CC BY
155
УДК 551.582
ОСОБЕННОСТИ УВЛАЖНЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
В.Т. Демихов, М.В. Долганова
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект №13-05-97521)
В статье проанализированы пространственно-временные колебания индексов увлажнения на территории Брянской области, оказывающих влияние на интенсивность процессов почвообразования, эрозию, дефляцию почв и актуализирующие вопрос о необходимости внедрения научно обоснованных почвозащитных мероприятий.
Ключевые слова: климат, гидротермический коэффициент, индекс сухости, почвообразование, почвозащитное земледелие.
Ведущий почвообразующий и экологический фактор, влияющий на структуру геосистем и их продуктивность - увлажненность.
Изучение влияния изменчивости увлажненности на структуру геосистем необходимо как в теоретическом аспекте для правильного понимания увлажнения Земли в прошлом, настоящем и будущем, так и в практическом отношении в связи с активным освоением Нечерноземья [2].
Изменчивостьувлажненности Брянской области, преимущественно пространственная, привлекала внимание ряда исследователей, в том числе и авторов данной статьи [1]. Однако комплексное изучение изменчивости увлажненности, особенно ее временной структуры для территории в целом, ранее не проводилось.
Слабая изученность проблемы, актуальность и необходимость ее более глубокой разработки определили цель исследования - выявление закономерностей временной и пространственной изменчивости увлажнения, ее влияния на гидротермический режим почв и характер почвообразования на исследуемой территории.
Общий характер увлажнения территории может быть отражен в целом ряде коэффициентов и индексов, но в отечественной литературе обычно его характеризуют по показателям коэффициента увлажнения и гидротермического коэффициента Г. Т. Селянинова (ГТК), вычисляемого по формуле:
ГТК = / 0,1 > 100,
где - сумма осадков, £1° > 10° - сумма среднесуточных температур за период с температурой выше 10 °С [4]. Е. К. Зоидзе и Т. В. Хомякова [2], обобщив многолетний опыт использования показателя ГТК в научных и практических задачах при оценке влагообеспеченности территории России и исследовании зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от агроклиматических условий с учетом географической зоны, периода вегетации и т.д., предложили следующую шкалу уровней влагообеспеченности по значениям ГТК:
Гидротермический коэффициент: Характеристика влагообеспеченности:
>1,5 избыточная
1,41-1,50 повышенная
1,10-1,40 достаточная
0,76-1,00 недостаточная
0,61-0,75 низкая (слабая засуха)
0,40-0,60 очень низкая (средняя засуха)
0,20-0,39 исключительно низкая (сильная засуха)
<0,20 катастрофически низкая (очень сильная засуха)
Нами проанализированы данные территориального распределения и внутригодового режима гидротермического коэффициента (ГТК) для Брянской области (таблица 1). Полученные данные показывают, что в целом за год и практически для всей территории ГТК больше единицы. Диапазон изменения значений ГТК от 0,4 до 1,4, что соответствует значениям влагообеспеченности от очень низкой до оптимальной. Очень низкая влагообеспеченность характерна для апреля, недостаточная для мая, достаточная для остальных месяцев вегетационного периода. Минимальные значения ГТК в территориальном аспекте характерны для северо-восточной и восточной части региона, изменяясь в пределах от 0,86 (станция Брянск) до 1,07 (станция Карачев). Максимальные значения ГТК от 1,21 (станция Унеча) до 1,20 (станция Жуковка).
Таблица 1
Средний гидротермический коэффициент Селянинова по станциям Брянской области
за 1966-2004 годы
Месяцы Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь В среднем
Метеостанции
Трубчевск 0,6 1,0 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,14
Унеча 0,7 1,0 1,3 1,4 1,4 1,4 1,3 1,21
Навля 0,5 0,8 1,2 1,3 1,3 1,3 1,2 1,09
Красная Гора 0,6 1,0 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,16
Карачев 0,5 0,8 1,1 1,3 1,3 1,3 1,2 1,07
Брянск 0,4 0,7 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0 0,86
Жуковка 0,6 0,9 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,20
В среднем 0,56 0,89 1,19 1,29 1,29 1,29 1,24 1,10
В последние годы для описания условий тепло- и влагообеспеченности и оценки засух широко используется комплексный показатель 81, предложенный Д. А. Педем [4].
Для расчёта этого индекса атмосферного увлажнения (засушливости) используется формула:
Б! = АТ/оТ -АЯ/оЯ ,
где ДТ, ДЯ - аномалии температуры воздуха и осадков; стТ, стЯ - среднеквадратическое отклонение ДТ и ДЯ.
По величине индекса выделяют следующие классы увлажнения:
Индекс Д. А. Педя: Классы увлажнения:
< -3,0 сильное избыточное увлажнение
от -3,0 до -2,0 среднее избыточное увлажнение
от -2,0 до -1,0 слабое избыточное увлажнение
от -1,0 до 1,0 нормальное увлажнение
от 1,0 до 2,0 слабая засуха
от 2,0 до 3,0 средняя засуха
>3,0 сильная засуха
Для зимних условий: при 81> 2 зима считается теплой и многоснежной, при 81< -2 - зима холодная малоснежная. Нами по метеорологическим данным шести метеостанций Брянской области вычислены значения индекса Д.А. Педя (таблица 2). Анализ таблицы позволил сделать следующие выводы: во-первых, все значения индекса укладываются в диапазоне от -0,24 до 1,74, что соответствует нормальному увлажнению и слабой засухе; во-вторых, колебания индекса в течение года не имеют четко выраженной тенденции; в-третьих, наблюдается слабая тенденция роста значений к востоку Брянской области.
