CC BY
34
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16
================== ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ ==== ============
ЗАСУШЛИВЫХ ЗЕМЕЛЬ
УДК 631. 435
ЦИКЛИЧНОСТЬ ГОДОВОЙ СУММЫ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ КАК ОДНА ИЗ ПРИРОДНЫХ ПРЕДПОСЫЛОК РАСШИРЕНИ •
ЛОКАЛЬНОГО ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ1 © 2002 г. О.Г Назаренко*, Н.Б. Хитров**, П.П. Гриценко*, В.Г. Ионова*
* Донской государственный агарный университет 346493 Ростовская область, Октябрьский район, п. Персиановский, Россия **Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН 109017Москва Пыжевский пер., 7, Россия
Локальное переувлажнение черноземов представляет собой один из опасных факторов деградации плодородных почв планеты. Особенно настораживают устойчивые тенденции увеличения площадей переувлажненных почв в степной зоне. Гидроморфные почвы всегда существовали в степной зоне, однако их присутствие отмечалось в определенных геоморфологически обусловленных территориях (Гвоздецкий, Заморий, 1933). В литературе прошлых лет говорилось о спорадичности проявления переувлажнения. В более влажные годы пятна появлялись, в сухие исчезали (Холмецкий, 1965; Шестаков, Сувак, 1972). Начиная с 70-х годов, все чаще стали встречаться публикации о постоянном росте ареалов переувлажнения (Зайдельман и др., 1998; Минкин и др., 1991; Полупан и др., 1983; Сувак, 1977).
Стремительное увеличение площадей переувлажненных почв в степной зоне обусловлено сочетанием двух факторов — природным и антропогенным. Природный фактор представляет собой совокупность нескольких: климата, рельефа, литологии, гидрологии и растительного покрова. Именно их сочетание приводит к образованию локального переувлажнения в лесостепной и степной зонах.
Антропогенный фактор включает: изменение гидрологического профиля почв под культурными ценозами; увеличение площадей водоемов и массивов орошения; накопление инфильтрационных потерь водоводов и коммунальных водотоков; игнорирование особенностей строения почвенно - грунтовой толщи при разработке и внедрении зональных систем земледелия; отсутствие должного учета особенностей геоморфологического строения поверхности при организации территории, связанной с посадкой лесополос, строительством дорог, размещением коммуникаций.
Не отдавая предпочтение тому или иному фактору, остановимся на рассмотрении роли цикличности годовой суммы атмосферных осадков и отмечаемой многими авторами, тенденциё увлажнения последних лет (Зайдельман и др., 1998; Минкин и др., 1991; Полупан и др., 1983; Сувак, 1977).
Цель статьи оценить роль цикличности годовой суммы осадков как одной из природных предпосылок расширения локального переувлажнения среди черноземов в разных областях лесостепной и степной зон и проследить закономерности в водонасыщенности грунтовой толщи отдельных регионов.
Исследованы локальные участки переувлажнения в исходно автоморфных ландшафтах. Это водораздельные пространства и их склоны в пределах Окско - Донской равнины и Калачской возвышенности, Восточною Донбасса, Азово - Кубанской равнины и Кубанской наклонной аккумулятивной равнины. Исследования проводились на территории Каменной
1 Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП "Интеграция" (проекты 5.1 — 116, 2.1 — А0054) и РФФИ (проект 99-04-49112).
Степи Воронежской области, в пределах Донецкого кряжа Ростовской области, Азово — Кубанской равнины Динской район Краснодарского края, Кубанской наклонной равнины Кочубеевский район Ставропольского края. Выстроившийся ряд представляет разнообразие ландшафтов, охватывающее всю степную зону от лесостепи до предгорий Кавказа. Для оценки влияния климатических характеристик на формирование новых участков переувлажнения, был проведен анализ многолетних годовых сумм атмосферных осадков по данным метеостанций соответствующих регионов.
Результаты и обсуждение.
Вековые и многолетние колебания осадков в каждом регионе имеют свои особенности, они хорошо отражены в монографиях Ф.З. Баталова (1968), О.А. Дроздова А.С. Григорьевой (1971). В работе А.А. Роде (1978), была предпринята попытка оценить цикличность колебаний атмосферных осадков и предложить методики более подробного анализа квазипериодических колебаний, для целей изучения водного режима почв. В этой работе проведен анализ многолетних рядов осадков по данным 42 станций за 70 — 80 летний период (1891 —1970 г). К сожалению, в число этих станций не вошли метеостанции, отражающие особенности рассматриваемых нами территорий, к тому же, на данный момент, период наблюдений составил более 100 лет, поэтому проведенный нами анализ, ставит своей целью дополнить ранее опубликованные материалы и определиться в оценке роли колебания количества атмосферных осадков в расширении локального переувлажнения степной зоны.
