Прогнозирование накопления долгоживущих радионуклидов в сельскохозяйственных растениях: статистические методы и модели
Диссертация
Российской Федерации с общей площадью загрязнения более 50 тыс. км. Наиболее высокие уровни радиоактивных выпадений зарегистрированы в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях. Основными биологически значимыми долгоживущими радионуклидами, оказывающими влияние на формирование дозы внутреннего облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях, в отдаленный период… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ И МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОСТУПЛЕНИЯ ШС8 И 908 г ИЗ
- ПОЧВЫ В РАСТЕНИЯ
- 1. 1. Процессы, определяющие доступности радионуклидов для корневого усвоения растениями
- 1. 2. Факторы, влияющие на поступление 137Св и 908 г из почвы в растения
- 1. 2. 1. Физико-химические характеристики радионуклидов и формы их нахождения в почве
- 1. 2. 2. Свойства почвы
- 1. 2. 3. Биологические особенности растений
- 1. 3. Методы прогнозирования перехода радионуклидов из почвы в растения
- 1. 3. 1. Классификация радиоэкологических моделей
- 1. 3. 2. Статистические методы анализа эмпирических данных
- 1. 3. 3. Нейронные сети
- 2. 1. Структура базы данных
- 2. 2. Содержание базы данных
- 2. 3. Восстановление отсутствующей информации е базе данных 51 2.3.1. Обоснование подходов к восстановлению пропущенных данных ^
- 2. 3. 2. Алгоритм восстановления пропущенных данных ^
- 2. 3. 3. Моделирование связи между почвенными показателями
- 3. 1. Формирование выборок данных «
- 3. 1. 1. Группировка почв и сельскохозяйственных растений
- 3. 1. 2. Анализ резко выделяющихся наблюдений и выбраковка недос- 61 товерной информации
- 3. 1. 3. Объединение данных по параметрам поступления ^ радионуклидов в растения для глобальных и чернобыльских выпадений
- 3. 2. Применение факторного анализа для идентификации почвенных га
- 137. 90 и о характеристик, определяющих поступление Ся и из почвы в растения
- 3. 3. Регрессионные модели, связывающие коэффициенты перехода 75 радионуклидов в растительность и агрохимические показатели
- 4. 1. Алгоритм разработки нейронных сетей
- 4. 2. Характеристики нейронных сетей
- 4. 3. Сравнительный анализ регрессионных моделей и нейронных ^ сетей
- 137. ^
- 5. 1. Динамики перехода Су в сельскохозяйственные растения после аварии на ЧАЭС
- 5. 2. Моделирование динамики перехода Ся из почвы в сельскохозяйственные растения
- 5. 3. Ог^енка эффективных периодов полуснижения Су е сельскохозяйственных растениях
- 5. 4. Оъ^енка уровней загрязнения почв, при которых возможно получение продукции растениеводства, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам
Список литературы
- Агрохимия / Б. А. Ягодин, П. М. Смирнов, A.B. Петербургский и др.- Под ред. Б. А. Ягодина. 2-е изд., перераб. и доп. — M.: Агропромиздат, 1989. — 639с.
- Агроэкология / В. А. Черников, P.M. Алексахин, A.B. Голубев и др.- Под ред.
- B.А. Черникова, А. И. Чекереса. М.: Колос, 2000. — 536с.
- Айвазян С.А., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика, 1985. 487с.
- Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 287с.
- Алексахин P.M. Радиоактивное загрязнение почвы и растений. М., Изд-во АН СССР, 1963. 150с.
- Алексахин P.M. Ядерная энергия и биосфера. М., Энергоиздат, 1982, 215с.
- Алексахин P.M., Крышев И. И., Фесенко C.B., Санжарова Н. И. Радиоэкологические проблемы ядерной энергетики // Атомная энергия. 1990, т. 68, вып. 5.1. C. 320−328.
- Андрейчиков A.B., Андрейчикова С. Н. Интеллектуальные информационные системы: Учебник. М.: Финансы и статистика, 2004. 424с.
- Ю.Анисимов B.C., Круглов C.B., Алексахин P.M., Суслина Л. Г., Кузнецов В. К. Влияние калия и кислотности на состояние Cs в почвах и его накопление проростками ячменя в вегетационном опыте // Почвоведение. 2002. № 11. С. 1323−1332.
- Анненков Б.Н. ЮдинцеваЕ.В. Основы сельскохозяйственной радиологии. М. 1991 г. 287с.
- Боровиков В.П. STATISTIC А: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Питер, 2001. — 656с.
