CC BY
12
Литература
1. Экологические ниши популяций рябины обыкновенной в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга / А.П. Кожевников, Г.А. Годовалов, Е.А. Тишкина [и др.] // Аграрный вестник Урала. 2011. № 4 (83). С. 80 - 82.
2. Кожевников А.П., Чермных А.И., Годовалов Г.А. Особенности распространения ценопопуляций Sorbus аисирапа L. в лесопарковой зоне г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 2 (82). С. 119 - 123.
3. Тишкина Е.А. Состояние ценопопуляции лекарственного вида Sorbus аисирапа 1. в Уктусском лесопарке г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 3 (89). С. 78 - 83.
4. Немерешина О.Н., Лукьянов С.Э., Гусев Н.Ф. Содержание эссенциальных элементов в плодах рябины обыкновенной урбанизированных территорий // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 6 (80). С. 135 - 137.
5. Дикорастущие лекарственные растения Урала / Е.С. Васфилова, А.С. Третьякова, Е.Н. Подгаевская [и др.]. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 204 с.
6. Алексеев В.А. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51 - 57.
7. Глотов Н.В. Об оценке параметров возрастной структуры популяций растений // Жизнь популяций в гетерогенной среде. Ч. 1. 1998. С. 146 - 149.
8. Животовский Л.А. Онтогенетические состояния, эффективная плотность и классификация популяций растений // Экология. 2001. № 1. С. 3 - 7.
9. Жукова Л.А. Внутрипопуляционное биоразнообразие травянистых растений // Экология и генетика популяций. Йошкар-Ола, 1998. С. 35 - 47.
10. Работнов Т.А. Вопросы изучения состава популяции для целей фитоценологии // Проблемы ботаники: сб. статей. М. - Л., 1950. Вып. 1. С. 465 - 483.
11. Популяционная организация растительного покрова лесных территорий (на примере широколиственных лесов европейской части СССР) / О.В. Смирнова, А.А. Чистякова, Р.В. Попадюк [и др.]. Пущино: Пущин-ский научный центр РАН, 1990. 92 с.
12. Уранов А.А. Возрастной спектр фитоценопопу-ляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Биологические науки. 1975. № 2. С. 7 - 34.
13. Тишкина Е.А. Биологические особенности ракитника русского Chamaecytisus ruthenicus (Fisch. ex Wol.) Klask в Керженском заповеднике // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. 2020. № 2 (59). С. 153 - 159.
14. Монтиле А.А., Тишкина Е.А. Количественная характеристика проявления признаков размера особей и диагностика состояния Cotoneaster lucida Schlecht. в условиях урбаносферы г Екатеринбурга // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3(83). С. 138 - 145.
Елена Александровна Тишкина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, научный сотрудник. ФГБУН «Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет». Россия, 620016, г. Екатеринбург, ул. Разливная 50/2, Elena. MLOB1@yandex.ru
Elena A. Tishkina, Candidate of Agriculture, Associate Professor, research associate. Botanical Garden, Russian Academy of Sciences; Ural State Forest Engineering University. 50/2, Razlivnaya St., Yekaterinburg, 620016,
Russia, Elena.MLOB1@yandex.ru
-♦-
Научная статья
УДК 631.635:631.583: 574.4
ао1: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-76-84
Климатические ресурсы степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири, анализ причин отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании*
Юрий Александрович Гулянов
Институт степи УрО РАН
Аннотация. Проведена оценка современных климатических ресурсов степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири за 1990 - 2020 гг, обобщены причины отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании на примере Зауральской степной, Зауральской и Притобольской лесостепной провинций. Выявлен устойчивый отрицательный тренд гидротермического коэффициента Селянинова, свидетельствующий о существенном снижении общей оценки благоприятности климата для полевых культур и представляющий большие трудности для высокой реализации их урожайного потенциала. Антропогенная деградация почвенного покрова, ставшая следствием длительной мобилизации почвенного плодородия в экстенсивных технологиях и особенно сильно проявляющаяся на сильно эродированных, заовраженных, засолённых, подверженных ветровой эрозии и подвергшихся техногенному
* Исследование выполнено в рамках НИР ОФИЦ УрО РАН (ИС УрО РАН) «Проблемы степного природопользования в условиях современных вызовов: оптимизация взаимодействия природных и социально-экономических систем» № ГР АААА-А21-121011190016-1 и за счёт гранта Российского научного фонда «Географические основы пространственного развития земледельческих постцелинных регионов Урала и Сибири» № 20-17-00069.
