CC BY
23
11. Vermikultura i proizvodstvo ^nogo-urovnevoe razvedenie krasnogo kalifornijskogo chervya) / М.F. Gorodnij, А.V. Bykiv, N.А. Pa-sechnik. i dr. - Моskva: ILKO. - 2012. - 52 s.
12. Shinkarevsky P.V. Vliyanie poloz-hitelnyh temperatur na razvitie dozhdevyh chervej na substrate iz pishchevyh otho-dov v zimnee vremya / P.V. Shinkarevsky, N.B. Оsmanova, D.V. Balichieva // Uchenye zapiski ^ymskogo federalnogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Biologiya, himiya. -2013. - № 1 (65). - S. 286-290
13. Piotrovsky D.L. Ispolzovanie chervya tipa «Staratel» pri promyshlennom vermikom-postirovanii / D.L. Piotrovsky, U.V. Druzhi-nina, М.V. Yanaeva // Sovremennye problem i puti ih resheniya v nauke, proizvodstve i ob-razovanii. - 2016. - № 1. - S. 131-133
14. Razmnozhenie staratelya [elektronny resurs] URL: http://farm-worm.com/razmnoz-henie-staraelya /#:~: text=Dlya%20uspesh-nogo%20razvedeniya%20u%20soderzhaniya, v%20tele%20samogo%20zhivotnogo)%3B (data obrashcheniya: 10.07.2020)
15. Shabanov V.V. Bioklimaticheskoe obosnovanie melioratsij - L.: Gidrometeoizdat,
1973. - 165 s. http://elib.timacad.ru/dl/full/f33. pdf/info, (data obrashcheniya 29.07.20)
16. Shabanov V.V. Vlagoobespechennost yarovoj pshenitsy i ee raschet. - L.: Gidrometeoizdat, 1981. - 142 s. http://elib.timacad.ru/dl/ full/f42.pdf/info, (data obrashcheniya 29.07.20).
17. Pchelkin V.V. Obosnovanie meliora-tivnogo rezhima osushaemyh pojmennyh ze-mel: Моnografiya. - М.: КоlosS, 2003. - 253 s.
The material was received at the editorial office
30.07.2020
Information about the authors Shabanov Vitalij Vladimirovich, honorary worker of higher vocational education, doctor of technical sciences, professor of the department of land reclamation and re-cultivation, FSBEI HE RSAU-MAA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, B. Aca-demicheskaya, 44; e-mail:515vvsh@gmail.com Soloshenkov Alexander Dmitrievich, post graduate student FSBEI HE RSAU-MAA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, B. Academicheskaya, 44; e-mail: aleksandr_soloshenkov@mail.ru
УДК 502/504:631.671.43 DOI 10.26897/1997-6011/2020-4-22-27
Ю.Г. БЕЗБОРОДОВ1, Н.Н. ХОЖАНОВ2, Ж.С. АУГАНБАЕВА2
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва, Российская Федерация
2 Таразский региональный университет им. М.Х. Дулати, Республика Казахстан
ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ МЕЛИОРАТИВНЫХ АГРОЛАНДШАФТОВ ЖАМБЫЛСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье рассмотрены вопросы оценки продуктивности климата, выбора и обоснования интегральных критериев, позволяющих провести экологическую оценку продуктивности ландшафтов. Охарактеризована экологическая обстановка природной системы Жамбылской области, проведена оценка состояния природных объектов по энергетическим и экологическим показателям. По радиационному индексу альтитуды местности (R) произведены расчеты радиационного индекса сухости (К) и проведено его сравнение с расчетными с данными по формуле М.И. Будыко. Изменение расчетной величины индекса сухости позволяет выделить предгорную и горную зоны. Предлагаемая методика экологической оценки продуктивности агроландшафтов и результаты комплексного районирования географических зон Жамбылской области позволяют уточнить общие энергетические и производственные ресурсы природных систем, что даст возможность провести комплексные мероприятия по восстановлению, сохранению и повышению потенциальной продуктивности агроландшафтов. Методика может быть применена при нормировании предельно-допустимого уровня использования природных ресурсов и размещения производительных сил агропромышленного комплекса.
