайности культур на интервале
адаптации. Обозначим их Уk
цi (k=1,2,3,...,K;
i=1,2,3,...,n), т.е. Уk
цi – есть целевой индика-
тор урожайности i-й культуры в k-м году.
Для решения данной задачи используются
значения Уk
цi в начале (k=1) и конце (k=K)
интервала адаптации. В первом случае (k=1)
в качестве Уk
цi используются фактические
104
ADVANCES IN CURRENT NATURAL SCIENCES № 9, 2022
PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES (25.00.30)
значения урожайности культур, а во втором
случае целевые индикаторы для урожайно-
сти культур. Предполагая, что урожайности
культур на интервале адаптации меняются
по известному закону, например по линей-
ному, находятся значения Уk
цi в промежу-
точных точках интервала адаптации, т.е.
значения Уk
цi (k=2,3,...,K-1; i=1,2,3,...,n).
После определения Уk
пi и Уk
цi (k=1,2,3,...,K;
i=1,2,3,...,n) исследуются возможности до-
ведения значений Уk
пi до значений Уk
цi (т.е.
решается задача 5). В случае когда для
какой-то культуры оно окажется невозмож-
ным или нецелесообразным с экономиче-
ской точки зрения, данная культура заменя-
ется другой. Зная значения Уk
цi (k=1,2,3,...,K;
i=1,2,3,...,n) на интервале адаптации, траек-
торию развития АПК на данном интервале
можно определить путем решения задачи
формирования и согласования целевых
индикаторов АПК для каждого значения
k=1,2,3,...,K (т.е. для каждого сельскохозяй-
ственного года). Таким образом, решение
задачи 6 требует использования информа-
ции об изменении климата и о производ-
ственно-экономических показателях регио-
на на интервале адаптации.
Остановимся на записи модели фор-
мирования и согласования целевых инди-
каторов АПК для производственно-эконо-
мической системы, элементами которой
являются растениеводческая и перераба-
тывающая растениеводческую продукцию
отрасли. Предположим, что в сельском хо-
зяйстве производится n видов сельхозкуль-
тур, а в перерабатывающей отрасли m видов
продуктов. В качестве сырья в перерабаты-
вающей отрасли используется продукция
сельского хозяйства. С целью упрощения
модели ограничились учетом в ней исполь-
зования земельных и финансовых ресурсов.
Введем обозначения: x1, x2,…, xn – площади
пашни, занимаемые сельскохозяйственны-
ми культурами, xn+1, xn+2,…, xn+m – объемы
производства продукции перерабатываю-
щей отраслью.
При записи целевой функции для про-
стоты было предположено, что прибыль
АПК приближенно равна прибыли перера-
батывающей отрасли:
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
, (1)
где П – прибыль перерабатывающей отрас-
ли, cn+j – цена реализации единицы j-го вида
продукции, zn+j – себестоимость производ-
ства единицы j-го вида продукции.
Система ограничений записывается
в следующем виде:
- ограничение на использование земель-
ных ресурсов для производства сельскохо-
зяйственных культур:
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
, (2)
где х0 – общая площадь пашни;
- ограничения, учитывающие соблюде-
ние севооборота в сельском хозяйстве:
x
i = αi х0, i = 1,n, (3)
где αi – доля пашни, занимаемой i-й культурой;
- ограничения, наложенные на объемы
производства сельскохозяйственных культур:
У
i xi ≥ ui , i = 1,n, (4)
где Уi – урожайность и ui – минимальный
объем производства i-й культуры;
- ограничения, учитывающие использо-
вание финансовых ресурсов отрасли:
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
, (5)
где si – себестоимость производства i-й куль-
туры,
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ
≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
– финансовые ресурсы отрасли;
- ограничения, учитывающие техно-
логию переработки сельскохозяйствен-
ных культур:
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
, i = 1,n, (6)
где αi,n+j – объем i-й культуры, затрачивае-
мый на производство единицы продукции
вида j;
- ограничения, наложенные на исполь-
зование ограниченных финансовых ресур-
сов в перерабатывающей отрасли:
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
, (7)
где
( )
1
max
m
nj nj nj
j
c zx
+ ++
=
Π= − →
∑
0
1
xx
i
n
i
≤
∑
=
( )
ni ,1=
( )
1
0
1
Φ≤
∑
=
i
n
i
ii
xsУ
ii
m
j
jnjni
xУx=
∑
=
++
1
,
α
( )
2
0
1
Φ≤
∑
=
++
m
j
jnjnzx
( )
mj,1=
– финансовые ресурсы перераба-
тывающей отрасли;
- ограничения, наложенные на объемы
производства продукции в перерабатываю-
щей отрасли:
х
n+j ≥ vj , j = 1,m, (8)
где vj – минимальный объем производства
продукции j-го вида j = 1,m).