загрязнению почвах, формирующих урожаи ниже порога экономической целесообразности, наряду с усилением засушливости климата отнесена к основным причинам, определяющим отчуждение земель из сельскохозяйственного оборота.
Ключевые слова: земледельческое использование, климатические ресурсы, деградация почв, отчуждение из оборота, степная зона, Урал и Западная Сибирь.
Для цитирования: Гулянов Ю.А. Климатические ресурсы степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири, анализ причин отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 76 - 84. doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-76-84.
Original article
Climatic resources of the steppe and forest-steppe zones of the Urals and Western Siberia, analysis of the reasons for alienation from circulation and soil degradation during agricultural use
Yury A. Gulyanov
Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Abstract. The study evaluates the current climatic resources of the steppe and forest-steppe zones of the Urals and Western Siberia for 1990-2020, summarizes the causes of alienation from circulation and soil degradation during agricultural use on the example of the Trans-Ural steppe, Trans-Ural and Pritobol forest-steppe provinces. A stable negative trend of the Selyaninov hydrothermal coefficient has been revealed, indicating a significant decrease in the overall assessment of the climate's favorability for field crops and presenting great difficulties for the high realization of their yield potential. The anthropogenic degradation of the soil cover, which has become a consequence of the prolonged mobilization of soil fertility in extensive technologies and is especially strongly manifested on highly eroded, polluted, saline, exposed to wind erosion and subjected to man-made pollution, forming crops below the threshold of economic feasibility, along with increased climate aridity, attributed to the main reasons determining the alienation of land from agricultural use.
Keywords: agricultural use, climatic resources, soil degradation, alienation from circulation, steppe zone, the Urals and Western Siberia.
For citation: Gulyanov Y.A. Climatic resources of the steppe and forest-steppe zones of the Urals and Western Siberia, analysis of the reasons for alienation from circulation and soil degradation during agricultural use. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 91(5): 76 - 84. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-91-5-76-84.
Постцелинные регионы Урала и Западной Сибири, располагающие обширными пространствами земледельческих угодий в степной и лесостепной зонах РФ, являются весомыми поставщиками растениеводческой продукции на внутренний рынок [1, 2]. Возделывание здесь зерновых культур на высоком технологическом уровне позволяет получать высокие урожаи качественного зерна, являющиеся залогом продовольственной безопасности населения.
В этой связи наблюдающиеся с рубежа текущего столетия климатические изменения, принявшие глобальный характер [3 - 6], требуют их глубокой научной проработки в направлении оценки благоприятности климата для высокой реализации потенциальных возможностей полевых культур и разработки мер адаптационного характера [7, 8]. Приобретает высокую актуальность и анализ причин отчуждения из сельскохозяйственного оборота и деградации почв, где метеорологические условия зачастую становятся определяющими [9 - 11].
Основная цель исследования заключалась в оценке современных климатических ресурсов степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири и обобщении причин отчуждения из оборота и деградации почв при земледельческом использовании на примере Зауральской степной,
Зауральской и Притобольской лесостепной провинций.
Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: проследить динамику среднегодовой температуры воздуха, среднегодового количества осадков и дать оценку современным метеорологическим условиям по гидротермическому коэффициенту Селянинова (ГТК) за 1990 - 2020 гг.; выявить тенденции в изменении урожайности зерновых культур и определить их связь с климатическими особенностями природных зон; актуализировать основные причины деградации почв при земледельческом использовании и их отчуждения из сельскохозяйственного оборота.
Материал и методы. В качестве объекта исследований выступали сведения о количестве атмосферных осадков и среднемесячной температуре воздуха в Зауральской степной (метеостанция Акъяр, Республика Башкортостан) и Зауральской лесостепной (метеостанция Челябинск, Челябинская область) провинций РФ [12, 13], урожайности зерновых культур и объёмах внесения минеральных удобрений, полученные из открытых источников [14, 15]. Использовали опросные материалы, наблюдения и обобщения автора по результатам экспедиционных исследований в Зауралье и Западной Си-
бири в 2019 - 2020 гг. При обработке цифрового материала применяли общепринятые методы статистического анализа [16]. Корреляционный и регрессионный анализ опытных данных проводили в Microsoft Office Excel.
