Аннотация
В условиях глобального изменения климата устойчивое развитие аграрных систем становится одной из приоритетных задач современной аграрной науки и практики. Неравномерность осадков, рост среднегодовых температур и учащение экстремальных погодных явлений усиливают риски снижения урожайности и экономической нестабильности сельского хозяйства. В данной работе рассмотрено применение методов искусственного интеллекта для прогнозирования устойчивости аграрных систем на региональном уровне. Цель исследования заключалась в разработке подходов к прогнозированию продуктивности и адаптивного потенциала сельскохозяйственных культур с использованием нейронных сетей и алгоритмов машинного обучения. Материалы и методы исследования включали использование многолетних статистических данных по урожайности основных культур, климатическим показателям и экономическим параметрам сельского хозяйства Кыргызской Республики. Для анализа были применены методы корреляционно-регрессионного моделирования, искусственные нейронные сети и алгоритмы кластеризации. Результаты исследования показали, что использование интеллектуальных алгоритмов позволяет повысить точность прогнозов урожайности на 12-15 % по сравнению с традиционными методами, а также выявить ключевые климатические и экономические факторы, определяющие устойчивость аграрных систем. Научная новизна работы заключается в интеграции методов искусственного интеллекта с агроэкологическим зонированием для построения адаптивных моделей устойчивого развития. Практическая значимость исследования состоит в возможности применения разработанных моделей при стратегическом планировании, формировании региональных программ продовольственной безопасности и управлении рисками в аграрной экономике
Ключевые слова
Использованные источники
- Azarov, A., Kulikov, M., Sidle, R.C., & Zaginaev, V. (2025). Climate change and its impact on natural resources and rural livelihoods: Gendered perspectives from Naryn, Kyrgyzstan. Climate, 13(3), article number 57. doi: 10.3390/cli13030057.
- Baidybekova, S., Sauranbai, S., Yermekbayeva, D., & Bayetova, M. (2025). Current state and innovative development of the agrarian sector: Comparative analysis of trends in different regions. CABI Reviews, 20(1), article number 0048. doi: 10.1079/cabireviews.2025.0048.
- Bazarbaeva, R.S., Brovko, N.A., & Safronchuk, M.V. (2021). Global challenges of the beginning of the digital age and a green perspective for the development of the Kyrgyz Republic's economy. In E.B. Zavyalova & E.G. Popkova (Eds.), Industry 4.0: Exploring the consequences of climate change (pp. 137-150). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-75405-1_12.
- Burkhanov, A.U., Azhibekova, A.T., Parakhina, V.N., & Meteleva, O.A. (2025). Climate-responsible innovations based on big data and AI for sustainable development of a smart vertical farm. In E.G. Popkova (Ed.), Technological horizons of decarbonization based on environmental innovations (pp. 157-162). Cham: Springer Nature. doi: 10.1007/978-3-031-82210-0_26.
- Burkhanov, A.U., Yadgarov, A.A., Saidova, M.E., & Tugizova, M.S. (2024). Agricultural insurance protection and food security in the face of global climate change. In M.P. Eshov, G.K. Abdurakhmanova, A.U. Burkhanov, N.B. Abdusalomova & S.T. Ergasheva (Eds.), Development of international entrepreneurship based on corporate accounting and reporting according to IFRS (Part B, pp. 75-79). Leeds: Emerald Publishing. doi: 10.1108/S1877-63612024000033B010.
- Chupin, A.L., Bespalko, V.G., Nemirova, G.I., Sergeev, I.V., & Yurchenko, O.A. (2025). Impact of artificial intelligence on the implementation of the UN SDG 9: Promoting sustainability in the EAEU economy. In E.G. Popkova (Ed.), Management of digital technologies in the innovative economy (pp. 239-243). Cham: Springer Nature. doi: 10.1007/978-3-031-83331-1_39.
- De Keyser, J., et al. (2023). Integrating open-source datasets to analyze the water-food-energy-climate nexus in Central Asia. Water, 15(19), article number 3482. doi: 10.3390/w15193482.
- European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). (n.d.). Retrieved from https://www.ecmwf.int/.
- FAO. (2022). The state of food and agriculture 2022: Leveraging automation in agriculture for transforming agrifood systems. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. doi: 10.4060/cb9479en.
