Un marco de modelo de cultivo basado en agentes para suelos heterogéneos
Autores: Lopez-Jimenez, Jorge; Quijano, Nicanor; Vande Wouwer, Alain
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un marco de modelo de cultivo basado en agentes para suelos heterogéneos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Cambio climático
Agua dulce
Riego
Producción agrícola
Heterogeneidad del suelo
Modelo basado en agentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El cambio climático y el uso eficiente de agua dulce para riego representan un desafío para la agricultura sostenible. Tradicionalmente, la predicción de la producción agrícola se realiza a través de modelos de crecimiento de cultivos y registros históricos de las variables climáticas. Sin embargo, una de las principales fallas de estos modelos es que no consideran la variabilidad del suelo en toda el área de cultivo. Además, con la disponibilidad de nuevas fuentes de información (por ejemplo, imágenes aéreas o satelitales) y estaciones meteorológicas de bajo costo, es conveniente que los modelos incorporen capacidades de predicción para mejorar la representación de los escenarios de producción. En este trabajo, se propone un modelo basado en agentes (ABM) que considera la heterogeneidad del suelo e intercambios de agua. La heterogeneidad del suelo está asociada a la combinación de comportamientos individuales de porciones uniformes de tierra (agentes), mientras que los flujos de agua están relacionados con la topografía. Cada agente se caracteriza por un modelo dinámico individual, que describe el crecimiento local del cultivo. Además, este modelo considera efectos positivos y negativos del nivel de agua, es decir, sequía e inundaciones, en la producción de biomasa. El desarrollo del ABM global está orientado al futuro uso de estrategias de control y políticas óptimas de riego. El modelo se construye de abajo hacia arriba comenzando con la definición de agentes, y se elige el entorno Mesa para la implementación. La validación se realiza utilizando tres escenarios topográficos en Colombia. Se discuten los resultados de casos de producción potencial y se presentan algunas recomendaciones prácticas sobre la implementación.
Descripción
El cambio climático y el uso eficiente de agua dulce para riego representan un desafío para la agricultura sostenible. Tradicionalmente, la predicción de la producción agrícola se realiza a través de modelos de crecimiento de cultivos y registros históricos de las variables climáticas. Sin embargo, una de las principales fallas de estos modelos es que no consideran la variabilidad del suelo en toda el área de cultivo. Además, con la disponibilidad de nuevas fuentes de información (por ejemplo, imágenes aéreas o satelitales) y estaciones meteorológicas de bajo costo, es conveniente que los modelos incorporen capacidades de predicción para mejorar la representación de los escenarios de producción. En este trabajo, se propone un modelo basado en agentes (ABM) que considera la heterogeneidad del suelo e intercambios de agua. La heterogeneidad del suelo está asociada a la combinación de comportamientos individuales de porciones uniformes de tierra (agentes), mientras que los flujos de agua están relacionados con la topografía. Cada agente se caracteriza por un modelo dinámico individual, que describe el crecimiento local del cultivo. Además, este modelo considera efectos positivos y negativos del nivel de agua, es decir, sequía e inundaciones, en la producción de biomasa. El desarrollo del ABM global está orientado al futuro uso de estrategias de control y políticas óptimas de riego. El modelo se construye de abajo hacia arriba comenzando con la definición de agentes, y se elige el entorno Mesa para la implementación. La validación se realiza utilizando tres escenarios topográficos en Colombia. Se discuten los resultados de casos de producción potencial y se presentan algunas recomendaciones prácticas sobre la implementación.