Результаты исследования. В результате анализа современных климатических ресурсов земледельческих территорий степной и лесостепной зон Урала и Западной Сибири установлено, что при общей направленности к повышению засушливости климата они характеризуются вполне очевидными климатическими особенностями, проявляющимися не только на уровне Уральской горно-равнинной и Западно-Сибирской равнинной стран или их провинций, но и на региональном уровне.
Так, при исследовании современных условий атмосферного увлажнения и термических ресурсов Зауральской степной (метеостанция Карталы, Челябинская область) и Притобольской лесостепной (метеостанция Курган, Курганская область) провинций в лесостепной зоне выявлено большее абсолютное (мм) количество атмосферных осадков, их относительная (%) величина в осадках тёплого периода, меньшая вариабельность и большая убыль (45 мм) за 30-летний период (1990 - 2020). В степной зоне отмечен более выраженный рост температуры воздуха периода активной вегетации сельскохозяйственных культур и прирост термических ресурсов (на 190 °С). Следствием указанных изменений стало снижение гидротермического коэффициента Селянинова, составившее 0,22 мм/°С, или 23,4 %, в степной зоне и 0,09 мм/°С, или 8,7 %, в лесостепной зоне, свидетельствующее о заметном ухудшении гидротермических условий, особенно в степной зоне [17].
Анализ современных метеорологических условий в Зауральской степной провинции Республики Башкортостан и Зауральской лесостепной провинции Челябинской области также
выявил значительную динамику среднегодовой «
È? 6,0 а
& 5,0
I U
S 0 4,0 î- «
ft 0,0
температуры воздуха с высоким коэффициентом вариации, составившим за истекший 30-летний период (1990 - 2020 гг.) 24,2 (метеостанция Челябинск) - 25,9 % (метеостанция Акъяр). При среднем за анализируемый период значении 3,4 °С размах её вариации в Зауральской лесостепной провинции (далее лесостепной зоне) составил 3,7 °С, от 1,8 °С в 1993 г. до 5,5 °С - в 2020 г. В степной зоне при более высокой средней величине (3,7 °С) колебания среднегодовой температуры оказались ещё на 0,3 °С выше, с пороговыми значениями в эти же годы (рис. 1).
И в лесостепной, и особенно в степной зонах установлен положительный тренд среднегодовой температуры воздуха, составивший к истечению анализируемого периода 0,7 - 1,1 °С.
Ещё большей вариабельностью по годам характеризовались атмосферные осадки, коэффициент вариации которых составил 25,3 (лесостепная зона) - 26,9 % (степная зона). При их значительно большем среднегодовом количестве (444 мм), размах вариации в лесостепной зоне оказался равен 565 мм, от 740 мм в 1994 г. до 175 мм - в острозасушливом 1995 г. В степной зоне при максимальном количестве атмосферных осадков 573 мм (1990 г.) и минимальном - 212 мм (1995 г.), размах вариации (при среднегодовой величине 324 мм) составил 361 мм (рис. 2).
Следует особо выделить пространственные особенности тренда среднегодовых осадков анализируемого периода, выразившиеся в их росте на 25 мм в лесостепной зоне и уменьшении на 39 мм в степной зоне. Заметный рост среднегодовых осадков в лесостепной зоне наблюдался в последнее десятилетие (2010 - 2020 гг.), когда их количество было на 34 - 25 мм выше, чем за предшествующие 2000 - 2009 гг. и 1990 - 1999 гг. соответственно. В степной зоне все три десятилетия наблюдалось снижение среднегодового количества осадков, оказавшегося равным 329 мм за 1990 - 1999 гг., 323 мм - за 2000 - 2009 гг. и 318 мм - за 2010 - 2020 гг.
ОчОчОчОчОчОчОчОчОчОчОООООООООО^^^^^^^^^^ГЧ ОчОчОчОчОчОчОчОчОчОчООООООООООООООООООООО
Год
• Акъяр Челябинск
Рис. 1 - Динамика среднегодовой температуры воздуха в Зауральской степной (Акъяр) и Зауральской лесостепной (Челябинск) провинциях РФ, 1990 - 2020 гг.
о
a ■u щ
X =
с
SÄ Щ
о
Ев О
ч
о -
щ Я
ч щ
&
и
800
700
S 600
S 500
£ о 400
300
u
о 200
100
0
lliii^ilii^i
о а\ а\
0\0\0\0\0\0\0\0\0\ 0\0\0\0\0\0\0\0\0\
........оооооооооооо
<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N<N
ТГ О О
о о
Год
"Акъяр
Челябинск
Рис. 2 - Динамика среднегодового количества осадков в Зауральской степной (Акъяр) и Зауральской лесостепной (Челябинск) провинциях РФ, 1990 - 2020 гг.
