CC BY
36
УДК 553.584.2-553.584.3
Вестник СПбГУ. Сер. 7, 2005, вып. 4
А. Я. Вершинин А. А. Семенов ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
КЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛ. В ЭКОНОМИКЕ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Цель проведенного исследования - установление оптимальных вариантов размещения сельскохозяйственных культур в соответствии с реальными климатическими условиями, характерными для различных мезорайонов и микроклиматических местоположений. В данной статье на основании уточненных данных о требованиях культур к показателям тепло- и влагообеспеченности было проведено районирование Новгородской обл., которое является продолжением работы [1], проводившейся под руководством Е. Н. Романовой.
Различные растения неоднозначно реагируют на тот или иной диапазон изменения показателей тепла и влаги [2-7] Выявление оптимума климатических условий для различных сельскохозяйственных культур производилось на основании анализа данных об условиях теплообеспеченности [5-8] и о влажности почвы [2, 9-11].
Рассмотрим конкретные условия тепло- и влагообеспеченности по условиям удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур. При этом в качестве индикатора используем показатель, отражающий климатически обеспеченную урожайность (КОУ). Степень благоприятности онтогенеза сельскохозяйственных культур проводится по следующим градациям:
1) полное соответствие показателей тепло- и влагообеспеченности оптимальным условиям произрастания культур, что обеспечивает получение полного (100% от КОУ) или близкого к полному (80% от КОУ) урожая;
2) пригодные условия - достаточно, но не вполне удовлетворяющие потребности сельскохозяйственных культур, что приводит к уменьшению КОУ до 80-60%;
3) тип рискованных климатических условий, при которых КОУ соответствует 60-30%;
4) неудовлетворительные (непригодные) условия, когда выращивание сельскохозяйственных растений становится экономически невыгодным и урожайность составляет менее 30% КОУ.
Для разнообразных сортов культур и различных по холодоустойчивости и теплолюбивости сельскохозяйственных растений вариации требований к конкретным климатическим показателям существенно отличаются друг от друга [6-8]. Поэтому важно выявить, как ведут себя в условиях различной тепло- и влагообеспеченности разные культуры. Подобные показатели всегда должны сравниваться с оптимальными, на основании чего можно сделать окончательный вывод о степени пригодности того или иного местоположения к размещению в его пределах сельскохозяйственных культур. Характеристики благоприятствования произрастания основных сельскохозяйственных культур и соответствие их различным диапазонам тепло- и влагообеспеченности приведены в табл. 1.
Следующим этапом работы стало установление соответствия требований основных сельскохозяйственных культур к факторам климата в реальных климатических условиях по мезорайонам Новгородской обл. (табл. 2. 3). Проанализируем данные табл. 3, которая иллюстрирует пространственное изменение оптимальности размещения основных сельскохозяйственных культур в пределах разных мезорайонов этой области. Средние многолетние условия почти во всех мезорайонах являются оптимальными либо пригодными для произрастания большинства сельскохозяйственных культур. Исключением являются восьмой и в определенной степени девятый районы. Восьмой район относится к северу Валдайской возвышенности и имеет наихудшее теплообеспечение &Т> 10 °С не превышает 1550 °С и оказывается на 150-200 °С ниже, чем в любом другом мезорайоне), кроме того, влажность почвы здесь приближается к 100% ПВ. Поэтому выращивание почти всех культур, кроме капусты и льна, которые являются одними из самых холодостойких и влаголюбивых, в этом районе рискованно, а кормовых бобов, чечевицы, конопли на волокно, картофеля и проса и вовсе непригодно. Ни в одном из девяти мезоклиматических районов вырастить просо невозможно из-за избыточного увлажнения почвы.
В табл. 4 приведены результаты ранжирования мезорайонов по степени уменьшения их оптимальности.
В итоге можно отметить, что при средних климатических условиях в районах с первого по седьмой отмечаются вполне благоприятные условия для произрастания большинства сельскохозяйственных культур. При этих же значениях обеспеченности восьмой и девятый мезорайоны относятся к зоне рискованного земледелия, прежде всего вследствие переувлажнения почвы (от 90 до 100% ПВ).