- Gerlitz, L., Vorogushyn, S., & Gafurov, A. (2020). Climate informed seasonal forecast of water availability in Central Asia: State-of-the-art and decision making context. Water Security, 10, article number 100061. doi: 10.1016/j.wasec.2020.100061.
- Getahun, S., Kefale, H., & Gelaye, Y. (2024). Application of precision agriculture technologies for sustainable crop production and environmental sustainability: A systematic review. The Scientific World Journal, 2024, article number 2126734. doi: 10.1155/2024/2126734.
- Gryshova, I., Balian, A., Antonik, I., Miniailo, V., Nehodenko, V., & Nyzhnychenko, Ya. (2024). Artificial intelligence in climate-smart agriculture: Toward a sustainable farming future. Access Journal, 5(1), 125-140. doi: 10.46656/access.2024.5.1(8).
- Harikrishnan, S., Kaushik, D., Rasane, P., Kumar, A., Kaur, N., Reddy, C.K., Proestos, C., Oz, F., & Kumar, M. (2025). Artificial intelligence in sustainable food design: Technological and ethical considerations. Trends in Food Science & Technology, 163, article number 105152. doi: 10.1016/j.tifs.2025.105152.
- Imanbayeva, Z., Abuselidze, G., Bukharbayeva, A., Jrauova, K., Oralbayeva, A., & Kushenova, M. (2024). State regulation of the digital transformation of agribusiness in the context of the climate crisis intensification. Economies, 12(10), article number 270. doi: 10.3390/economies12100270.
- Kadyraliev, A., Oruntayeva, A., Kamchybekov, T., Abyshov, I., & Bigali, A. (2024). The impact of digital technologies on the effectiveness of management in the agricultural sector of the Kyrgyz Republic. Ekonomika APK, 31(5), 35-44. doi: 10.32317/ekon.apk/5.2024.35.
- Kamilaris, A., & Prenafeta-Boldú, F.X. (2018). Deep learning in agriculture: A survey. Computers and Electronics in Agriculture, 147, 70-90. doi: 10.1016/j.compag.2018.02.016.
- Liang, L., Zhang, F., & Qin, K. (2021). Assessing the vulnerability of agricultural systems to drought in Kyrgyzstan. Water, 13(21), article number 3117. doi: 10.3390/w13213117.
- Mai, J., & Liu, G. (2023). Modeling and predicting the effects of climate change on cotton-suitable habitats in the Central Asian arid zone. Industrial Crops and Products, 191(Part A), article number 115838. doi: 10.1016/j.indcrop.2022.115838.
- Meteoblue. (n.d.). Retrieved from https://www.meteoblue.com/.
- Mimenbayeva, A., Issakova, G., Tanykpayeva, B., Tursumbayeva, A., Suleimenova, R., & Tulkibaev, A. (2024). Applying machine learning for analysis and forecasting of agricultural crop yields. Scientific Journal of Astana IT University, 17, 28-42. doi: 10.37943/17LKYF9288.
- Ministry of Agriculture, Forestry and Water Resources of the Kyrgyz Republic. (n.d.). Retrieved from https://agroprod.kg/.
- Nakysbekova, K., Ismukhanova, L., Aldibayeva, L., Shimshikov, B., Torobekova, T., Osmonbekova, R., Asanova, A., & Kulnazarova, K. (2025). Role of information systems in ecology for achieving the Sustainable Development Goals (SDGs). Caspian Journal of Environmental Sciences, 23(3), 611-617.
- National Statistical Committee of the Kyrgyz Republic (NSCKR). (n.d.). Retrieved from https://stat.gov.kg/en/.
- Schmidhuber, J., & Tubiello, F.N. (2007). Global food security under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(50), 19703-19708. doi: 10.1073/pnas.0701976104.
- Wen, X., Zhao, G., Cheng, X., Chang, G., Dong, X., & Lin, X. (2022). Prediction of the potential distribution pattern of the great gerbil (Rhombomys opimus) under climate change based on ensemble modelling. Pest Management Science, 78(7), 3128-3134. doi: 10.1002/ps.6939.
- World Bank. (n.d.). Climate change knowledge portal. Retrieved from https://climateknowledgeportal.worldbank.org/.
- Yildirim, T., Moriasi, D.N., Starks, P.J., & Chakraborty, D. (2022). Using artificial neural network (ANN) for short-range prediction of cotton yield in data-scarce regions. Agronomy, 12(4), article number 828. doi: 10.3390/agronomy12040828.