Методика агроэкологической оценки почвенного покрова Омской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

631.9:631.4(571.13)

Я.Р. РЕЙНГАРД, О.В. НЕЖЕВЛЯК

Омский государственный аграрный университет

МЕТОДИКА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

В работе представлена кардинально новая методика оценки почвенного покрова территории Омской области, с учетом 40 агроэкологических показателей, отражающих потенциал природных условий, качество почв, характер антропогенного воздействия на естественные ландшафты и развитие деградационных (эрозии и дефляции) процессов.

Согласно законам экологии как науки, рассматривающей системы и звенья, члены которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, возникает необходимость комплексного изучения и оценки значительного количества природных и антропогенных факторов при анализе экологических явлений, особенно при планировании вмешательств в них.

В настоящее время актуальными вопросами агроэкологии являются методы экологических исследований, оценка экологического и агроэкологическо-го состояния природных ресурсов, построение адаптивно-ландшафтных систем земледелия [3) с целью разработки более точных рекомендаций по рациональному использованию почвенного покрова, повышению плодородия почв и их охране, а также разработки противодеградационных агромероприя-тий, контроля негативных процессов, вызываемых сельскохозяйственным производством.

Для осуществления всех этих задач необходимо в первую очередь провести агрозкологическую оценку каждого элементарного ареала агроландшафта, учитывающую агроэкологические условия произрастания сельскохозяйственных культур в пределах ЭАА и агрозкологическую оценку почвенного покрова территории области в целом.

Для построения и проектирования адаптивно-ландшафтной системы земледелия области необходимы система агроэкологической оценки почвенного покрова и агроэкологическая группировка земель на основе единой методики и агроэкологического картографирования земельных ресурсов.

В связи с выше сказанным возникает острая необходимость в создании методики агроэкологической оценки почвенного покрова применительно к условиям Омской области, с целью формирования систем земледелия на основе ландшафтного анализа территории, максимально учитывающей весь комплекс агроэкологических условий, определяющих ведение сельскохозяйственного производства области.

При создании методики агроэкологической оценки почвенного покрова применительно к условиям Омской области, на основе ландшафтного анализа территории, из всей совокупности взаимосвязанных природных и антропогенных факторов, были выбраны 40 агроэкологических показателей, отражающих потенциал природных условий, качество почв, характер антропогенного воздействия на естественные ландшафты и развитие деградационных (эрозии и дефляции) процессов:

- климатические показатели;

- показатели хозяйственной освоенности терри-

тории или соотношение природных ландшафтов и агроландшафтов определенной территории;

- показатели устойчивости агроландшафтов к развитию эрозионных и дефляционных процессов;

- орографический показатель;

- эдафические показатели.

В блоке климатических показателей были выделены группы: гидротермические условия и ветровой режим. Группа показателей гидротермические ресурсы в свою очередь подразделяется на термические условия и увлажнение, а группа — ветрового режима на подгруппы — ветры и пыльные бури.

Из показателей термических условий были выбраны: среднегодовая температура воздуха ("С), сумма эффективных температур (°С), средняя температура июля (°С), средняя температура января ("С), средняя температура на поверхности почвы (°С), продолжительность безморозного периода (дн.), глубина промерзания почвы (см), гидротермический коэффициент (коэф.), подверженность территории суховеям (ус. коэф.) и среднее число дней с атмосферной засухой (дн.).

Показатели увлажнения включают среднегодовую сумму осадков (мм), осадки твёрдые или запас воды в снеге (мм), осадки жидкие (мм), высоту снежного покрова (см), период нахождения почв под снегом (дн.), количество ливней в год (шт.) и средневзвешенную интенсивность ливней (мм/мин).

Подгруппа ветры содержит показатели: средняя скорость ветра (м/с), максимальное число дней в году со скоростью ветра более 15 м/с (дн.) и среднее число дней в году с ветрами более 15 м/с (дн.)

Подгруппа пыльные бури включает: среднее многолетнее число метелей в году (шт.), среднегодовую продолжительность пыльных бурь (мин.), среднее число пыльных бурь в год (шт.), среднюю скорость ветра во время пыльных бурь (м/с), эрозионную способность пыльных бурь (коэф.) и мощность встречающихся эоловых отложений (м.).

Кроме того, в блоке климатических показателей выделяется поправка на континентальность (коэф.) и широта местности (град.)

В блок хозяйственной освоенности территории входят: распаханностьтерритории (%), залесённостьтерритории {%), доля естественных сенокосов в хозяйствах области (%), доля естественных пастбищ в хозяйствах области (%) и продолжительность периода открытой поверхности почвы в весенний период (дн.).

Из агроэкологических показателей устойчивости агроландшафтов к развитию деградационных процессов выбраны: эродированность почв по хозяйствам области (% от с/х угодий), доля пахотных почв под-

,0га«. об»*»^

Ш

Рис. I. Даты перехода температуры воздуха через 10° весной (в числителе) и осенью (в знаменателе)

Омская область

1400 0.61

>1800

'' ''-''- ¿¿к

1*.