Энергетические ресурсы, продуктивность природной системы, радиационный баланс, абсолютная отметка местности, коэффициент увлажнения.
ПРИРОДООБУСТРОИСТВО
Введение. В настоящее время в при-родно-сельскохозяйственном районировании земельных фондов широко используется понятие продуктивности климата. При этом под сельскохозяйственной продуктивностью климата понимают комплексную характеристику метеорологических факторов, положительно влияющих на рост и развитие растений, представляющих собой агроклиматические ресурсы природной системы [1, 2].
Многие исследователи попытались оценить влияние климатообразующих факторов на растительность с помощью коэффициентов, характеризующих обеспеченность ресурсами природной системы [3, 4]. На основе системного и структурного анализа методы оценки продуктивности климата по выбору показателей, характеризующих энергетические ресурсы, подразделяют на четыре группы: по дефициту влажности воздуха; по температуре воздуха; по испаряемости и по радиационному балансу [5].
Энергетические ресурсы ландшафтов, как процесс теплообмена в конкретной географической точке пространства за известный промежуток времени, характеризуются балансом прихода и расхода энергии, иначе говоря — законом сохранения энергии [6]. При этом основной целью системного анализа и систематизации современных методов оценки продуктивности климата являлись выбор и обоснование интегральных критериев, позволяющих провести экологическую оценку продуктивности ландшафтов на основе оценки продуктивности растений и почвы.
Климатическая оценка продуктивности природной системы Казахстана проведена [7] на основе показателей, характеризующихся степенью обеспеченности ресурсами природной среды, - таких, как коэффициент увлажнения (Ку), гидротермический коэффициент (ГТК), биолого-климатическая продуктивность (БКП), показатель увлажнения (М4) и индекс сухости (Й) (табл. 1).
Таблица 1
Климатическая продуктивность природной системы Жамбылской области
№ п/п Метео-станции Абс.высоты местности, м Показатели
К У ГТК БПК М* Й, К н
1 Уланбель 266 0,20 0,06 0,37 - 3,24 0,68
2 Мойынкум 350 0,27 0,08 0,46 - 2,37 0,49
3 Уюк 373 0,25 0,08 0,45 0,09 2,56 0,48
4 Байкадам 337 0,21 0,07 0,40 0,08 3,00 0,52
5 Толеби 455 0,30 0,09 0,12 0,13 2,13 0,39
6 Умбет 512 0,30 0,09 0,51 0,11 2,16 0,35
7 Отар 742 0,33 0,10 0,69 0,12 2,04 0,21
8 Кордай 1141 0,30 0,13 0,88 0,17 1,64 0,13
9 Акыр-тобе 643 0,33 0,10 1,17 - 1,99 0,27
10 Кулан 682 0,34 0,11 0,71 0,14 1,89 0,24
11 Тараз 642 0,33 0,10 0,70 0,15 1,97 0,27
12 Мерке 703 0,41 0,13 1,0 0,17 1,59 0,24
13 Жуалы 952 0,53 0,16 0,64 0,22 1,34 0,16
14 Шокпак 1135 0,74 0,22 2,12 0,30 0,96 0,13
15 Тюкен 420 0,20 0,06 0,30 0,09 3,27 0,40
16 Шыганак 349 0,16 0,05 0,31 0,06 4,0 0,49
17 Камкалы-кол 207 0,15 0,05 0,31 - 4,19 090
18 Анархай 832 0,31 0,09 0,52 0,11 2,06 0,21
19 Шокпар 769 0,41 0,12 0,56 0,14 1,61 022
Данные таблицы 1 свидетельствуют, что коэффициент увлажнения (Ку) по метеостанциям колеблется в пределах 0,15-0,74. При этом по отношению к абсолютной отметке местности (Н) он имеет определенную нарастающую зависимость, а начиная с отметки 700 м, показатели величины Ку расходятся. Так, между отметками 769 м и 832 м
они составляют 0,10; 832 м и 952 м — соответствуют 0,22; 952 м и 1135 м — 0,21, такое расхождение, на наш взгляд, в течение долгих лет отрицательно сказывалось на расчетах водопотребления сельскохозяйственных культур и в итоге привело к процессам опустынивания орошаемых регионов. Это дает основание считать, что используемые
в многолетнем разрезе агротехнические и мелиоративные мероприятия, направленные на получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, не оправдали себя, так как имело место нерациональное использование биоэнергетического потенциала, определяемое различиями по показателю радиационного индекса к абсолютной высоте местности (Ин) [8, 9].