При всей важности среднегодовых условий атмосферного увлажнения и температурного режима воздуха оценка степени благоприятности климата для высокой реализации биологического потенциала полевых культур считается более достоверной при анализе метеорологических условий периода активной вегетации или тёплого периода года (со среднесуточной температурой воздуха выше 10 °С) [18].
Как показали наши наблюдения, в степной зоне Республики Башкортостан и особенно в лесостепной зоне Челябинской области осадки тёплого периода превалировали в их среднегодовом количестве, составив 59,0 - 66,9 % соответственно. Лесная зона характеризовалась меньшей на 10,8 % вариабельностью осадков (34,7 % против 45,5 % в степной зоне), их большей абсолютной величиной (на 106 мм) и практически нулевым трендом 30-летнего периода, с небольшой тенденцией к повышению (6 мм). В степной же зоне изменение количества осадков тёплого периода оказалось ещё более значительным, чем в среднем за год, уменьшившись к истечению 30-летнего периода почти наполовину (табл. 1).
Термические ресурсы периода активной вегетации полевых культур характеризовались большей стабильностью по годам как в лесостепной, так и в степной зоне, с коэффициентом вариации 8,2 - 10,1 %. Как следствие обозначенного выше потепления климата в степной зоне отмечена большая на 131 °С сумма активных температур и больший прирост тепла к завершению 30-летнего периода, составивший 290 °С. В лесостепной
зоне также наблюдался прирост термических ресурсов, составивший 150 °С, или 5,8 %.
Логическим завершением возросших ресурсов тепла в обеих природных зонах, практически нулевого тренда осадков тёплого периода в лесостепной зоне и значительного уменьшения их количества в степной зоне стало снижение общей оценки благоприятности климата для полевых культур. С высоким коэффициентом вариации по годам, составившим 38,5 %, средний ГТК Селянинова в лесостепной зоне составил 1,17 мм/°С, характеризуя гидротермические условия как слабозасушливые. Из 30 анализируемых лет в 9 случаях (29,0 %) гидротермические условия тёплого периода года оценивались как влажные (ГТК более 1,3 мм/°С), в 12 (38,7 %) -как слабозасушливые (ГТК 1,3 - 1,0 мм/°С), в 5 (16,2 %) - как засушливые (ГТК 1,0 - 0,7 мм/°С), в 4 (13,0 %) - как очень засушливые (ГТК 0,7 - 0,4 мм/°С) и в 1 (3,1 %) - как сухие (ГТК ниже 0,4 мм/°С). К истечению анализируемого периода изменение ГТК в меньшую сторону составило 0,07 мм/°С, или 6,0 %. Более существенное уменьшение ГТК на 0,43 мм/°С (59,7 %), при среднем значении 30-летнего периода 0,72 мм/°С, отмечено в степной зоне, где наблюдалось только 3 влажных периода активной вегетации (9,6 %), 2 (6,4 %) - слабозасушливых, 7 (22,6 %) - засушливых, 14 (45,2 %) - очень засушливых и 5 (16,2 %) - сухих.
Значительное варьирование по годам условий атмосферного увлажнения и термических ресурсов сопроводилось заметной динамикой
1. Метеорологические условия и современная климатическая характеристика зоны исследований, 1990 - 2020 гг.
Природная Осадки тёплого периода, мм Сумма активных температур, °С ГТК Селянинова, мм/°С
зона среднее/ % от годовых изменение среднее изменение среднее изменение
Степная (Акъяр) 191 / 59,0 -95 2706 +290 0,72 -0,43
Лесостепная (Челябинск) 297 / 66,9 +6 2575 +150 1,17 -0,07
урожайности основных зерновых культур - яровой пшеницы и ячменя (табл. 2).
В степной зоне выявлен устойчивый отрицательный тренд, составивший за анализируемый 20-летний период (2000 - 2019 гг.) 0,64 т/га по ячменю и 0,32 т/га по яровой пшенице. В лесостепной зоне, характеризующейся относительно невысокой реализацией продуктивного потенциала полевых культур и биоклиматического потенциала территории, при значительно меньшей урожайности указанных культур - на уровне 62,7 - 57,0 % от урожайности в степной зоне, к завершению анализируемого периода обозначился положительный тренд в размере 0,16 - 0,09 т/га. Данное обстоятельство, на наш взгляд, следует рассматривать прежде всего как ответ полевых агроценозов на улучшение условий минерального питания, связанное с положительной динамикой внесения минеральных удобрений в Челябинской области в последние годы.