Используя в качестве входных данных
целевые индикаторы для урожаев сельско-
хозяйственных культур и значения произ-
водственно-экономических показателей
отраслей, с помощью модели можно опре-
105
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ № 9, 2022
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ (25.00.30)
делить согласованные между собой целе-
вые индикаторы развития АПК.
С целью исследования возможности ре-
шения задачи 6 на основе модели (1)-(8) для
природно-климатических и производствен-
но-экономических условий конкретного
региона (КБР) были проведены модельные
расчеты. Для этой цели предполагалось, что
в конце интервала адаптации показатели
сельского хозяйства региона должны быть
на уровне Германии. Расчеты проводились
для следующих сельхозкультур: озимая
пшеница, зерновые культуры, кукуруза,
подсолнечник, картофель, сахарная свекла,
овощи, фрукты, виноград, лекарственные
травы. Целевые индикаторы для урожай-
ности культур равнялись: пшеницы 74 ц/га,
ячменя 56 ц/га, кукурузы 92 ц/га, картофеля
403 ц/га, сахарной свеклы 593 ц/га, томатов
1244 ц/га, винограда 57 ц/га.
Обозначим площади пашни, занимае-
мые отмеченными культурами: (х1) площадь
озимой пшеницы, (х2) зерновых культур
(без озимой пшеницы и кукурузы), (х3) ку-
курузы, (х4) подсолнечника, (х5) картофеля,
(х6) сахарной свеклы, (х7) овощных культур,
(х8) садов, (х9) виноградников, (х10) лекар-
ственных трав; х11, х12,…,х55, – объемы произ-
водства продукции предприятиями перера-
батывающей отрасли.
В качестве продуктов переработки сель-
хозкультур рассматривались:
- пшеница: хлеб (x11), хлебобулочные из-
делия (x12), мука (x13), крупа (x14), макароны
(x15), спирт (x16), крахмал (x17), кондитерские
изделия (x18);
- зерновые культуры: солод (x19), пиво
(x20), спирт (x21), крупа (x22), хлеб (x23);
- кукуруза: мука (x24), крупа (x25), хлопья
(x26), спирт (x27), крахмал (x28), масло (x29);
- картофель: замороженный картофель
(x30), сушеная картошка (чипсы) (x31), спирт
(x32), крахмал (x33), масло (x34);
- свекла: сахар (x35), консервы (x36);
- овощи: соки (x37), томат (x38), консервы
(x39), косметические средства (x40);
- подсолнечник: масло (x41), халва (x42),
шрот (x43), козинаки (x44);
- фрукты: соки (x45), джем (x46), варенье
(x47), спирт (x48), вина (x49), уксус (x50), су-
хофрукты (x51), лекарства (x52);
- виноград: соки (x53), вина (x54), изюм (x55).
Переработка лекарственных трав в мо-
дели не предусматривается.
- Затраты финансовых ресурсов на пере-
работку сельхозкультур обозначим x56 – x65,
затраты на производство сельхозкультур
x66 – x74, а объемы финансовых ресурсов
перерабатывающей отрасли и сельского хо-
зяйства обозначим x75, x76.
Можно заметить, что перерабатываю-
щая отрасль производит 45 видов продуктов.