Данные таблицы 1 свидетельствуют, что коэффициент увлажнения (Ку) по метеостанциям колеблется в пределах 0,15-0,74.
Результаты исследований. Решение задачи рационального использования природных ресурсов с учетом оценки состояния природных объектов по энергетическим и экологическим показателям может быть получено на основании изучения полуэмпирической связи радиационного баланса (И) и высоты местности (Н).
Из таблицы следует, что между расчетами радиационного баланса в зависимости от суммы положительных температур и абсолютной отметки местности для территории Казахстана имеется определенная неувязка в размере (1,41-1,82). По нашим расчетам, это соответствуют углу cos а, равному 30-45°. Таким образом,
Rt = Rh / cos а. (3)
Далее, приравнивая вышеприведенные расчеты радиационного баланса, можно установить зависимости абсолютной отметки местности (Н) от суммы положительных температур выше 10°C, и наоборот:
Н = 0,41£t - 527,4 м; (4)
It = Н/0,41 + 1286,3°C. (5)
Соотношение Ин = R/Н, описываемое нами как радиационный индекс абсолютной высоты местности (альтитуды), представляет собой истинное значение солнечной энергии. Так, эмпирическая связь радиационного баланса (R) с суммой температур (t) выше 10°C для аридной зоны России и Центральной Азии [8] представлена следующей формулой:
R = 13,39 + 0,079 £t > 10°C. (1)
Наши исследования [10]для территории Центральной Азии свидетельствуют о том, что радиационный баланс (R) с абсолютной отметкой местности (Н) коррелиру-ется уравнением следующего вида:
R = 0,19Н + 113,6. (2)
Расчетные данные приведены в таблице 2.
Сравнительные показатели расчетов, приведенные в таблице 3, свидетельствуют о том, что среднемноголетние данные не соответствуют расчетным. Так, при фактических абсолютных отметках местности показатели суммы положительных температур воздуха выше 10°С во всех метеостанциях значительно завышены, а абсолютные отметки местности, наоборот, занижены. Данное обстоятельство на протяжении многих лет влияло на водохозяйственные расчеты, что в итоге привело к антропогенному опустыниванию огромных массивов орошения как в Жамбылской области, так и во всей Средней Азии (табл. 3).