- Боровиков В.П., Боровиков И.П. STATISIICA: Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. Издание 2-е, стереотипное М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. — 608с.
- Браверкман Э.М., Мучин И. Б. Структурные методы обработки эмпирических данных. М.: Наука, 1983. 464с.
- Вадюнина А.Ф., Корчагина З. А. Методы исследований физических св-в почв. М., Агропромиздат, 1986. 416с.
- П.Васильев Ф. П. // Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука. 1980. 520с.
- Воробьев Г. Т., Чумаченко И. Н., Маркина З. Н., Курганов А. А., Прудников П. В., Кошелев И.А.Почвенное плодородие и радионуклиды.- М.: НИА Природа, 2002. 356с.
- Воробьева JI.A., Бардадын М. А., Резунов А.А. Влияние уровня плодородия почвы и минеральных удобрений на содержание и коэффициент накопления137
- Cs в сельскохозяйственных культурах // сб. матер. Международной научно-практической конф. «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства». Брянск. 2004. С. 46−49.
- Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.3.2.1078−01. М.: Минздрав РФ, 2002. 164с.
- Горина Л.И. Накопление радиоцезия сельскохозяйственными культурами в зависимости от свойств почв и биологических особенностей растений: Автореферат. дис. канд. наук. М., 1976. — 17с.
- Гулякин И.В., Юдинцева Е. В., Жигарева Т. Л., Сидорова Е. Д. Поступление 90Sr в растения в зависимости от применения минеральных удобрений // Агрохимия 1978. № 4. С. 112−118.
- Гулякин И.В., Юдинцева У. В., Горина Л. И. Накопление 137Cs в урожае в зависимости от видовых особенностей растений // Агрохимия 1975. № 7. С. 121 129.
- Гулякин Н.В., ЮдинцеваЕ.В. // Докл. ТСХА. 1974. Вып. 203. С. 169−183.
- Гулякин Н.В., Юдинцева Е. В. Сельскохозяйственная радиобиология М., «Колос» 1973. 272с.
- Гулякин Н.В., Юдинцева Е. В., Макаревич К. И. // Агрохимия. 1971. № 4. С. 85−92.1. Qfi 177
- Демин В, А. Накопление Sr и Cs в урожае основных овощных культур: Ав-тореф. Дисс. Кандю наук. М., 1968 — 17с.
- Дергунов И.ДФ., Мороз В. Д., Рябова Г. В. // Пововедение. 1982. № 5. С. 22−25.
- Зубарева И.Ф., Фрид A.C. Изучение влияния свойств почвы на поглощение 90Sr пшеницей с использованием методов математической статистики // Агрохимия. 1974. — № 6. — С 115 -188.
- Иванов С.Н., Шагалова Э. Д., Шифрина С. С. // Почвоведение. 1976. № 12. С. 110−116.
- Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Техника, 1975. — 311с.
- Ивахненко А.Г. Индивидуальный метод самоорганизации моделей сложных систем. Киев: Наукова думка, 1975 — 296с.
- Ивахненко А.Г., Юрачковский Ю. П. Моделирование сложных систем по экс-перементальным данным. М.: Радио и связь, 1987. — 120с.
- Ильин М.И., Перепелятников Г. П., Пристер Б. С. Влияние коренного улучшения естественных лугов Полесья Украины на переход радиоцезия из почвы в травостой // Агрохимия 1991. № 1. С. 101−105.
- Ильина Г. В., Рыдский С. Г. Изучение поглощения радиоактивных продуктов деления полевыми культурами // Вестник МГУ. Биол., почвоведю 1965.-№ 1. — С. 42−52.
- Клечковский В.М. О поведении радиоактивных продуктов деления в почвах, и их поступлении в растения и накоплении в урожае. Предпринт. — М.: АН СССР, 1956. — 178 с.
- Клечковский В.М., Петербурский A.B. Агрохимия. М.: Колос, 1964.
- Клечковский В.М., Федоров Е. А., Архипов Н. П., Романов Г. Н., Алексахин P.M. Февралева JI.T. Закономерности почвенного и аэрального поступления радиоактивного стронция в сельскохозяйственные растения // Почвоведение. 1973. № 5. С. 38−47.
- Ковда В. А, Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. — 363с.
- Корнеев H.A., Сироткин А. Н., Корнеева Н. В. Снижение радиоактивности в растениях и продуктах животноводства. М.: Колос, 1977. — 208с.
- Корнеева Н.В.ДСорнеев H.A., Алексахин P.M. О накоплении стабильных и радиоактивных изотопов кальция и стронция из почвы разными видами и сортами яровой пшеницы // Агрохимия. 1974. — № 11. — С. 96−101.
- Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. 648с.
- Круглов C.B. Физико-химические аспекты загрязнения сельскохозяйственных угодий в результате радиационной аварии и миграция радионуклидов в системе почва растение: На прим. аварии на ЧАЭС: Дис. д-ра биол. наук. Обнинск, 1997. — 301с.
- Круглов C.B., Васильва H.A., Куринов А, Д., Алексахин P.M. Распределение радионуклидов чернобыльских выпадений по фракциям гранулометрического состава дерново-подзолистых почв//Почвоведение. 1995. № 5. С. 551−557.
- Кузин A.M. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1986.-284с.
- Лурье A.A. Словарь терминов и понятий по радиологии и радиоэкологии. М.: Изд-во МСХА, 2000 г., 24 с.
- Лурье И.К., Кошелева Н. Е., Михайлов Д. И. Основные концепции организации и использования баз данных для почвенных исследований / Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации. М. Изд-во МГУ, 2005.-С. 28−43.
- Макушкин A.B., Федоров Е. А. Размеры накоплений 90Sr полевыми культурами при длительном возделывании в условиях севооборота // Агрохимия. -1977.-№ 9.-С. 102−107.
- Моисеев И. Т., Тихомиров Ф. А., Рерих Л. А. О действии и последствии соединений кальция и органического вещества на поступление 90Sr в урожай культур //Агрохимия 1978. № 7. С. 119−125.
- Моисеев И. Т., Тихомиров Ф. А., Рерих Л. А. // Агрохимия, 1982, № 2, С. 43−56
- Моисеев И. Т" Тихомиров Ф. А., Рерих Л. А. Влияние сортовых особенностейпшеницы и гороха на накопление Cs и К в урожае // Вестник МГУ. Серия почвоведение. 1977. — № 3. — С. 105−109.
- Моисеев И.Т. Предисловие к книге Нейлор И. «Машинные имитационные эксперименты с моделями экологических систем» М.: Мир, 1975. С.5−8.
- Моисеев И.Т., Рерих Л. А. // Агрохимия. 1984. № 12. С. 95−98.
- Моисеев И.Т., Тихомиров Ф. А., Рерих Л. А. // Агрохимия. 1984. № 12. С. 9598.
- Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М., Мир, 1975, 502 с.
- Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Пер. с анл. М.: Горячая линия — Телком. 2001.- 182с.620 дум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1974. — 740с.
- Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1992. 400с.
- Основы сельскохозяйственной радиологии / Пристер Б. С., Лощилов H.A., Немец О. Ф., Поярков В. А. Киев: Урожай, 1988. — 256с.
- Павлоцкая Ф.И., Арнаутов Г. Н., БлохинаМ.И. //Почвоведение. 1972. № 1. С. 60−66.
- Павлоцкая Ф.И., Сальников В. Г., Моисеев И. Т. К вопросу о механизме влияния извести и торфа на поступление 90Sr в растения. М.: Атомиздат, 1976. -12с.
- Павлоцкая Ф.И., Тюрюканова Э. Б. О влиянии природных условий на содержание и распределение 90Sr в почвенном покрове//Атомная энергия. 1967. -№ 9.-С.12−13.
- Павлоцкая Ф.И., Тюрюканова Э. Б., Бабичева Е. В., Баранов В. И. // Радиоактивность почв и методы ее определения. М.: Наука, 1966 С. 174−194.
- Павлоцкая Ф.И., Тюрюканова Э. Б., Баранова В. И. // Глобальное распределение радиоактивного 90Sr по земной поверхности. М.- 1970. — 158с.
- Поведение радиоактивных изотопов в системе почва раствор / Тимофеев-Ресовский Н.В., Титлянова A.A., Тимофеева Н.А.и др. // Радиоактивностьпочв и методы ее определения. М.: Наука, 1966. — С. 46−80.
- Поляков В.М. Радиоэкология и дезактивация почв М.: Атомиздат, 1970. 304с.
- Поляков Ю.А. //Коллоид. Журн. 1959. Т. 21. № 2. С.221−225.
- Почвоведение / Под ред. Кауричев И.С.- 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Агро-промиздат, 1989. 719с.
- Почвоведение / Под ред. Ковды В. А., Розанова Б. Г. М.: Высш. шк., 1988. — Ч. 1 — 400с., Ч. 2. — 368с.
- Пристер Б.С., Лощилов H.A., Немец О. Ф., Поярков В. А. Основы сельскохозяйственной радиологии. Киев.: Наука, 1991. — 472с.
