CC BY
16МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и
Меркулова Светлана Владимировна
кандидат географических наук, доцент, кафедра экологии и природопользования, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск sve-merkulova@yandex. ги
Меркулов Петр Иванович
кандидат географических наук, профессор, кафедра физической и социально экономической географии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск
ртегки^@таИ ги
УДК 551.594.221(470.345)
КЛИМАТ И ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
Рассмотрены основные тенденции современных изменений важнейших параметров биоклиматической системы Республики Мордовия. На основании пространственно-временного анализа взаимосвязи модификаций климатических составляющих авторы формулируют общие положения влияния происходящих изменений на региональные агроэкосистемы исследуемого региона.
Ключевые слова: изменения климата, среднегодовая температура, среднегодовая сумма осадков, коэффициент увлажнения, коэффициент линейного тренда, первичная биопродуктивность ландшафтов.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-0801050
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел I. Научные исследования. 2020. № 4. ID 277
Развитие аграрного производства находится в тесной взаимосвязи с функционированием природных компонентов вмещающего ландшафта. Среди прочих природных факторов возделываемой территории биоклимат в значительной степени определяет урожаи сельскохозяйственных культур, средний уровень продуктивности, её межгодовую изменчивость, качество полученной продукции и т.д.
Определение уровня использования биоклиматического потенциала вмещающего природно-территориального комплекса позволяет оценить эффективность функционирования региональных сельскохозяйственных ландшафтов [1, 6, 7].
На фоне наблюдающихся в настоящее время модификаций характеристик тепло- и влагообеспеченности традиционно экономически эффективные механизмы управления могут оказаться несостоятельными и потребовать дополнительных капиталовложений. Для объективных оценок степени использования биоклиматических ресурсов необходимо введение специальных поправочных коэффициентов, которые будут учитывать прецеденты и повторяемость проявления экстремальных значений элементов биоклиматического потенциала территории [2, 8].
Исследование изменений климатических факторов, воздействующих на продуктивность агроэкосистем, особенно актуально для Мордовии как для сельскохозяйственного региона, где в последние десятилетия всё чаще наблюдается ранее небывалый пространственно-временной сценарий агрометеорологических условий, сигнализирующий о высокой степени уязвимости агроэкосистем, их сильной чувствительности к изменениям современного климатического режима.
Материалы и методы
Информационной базой исследования послужили многолетние данные метеорологических параметров по территории Мордовии, собранные на метеостанциях Мордовского Гидрометцентра, обработанные традиционными математическими методами.
Биологическая продуктивность агроландшафтов Мордовии определялся через климатический индекс биологической продуктивности по Д. К. Шашко [9]. Кроме того, для учета климата, рельефа, почвенных и геохимических особенностей каждого агроландшафта был рассчитан интегральный показатель эколого-биоклиматической продуктивности [6].
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск ^D-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел I. Научные исследования. 2020. № 4. ID 277
Результаты и их обсуждение
При оценке влияния изменений климата региона на продукционные возможности агросистем нельзя оставить без внимания многолетний ход тренда биоклиматического потенциала (БКП), позволяющий установить модификации возможной биологической продуктивности [4, 5].
Анализ динамики БКП территории Мордовии позволяет заявить об объективно существующей в последнее десятилетие нисходящей тенденции этого показателя. То есть, повышение сумм активных температур и увеличение продолжительности вегетативного периода, наблюдающиеся в последнее десятилетие, не способны скомпенсировать уменьшение сумм осадков и в целом показателей увлажнения территории, которые в условиях наблюдающихся климатических изменений республики являются, по-видимому, первостепенными факторами, определяющими продукционные возможности климата.
Отмечено наличие ландшафтной дифференциации биоклиматического потенциала территории республики: динамика анализируемого параметра для метеостанции «Саранск» обладает меньшей вариабельностью и скачкообразностью по сравнению с метеостанцией «Темников», что свидетельствует о большей стабильности БКП центральной Мордовии. Однако стабильные по биопотенциалу в многолетнем плане агроэкосистемы центральной Мордовии сильнее реагируют на экстремально жаркие и сухие условия летнего периода, что доказано снижением показателя БКП этой части республики в 2010 г. до значений, соответствующих низкой биопродуктивности.
