Изменчивость агрометеорологических условий территории как фактор сельскохозяйственной эффективности

Введение

Климатические условия влияют на все стороны хозяйственной деятельности и экономики в целом. Одно из наибольших воздействий климат и погодные условия оказывают на сельскохозяйственное производство (включая растениеводство и животноводство).

Для сельскохозяйственной отрасли необходима информация не только об общих климатических и метеорологических условиях конкретного года, но об опасных гидрометеорологических явлениях (засухи, сильные ветры, продолжительные морозы, сильные ливни и прочее). Довольно много работ посвящено изучению опасных климатических явлений и увеличению их численности с 1990-2000-х годов.

Поэтому в последние десятилетия очень важен вопрос о состояние климатических условий и ресурсов территории. В данные исследования (правительственного и федерального уровня) включен анализ влияния климатических изменений на сельское хозяйство:

1.  «Стратегический прогноз изменений климата РФ на период 2010-2015 гг. и их влияния на отрасли экономики России», 2005 г.;

2. «Результаты исследований климата для стратегий устойчивого развития РФ», 2005 г.;

3. «Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории РФ», 2008 г.;

4. «Влияние климатических и географических условий и структурных особенностей экономики России на антропогенную эмиссию парниковых газов», 2009 г.;

5. «Комплексный план научных исследований погоды и климата до 2020 года», 2010 г.;

6. Статья в «Федеральном справочнике» А.В. Фролова «Прогноз погоды как задача XXI века», 2011 г.;

7. «Климатическая доктрина РФ» и «Комплексный план реализации Климатической доктрины РФ до 2020 года», 2011 г.;

8. «Изменения климата и международная безопасность», 2012 г.;

9. «Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем», 2012 г.;

10. «Доклады  об  особенностях  климата  на  территории  РФ»,  2000-2012 гг. и т.д. [3, 10, 11] 

Цели исследования

Опасения возможных последствий изменения климатических условий, а также уже наблюдаемые экстремальные явления и их усилившуюся повторяемость, приводят к актуальности исследований данного плана, поскольку, в первую очередь, это отражается на сельском хозяйстве.

Методы исследования и полученные результаты

Сельское хозяйство является многоотраслевым производством [6]. Агропромышленный комплекс России включает три основные отрасли (растениеводство, животноводство, рыболовство), которые, в свою очередь, делятся на специализирующиеся подотрасли:

1. Растениеводство. По виду выращиваемых растений растениеводство подразделяется на:

1.1. зерновые культуры: ячмень, сорго, пшеница, овёс, рожь, кукуруза, рис, гречиха, и др.;

1.2. зернобобовые культуры: чечевица, фасоль, соевые бобы, горох и др.;

1.3. кормовые культуры: силосные культуры, кормовые травы, кормовые бахчевые культуры, кормовые корнеплоды;

1.4. технические культуры: текстильные культуры (лён, хлопчатник, конопля, джут); пищевые культуры (сахарная свёкла, сахарный тростник, лекарственные растения, крахмалоносные культуры);  каучуконосы (гевея);

1.5. овощебахчевые культуры: плодовые культуры (перец, тыква, патиссон, огурец, баклажан, томат, кабачок); листовые культуры (шпинат, листовая петрушка, салат, капуста, укроп и др.); картофель; луковичные культуры (чеснок и лук); бахчевые культуры (тыква, дыня, арбуз и др.); корнеплоды (репа, петрушка, редис, пастернак, редька, столовая свёкла, морковь, сельдерей и др.);

1.6. цитрусовые культуры (лимон, мандарин, бергамот, апельсин, грейпфрут и др.);

1.7. тонизирующие культуры (какао, чай, кофе, наркотические культуры);

1.8. масличные и эфиромасличные культуры: эфиромасличные культуры (тмин, анис, кориандр и др.); масличные культуры (кунжут, рапс, лён, конопля, горчица, кокосовая пальма, клещевина, оливковое дерево, подсолнечник);

1.9. виноградарство;

1.10. садоводство.