Наиболее сильно, с коэффициентом вариации (г) 0,65 - 0,57, урожайность яровой пшеницы и ячменя в степной зоне оказалась связана с суммой активных температур. Связь обратная, указывающая на снижение урожайности при дальнейшем возрастании термических ресурсов, изменение которых детерминирует 42,2 - 32,5 %
её вариации. В лесостепной зоне связь урожайности указанных зерновых культур с термическими ресурсами (г = 0,38 - 0,40) оказалась также обратной, только в степной зоне, более зависимой от термических ресурсов, оказалась яровая пшеница, а в лесостепной зоне - ячмень.
В отношении связи урожайности яровой пшеницы и ячменя с осадками и ГТК активного периода вегетации выявлены определённые региональные особенности. Наиболее зависимой от перечисленных факторов она оказалась в лесостепной зоне, где изменение количества осадков и ГТК детерминирует 23,0 - 17,6 % (осадки) и 28,1 - 23,0 % (ГТК) вариации урожайности соответственно.
Таким образом, настоящая оценка климатических ресурсов Зауральской степной и Зауральской лесостепной провинций, а также проведённая ранее оценка Притобольской лесостепной провинции [17] выявили заметное снижение благоприятности климата для высокой реализации биологического потенциала зерновых культур, более выраженное в степной зоне (рис. 3).
Указанное обстоятельство без принятия соответствующих мер адаптационного характера может стать существенным препятствием для стабильного производства необходимых объёмов
2. Тенденции в изменении урожайности зерновых культур и их связь с климатическими особенностями природных зон, 2000 - 2019 гг.
Природная зона Культура Урожайность зерна Зависимость урожайности (г) от
коэффициент вариации, % изменение, т/га суммы активных температур, °С осадков активного периода / ГТК
Степная яровая пшеница 25,7 -0,32 -0,65 0,03 / 0,17
ячмень 29,0 -0,64 -0,57 0,08 / 0,20
Лесостепная яровая пшеница 23,5 +0,16 -0,38 0,48 / 0,53
ячмень 25,4 +0,09 -0,40 0,42 / 0,48
г 2
Я
ы
=*
я
-I
а
■е
и о
5 -
<
400
300
200
100
1,5
-100
-200
191
-95
297
250
II
-30
260
III
IV
а
-45
^ 1 02
А
и
2 «■
Й
0
1 =
I
я
и *
■г
и -0,:
1,17
0,94
0,72
0,5
0
1,03
II
-0,22
III
-0,07
IV
-0,09
-0,43
-1
Ш Н2
Б
Рис. 3 - Динамика атмосферных осадков (А) и ГТК Селянинова (Б) в период активной вегетации полевых культур, 1990 - 2020 гг.:
1 - средние значения, 2 - изменение; I - Зауральская степная провинция, Республика Башкортостан; II -Зауральская степная провинция, Челябинская область; III - Зауральская лесостепная провинция, Челябинская область; IV - Притобольская лесостепная провинция, Курганская область)
6
0
I
I
продовольственного зерна, особенно на антропогенно деградированных почвах, существенно снижающих продуктивные свойства в период засух. Это же в свою очередь может стать побудительным мотивом и к отчуждению из земледельческого оборота выработанных почв, целесообразность которого с целью исключения уже имевшего место стихийного подхода не всегда однозначна как в экологическом, так и в хозяйственном отношении и требует глубокой научной проработки в каждом конкретном случае.
Статистические материалы Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии РФ, результаты собственных экспедиционных исследований свидетельствуют о наличии выведенных из оборота (залежных) земель практически во всех регионах России [19]. Так, в постцелинных регионах Урала и Западной Сибири при суммарной площади пашни 32606 тыс. га 1494 тыс. га, или 4,8 %, переведены в залежь. Наибольшие площади выведенных из оборота земель, составляющие 33,2 - 19,1 % от площади оставшейся пашни, сосредоточены в Тюменской и Курганской областях. В Челябинской, Новосибирской, Омской областях и в Алтайском крае площадь залежей составляет 55 - 295 тыс. га, или 1,8 - 4,4 % от площади обрабатываемых земель. В Оренбургской области наряду с отсутствием статистической информации о наличии залежных земель в Южном Предуралье и в Зауралье на некогда обрабатываемых целинных землях площадью 450 - 500 тыс. га развиваются вторичные степи с набором титульных растительных видов, имеющие исключительное значение в поддержании биологического разнообразия и экологического баланса степей. В целом в постцелинных регионах Урала и Западной Сибири площадь залежных земель равна 1494 тыс. га, а её относительная величина превышает общероссийский показатель на 0,8 % и составляет 4,8 %.