- Пристер Б.С., Омельяненко Н. П., Перепелятникова Л. В. Миграция радионуклидов в почве и переход их в растения в зоне аварии Чернобыльской АЭС // Почвоведение. 1990. № 10. С.51−60
- Пристер Б.С., Перепелятникова Л. В., Дугинов В. И., Хомутинин Ю. В. Основные факторы определяющие поведение радионуклидов в системе почва-растение / Сборник науч. тр. под. ред. H.A. Лощилова Киев. 1992 С. 108−117.
- Прохоров В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах. Физико-химические механизмы и моделирование / Под ред. Алексахина P.M. М.: Энергоиздат, 1981. — 98с.
- Прохоров В.М. О диффузии 90Sr в почве и песке// Радиохимия, 1962, т. 4. -№ 2.-С. 205.
- Радиоактивность и пища человека / Под ред. Расселла P.C. Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1971. — 375 с.
- Радиоэкология орошаемого земледелия / Алексахин P.M. Буфатин, О.И., Маликов В. Г. И др.- Под ред. Алексахина P.M. М.: Энергоатомиздат, 1985. 224 с.
- Рерих Л.А. Агрохимические аспекты поведения 137Cs в системе почва сельскохозяйственный растения: Автореф. дисс. канд. наук. — М., 1982 — 24 с.
- Роберт Каллан Основные концепции нейронных сетей.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме». 2003. — 233с.
- Самсонова В.П. Статистические методы в почвоведении / Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации. М.: Изд-во МГУ, 2005.-С. 85 95.
- Санжарова Н.И., Фесенко C.B., Алексахин P.M Динамика биологической доступности 137Cs в системе почва-растение после аварии на Чернобыльской АЭС // Докл. РАСХН. 1994. № 4. С. 564−566.137
- Санжарова Н.И., Фесенко C.B. Некоторые итоги изучения миграции Cs в агроэкосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС.
- Сельское хозяйство, ионизирующие излучения и охрана окружающей среды Под ред. P.M. Алексахина. М. 2002. — 295с.
- Сельскохозяйственная радиология: учебник для вузов / А. Д. Фокин, A.A. Лурье, С. П. Торшин. М.: Дрофа, 2005. — 367с.
- Сельскохозяйственная радиоэкология. Под ред. P.M. Алексахина и H.A. Корнеева, М., Экология, 1991, 397с.
- Справочник агронома Нечерноземной зоны / Под ред. Г. В. Гуляева. 3-е изд., доп. и перераб. — М.: Агропромиздат. 1990. — 575с.
- Теория Статистики: Учебник / Под ред. Громыко Г. Л. Т11 М.:ИНФРА-М, 2000.414 с.
- Торшин С.П., Смолина Г. А., Пельцер A.C. Практикум по сельскохозяйственной радиологии / Под ред. Фокина А. Д. М.: Изд-во МСХА. 2001. 84с.
- Тюрюканова Э.Б. Накопление 90Sr в почве // Труды Ин-та эксперим. метеорологии, 1970., вып. 21. С. 74 — 75.
- Тюрюканова Э.Б. Экология 90Sr в почвах (ланшафтно-геохимические аспекты). М., Атомиздат, 1976,128 с.
- Федоров В.Д., Гильманов Т. Г. Экология. М.: Изд-во МГУ, 1980. 464 с.
- Фесенко C.B., Санжарова Н. И., Лисянский К. Б., Алексахин P.M. Динамика147снижения коэффициентов перехода Cs в сельскохозяйственные растения после аварии на чернобыльской АЭС. Радиационная биология. Радиоэкология. Т. 38, вып. 2, С. 256−273.
- Фирсаков С.К. Накопление 90Sr луговыми травами при аэрозольном и почвенном поступлении радионуклида: Автореф. дисс. канд. наук. М., 1974. 16с.
- Фирсакова С. К. Тимофеев С.Ф. и др. Накопление 90Sr полевыми культурами в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. том 42. № 3. С. 345−351.
- Халафян A.A. Статистический анализ данных. Statistica 6.0: Учеб. пособие / Краснодар: КубГУ, 2003. 192с.
- Харман Г. Современный факторный анализ. М.: Статистика, 1972.
- Юдинцева Е.В., Гулякин И. В. Агрохимия радиоактивных изотопов стронция и цезия. М., Атомиздат, 1968. 472с.
- Юдинцева Е.В., Гулякин И. В. Фоломкина З.М. Поступление в растения 90Sr1 'jnи Cs в зависимости от сорбции их механическими фракциями почв //Агрохимия, 1981 № 8, с. 86 93.