2200

1900 - Стп^ттпратр хо лошвш 10';

17,7 - Ср(дых тешх*р*зур* кап:

0,78 . Усхохявн хоэффшдовг <-у—ы

тИттиниг ггинчгитдг тит* 10';

0,95 - Усишиий »>Цвдго средам тсяшриурл ШМ1.

Рис. 2. Распределение коэффициентов суммы температур воздуха выше 10иС и средней температуры июля

верженных дефляции (% от общего количества эродированных почв), доля пахотных почв подверженных эрозии (% от общего количества эродированных почв), доля пахотных почв подвержен, совместной эрозии (% от общего количества эродированных почв).

К орографическому показателю относится поправочный коэффициент на рельеф территории, к эда-фическим — поправочный коэффициент на структуру почвенного покрова и бонитет почвы (балл).

Протяженность Омской области с севера на юг составляет 500 км, при этом четко отмечается широтная природно-климатическая зональность, распределения элементов ландшафтов. При ярко выраженных равнинных условиях области [2] каждый агроэкологичес-

кий показатель (гидротермический коэффициент, осадки, средняя скорость ветра, глубина промерзания почвы и др.) изменяется от 25 до 50 км, однако не всегда наблюдается равномерное изменение какого-либо показателя. Вследствие этого выявление распространения показателя основано на среднемноголетних данных (1940-2003 гг.) 22-х гидрометеостанций, расположенных по различным административным районам области в разных природно-климатических зонах [1]. Они измеряют непосредственно эмпирическим методом величину каждого природно-климатического показателя. Таким образом, изменение агроэкологичес-ких показателей происходит с интервалом примерно через 50 км в каждой из 10 природно-климатических подзон (500 км : 50 км = 10 подзон), в которых сформировались одинаковые агроэкологические условия.

Это положение подтверждается смещением даты перехода температуры воздуха через 10°С весной и осенью (рис. 1) по территории области с севера на юг. Анализируя даты перехода, следует сделать вывод, что происходит закономерное смещение от поздних сроков — 21 мая на севере к более ранним срокам - 9 мая на юге перехода температуры выше 10°С весной и наоборот от боле ранних (8 сентября) на севере до более поздних (21 сентября) на юге - осенью. Таким образом, разница наступления температуры выше 10°Спо всей территории области с севера на юг составляет в среднем 13-15 дней и весной и осенью, причем смещение дат происходит примерно через 25-50 км.

Кроме того, сравнивая сроки фенологических фаз растений (например, пшеницы, как основной посевной культуры области) подтверждается, что отклонение их от предыдущей фазы к последующей фазе наблюдается также через 25-50 км (табл. 1) [4,5]. Поэтому происходит зонирование сортов сельскохозяйственных культур во взаимосвязи с природными условиями.

Исследования, проведенные по изучению развития эрозионных и дефляционных процессов [5], показали взаимодействие агроэкологических показателей, на основе которых разделена территория области на 10 динамических рядов (зон) [5], названные нами впоследствии агроэкологическими зонами.

Таким образом, все агроэкологические показатели группировались в динамические ряды (1-Х зоны) и рассчитывались агроэкологические коэффициенты исходя из Интервала величин, встречающихся на территории Омской области.

Причем для каждого динамического ряда характерен определенный набор коэффициентов (39 коэффициентов, для каждого ряда, без учета бала бонитета почвы) агроэкологических показателей, отвечающих природно-климатическим условиям каждой из 10 подзон.

Коэффициенты по каждому агроэкологическо-му показателю рассчитывались исходя из крайних его значений — минимального и максимального, присущих для территории всей области, с подразделением на 10, чтобы каждую из 10 подзон характеризовал определенный коэффициент, соответственного агро-экологического показателя. Каждый показатель выражается как частное отделения крайнего северного показателя на значение этого показателя на крайнем юге области или как частное от деления максимального значения показателя на минимальное.

Для примера рассмотрим расчет коэффициентов суммы эффективных температур и средней температуры июля.

Минимальное значение суммы эффективных температур выше 10°С характерно для крайнего севера Омской области и составляет 1400 "С, максимальное

2

О

Таблица 1

Даты наступления фаз развития яровой пшеницы - Саратовская-29 по районам Омской области. Посев по пару. I - посев; II - всходы; III - кущение; ГУ - колошение; V - восковая спелость; 21/5 - число/месяц (21 мая)

Районы Фазы развития яровой пшеницы

I II III IV V I II III ГУ V

1980 г. 1987 г.