Результаты исследования
и их обсуждение
Данные о показателях и структуре от-
раслей АПК в конце второго и пятого года
интервала адаптации (на 1000 га пашни),
полученные в результате решения задачи
6, приведены в таблицах 1 и 2. При про-
ведении расчетов было предположено, что
интервал адаптации равен 5 годам. Данные,
приведенные в таблице 1, относятся к концу
второго года, а данные таблицы 2 – к концу
интервала адаптации (пятого года данного
интервала). Таким образом, таблица 2 яв-
ляется последней из пяти таблиц, получа-
ющихся при решении задачи 6. Остальные
таблицы не приводятся.
Остановимся на результатах расчетов.
Из таблицы 1 видно, что по занимаемой
площади пшеница находится на первом ме-
сте (358 га), затем следуют зерновые куль-
туры (без пшеницы и кукурузы), кукуруза,
картофель. Объемы отдельных видов про-
дуктов переработки сельхозкультур равны
нулю или незначительны. Это указывает
на то, что их производство является эконо-
мически невыгодным. В качестве примера
можно отметить следующие: крупа из пше-
ницы (x14), замороженный картофель (x30),
масло из картофеля (x34), спирт из фруктов
(x48) и т.д. Затраты финансовых ресурсов
на производство сельхозкультур примерно
в два раза меньше, чем затраты на их пере-
работку, что совпадает с соотношением
в реальных случаях.
Сравнение данных таблиц 1 и 2 пока-
зывает, что производственно-экономиче-
ские показатели АПК на интервале адапта-
ции заметно изменились. Это может быть
связано с тем, что урожайности культур
должны повышаться на интервале адапта-
ции. Из таблицы 2 видно, что по занима-
емой площади пшеница и в конце интер-
вала адаптации оказалась на первом месте
(364,0 га), за ней следуют зерновые. Куку-
руза и картофель по занимаемой площади,
по сравнению с таблицей 1, поменялись
местами. Кроме этого, перечень продук-
тов переработки в таблице 1, производство
которых было невыгодным, и в конце ин-
тервала адаптации остался неизменным.
Поведение показателей АПК и их соотно-
шение совпадают с их поведением в реаль-
ных случаях.
106
ADVANCES IN CURRENT NATURAL SCIENCES № 9, 2022
PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES (25.00.30)
Таблица 1
Показатели регионального АПК в конце интервала адаптации
Площади пашни, занимаемые сельхозкультурами (га)
х1 = 358,0
х5 =3,5
х9 =33,03
х2 =200,0
х6 = 53,3
х10 =0,5
х3 =148,0
х7 = 30,0 х4 =141,8
х8 =0,25
Объемы производства продукции в перерабатывающей отрасли (ц)
х11 =877,0
х12 = 14,0
х13 =1087,8
х14 = 0,0
х15 =17,0
х16 = 21,0
х17 =15,0
х18 = 17,0
х19 =190,31
х20 = 0,0
х21 =0,0
х22= 10,0
х23 = 0,0
х24 =7,7
х25 = 10,0
х26 = 10,0
х27 =12,0
х28 =10,0
х29 =9,44
х30 = 0,0
х31 =75,1
х32 = 0,0
х33 =10,0
х34 = 0,0
х35 = 10,0
х36 = 0,0
х37 =10,0
х38 = 10,0
х39 =207,5
х40 =10,0
х41 =30,0
х42 = 10,0
х43 = 28,6
х44 =10,0
х45 =14,7
х46 = 0,0
х47 =10,0
х48 = 0,0
х49 = 2,1
х50 = 10,0
х51 =10,0
х52 = 10,0
х53 = 10,0
х54 =3,2258
х55 =10,0
Финансовые затраты на переработку сельскохозяйственных культур (тыс. руб.)
х56 =8235,5
х57 =2000,0
х58 = 463,3
х59 =55701,8
х60 =200,0
х61 =1866,7
х62 =9163,1
х63 =264,3 х64 = 600,0
х65 =2117,5
Объемы производства сельхозкультур (ц)
х66 = 1450,3
х67 =286,8
х68 =300,0
х69 = 1627,6
х70 =70,0 х71 =480,0
х72 =52,3 х73 = 10,0
х74 =106,0
Затраты финансовых ресурсов
на переработку сельхозкультур (тыс. руб.) Затраты финансовых ресурсов
на производство сельхозкультур (тыс. руб.)