Причин вывода из оборота земель сельскохозяйственного назначения, и особенно пашни, достаточно много. В постперестроечный период в конце прошлого и в начале текущего столетия они выражались в выведении из обработки истощённых и неустойчивых пахотных угодий, в основном необоснованно «поднятых» в целинную кампанию 1954 - 1963 гг. Существенные изменения в структуре сельскохозяйственных угодий, связанные с рыночными преобразованиями в земельных отношениях и развитием многоукладных способов хозяйствования на земле, последовавшие за перестройкой, также внесли свой вклад в стихийное «забрасывание» пашни.
Рассматриваемая проблема иссушения климата на фоне повсеместного истощения почвенного покрова, на наш взгляд, также является одной из них, если не самой главной, особенно в постцелинных степных регионах. Как известно, при
одновременном воздействии на агроценоз лимитированных атмосферных осадков и скудного минерального питания, продуктивность полевых культур снижается значительно сильнее, нежели при одиночном действии каждого из них. Обеднённые органическим веществом (гумусом) почвы отличаются очень низкой водопоглоти-тельной и водоудерживающей способностью, переуплотняются, трескаются на большую глубину, быстро теряют влагу даже из подпочвенных горизонтов. Такие почвы в острозасушливых постцелинных регионах, в основном расположенные на южных и юго-восточных окраинах Оренбургской области, юге Челябинской, Курганской, Омской, Новосибирской областей и вдоль юго-западной границы Алтайского края с Республикой Казахстан, и представляют наивысшие риски для эффективного земледелия и часто пополняют банк залежных земель (рис. 4 А). Сюда же следует отнести и сильноэродирован-ные склоновые, заовраженные и подверженные ветровой эрозии почвы, засолённые, подвергшиеся техногенному загрязнению и нарушенные несельскохозяйственной деятельностью.
В дополнение к этому в отдельных лесостепных регионах Урала и Западной Сибири, одновременно с характеризующейся региональными особенностями атмосферной засушливостью климата, причиной вывода земель из обработки часто становится почвенное переувлажнение, связанное с поднятием уровня грунтовых вод во время весеннего паводка. Подобные негативные проявления, повторяющиеся многократно, задерживающие или полностью исключающие проведение полевых работ, способствуют выводу из обработки плохо дренированных и расположенных в поймах рек или прилегающих к озёрам земель в лесостепной зоне Курганской, Тюменской, Омской и Новосибирской областей. Почвенное переувлажнение, длящееся в течение нескольких лет, приводит ещё и к вымоканию древесной растительности, в особенности березняков, составившее по итогам последних только в Омской области более 1,0 млн га. Здесь с 2014 г. наблюдается периодическое обводнение, в отдельные годы сопровождающееся поднятием уровня озёр до одного метра и более, что становится причиной затопления огромных территорий, в том числе и полей, и вывода их из оборота (рис. 4 Б). Уникальная ситуация сложилась в Омской области в 2020 г., когда в лесостепной зоне ввиду почвенного переувлажнения пришедшими с территории Республики Казахстан талыми водами были «выбиты» из весенней посевной кампании значительные площади, а в степной зоне наблюдалась аномальная атмосферная засуха. Она привела к гибели посевов на площади более 65,0 тыс. га, в отдельных районах было списано до трети посевных площадей (Таврический район).
/''''г _.Л1 •• | л "
^¿5 ]2-'АЙ72020
• Ц - к* '
Б
Проявление современных климатических аномалий в степной и лесостепной зонах Урала и Западной Сибири:
А - погибшие от засухи посевы озимой пшеницы (Оренбургская область, 21 июня 2021 г); Б - вымокшие от почвенного переувлажнения березняки (Омская область, 12 августа 2020 г.)