Аналогичная работа была проведена и для следующего уровня представления агроклиматической информации- микроклиматического. Схема размещения основных сельскохозяйственных культур исследовалась в пределах каждого из выявленных местоположений Новгородской обл. для всех девяти мезорайонов. Климатические характеристики микроклиматических местоположений были определены с использованием таблицы микроклиматических поправок [12]. Данные по суммам температур выше 10 °С считались константой, так как сумма температур выше 10 °С не меняется по экспозициям склона.
О А. П. Вершинин, А. А. Семенов, 2005
Нижняя граница Верхняя граница
Культура Непригодные Рискованные Пригодные Оптимальные Оптимальные Пригодные Рискованные Непригодные
Суммы температур выше 10 °С
Яровая пшеница <1200 1200 1500 1600 2200 2400 2800 >2800
Овес <1150 1150 1350 1400 2050 2100 2250 >2250
Ячмень <1100 1100 1250 1300 1950 2000 2200 >2200
Просо <1500 1500 1600 1750 2450 2800 3000 >3000
Озимая рожь <1100 1100 1200 1300 1000 2000 2400 >2400
Лен <1400 1400 1500 1600 2150 2300 2500 >2500
Горох <1100 1100 1200 1350 2100 2300 2500 >2500
Кормовые бобы <1400 1400 1500 1700 2100 2500 2700 >2700
Чечевица <1300 1300 1500 1600 2200 2400 2600 >2600
Конопля на во-
локно <1400 1400 1600 1650 2400 2500 2650 >2650
Картофель <1350 1350 1500 1550 2100 2250 2450 >2450
Капуста <1250 1250 1350 1450 2100 2250 2450 >2450
Морковь <1200 1200 1300 1400 2000 - 2100 2400 >2400
Свекла <1200 1200 1300 1450 2100 2200 2500 >2500
Влажность почвы, % ПВ
Яровая пшеница <40 40 45 55 85 90 100 100
Овес <40 40 45 60 95 100 100 100
Ячмень <30 30 35 45 80 90 100 100
Просо <20 20 25 30 50 60 80 >80
Озимая рожь <40 40 45 55 85 90 100 100
Лен <40 40 50 65 95 100 100 100
Горох <40 40 45 65 85 90 100 100
Кормовые бобы <40 40 45 55 85 90 100 100
Чечевица <30 30 35 45 80 90 100 100
Конопля на
волокно <40 40 .45 55 85 90 100 100
Картофель <40 40 45 55 85 90 100 100
Капуста <40 40 50 70 95 100 100 100
Морковь <30 30 35 45 80 90 100 100
Свекла <40 40 45 55 85 90 100 100
Таблица 2. Агроклиматические показатели Новгородской обл.
Районы Тср тт. °с Тср шах. °с 7срсднемсс> °с ФАР, МДж/м2 Т> 10 °С, °с Т б/п> дни ¡Уу% ПВ Т> 10 °С для разных типов почв, °С
У-1Х У-1Х 1 VII легкие средние тяжелые
Волхово-Ильмен-
ская низина
Север и центр -33 30 -9,0 17,0 900 1750 115 80 1950-2050 1740-1840 1520-1620
Юг и запад -30 31 -8,3 17,7 1100 2000 135 65 2100-2200 1840-1940 1580-1680
Приильменье -30 30 -8,5 17,7 1100 2000 150 65 2000-2100 1800-1900 1600-1700
Мстинская впади-
на -33 31 -9,5 17,4 1040 1900 125 70 2000-2100 1800-1900 1600-1700
Валдайская воз-
вышенность
Северо-восток -35 30 -10,2 16,8 975 1700 115 70 1900-2000 1700-1800 1600-1700
Средняя часть -31 30 -9,4 16,8 1000 1800 130 70 2000-2100 1800-1900 1600-1700
Юг -33 30 -8,5 17,2 1060 1950 135 70 2200-2300 1900-2000 1700-1800
Север -34 29 -10,2 16,0 850 1500 110 95 1900-2000 1700-1800 1700-1800
Центр -33 29 -9,6 16,8 1000 1800 130 80 2000-2100 1900-2000 1700-1800
Болота Непригодны для сельского хозяйства
Примечание. ФАР - фотосинтетически активная радиация, т - время безморозного периода (б/п), ПВ -полная влагоемкость почвы.