Расчет радиационного индекса сухости (В) в сравнении с данными М.И. Буды-ко приведен в таблице 4, из которой следует, что на равнинной зоне, то есть до абсолютной отметки местности 450 м, показатели индекса сухости совпадают, а затем наблюдается
Таблица 2
Показатели радиационного баланса в зависимости от суммы положительных температур выше 10^ и абсолютной отметки местности
Абсолютная высота местности, м Радиационный баланс по Н.Н. Хожанову, кДж/см2 Сумма положительных температур, °C Радиационный баланс по Ю.Н. Никольскому и В.В. Шабанову, кДж/см2 Разница, т%
10 115,5 1000 89,4 29,1
100 132,6 1500 106,0 25,0
500 208,6 2000 122,6 70,1
700 246,6 2500 139,2 77,1
900 284,6 3000 155,7 82,7
1100 322,6 3500 172,7 86,7
1300 360,6 4000 188,9 90,8
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВО
нарастание расчетной величины индекса сухости в формуле Н.Н. Хожанова от 0,15 до 0,88, это и характеризует предгорную и горную зоны. В целом сбалансированность соотношений тепла и влаги в природных системах Жамбылской области наблюдается во всех зонах, тогда как по данным М.И. Будыко, в предгорных и горных зонах
Выводы
Проведенные теоретические исследования свидетельствуют о том, что расчеты величины турбулентной энергоотдачи прежде
отмечаются относительно заниженные показатели в пределах 0,28. Так, по Будыко М.И
R1 = ШШс; (6)
по Хожанову Н.Н. -
R2 = (0,19Н + 113,6)/ ЬОс. (7)
всего зависят от радиационного баланса, чем обусловливается острая необходимость изучения эколого-экономических результатов реализации адаптивного комплекса
Таблица 3
Расчетные абсолютные отметки местности и суммы положительных температур >10°С
Метеостанции Абс. отметки местности, м Сумма положительных температур >10°C Расчетная абс. отметка местности при факт. >10°C, м Расчетная £t при факт. абс. отметке местности,°С
Уланбель 266 3721 998,2 1935,0
Мойынкум 350 3506 910,0 2139,9
Уюк 373 3720 997,8 2196,0
Байкадам 337 3612 953,5 2108,2
Толеби 455 3655 971,1 2396,0
Умбет 512 3678 980,5 2535,0
Отар 742 3116 750,1 3096,0
Кордай 1141 2930 673,9 4069,2
Акыр-тобе 643 3560 932,2 2854,5
Кулан 682 3386 860,8 2949,7
Тараз 642 3492 904,3 2852,1
Мерке 703 3472 896,1 3000,0
Жуалы 952 2766 606,6 3608,2
Шокпак 1135 2871 649,7 4054,5
Тюкен 420 3373 855,5 2310,6
Шыганак 349 3468 894,5 2137,5
Камкалы-кол 207 3900 1071,6 1791,1
Анархай 332 3698 988,8 3315,5
Шокпар 769 3471 895,7 3161,9
Таблица 4
Расчет радиационного индекса сухости
Метеостанции Абс.высота, м R. Ос LOc R Rx R2
Уланбель 266 0,68 224 134,4 181,5 1,35 1,22
Мойынкум 350 0,49 294 176,4 174,4 0,98 1,02
Уюк 373 0,48 283 169,8 181,5 1,06 1,08
Байкадам 337 0,39 237 142,2 177,9 1,25 1,20
Толеби 455 0,35 336 201,6 179,3 0,88 0,90
Умбет 512 0,21 333 199,8 180,1 0,90 1,05
Отар 742 0,13 316 189,6 161,5 0,85 1,38
Кордай 1141 0,27 330 198,0 155,3 0,78 1,66
Акыр-тобе 643 0,24 355 213,0 176,2 0,82 1,10
Кулан 682 0,27 361 216,6 170,4 0,78 1,10
Тараз 642 0,24 353 211,8 173,9 0,82 1,10
Мерке 703 0,16 435 361,0 173,2 0,66 0,91
мелиоративных мероприятий, направленных на разработку технологии управления продуктивностью агроландшафтов с учетом деградации почвенного покрова и антропогенным опустыниванием, позволяющей перейти от вещественной оценки растениеводческой продукции и запасов гумуса в почве к более унифицированной — энергетической.
Методика экологической оценки продуктивности агроландшафтов и результаты комплексного районирования географических зон Жамбылской области позволяют уточнить общие энергетические и производственные ресурсы природных систем, что дает возможность провести комплексные мероприятия по восстановлению, сохранению и повышению потенциальной продуктивности агроландшафтов, а также они могут быть применены при нормировании предельно-допустимого уровня использования природных ресурсов и размещения производительных сил агропромышленного комплекса.
