Modelowanie procesów w środowisku

KIERUNEK STUDÓW: OCHRONA SRODOWISKA / ECTS: 3 semestr: 1

Profil: ogólnoakademicki / Forma i poziom: NM

status: kierunkowy/obowiażkowy

Wymagania wstępne: brak

Cele kształcenia: zrozumienie istoty modelowania, struktury modeli oraz ich wykorzystanie w badaniach i praktyce. Przedmiotu obejmuje prezentację wybranych modeli opisujących przebieg procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych w układzie gleba-roślina-atmosfera.

Wykłady:

1 Założenia, cele i etapy modelowania (BK)

2 Ogólna konstrukcja deterministycznego modelu roślinnego (BK)

3 Gromadzenie danych empirycznych dla celów modelowania; aparatura badawcza. Podstawowe dane meteorologiczne w modelach pogoda; plon. Genaratory danych pogodowych przykłady i wykorzystanie.(BK)

4 Charkterystyka modeli roślinnych - produkcja potencjalna biomasy (BK)

5 Charkterystyka modeli roślinnych - produkcja limitowana dostępnością wody i składników pokarmowych (BK)

6 Bilans wodny i cieplny gleby (teoria) TZ

7 Transport zanieczyszczeń w glebie (TZ)

8 Modele erozji gleby (TZ)

9 Modelowanie przemian C i N (TZ)

10 Parametr czasu w modelowaniu (MK)

11 Parametr czasu w modelowaniu (MK)

12 Eksperymenty wieloletnie (MK)

13 Wykorzystanie GIS w badaniach środowiskowych i modelowaniu (BK)

14 Zastosowanie teledetekcji w modelowaniu (BK)

15 Miary statystytyczne w modelowaniu (BK)

Ćwiczenia:

1 Modelowanie faz rozwojowych roślin (BK)

2 Obliczanie asymilacji brutto łanu (BK)

3 Obliczanie oddychania bytowego i wzrostowego (BK)

4 Wykorzystanie modelu Wofost (BK)

5 Model Quefts (nawożenie NPK) (BK)

6 Obliczanie ewaptranspiracji wskaźnikowej (TZ/BK)

7 Bilans wodny i cieplny gleby - szacowanie wielkości parametrów modeli z wykorzystaniem skłądu granulometrycznego (TZ)

8 Bilans wodny i cieplny gleby - model transportu wody i zanieczyszceń (TZ)

9 Modele erozji - cwiczenia z programem (EPIC, USLE)

10 Modele erozji - cwiczenia z programem (EPIC, USLE)

11 Obieg składników pokarmowych -(MK)

12 Obieg składników pokarmowych (MK)

13 Modelowania przemian fosforu i potasu w glebie/przykładowe algorytmy

14 Scenariusze klimatyczne - modelowanie produkcyjności roślin w zmiennych warunkach klimatycznych (BK/TZ)

15 Ćwiczenia z aparaturą do pomiaru wskażników wegetacyjnych, statystytczna wersyikacja efektów modelowania (BK)

Struktura aktywności studenta:

zajęcia realizowane z bezpośrednim udziałem prowadzącego 31 godz.

w tym:

wykłady 8 godz.

ćwiczenia i seminaria 16 godz.

konsultacje 5 godz.

udział w badaniach 0 godz.

obowiązkowe praktyki i staże 0 godz.

udział w egzaminie i zaliczeniu 2 godz.

e-learning 0 godz.

Praca własna 44 godz.

Podstawowa:

B.Kulig. 2010. Matematyczne modelowanie wzrostu i rozwoju roślin. Wyd. UR w Krakowie

Uzupełniająca:

K. Rup. 2006. Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym

D.K. Benbi, R. Nieder. 2003. Handbook of processes an modeling in the soil plant system"

Publikacje własne:

"1. Klimek-Kopyra A., Głąb T., Kulig B., Zając T., Lorenc-Kozik A. 2015. Estimation of tendrils parameters depending on the sowing methods, in contrasting Pisum Sativum L. varieties. Romanian Agricultural Research 32: 1- 6.