Первым объектом выбрана территория Каменной Степи, которая располагается на севере Калачского овражно — балочного южнолесостепного района лесостепной провинции Среднерусской возвышенности (Каменская степь, 1992 б). Изменение климатических характеристик оценивали по колебаниям годовой суммы осадков за весь период наблюдений на этом полигоне. Установлено, что в распределении хода годовой суммы осадков прослеживаются несколько десятков циклов 2 — 2 — 5 летних и два более 50 —летних, начало последнего 50 —летнего цикла совпадет с серединой столетия (рис.1).
900
i |
100
1897 1905 191? 1921 1929 1937 1945 1953 1961 1969 1977 1985 1993
годы наблюдений
Рис. 1. Диаграмма отклонений от средней многолетней годовой суммы осадков по метеостанции Каменная Степь. Fig. 1. Diagram of deviations from the long —term average annual precipitation amount: the Kamennaya Steppe weather station.
Подобные же оценки климатическим характеристикам этого региона давались и раньше (Каменная Степь, 1992 а; Коронкевич и др., 1998).
Проведенный расчет автокорреляционной нормированной функции сводился к определению и нанесению на график коэффициентов корреляционных связей между последовательно выбираемыми в результате сдвига на величину тлет значениями количества атмосферных осадков. Цикличность оценивалась по неоднократному переходу
автокорреляционной функции из положительной области в отрицательную, и по наличию высоких положительных всплесков функции, выходящей за пределы доверительных интервалов выбранного уровня значимости. При этом максимумом корреляционной функции характеризовалась длина периода цикличности, а по минимуму — половина длины периода циклов в анализируемом ряду (Ковалевский, 1976) (рис.2).
О 10 20 30 10 50 60 70 60 Э0
сдвиг по времена, год
Рис. 2. Диаграмма функции автокорреляции годовой суммы осадков по метеостанции Каменная Степь. Fig. 2. Diagram of the annual precipitation autocorrelation function: the Kamennaya Steppe weather station.
Положительный максимум корреляционной функции выходящей за пределы доверительного интервала соответствовал только циклу с периодом в 51 год, который в свою очередь имел выходящий за доверительный интервал минимум. Положительные всплески от 2—10 лет, выходя за доверительный интервал не имели перехода из отрицательной области в положительную, поэтому не могут рассматриваться как устойчивые циклы. На диаграмме функции автокорреляции годовой суммы осадков прослеживается еще один минимум, выходящий за пределы доверительного интервала с половиной длины периода 69 лет, по которому можно предположить существование периодичности большего масштаба, в пределах 140— 150 лет.
Для более подробной характеристики особенностей годовой суммы осадков в данном ряду наблюдений были использованы следующие показатели: годы отклонений, влажные и сухие годы. Годы отклонений — это годы лежащие за пределами 10% интервала от среднемноголетней величины. В свою очередь они делятся на годы влажные и сухие.
Десятилетие 1940—1950 гг. характеризуется отсутствием влажных лет, из 10 лет 5 лет были сухими, остальные лежали в 10% интервале среднемноголетней величины. Следующие десятилетия характеризуются увеличением влажных лет с пиком в период 1980-1990 гг. (табл. 1).
Следует заметить, что количество лет с отклонениями во второй 50 —летний цикл почти не отличается от начала века, однако есть существенная разница, во время первого цикла больше было сухих лет, а во второй период — влажных.
Контрастность режима начала века обусловлена большей амплитудой колебаний (разница между максимально сухим 1924 годом и максимально влажным 1925 составляет 522 мм), чем во второй половине столетия, где амплитуда колебаний между влажными и сухими годами 1981 и 1984 составляет 275 мм. Четко просматривается смягчение климатических характеристик для данной территории во второй половине столетия.
Таблица 1. Количество лет с отклонениями годовой суммы осадков и значений среднегодовой суммы осадков теплого полугодия по метеостанции Каменная степь Table 1. Number of years with deviation of the annual precipitation amount and average warm six months annual precipitation amount: the Kamennaya Steppe weather station.