Горьковское 16/5 25/5 4/6 8/7 4/9 21/5 31/5 16/6 11/7 20/8

Называевка 16/5 24/5 5/6 3/7 18/8 19/5 28/5 7/6 6/7 9/8

Омский 16/5 25/5 - 2/7 25/8 15/5 25/5 8/6 22/7 4/8

Москаленки 14/5 21/5 3/6 3/7 23/8 14/5 26/5 4/6 4/7 10/8

Оконешниково 18/5 29/5 9/6 9/7 3/9 17/5 27/5 9/6 7/7 12/8

Шербакуль 13/5 20/5 5/6 6/7 22/8 14/5 23/5 12/6 6/7 7/8

Павлоградка 16/5 25/5 11/6 11/7 28/8 16/5 26/5 6/6 7/7 13/8

Черлак 15/5 23/5 6/6 4/7 2/9 15/5 23/5 4/6 4/7 6/8

Русская Поляна 11/5 20/5 4/6 5/7 25/8 14/5 23/5 9/6 4/7 7/8

на юге - 2300°С. Переводим абсолютные значения суммы эффективных температур в относительные, как частное отделения северного показателя на значение юга области получаем, что в первой подзоне условный коэффициент составляет 0,61 (1400:2300 = 0,61), во второй - 0,65 (1500 : 2300) и так далее, по всем 10 подзонам (рис. 2). Таким образом, определился ряд условных коэффициентов агроэкологическо-го показателя - суммы эффективных температур выше 10°С по всей области, от0,61-1,0.

По среднемноголетним данным самая низкая температура июля на севере области — 16,2 "С, самая высокая на юге — 19,5 (рис.2). При переводе средних значений температуры июля в условные коэффициенты получаем динамический ряд от 0,83 на севере, до 1,0 на юге.

Таким образом, все абсолютные значения каждого агроэкологического показателя были переведены в относительные или условные коэффициенты, с формированием десяти динамических рядов с севера на юг области, по всем показателям. Любой коэффициент каждого агроэкологического показателя, определенного динамического ряда, характерен для определенной природно-климатической подзоны, отражая её агроэкологические условия, формирующих почвенный покров и определяющих специализацию ведения сельскохозяйственного производства хозяйств данной зоны.

Метод агроэкологической оценки почвенного покрова территории Омской области основан на определении и сопоставлении экологических, агроэко-логических и антропогенных элементов ландшафтов с учетом их положительного или отрицательного влияния на условия произрастания сельскохозяйственных культур, их урожайность, на величину агроэкологического балла каждой почвенной разности.

Имея значения коэффициентов десяти динамических рядов по каждому агроэкологическому показателю природно-климатической подзоны и баллы бонитета для каждой почвенной разности, формирующих почвенный покров области, рассчитывается суммарный агроэкологический балл для каждой почвенной разности входящей в определенную природно-клима-тическуто подзону.

Агроэкологический балл каждой почвенной разности рассчитывается по формуле (1): АЭ . (ХА^ЖХВ^+С^Ю^) _

6 (Ха1_^1Ь1.п)+(Хс1,п)+с11+(1;е1_п) (1)

где АЭб — агроэкологический балл каждой почвенной разности;

А - коэффициенттермических ресурсов, положительно влияющий на формирование почвенного покрова; а — коэффициенттермических ресурсов, отрицатель-

но влияющий на формирование почвенного покрова; В — коэффициент увлажнения, положительно влияющий на формирование почвенного покрова; b — коэффициент увлажнения, отрицательно влияющий на формирование почвенного покрова; С — коэффициент широты местности; с — коэффициент ветрового режима, отрицательно влияющий на формирование почвенного покрова; D — коэффициент хозяйственной освоенности территории, положительно влияющий на формирование почвенного покрова;

d — коэффициент хозяйственной освоенности территории, отрицательно влияющий на формирование почвенного покрова;

е — коэффициент эрозии и дефляции, приводящий к деградации почвенного покрова; F — поправочный коэффициент на структуру почвенного покрова [7J;

G — поправочный коэффициент на рельеф [7]; К - поправочный коэффициент на континенталь-ность [7];

Бп — балл бонитета почвы [6].

Библиографический список

1. Агроклиматические ресурсы Омской области. — Л.: Гид-рометеоиздат, 1971. — 286 с.

2. Градобоев Н.Д. Особенности природных условий и эрозионное районирование территории Омской области / Градобоев H .Д., Рейнгард Я.Р. - Омск: Изд-во Омский СХИ, 1973. -242с.

3. Кирюшин В, И. Экологизация земледелия и технологическая политика / Кирюшин В.И. - М: Изд-во МСХА, 2000, - 473 с.

4. Результаты фенологических наблюдений за развитием яровой пшеницы в Омской области.//Справочный материал. - Омск, 1988.-42 с,

5. Рейнгард Я. Р. Влияние физико-географических условий на развитие эрозионных процессов и почвенно-эроэионное районирование территории Омской области: дис... канд. с.-х. наук/Рейнгард Я.Р. - Омск: 1975. - 158 с.

6. Руди В.А. Бонитировка почв пашни колхозов и совхозов центральной лесостепи Омской области / Руди В.А. — Омск: ОмСХИ, 1972,- 44 с.

7. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв / Л.Л. Шишов, Д.Н. Дурманов, И.И. Карманов, В.В. Ефремов. - М.: Агропромиздат, 1991. - 304 с.

РЕЙНГАРД Яков Рувинович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии и биологии. НЕЖЕВЛЯК Ольга Владимировна, ассистент кафедры экологии и биологии.

Дата поступления статьи в редакцию: 04.09.2006 г. © Рейнгард Я.Р., Нежевляк О.В.