2. Животноводство: скотоводство; овцеводство; козоводство; кролиководство; коневодство; пчеловодство; звероводство; рыбоводство; оленеводство; птицеводство; свиноводство; верблюдоводство; шелководство;

3. Рыболовство. [6]

Все вышеуказанные виды и подвиды сельскохозяйственной деятельности традиционно сформировались исключительно благодаря природно-климатическим условиям территории. Стоит сказать, что в настоящее время, аграрные и технологические мероприятия увеличили «традиционные» ареалы сельскохозяйственных направлений. Так, например, селективно выведены морозостойкие культуры; система мер по оросительным мелиорациям продвинула выращивание гумидных видов на аридные территории и т.д.

Однако, большей части подотраслей все же необходимы естественные климатические условия для развития.

Главными такими условиями являются гидротермические – это соотношение тепла и влаги. Ресурсы тепла, главным образом, характеризуются температурой, ресурсы влаги – суммой атмосферных осадков.

Для учета агроклиматических ресурсов любой территории существуют несколько гидротермических индексов или коэффициентов: ГТК Г.Т. Селянинова, коэффициент увлажнения Высоцкого-Иванова, коэффициент увлажнения Д.И. Шашко.

Гидротермические условия отдельно взятого года напрямую влияют на урожайность сельхозкультур, выработку мяса КРС или молока (в связи с качеством пищевой базы).

В данной статье авторами рассчитана «условная урожайность», зависящая от гидротермических условий.

«Условную урожайность» сельскохозяйственных культур можно определить по бонитировочному баллу климата Вк, который рассчитывается следующим образом [6]:

 ,

где ε – балл увлажнения, количественно равный осредненной урожайности сельскохозяйственных культур (ц/га), приходящийся на единицу тепла при данном  увлажнении  за  период  со  средними  суточными  температурами выше 10°С. Значение ε определяется на основании коэффициента увлажнения Сапожниковой КУс. [7]

Рисунок 1. Многолетний ход

коэффициента увлажнения Сапожниковой КУс  (столбчатая диаграмма)

и бонитировочного балла климата Вк (линейный график) для г. Уфа

Определив все необходимые параметры, рассчитан коэффициент увлажнения Сапожниковой КУс и бонитировочному баллу климата Вк. По многолетним рассчитанным данным построен график динамики (рис.1).

Анализируя рисунок 1, отмечаем, что гидротермический коэффициент определяет «условную урожайность». Так, например, холодные годы 1969 и 1986 имеют и низкую урожайность, в аномально теплый 2010 год – наблюдаем также снижение урожайности. Оба коэффициента имеют тенденцию к увеличению. Наибольший вклад, по-видимому, для этого показателя обуславливает сумма температур за период выше 10°.

Далее авторы провели корелляционный анализ связи «условной урожайности» и некоторых характеристик климата (высота снежного покрова, инсоляция, североатлантическое колебание, даты перехода через 0, 5, 10°С и т.д.). Наиболее высокое значение уравнения связи получилось с продолжительностью периода со средней суточной температурой воздуха выше 10°С (0,53) и суммой температур за этот же период (0,65). 

Выводы

Учет агроклиматических условий является необходимостью для эффективной выработки сельскохозяйственной продукции [4, 12]. Практически для всех субъектов изданы справочники по агроклиматическим ресурсам. Данные издания составлены на основе наблюдений на опытных агростанциях и включают те характеристики климата, которые напрямую влияют на все фазы развития сельхозкультур (от даты посева до спелости). Для Республики Башкортостан такими изданиями являются Агроклиматический справочник по БАССР» (1959 г.) и «Агроклиматические ресурсы БАССР» (1976 г.). [1, 2]

Поскольку в настоящее время значения климатических элементов  рассчитываются для периода 1981-2010 гг., имеет смысл уточнения (а для некоторых показателей даже обновления) подобных изданий.

Значение подобных исследований не только в расчете урожайности, но и имеет более специфических характер. В частности, увеличение территорий с более высокой средней годовой температурой приведет к увеличению ареала сорных растений, вредителей, болезнетворных вирусов и прочее. Это, в свою очередь, скажется на урожайности и поголовье животных.