А
Рис. 4 -
Аномальные климатические проявления в совокупности с катастрофическим снижением почвенного плодородия на выработанных полях значительно снижают реализацию биологического потенциала полевых культур, приводят к формированию урожаев ниже порога экономической целесообразности. Такие поля, как правило, удалённые от населённых пунктов и производственной инфраструктуры, расположенные на периферии административных районов, по причине многократно возросших транспортных расходов также часто являются выведенными из обработки.
Вполне очевидно, что дальнейшей деградации обрабатываемых угодий способствует продолжающаяся эксплуатация неустойчивых и антропогенно нарушенных земель, особенно расположенных в зоне транспортной доступности, ориентация аграрных технологий на мобилизацию природного почвенного плодородия. Сюда же следует отнести экспансию на поля почво-затратных коммерческих культур как следствия диспаритета цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию, нарушение оптимизированной структуры посевных площадей, игнорирование научно обоснованных севооборотов, многоукладность хозяйств и связанную с ней неравную техническую оснащённость, в частности наличие устаревшей и низкокачественной сельскохозяйственной техники, не позволяющей проведение технологических операций в оптимальные сроки с соответствующим качеством и др. На теряющих почвенное плодородие полях формируется пёстрый растительный покров, характеризующийся низким качеством продукции и низкой урожайностью [20]. Пестрота растительного покрова выражается в различном развитии биомассы растений по различным элементарным
участкам поля и хорошо просматривается на космических снимках.
Исправлению ситуации в сторону расширенного воспроизводства почвенного плодородия мешает несравнимо меньшее, в сопоставлении в вынесенным урожаями, внесение элементов минерального питания с минеральными удобрениями и практически полное и повсеместное игнорирование органических удобрений (рис. 5).
Так, за истекший 20-летний период (2000 - 2019) среднее количество минеральных удобрений, внесённых на 1 га посевной площади в Республике Башкортостан, составило 19,0 кг действующего вещества (далее д. в-ва) и только 7,6 кг/га - в Челябинской области. Вместе с этим как положительный момент можно рассматривать наметившийся за этот же период в указанных регионах положительный тренд, составивший 8,0 и 3,0 кг/га соответственно. Несколько большим размахом вариации количества внесённых минеральных удобрений и более высоким приростом к истечению указанного периода характеризовалась Курганская область. Здесь, в посевную кампанию 2019 г. на каждый гектар посевной площади было внесено 32,4 кг д. в-ва, что больше, чем в Республике Башкортостан и Челябинской области, на 1,8 - 18,1 кг д. в-ва соответственно, а прирост составил 20,4 кг д. в-ва.
Выводы. Изменение метеорологических условий вегетационного периода в степной и лесостепной зонах Урала и Западной Сибири, выразившееся в устойчивом отрицательном тренде гидротермического коэффициента Селяни-нова, сопровождается существенным снижением общей оценки благоприятности климата для полевых культур и представляет определённые трудности для высокой реализации их урожайного потенциала. В сложившихся условиях для
и я
Ч « É¿
4 *
я я ftb.
ST:
* а
= "к
5 «
® 5 = =
ÍJ &
<U ю Я О
СО 5
35 30 25 20 15 10 5 0
о о о
(N
О
о
(N
(N О О (N
О О
(N
О
о
(N
О
о
(N
о о
(N
О О
о
(N
Год
ЕЗ Башкортостан
Челябинская область
Рис. 5 - Внесение минеральных удобрений под полевые культуры в сельскохозяйственных организациях, кг/га действующего вещества, 2000 - 2019 гг.
и - - - - - - - - - - -
00 OS О .—i (N О 00 OS
о о
о о о О О О О О О О о о
(N (N (N (N (N (N (N (N (N (N (N (N
стабильного производства достаточных объёмов продовольственного зерна необходимо принятие соответствующих мер адаптационного и технологического характера, в первую очередь на достаточно выработанных почвах, существенно снижающих продуктивные свойства в период засух.
Наряду с усилением засушливости климата, выступающей побудительным мотивом к отчуждению земель из сельскохозяйственного оборота, переведению полей в залежь способствует нарастающая антропогенная деградация, особенно проявляющаяся на сильно эродированных, заовраженных, засолённых, подверженных ветровой зрозии и подвергшихся техногенному загрязнению почвах, формирующих урожаи ниже порога экономической целесообразности.
В лесостепных регионах Зауралья и Западной Сибири, одновременно с атмосферной засушливостью климата, причиной деградации почвенного покрова и отчуждения земель из сельскохозяйственного оборота часто становится почвенное переувлажнение, связанное с поднятием уровня грунтовых вод.