Таблица 3. Схема рационального размещения сельскохозяйственных культур по мезорайонам при средних климатических условиях
Культура Условия пригодности
оптимальные пригодные рискованные непригодные
Яровая пшеница 1-7 9 8
Овес 1,4-7. 9 2,3,8
Ячмень 4-6 1,2,3,7,9 8
Просо 2-7 1,8,9
Озимая рожь 1,4-6 2,3,7, 8,9
Лен 1, 4, 6, 7, 9 2,3,5,8
Горох 1,5-7 2-4,9 8
Кормовые бобы 1-7 1,9 8
Чечевица 1-7 9 8
Конопля на волокно 2-4, 6, 7 1,5 9 8
Картофель 1-7 9 8
Капуста 1,9 2-7 " 8
Морковь 2-6 1,7,9 8
Свекла 1-7 9 8
Примечание. Цифрами обозначены номера мезорайонов.
Таблица 4. Ранжирование мезорайонов по степени оптимальности для размещения в их пределах основных сельскохозяйственных культур
Степень Мезорайон
оптимальности Название Номер
1 Приильменский 3
2 Волхово-Ильменская низина (юго-запад-
ная часть) 2
3 Валдайская возвышенность ниже 200 м,
южная часть 7
4 Валдайская возвышенность ниже 200 м,
средняя часть 6
5 Мстинская впадина 4
6 Волхово-Ильменская низина, северная и
центральная части 1
7 Валдайская возвышенность ниже 200 м,
северо-восточный район 5
8 Валдайская возвышенность выше 200 м,
центральная часть 9
9 Валдайская возвышенность выше 200, м.
северная часть 8
Рассмотрим в качестве примера схемы размещения сельскохозяйственных культур в зависимости от особенностей микроклимата при средних многолетних климатических условиях для первого и шестого мезорайонов в различных типах микроклиматических местоположений (табл. 5).
Для первого (равнинного) мезорайона лишь в одном из трех местоположений (см. примечание к табл. 5) наблюдаются оптимальные условия произрастания большинства изучаемых сельскохозяйственных культур, а в 18-м и 20-м местоположениях (это сырые низины с минеральной почвой и луга на осушенных болотах) условия либо рискованные, либо непригодные. Почвы данных типов микроклиматических местоположений характеризуются наиболее высокой влажностью. Поэтому только для таких влаголюбивых культур как лен и капуста условия выращивания оказываются пригодными или оптимальными.
Шестой мезорайон (холмистый) - центральная часть Валдайской возвышенности, ниже 200 м отличается средними показателями тепло- и влагообеспеченности, в связи с чем в конкретных микроклиматических местоположениях отмечается значительная вариация пригодности произрастания растений. Среди оптимальных местоположений можно выделить 1, 4, 6. 8. 10-14, среди пригодных и рискованных - 3, 5-7, 9, ,15, 16. Высокая требовательность капусты к почвенной влаге приводит к тому, что оптимальными для ее произрастания можно считать только лишь 4 из 16 местоположений. И для остальных культур недостаток увлажнения оказывается опасным для растений.