Библиографический список
1. Будыко М.И. Глобальная экология. — М.: Мысль, 1977. - 327 с.
2. Никольский Ю.Н., Шабанов В.В.
Расчет проектной урожайности в зависимости от водного режима мелиорируемых земель // Гидротехника и мелиорация. — 1986. — № 9. — С. 52-56.
3. Гумбаров А.Д., Долобешкин Е.В. Влияние антропогенной деятельности на тепловой режим и запасы биомассы почвы // Труды Кубанского государственного аграрного университета. — 2010. — № 22. — С. 189-191.
4. Прикладная модель формирования продуктивности сельскохозяйственных культур в гидроагроландшафтных системах / Ж.С. Мустафаев, А.Т. Козыкеева, Г.Е. Жидекулова и др. // Гидрометеорология и экология. — 2016. — № 2 (81). — С. 170-184.
5. Кирейчева Л.В. Подходы к обоснованию размещения сельскохозяйственных
мелиораций // Мелиорация и водное хозяйство. - 2017. -№ 4. - С. 11-15.
6. Ольдекоп Э.М. Об испарении с поверхности речных бассейнов // Труды Юрьевской обсерватории. - М.: 1911. - С. 12-24.
7. Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Адил-бектеги Г.А. Методологические основы оценки устойчивости и стабильности ландшафтов. - Тараз: 2007. - 218 с.
8. Энергетическая концепция развития системы земледелия / Н.Н. Хожанов, Х.И. Турсунбаев и др. // Известия Горского государственного аграрного университета. -2018. - № 55. - Ч. 1. - С. 20-26.
9. Экологические основы интенсивной системы земледелия / Н.Н. Хожанов и др. // Вестник науки и образования. -2017. - № 12(36). - С. 48-53.
10. Безбородов Ю.Г., Безбородов Г.А., Безбородов А.Г. Влияние солнечного излучения на продуктивность орошаемого земледелия // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2018. - № 1. - С. 22-24.
Материал поступил в редакцию 22.07.2020 г.
Сведения об авторах
Юрий Германович Безбородов, доктор технических наук, профессор кафедры сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 127550, г. Москва, Тимирязевская, 49; e-mail: ubezborodov@rgau-msha.ru
Ниетбай Нуржанович Хожанов, кандидат с.-х. наук., доцент кафедры мелиорации и агрономии, ТарГУ им. М.Х. Дулати, Республика Казахстан,080016, г. Тараз, ул. Сатпаева, 28; e-mail: khozhanov55@mail.ru
Жибек Сакеновна Ауганбаева, докторант кафедры мелиорации и агрономии, ТарГУ им. М.Х. Дулати, Республика Казахстан, 080016, г. Тараз, ул. Сатпаева, 28; e-mail: gibek95@mail.ru
YU.G. BEZBORODOV1, N.N. KHOZHANOV2, ZH.S. AUGANBAYEVA2
1 Federal state budgetary educational institution of higher education «Russian state agrarian university -MAA named after C.A. Timiryazev», Moscow, Russian Federation, Institute of land reclamation,
water management and building named after A.N. Kostyakov, Moscow, Russian Federation
2 Taraz Regional University named after M.Kh. Dulati, Republic of Kazakhstan
ASSESSMENT OF THE PRODUCTIVITY OF THE RECLAMATION AGRO LANDSCAPES OF ZHAMBYL REGION
The article deals with the issues of climate productivity assessment, selection and justification of integral criteria that allow conducting an environmental assessment of landscape productivity. The ecological situation of the Zhambyl region's natural system
nPMPOAOOByCTPOÉCTBO
is characterized, and the state of natural objects is assessed on energy and ecological indicators. According to the radiation index of the altitude (Rn), there were made calculations of the radiation index of dryness (R) and its comparison with the calculated data according to the formula of M.I. Budyko was carried out. Changing of the calculated value of the dryness index makes it possible to mark a foothill and mountain zone. The proposed method of environmental assessment of agricultural landscape productivity and the results of integrated zoning of geographical zones of the Zhambyl region make it possible to clarify the total energy and production resources of natural systems which will make it possible to take complex measures to restore, preserve and increase the potential productivity of agricultural landscapes, and can be applied when rationing the maximum permissible level of use of natural resources and arranging productive forces of the agro-industrial complex.