Литература
1. Подгорбунских П.Е. Аграрное производство и сельские территории: трансформация системы // Вестник Курганской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 1 (13). С. 4 - 12.
2. Гулянов Ю.А., Левыкин С.В., Казачков Г.В. Оптимизация сельскохозяйственного землепользования на основе природоподобных технологий // Вопросы степеведения. 2018. № 14. С. 57 - 61.
3. Kummu M., Heino M., Taka M., Varis O., Viviroli D. Climate change risks pushing one-third of global food production outside the safe climatic space // One Earth. 2017; 4 (5): 720 - 729.
4. Arendt C.A., Hyland E.G., Piliouras A. The Geological Conseguences of Global Climate Change // Encyclopedia of Geology (Second Edition). 2021. P. 510 - 522.
5. Wing I.S., Cian E.D., Mistry M.N. Global vulnerability of crop yields to climate change // Journal of Environmental Economics and Management. 2021; 109: 102462
6. Шкляров А. Аграрное производство в условиях глобального изменения климата // Аграрная экономика. 2021. № 6 (9313). С. 85 - 94.
7. Гулянов Ю.А., Досов Д.Ж., Умарова С.А. Эффективность использования биоклиматических ресурсов при выращивании озимой пшеницы в Оренбуржье // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2010. № 2 (26). С. 48 - 50.
8. Суховеева О.Э. Адаптация землепользования к изменениям климата в России // Метеорология и гидрология. 2020. № 12. С. 20 - 26.
9. Эколого-экономические проблемы орошаемого земледелия / Г.В. Соболин, И.В. Сатункин, Ю.А. Гулянов [и др.]// Экономика сельского хозяйства России. 2003. № 4. С. 37.
10. Полунин Г.А., Алакоз В.В. Причины вывода угодий из сельскохозяйственного производства // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель.2017. № 6 (149). С. 5 - 10.
11. Шевченко В.А., Бородычев В.В., Лытов М.Н. Концептуальные подходы к оценке неиспользуемых сельскохозяйственных земель // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2020. № 6. С. 20 - 26.
12. Погода и климат. [Электронный ресурс]. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/history.php (дата обращения 10.09.2021г.).
13. Осадки и температура. [Электронный ресурс]. URL: http://aisori-m.meteo.ru/waisori/select.xhtml (дата обращения 05.09.2021 г.).
14. ЕМИСС. Государственная статистика. Урожайность сельскохозяйственных культур (в расчёте на убранную площадь) [Электронный ресурс]. URL: https://www. fedstat.ru/indicator/31533 (дата обращения 03.09.2021 г.).
15. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2020: 332 Стат. сб. / Росстат. М., 2020. 1205 с. [Электронный ресурс]. URL: https://rosstat.gov.ru/ folder/210/document/13204 (дата обращения 23.08.2021 г.).
16. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
17. Гулянов Ю.А., Поляков Д.Г., Грошева О.А. Современные вызовы устойчивому землепользованию и урожайный потенциал полевых культур в земледелии степной и лесостепной зоны России // Вопросы степе-ведения. 2021. № 3.
18. Гулянов Ю.А. Влияние регуляторов роста растений на реализацию ресурсного потенциала агроценозов озимой пшеницы в условиях Оренбургского Предуралья // Вестник Оренбургского государственного университета. 2007. № 3 (66). С. 150 - 154.
19. Сведения о распределении земель Российской Федерации по категориям на 01.01.2020 года (в разрезе субъектов РФ) [Электронный ресурс]. URL: https://rosreestr. gov.ru/site/activity/sostoyame-zemerrossii/gosudarstvennyy-natsionalnyy-doklad-o-sostoyanii-i-ispolzovanii-zemel-v-rossiyskoy-federatsii/ (дата обращения 08.09.2021 г.).
20. Гулянов Ю.А. Мониторинг фитометрических параметров с использованием инновационных методов сканирования посевов // Таврический вестник аграрной науки. 2019. № 3 (19). С. 64 - 76.
Юрий Александрович Гулянов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник. Институт степи УрО РАН - обособленное структурное подразделение Оренбургского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук. Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11, iury.gulynov@yandex.ru
YuryA. Gulyanov, Doctor of Agriculture, Professor, Senior Researcher. Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences - Orenburg Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy
of Sciences. 11, Pioneer St., Orenburg, 460000, Russia, iury.gulynov@yandex.ru
-♦-