2. Klimek-Kopyra A., Kulig B., Głąb T., Zając T., Skowera B., Kopcińska J. 2015. Effect of plant intercropping and soil type on specific root length. Romanian Agricultural Research 32: 1-10.

3. Oeksy A., Klimek—Kopyra A., Kołodziejczyk M., Zając T. 2014. Effect of the metod of plant protection on the yield, root development and formation of vegetation indices of faba bean canopy. Bulgarian Journal of Agricultural Science 20 (No 2): 155—164

4. Bogdan Kulig, Barbara Skowera, Stanisław Kołodziej, Jan Staroń, Anna Ślizowska 2015. Wykorzystanie modelu WOFOST do symulacji plonu ziemniaka ograniczanego dostępnością wody /Use of the WOFOST model to simulate of water limited yield of potato, Materiały konferencyjne VI konferencja Nukowa PTA Kraków, 2015, 177-178. http://www.konferencjapta.pl/files/page/img/sponsor/Streszczenia.pdf

5. Rozprawa habilitacyjna pt. Modelowanie wzrostu, rozwoju i plonowania zróżnicowanych morfologicznie odmian bobiku za pomocą modelu WOFOST. Zeszyty Naukowe AR w Krakowie, ser. Rozprawy, 2004 r., z. 295, ss. 137.

"

wiedza:

- student zna podstawowe pojęcia z zakresu modelowania,

- posiada wiedzę na temat funkcjonowania głównych procesów zachodzących w układzie gleba-roślina-atmosferam (bilans wodny i cieplny gleby, erozja, przemiany materii organicznej i azotu w glebie)

- zna podstawowe miary statystyczne wykorzystywane do weryfikacji modeli

Umiejętnosci:

- potrafi wykorzystywać generatory danych pogodowych oraz przygotowywać pliki danych pogodowych do modeli symulacyjnych,

- potrafi samodzielnie wykonać symulację wzrostu wybranego gatunku roślin rolniczych,

- oblicza natężenie wybranych procesów fizycznych (erozja, bilans wodny)

Kompetencje społeczne:

- potrafi rozwiązywać stawiane problemy i organizować pracę w zespole.

- docenia potrzebę łączenia wiedzy interdyscyplinarnej oraz wykorzystania technik komputerowych w badaniach i projektach inżynierskich

Egzamin pisemny (test z wyboru i uzupełnienia + zadania obliczeniowe) lub zadania opisowe wg uzgodnienia ze studentami

1. Ocena niedostateczna (2,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie co najmniej jednej z trzech składowych (W, U lub K) przedmiotowych efektów kształcenia student uzyska mniej niż 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

2. Ocena dostateczna (3,0): wystawiana jest wtedy, jeśli w zakresie każdej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia student uzyska przynajmniej 50% obowiązujących efektów dla danej składowej.

3. Ocena ponad dostateczna (3,5): wystawiana jest na podstawie średniej arytmetycznej z trzech składowych (W, U lub K) efektów kształcenia (średnio 61-70%).

4. Podobny sposób obliczania ocen jak przedstawiony w pkt. 3 przyjęto dla ocen dobrej (4,0 - średnio 71-80%), ponad dobrej (4,5 - średnio 81-90%) i bardzo dobrej (5,0 - średnio >90%).

UWAGA: Prowadzący zajęcia, na podstawie stopnia opanowania przez studenta obowiązujących treści programowych danego przedmiotu, w oparciu o własne doświadczenie dydaktyczne, formułuje ocenę, posługując się podanymi wyżej kryteriami formalnymi."

Ćwiczenia: rozwiązywanie zadań na poszczególnych ćwiczeniach lub symulacje komputerowe na bieżąco oceniane przez prowadzących pod względem poprawności ich rozwiązania oraz organizacji pracy w zespole.

Ocena końcowa z ćwiczeń: średnia uzyskana z poszczególnych ćwiczeń.

Ocena końcowa (60% oceny z wykładów 40% z ćwiczeń)