х75 = 80612.1 х76=40000
Таблица 2
Показатели регионального АПК в конце интервала адаптации
Площади пашни, занимаемые сельскохозяйственными культурами (га)
х1 = 364,0
х5 = 3,5
х9 = 33,0
х2 = 200,0
х6 = 40,0
х10 = 0,5
х3 = 143,0
х7 = 38,0 х4 = 147,8
х8 = 0,25
Показатели (объемы производства продукции) перерабатывающей отрасли (ц)
х11 = 877,0
х12 = 14,0
х13 = 1370,0
х14 = 0,0
х15 = 10,0
х16 = 21,0
х17 = 15,0
х18 = 10,0
х19= 190,31
х20 = 10,0
х21 = 10,0
х22 = 10
х23 = 165,0
х24 = 10,0
х25 = 12,0
х26 = 10,0
х27 = 21,0
х28 = 19,0
х29 = 6,44
х30 = 0,0
х31 = 215,4
х32 = 0,0
х33 = 14,0
х34 = 0,0
х35 = 115,0
х36 = 0,0
х37 = 141,7
х38 = 310,0
х39 = 10,0
х40 = 31,0
х41 = 30
х42 = 10.0
х43= 949,2
х44 = 10,0
х45 = 14,7
х46 = 0,0
х47 = 10,0
х48 = 0,0
х49 = 2,1
х50 = 10
х51 =10
х52 = 10
х53 = 10,0
х54 = 31,0
х55= 10,0
Финансовые затраты на переработку сельскохозяйственных культур (тыс. руб.)
х56 = 53310,7
х57 = 2000,0
х58 = 463,3
х59 = 4507,7
х60 = 2300,0
х61 = 1866,7
х62 = 13809,9
х63 = 1264,3 х64 = 600,0
х65 = 2117,5
Объемы производства сельскохозяйственных культур (ц)
х66 = 2478,2
х67 = 300,0
х68 = 1053,2
х69 = 200,0
х70 = 974,0 х71 = 4140,0
х72 = 300,0 х73 = 20,0
х74 = 186,0
Финансовые затраты на переработку
сельскохозяйственных культур (тыс. руб.) Финансовые затраты на производство
сельскохозяйственных культур (тыс. руб.)
х75 = 82240,2 х76 = 25462,7
107
УСПЕХИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ № 9, 2022
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ (25.00.30)
Важным выводом из результатов рас-
четов можно считать то, что мероприятия
по адаптации должны непрерывно коррек-
тироваться на интервале адаптации, что
требует решения задач плана адаптации
на каждом шаге данного интервала.
Результаты расчетов показали, что пред-
ложенный алгоритм можно использовать
для определения траектории развития АПК.
Заключение
Основные результаты настоящей рабо-
ты, посвященной проблеме адаптации реги-
онального агропромышленного комплекса
к изменению климата, можно сформулиро-
вать следующим образом:
- с учетом невысокой устойчивости
растениеводческой отрасли предложено
на региональном уровне адаптировать к из-
менению климата систему отраслей, про-
изводящих и перерабатывающих сельско-
хозяйственные культуры, что более целе-
сообразно с точки зрения повышения ее
эффективности и улучшения финансового
состояния региона;
- сформулированы цели адаптации к из-
менению климата отраслей экономики,
включая и АПК;
- введено понятие интервала адаптации,
величина которого не должна превышать
длину отрезка времени, на котором доста-
точно надежно могут быть решены задачи
формирования плана адаптации;
- приводятся задачи плана адаптации
АПК к изменению климата и результаты
анализа особенностей информационного
обеспечения и методов решения задач пла-
на адаптации;
- приводится метод решения одной из
задач плана адаптации АПК – задачи опре-
деления траектории развития АПК на ин-
тервале адаптации. Приведены результаты
модельных расчетов, проведенных для
природно-климатических и производ-
ственно-экономических условий конкрет-
ного региона.