Урожайность сельскохозяйственных культур в большей степени коррелирует с экстремумами не отдельных климатических параметров, а таких интегральных показателей, как биоклиматический потенциал, модификации которого и отражают комплексное влияние изменений региональной климатической системы на продукционные возможности агроэкосистем.
Повышающийся в последние десятилетия процент доли лет с пониженным биоклиматическим потенциалом в центре исследуемой территории может повлечь за собой в отрасли растениеводства ряд негативных последствий, и, следовательно, должен быть предупрежден аграриями республики системой мероприятий, направленных на повышение устойчивости агросистем к аномальным условиям летнего периода.
Биологическая продуктивность и БКП тесно взаимосвязаны. При этом, чтобы эта связь была прямой, т.е. высоким показателям БКП соответствовала высокая биопродуктивность, сельскохозяйственное производство должно обладать высокой культурой земледелия, успевать адаптироваться к меняющемуся климату, быть экономически и экологически эффективным.
- 3 -
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и<
Эколого-биоклиматический потенциал агроландшафтов республики оценивался в результате комплексного анализа каждой группы факторов с присвоением баллов, ранг которых соответствует интенсивности влияния фактора на биопродуктивные возможности ландшафта в целом.
По качественному показателю почвообразующих пород, от которых почва наследует гранулометрический, минералогический и химический составы, а также физические свойства, на территории Мордовии выделяются суглинистые, песчаные и щебенистые почвенные разности. Суглинистые почвы обладают большей поглотительной, буферной и водоподъемной способностью по сравнению с песчаными и щебенистыми. Следовательно, почвы с легким механическим составом и повышенной щебнистостью обладают меньшим продуктивным потенциалом.
Рельеф возделываемых угодий формирует температурный и ветровой режим, от него зависит почва и режим гидрологических объектов. Важна роль рельефа и в распределении солнечной радиации. Склоны южной экспозиции и более крутые получают больше тепла. В условиях риска увеличения частоты проявления засух, склонам южной экспозиции в процессе балльной оценки факторов биопродуктивности ландшафтов вычитался один балл.
При анализе принадлежности исследуемой территории к геохимическим катенам минимальные значения продуктивного потенциала характерны для элювиальных (водораздельных) ландшафтов, поскольку вещества в них попадают лишь за счет атмосферных осадков или воздушных потоков.
В научной литературе давно ведется поиск наиболее оптимальных природных условий для проживания людей. На передний план выходят экологические показатели, зависящие, в первую очередь, от естественно-экологического потенциала ландшафтов, который определяется метеорологическими показателями (температурные условия, осадки, испаряемость и пр.), а, следовательно, и интенсивностью биогеохимических процессов [7]. Было предложено множество показателей характеристики экологического потенциала. На наш взгляд, наиболее оптимальным является, предложенный Н. Н. Ивановым, индекс биологической эффективности климата (ИБЭК). В этом показателе учитывается целый ряд метеорологических параметров в их годовой динамике, и он наиболее объективно характеризует экологическое состояние конкретного ландшафта. В частности, показатель, равный двадцати двум, характеризует наиболее оптимальные экологические условия [3].
Расчёты на основе усреднённых данных периода ВМО 1960-1990 гг. иллюстрируют широтную изменчивость ИБЭК, испаряемость увеличивается с севера на юг, а коэффициент увлажнения, напротив - уменьшается. Следует отметить, что в течение данного периода наблюдается значительное влияние
- 4 -
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск ^D-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и
западных воздушных масс на параметры ИБЭК, выражающееся в изменении показателя с северо-запада на юго-восток республики.
При расчёте почвенной составляющей биоклиматического потенциала агроценозов республики учитывались показатели продуктивной (активной) влаги.