- Agapkina G.I., Tihomirov F.A., Shcheheglov A.I. // J. Environ. Radioactivity. 1995. V. 29. № 3. P. 257−269.
- Alexakhin R.M. Countermeasures in agricultural production as an effective means of mitigating the radiological consequences of the Chernobyl accident // Sei. Total Environ. 1993. V. 137. P. 9−20.
- Bachuber H, Bunzl K., Schimmac K. // Nucl. Technol. 1982. V. 59. № 2. P. 291 301.
- Bishop, C. (1995). Neural Networks for Pattern Recognition. Oxford: University Press.
- Bouland, H. and Kamp, Y. (1988). Auto-association by multilayer perceptrons and singular value decomposition. Biological Cybernetics 59, 291−294.
- Claus B. // Radiat. Environ. Biophysics. 1990. V. 29. № 3. P. 241−245.
- Cooley, W. W., & Lohnes, P. R. (1971). Multivariate data analysis. New York: Wiley.
- De Datta S.K., Franklin F.L., Himes F.L. // Soil Science. 1967. V. 103. № 1. P. 47−55.
- Fausett, L. (1994). Fundamentals of Neural Networks. New York: Prentice Hall.
- Fesenko S.V.- Alexakhin R.M.- Spiridonov S.I. and Sanzharova N.I. // Radiation Protection Dosimetry, 1995, 60, № 2, p. 155−166
- Frissel M. An update of the recommended soil-to-plant transfer factor of Sr-90, Cs-137 and transuranic. In: Report of IUR Working Group meeting on soil-to-plan transfer factors. Madrid, 1992, pp. 16−25.
- Harman, H. H. (1967). Modern factor analysis. Chicago: University of Chicago Press.
- Haykin, S. (1994). Neural Networks: A Comprehensive Foundation. New York: Macmillan College Publishing.
- IAEA Hadbook of parameter value for the prediction of radionuclide transfer in temperate enviroments. Technical Report Series №. 364. International Atomic Energy Agency, Vienna. 1994, 74p.
- Keren R., OTonnor G.A. // Soil Science. 1983. V.135. № 5. P. 308−315.
- Kim, I. O., & Mueller, C. W. (1978a). Factor analysis: Statistical methods and practical issues. Beverly Hills, CA: Sage Publications.
- Kim, J. O., & Mueller, C. W. (1978b). Introduction to factor analysis: What it is and how to do it. Beverly Hills, CA: Sage Publications.
- Kohonen, T. (1982). Self-organized formation of topologically correct featuremaps. Biological Cybernetics, 43, 59−69.
- Lawley, D. N., & Maxwell, A. E. (1971). Factor analysis as a statistical method (2nd. ed.). London: Butterworth & Company.
- Lawley, D. N., & Maxwell, A. E. (1971). Factor analysis as a statistical method. New York: American Elsevier.
- Lindeman, R. H., Merenda, P. F., & Gold, R. (1980). Introduction to bivariate and multivariate analysis. New York: Scott, Foresman, & Co.
- Middleton L .J., Squire H.M. Further studies of radioactive strontium and caesium in agricultural crops after direct contamination // Intern. Radiat. Biol., 1963, v. 6, No 6, p. 549.
- Morrison, D. (1967). Multivariate statistical methods. New York: McGraw-Hill.
- Mulaik, S. A. (1972). The foundations offactor analysis. New York: McGraw Hill.
- Patterson, D. (1996). Artificial Neural Networks. Singapore: Prentice Hall.
- Pearson, E. S., and Hartley, H. O. (1972). Biometrika tables for statisticians, Vol II. Cambridge: Cambridge University Press.
- Pearson, K., (Ed.). (1968). Tables of incomplete beta functions (2nd ed.). Cambridge, MA: Cambridge University Press.
- Presentation of the RESSAC program. Ressac Note No 2/90, Ressac 19/04/90.
- Rumelhart, D.E., Hinton, G.E. and Williams, R.J. (1986). Learning internal representations by error propagation. In D.E. Rumelhart, J.L. McClelland (Eds.), Parallel Distributed Processing, Vol 1. Cambridge, MA: MIT Press.
- Schuller P., Handl T., Trumper P. Dependence of the Cs-137 soil-to-plant transfer factors on soil parameters // Health Phys., 1988, v. 5, No 3.
- Stevens, J. (1986). Applied multivariate statistics for the social sciences.1. Hillsdale, NJ: Erlbaum.
- United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Biological Effects. United Nations, New York. 1988, 497p.
- Zhu Y-G and Smolders E. Plant uptake of radiocaesium: a review of mechanisms, regulation and application. Journal of Experimental Botany 51(351): 16 351 645.