Список литературы
1. Золина О.Г., Булыгина О.Н. Современная климати-
ческая изменчивость характеристик экстремальных осадков
в России // Фундаментальная и прикладная климатология.
2016. Т. 1. С. 84-103.
2. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Sci-
ence Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assess-
ment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
[Stocker T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J.
Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)].
Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and
New York, NY, USA, 2013. 1535 p.
3. Ашабоков Б.А., Федченко Л.М., Ташилова А.А., Ке-
шева Л.А., Теунова Н.В. Пространственно-временное изме-
нение климата юга европейской территории России, оценка
его последствий, методы и модели адаптации АПК. Наль-
чик: ООО «Фрегат», 2020. 476 с.
4. МГЭИК, 2014: Изменение климата, 2014 г.: Обобща-
ющий доклад. Вклад Рабочих групп I, II и III в Пятый оце-
ночный доклад Межправительственной группы экспертов
по изменению климата [основная группа авторов, Р.К. Па-
чаури и Л.А. Мейер (ред.)]. Женева, Швейцария, 2014. 163 с.
5. Доклад о климатических рисках на территории Рос-
сийской Федерации / под ред. В.М. Катцова. СПб., 2017. 106 с.
6. Кухта А.Е., Максимова О.В. Воздействие климатиче-
ских факторов вегетационного периода на приросты сосны
обыкновенной в Среднем Поволжье и на побережье Белого
моря // Метеорология и гидрология. 2022. № 1. С. 72-83.
7. Бардин М.Ю., Ранькова Э.Я., Платова Т.В., Самохи-
на О.Ф., Кориева И.А. Современные изменения приземного
климата по результатам регулярного мониторинга // Метео-
рология и гидрология. 2020. № 5. С. 29-45.
8. Катцов В.М., Семенов С.М. Климат Земли: факторы
изменения и причины обеспокоенности // Второй оценоч-
ный доклад Росгидромета об изменениях климата и их по-
следствиях на территории Российской Федерации. М., 2014.
С. 10-17.
9. Барвитенко Ю.Н., Росляков А.И., Елизарова И.О.
Особенности влияния факторов погоды на обращаемость
населения за медицинской помощью по поводу болезней
сердечно-сосудистой системы // Материалы междунар. на-
учной конференции «Региональные эффекты глобальных
изменений климата» (Воронеж, 26-27 июня 2012 г.). 2012.
С. 365-369.
10. Белова В.А., Ларина Е.С. Демографические по-
следствия глобальных климатических изменений для
России в XXI веке // Региональные эффекты глобальных
изменений климата (причины, последствия, прогнозы): ма-
териалы международной научной конференции (Воронеж,
26-27 июня 2012 г.). 2012. С. 375-377.
11. Либин И.Я., Перес П., Олейник Т.Л., Прудникова Р.,
Трейгер Е.М. Возможное влияние глобальных изменений
климата на социальные процессы и экономику России //
Международный журнал прикладных и фундаментальных
исследований. 2013. № 9. С. 105–108.
12. Ashabokov B.A., Fedchenko L.M., Tashilova A.A.,
Shapovalov A.V., Khavtsukov A.Kh. and Balkarova S.B. Model-
ing Risk Reduction in Agriculture Associated with Dangerous
Agrometeorological Phenomena. in International scientic and
practical conference AgroSMART. Smart solutions for agricul-
ture. KnE Life Sciences. 2019. Р. 223-231.
13. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Хандожко Л.А.,
Шаймарданов М.З. Основы оптимальной адаптации эконо-
мики России к опасным проявлениям погоды и климата //
Метеорология и гидрология. 2009. № 4. С. 5-14.
14. Ashabokov B.A., Shapovalov A.V., Tashilova A.A.
Analysis of Changes in the Natural and Climatic Conditions
of the Functioning of the Construction Industry (Operation of
Buildings and Structures) in the Region. Materials Science Fo-
rum. 2018. Vol. 931. Р. 1031-1036.