На территории Мордовии наибольшей продуктивной влагоемкостью обладают черноземные почвы. У песчаных почв она низкая, всего 42-48% влаги от годового количества осадков. Различная влагоёмкость почв обуславливает и значительное колебание продуктивной влаги по агроклиматическим районам.
Наибольшую площадь на исследуемой территории занимают дерново-подзолистые, серые лесные и черноземные почвы. Согласно методике агроэкологической оценки В. И. Кирюшина [2], на основе продуктивных особенностей (гумусированности, буферности к солям и щелочам, влагоёмкости) элементарных почвенных ареалов для территории Мордовии характерно пространственное распределение уровня продуктивности почвенного потенциала. При этом самый низкий балл присвоен бесструктурным пескам и подзолам, самый высокий - черноземам луговым и аллювиальным почвам.
Ранжирование выделенных показателей по степени их выраженности (интенсивности) позволило создать шкалу их балльной оценки (табл.).
Таблица
Шкала балльной оценки основных ландшафтных показателей биологической
продуктивности
Показатель продуктивности - 1 балл 1 балл 2 балла 3 балла 4 балла
ИБЭК 17-18 -относительно благоприятные с заметным недостатком влаги 18-20 -относительно благоприятные с пониженным увлажнением Выше 20 -благоприятные с достаточным увлажнением
Геохимическое положение ландшафта Элювиальное (водораздельные) Трансаккумулятивное Аккумулятивное
Механический состав почв - Щебенистый Песчаный Суглинистый -
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел I. Научные исследования. 2020. № 4. ID 277
Тип почв (гумусирован-ность почв, %) Дерново-подзолистые, светлосерые лесные Серые лесные, темно-серые лесные Черноземы оподзолен- ные, черноземы выщелоченные Черноземы карбонатные, черноземы луговые, аллювиальные
Лимитирую -щие факторы Эродированные земли - - -
Склоны южной экспозиции - - -
Примечание: прочерк означает, что данный показатель не учитывается.
Кроме того, в процессе комплексной оценки эколого-климатического потенциала ландшафтов Республики Мордовия было уделено внимание эрозии почв, как негативному лимитирующему фактору, последствием которого является снижение запасов органического вещества в почве, а также снижение общей устойчивости ландшафта. Активные эрозионные процессы наблюдаются преимущественно на востоке региона. Особенно слабоустойчивы к плоскостной эрозии дерново-подзолистые и серые лесные почвы. Снижение потенциальной продуктивности земель в результате эрозии почв также требует увеличения затрат при сельскохозяйственном производстве.
При относительной однородности агроклиматических условий территории Мордовии можно, тем не менее, утверждать, что чем выше эколого-биоклиматический потенциал отдельных ландшафтов, тем выше её естественные продуктивные возможности, её устойчивость к аномальным внешним условиям. Таким образом, можно констатировать, что и отдельные компоненты биопродуктивности будут существенно влиять на территориальную организацию отраслевого ведения сельского хозяйства республики.
Для территории Мордовии были рассчитаны показатели эколого-биоклиматического потенциала ландшафтов. При этом учитывалась биоклиматическая дифференциация, рельеф, почвы и геохимические показатели.
Заключение
Проведённые исследования выявили на территории Мордовии тенденцию понижения биоклиматического потенциала на фоне повышения сумм активных температур и увеличения продолжительности вегетативного периода, что связано с уменьшением годового количества осадков и в целом показателей увлажнения территории, являющиеся в современных климатических условиях Мордовии основными факторами продукционных возможностей климата.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и<
Расчёты индекса биологической эффективности климата показали значительную его пространственную изменчивость, которая выражается в уменьшении показателя с северо-запада на юго-восток республики.
Результаты анализа и картирования эколого-биоклиматического потенциала территории республики показали, что более 30% площади Мордовии имеет высокий потенциал биопродуктивности, около 50% - средний потенциал и порядка 20% - низкий. Тем не менее, для большинства хозяйств административных районов региона можно констатировать высокую эффективность использования эколого-биоклиматического потенциала ландшафтов, что сказывается на объёмах производства сельскохозяйственной продукции.