Таблица 5. Схема размещения сельскохозяйственных культур в зависимости от особенностей микроклимата
при средних климатических условиях
Культура Оптимально Пригодно Рискованно Непригодно
Первый мезорайон - В олхово-Ильме некая низина, северная и центральная части
Яровая пшеница 1 18, 20
Овес 1 20 18
Ячмень 1 20 18
Просо 1, 18,20
Озимая рожь 1 20 18
Лен К 20 18
Горох 1 20 18
Кормовые бобы 1 20 18
Чечевица 1 20 18
Конопля 1 20 18
Картофель 1 20 18
Капуста 1,20 18
Морковь 1 20 18
Свекла 1 20 18
Шестой мезорайон - Валдайская возвышенность, ниже 200 м, центральная часть
Яровая пшеница 1,4,6,8,10, 11,13 3,7, 9, 12, 14 5, 16 2
Овес 1,4, 6, 8, 10-16 3,5,7,9 2
Ячмень 1,4,6-11, 13 3,5, 12, 14 2
Просо 2,3,5 1,4, 6-11, 13 12, 14, 16
Озимая рожь 1,4, 6,8, 10-14 3,7,9, 15 5, 16 2
Лен 1,4, 8, 10-14 6, 7, 9, 15, 16 3,5 2
Горох 1,4, 8, 10-14 3,5,6,7,9, 15 16 2
Кормовые бобы 1,4, 8, 10, 11, 13 3,6, 7,9, 12, 14, 15 5, 16 2
Чечевица 1,4, 6-11, 13 3,5, 12, 14, 16 2
Конопля 1,4, 6, 8, 10-14 3,7, 9, 15 5, 16 2
Картофель 1,4, 6, 8, 10-14 3,7, 9, 15 5, 16 2
Капуста 12, 14—16 1,4, 6-11, 13 3,5 2
Морковь 1,3-11 12, 14, 15 2, 16
Свекла 1,4, 6,8, 10-14 3,5, 7, 9, 15 16 2
Примечание. Местоположения: 1 - равнины, 2 - вершины, 3-6 - верхние части склонов: 3 - южных, 4 -северных, 5 - западных, 6 - восточных; 7-10 - средние части склонов: 7 - южных, 8 - северных, 9 - западных, 10 -восточных; 11-14 - нижние части склонов: 11 - южных, 12 - северных, 13 - западных, 14 - восточных, 15 - подножия, 16 - впадины, котловины, 17 - побережье водоемов, 18 - сырые низины с минеральной почвой, 19 - низины с торфяной почвой, 20 - луга на осушенных болотах, 21 - осушенные, окультуренные почвы.
Для просо особенно неблагоприятным фактором развития является повышенная влажность почвы. Поэтому, как видно из табл. 5, для его выращивания пригодны 2, 3 и 5 местоположения, т. е. вершины, верхние части западных и южных склонов - местоположения с наименьшей влажностью почвы.
Анализируя приведенную информацию, можно сделать вывод о том, что учет климатических вариаций крайне важен для правильного сева растений, так как внутри одного мезорайона, но в пределах различных типов местоположений происходит весьма существенное изменение показателей климата. Поэтому необходим детальный учет агроклиматических особенностей неоднородностей подстилающей поверхности любого масштаба. Вместе с тем следует отметить; что и на мезо-, и на микроклиматическом уровне значительная часть территории Новгородской обл. либо оптимальна, либо пригодна для размещения в ее пределах основных сельскохозяйственных культур.
Summary
Vershinin А. P.. Semenov А. А. Using the results of the Novgorod region climatic divisions into districts in the rural economy.
The demands of the main agricultural crops to the warmth and moisture providing conditions are considered. The demand accordance of the main agricultural crops with climate factors and real climatic conditions of the Novgorod region for each,of nine mesoclimatic regions is determined. The territorial change of an optimum distribution factor of the main
agricultural crops under average long-term conditions of warmth and moisture providing is determined. The similar work is done for mi croc lima tic positions.
Литература
1. Романова £. HГобарова E. О., Жильцова Е. Л. Методы мезо- и микроклиматического районирования для целей оптимизация размещения сельскохозяйственных культур с применением технологии автоматизированного расчета. СПб., 2003. 2. Алпатъев A. M Влагооборот культурных растений. Л., 1954. 3. Венцкевич Г. 3. Сельскохозяйственная метеорология. Л., 1952. 4. Вериго С. АРазумова Л. А. Почвенная влага. Л., 1973. 5. Гольцберг И. А Синицына И. Струнников Э. А. Агроклиматология. Л., 1973. 6. Коровин А. И., Абрамов В. К. Влияние весенних похолоданий и заморозков на урожай огурцов и томатов // Бюл. Всегос. ин-та растениеводства. 1978. Вып. 9. 7. Коровин А. И. Растение и экстремальные температуры. Л., 1984. 8. У сков И. БКуртенер Д. А. Климатические факторы и тепловой режим в открытом и защищенном грунте. Л.5 1982. 9. Романова Е. Н. Микроклиматическая изменчивость основных элементов климата. Л., 1977. 10. Романова Е. И., Мосолова Г. ИБереснева И. А. Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства. Л., 1983. 11. Справочник агронома по сельскохозяйственной метеорологии / Под ред. И. Г. Грингофа. Л., 1986. 12. Руководство по изучению микроклимата для целей сельскохозяйственного производства / Под ред. 3. Н. Пильниковой. Л., 1979.
Статья поступила в редакцию 10 марта 2005 г.