Energy resources, productivity of the natural system, radiation balance, absolute mark
of the area, moisture coefficient.
References
1. Budyko M.I. Globalnaya ekologiya. -M.: Mysl, 1977. - 327 s.
2. Nikolsky Yu.N., Shabanov V.V. Ra-
schet proektnoj urozhajnosti v zavisimosti ot vodnogo rezhima melioriruemyh zemel // Gi-drotehnika i melioratsiya. - 1986. - № 9. -S.C52-56.
3. Gumbarov AD., Dolobeshkin Е.V.
Vliyanie antropogennoj deyatelnosti na teplo-voj rezhim i zapasy biomassy pochvy. // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - № 22. - S. 189-191.
4. Prikladnaya model formirovaniya produk-tivnosti selskohozyajstvennyh kultur v gidro-landshaftnyh sistemah / Mustafaev Zh.S., Ko-zykeeva A.T., Zhidekulova i dr. // Gidrometeoro-logiya i ekologiya. - 2016. - № 2 (81). - S. 170-184.
5. Kirejcheva L.V. Podhody k obosnova-niyu razmeshcheniya selskohozyajstvennyh melioratsij //Melioratsiya i vodnoe hozyaj-stvo. - 2017. -№ 4. - S. 11-15.
6. Оldekop E^. Ob isparenii s poverh-nosti rechnyh bassejnov. / Trudy Yurjevskoj observatorii. - M.: 1911. - S. 12-24.
7. Mustafaev Zh.S., Ryabstev AD., Аdil-bektegi GA. Metodicheskie osnovy otsenki ustojchivosti i stabilnosti landshaftov. - Taraz: 2007. - 218 s.
8. Energeticheskaya kontseptsiya razvi-tiya sistemy zemledeliya / Hozhanov N.N., Tursunbaev H.I. i dr. // Izvestiya Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2018. - № 55 (h. 1). - S. 20-26.
9. Ekologicheskie osnovy intensivnoj siste-my zemledeliya / Hozhanov N.N. i dr. // Vest-nik nauki i obrazovaniya. - 2017. - № 12(36). -S. 48-53.
10. Bezborodov Yu.G., Bezborodov G.A., Bezborodov A.G. Vliyanie solnechnogo izlu-cheniya na produktivnost oroshaemogo zemle-deliya // Vestnik rossijskoj selskohozyajstvennoj nauki. - 2018. - № 1. - S. 22-24.
The material was received at the editorial office
22.07.2020
Information about the authors Yurij Germanovich Bezborodov,
doctor of technical sciences, professor of the department of agricultural reclamation, forestry and land management RSAU-MAA named after C.A. Timiryazev; 127550, Moscow, Timiryazevskaya, 49; e-mail: ubezborodov@rgau-msha.ru
Nietbai Nurzhanovich Hozhanov,
candidate of agricultural sciences, associate professor of the department of land reclamation and agronomy, Taraz state university named after M.H. Dulati, Republic of Kazakhstan; 080016, Taraz, Satpaeva, 28; e-mail: khozhanov55@mail.ru
Zhibek Sakenovna Auganbaeva, doctoral candidate of the department of land reclamation and agronomy, Taraz state university named after M.H. Dulati, Republic of Kazakhstan; 080016, Taraz, Satpaeva, 28; e-mail: gibek95@mail.ru