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
Список использованных источников
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий : метод. руководство // Под ред. В. И. Кирюшина, А. Л. Иванова. М. : Росинформагротех, 2005. 784 с.
2. Глобальные изменения климата и прогноз рисков в сельском хозяйстве / Под ред. А. Л. Иванова, В. И. Кирюшина. М. : РАСХН, 2009. 517 с.
3. Исаченко А. Г. Введение в экологическую географию : учеб. пособие. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003. 192 с.
4. Меркулов П. И., Кочуров Б. И., Меркулова С. В. Экодиагностика этноприродных процессов европейского региона России : монография. М. : ИНФРА-М, 2017. 201 с.
5. Меркулова С. В., Меркулов П. И., Сергейчева С. В. Динамика климатического режима и его региональные аспекты (на примере Республики Мордовия) // Региональные эффекты глобальных изменений климата (причины, последствия, прогнозы). Воронеж : Научная книга, 2012. С. 153-155.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и<
6. Снакин В. В., Хрисанов В. Р. Биопродуктивность как фактор устойчивости ландшафта // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2001. С. 60-67.
7. Тооминг Х. Г., Каринг П. Х. Агроклиматические условия и продуктивность сельскохозяйственных культур. Л. : Гидрометеоиздат, 1983. 105 с.
8. Хлёвина С. Е. Опасные гидрометеорологические явления на территории Мордовии в условиях современного глобального потепления климата // Вестн. Мордов. ун-та, 2005. № 1-2. С. 136-138.
9. Шашко Д. И. Агроклиматические ресурсы СССР. Л. : Гидрометеоиздат, 1985. 247 с.
Merkulova Svetlana
PhD in Geography, associate Professor, Department Ecology and Nature Management, National Research Ogarev Mordovia state University, Saransk
Merkulov Peter
PhD in Geography, Professor, Department Physical and Socio-economic Geography, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «National Research Ogarev Mordovia State University», Saransk
CLIMATE AND ECONOMIC ACTIVITY IN THE REPUBLIC OF MORDOVIA: MODERN TREND
The article considers the main trends of modern changes for the most important parameters of the bioclimatic system of the Republic of Mordovia. Based on the spatial
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации Научное обозрение. Раздел I. Научные и
and temporal analysis of the relationship between climate component modifications, the authors formulate general provisions on the influence of changes on the regional agroecosystems of the studied territory.
Keywords: climate change, average annual temperature, average annual fallout sum, humidity coefficient, linear trend coefficient, primary bio-productivity of landscapes.
Меркулова С. В. Климат и хозяйственная деятельность на территории Республики Мордовия: современные тенденции / С. В. Меркулова, П. И. Меркулов. - Текст : электронный // Научное обозрение: электрон. журн. - 2020. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 сследования. 2020. № 4. ID 277
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2020 © Меркулова С. В., 2020 © Меркулов П. И., 2020
Учредитель и издатель журнала:
E-mail: [email protected]
О журнале
Журнал имеет государственную регистрацию СМИ и ему присвоен международный стандартный серийный номер ISSN.
S Материалы журнала включаются в библиографическую базу данных научных публикаций российских учёных Российский индекс научного цитирования (РИНЦ).
S Журнал является официальным изданием. Ссылки на него учитываются так же, как и на печатный труд.
S Редакция осуществляет рецензирование всех поступающих материалов, соответствующих тематике издания, с целью их экспертной оценки.
S Журнал выходит на компакт-дисках. Обязательный экземпляр каждого выпуска проходит регистрацию в Научно-техническом центре «Информрегистр».
S Журнал находится в свободном доступе в сети Интернет по адресу: www.srjournal.ru. Пользователи могут бесплатно читать, загружать, копировать, распространять, использовать в образовательном процессе все статьи.
Прием заявок на публикацию статей и текстов статей, оплата статей осуществляется через функционал Личного кабинета сайта издательства "Партнёр" (www.anopartner.ru) и не требует посещения офиса.