Таблица 2
Средние значения индекса Педя по станциям Брянской области за 2005-2013 гг.
Месяцы Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь В среднем
Метеостанции
Трубчевск 1,19 0,85 0,81 1,05 0,24 0,98 0,86 0,85
Унеча 0,27 0,60 0,60 0,61 0,57 0,91 0,65 0,60
Красная Гора 0,29 -0,06 -0,24 0,37 0,28 0,96 0,26 0,27
Карачев 1,33 1,09 1,74 0,94 0,25 0,64 0,51 0,93
Брянск 1,14 0,13 0,44 0,72 0,49 0,99 0,80 0,67
Жуковка -0,03 0,09 0,30 0,56 0,49 0,59 0,51 0,36
В среднем 0,70 0,45 0,61 0,71 0,39 0,85 0,60 0,62
Важной характеристикой режима увлажнения является также максимальная за год продолжительность сухого периода (максимальное количество последовательных дней в году с осадками < 1 мм), поскольку она может служить одним из индикаторов засухи. Значения этого показателя изменяются по территории области незначительно: от 2122 дней на севере и западе, до 24-26 в центре, на юге и юго-востоке (рисунок 1). Годовой ход наибольшего количества дней подряд с осадками менее 1 мм характеризуется минимумами в феврале и июне-июле и максимумами в марте-апреле и октябре. Однако экстремальная продолжительность сухого периода обычно приходится на апрель-июнь и август-октябрь [5].
Рисунок 1 - Распределение максимальной за год продолжительности сухого периодана территории
Брянской области с 1981 по 2010 гг. (в днях) [5]
Между индексами ГТК и 81 существует тесная статистическая связь. Результаты сравнения индексов увлажнения для территории Брянской области показали большую объективность значений гидротермического коэффициента Селянинова.
В целом обзор данных по распределению показателей увлажненности территории Брянской области показывает, что здесь существуют достаточно заметные различия. При сбалансированности получения осадков и их удаления, увлажнение периодически может быть недостаточным, создавая дефицит влаги в почве. При среднегодовом показателе ГТК - 1,10, что уже само по себе немного для дерново-подзолистых почв, увлажнение малое в апреле и мае, немного возрастает летом. Практически это означает, что в сухие годы не происходит сквозного промачивания
автоморфных почв и годовой влагооборот охватывает только верхнюю часть почвенного профиля, что больше характерно для серых лесных почв и выщелоченных черноземов [3]. Именно в сторону серых лесных почв наиболее вероятна эволюция зональных почв Брянской области в случае, если потепление действительно будет глобальным, а не явится локальной флуктуацией климата. Иными словами, в целом наблюдается тенденция к формированию в области периодически промывного водного режима, особенно в южной части региона.
В связи с тенденцией роста засушливости климата и уменьшением увлажненности территории возрастает опасность дефляции почв, что подчеркивает актуальность исследования и необходимость повышения научного внимания к данной проблеме.
Практически по всем рассмотренным показателям на территории Брянской области выделяются две различные зоны по увлажнению северная и южная, из чего следует, что степень увлажненности территории должна учитываться при разработке мероприятий по охране почв и качественной оценке земель.
The article analyzes the spatial-temporal fluctuations of the indices of hydration on the territory of the Bryansk region, affecting the intensity of the processes of soil formation, erosion and deflation of soils and actualising the question of the necessity of implementing science-based conservation activities.
Key words: climate, hydrothermal coefficient, the index of dryness, soil formation, soil conservation farming.
Список литературы
1. Долганова М.В., Демихов В.Т. Исследование пространственно-временных колебаний индекса сухости на территории Брянской области для обоснования почвозащитного земледелия // Вестник Брянского государственного университета. №4 (2014): Точные и естественные науки. Брянск: РИО БГУ, 2014. С. 79-83.
2. Зоидзе Е.К., Хомякова Т.В. Моделирование формирования влагообеспеченности территории Европейской России в современных условиях и основы оценки агроклиматической безопасности // Метеорология и гидрология. 2006. № 2. С. 98-105.
3. Клебанович Н.В., Сорокин А.А. География увлажненности территории Беларуси // Вестник БГУ 2012. № 2. С. 62-65.
4. Переведенцев Ю.П. Климатические условия и ресурсы Республики Татарстан / Ю.П. Переведенцев, Б.Г. Шерстюков, Э.П. Наумов и др. Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2008. С. 213-219.
5. Селютин В.С. Многолетние изменения характеристик снежного покрова на территории Брянской области //Труды третьей международной научно-практической конференции молодых учёных «Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование». М.: Буки-Веди, 2014. С. 158-160.
Об авторах
Демихов В.Т. - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры географии и землеустройства естественно-географического факультета Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, fir-sasha@yandex. ru
Долганова М.В. - кандидат биологических наук, доцент кафедры географии и землеустройства естественно -географического факультета Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского,
dolganova0801@yandex.ru