Десяти— Годы, число Среднегодовая сумма осадков, мм
летия Влажные Сухие Всего лет с За год по За теплый % теплого
отклонениями десятилетиям период периода
1900-1910 1 5 6 380 253 66
1910-1920 3 2 5 481 330 69
1920-1930 3 3 6 479 321 67
1930-1940 1 4 5 407 288 70
1940-1950 0 5 5 375 250 67
1950-1960 1 5 6 408 234 57
1960-1970 3 0 3 483 275 57
1970-1980 4 0 4 498 273 55
1980-1990 5 1 6 513 309 60
1990-2000 4 2 6 — — —
Это явление связывается с завершением к середине 50 -х годов создания антропогенного парагенетического комплекса южнолесостепного и степного агроландшафта (Каменная степь, 1992 а), именно парагенетичность этого комплекса, взаимосвязанность и взаимодействие всех структур ландшафта (лесополос, полей, прудов) спровоцировало смягчение климата на фоне увеличивающегося количества осадков, обусловленных началом нового цикла. За период наблюдений изменился и характер осадков (табл. 1), последние десятилетия отличались большей долей осадков зимнего периода, а, как известно именно, эти осадки являются основными в пополнении водного запаса почвенно - грунтовой толщи.
1 |
Рис. 3. Диаграмма колебания уровня грунтовых вод для шурфа №1 Каменная Степь. Fig. 3. Diagram of the water — level fluctuation for dug pit № 1 of Kamennaya Steppe
Очень важным следствием векового эксперимента в Каменной Степи стал прогрессирующий подъем залегания уровня грунтовых вод, что при наличии и ранее существовавшей верховодки на моренных глинах привело к расширению ареалов междуречного недренированного типа местности, а на ряде участков — к заболачиванию и засолению (Каменная степь, 1992 б). Судя по графику изменения уровня залегания грунтовых вод (рис. 2), можно предположить, что, начиная с 70 —х годов, возобновились многолетние циклы колебания залегания уровня грунтовых вод, которые были характерны началу столетия.
Однако эти колебания идут уже на другом уровне, вероятно, он свидетельствует об установившемся равновесии и возвращении системы к обычному ритму функционирования, но в других условиях. Автокорреляционный анализ подтвердил, только 75 —летнюю цикличность в многолетнем режиме грунтовых вод.
Для расчета взаимосвязи режима грунтовых вод с режимообразующими факторами использован кросскорреляционный анализ. Согласно результатам анализа, в режиме грунтовых вод Каменной степи трудно установить зависимость от суммы атмосферных осадков. Это еще раз подтверждает тот факт, что цикличность атмосферных осадков только один из факторов — не всегда определяющий. Такое мнение высказывает и Н.И. Коронкевич (1998) указывая, что устойчивая тенденция подъема уровней грунтовых вод в Каменной степи объясняется не только трендом в усилении увлажнения, и влиянием большого количества созданных прудов, но и, по —видимому, снижением испарения в системе лесных полос, а также уменьшением транспирирующей способности древостоя по мере старения.
Таким образом, в условиях искусственно созданного ландшафта на территории Каменной Степи сложился своеобразный климат, который смягчил экстремальные проявления климатообразующих факторов, и создал условия для накопления дополнительной влаги в почвенно — грунтовой толще, которая при сочетании, с другими природными и антропогенными факторами способствовала проявлению локального переувлажнения.
Следующими точками, имеющими долговременные ряды наблюдений и расположенные в пределах агроландшафтов, в которых отмечено расширение локального переувлажнения, являются метеостанции Каменск — Шахтинск и Персиановка, находящиеся в пределах Октябрьского района Ростовской области и характеризующие Восточный Донбасс. Рассматриваемая территория относится к Донецкому бассейну Донбасса, явления расширения локального гидроморфизма стали отмечаться в ее пределах начиная с 70 —х годов (Минкин и др., 1991).
Картина хода изменений годовой суммы осадков по метеостанциям Персиановка и Каменск — Шахтинский имеют более контрастный характер, чем в Каменной Степи (рис. 4). Амплитуда колебаний между экстремальными по влажности годами составляет для Персиановки 423.5 мм (1915; 1918 гг.) и 522.3 мм (1975; 1977 гг.) для Каменск -Шахтинска 445 мм (1911; 1912 гг.) и 446 мм (1975; 1977 гг.), т.е. она практически не изменилась к концу столетия.
900 ------—...............,
0 --ТТТ--ГГГГ---ГТ......,!■■------.______.
1897 1907 1317 1327 1937 1947 1957 1967 1977 1967 1997
годы наблюдений А — метеостанция Персиановская
Рис. 4. Диаграмма отклонений от средней многолетней суммы осадков по метеостанциям Перисановская и Каменск —Шахтинский. Fig. 4. Diagram of deviations from the long —term average annual precipitation amount: the Persianovskaya and Kamensk — Shakhtinsky weather stations.
Автокорреляционный анализ не подтвердил наличие цикличности в ходе .[Многолетних колебаний суммы атмосферных осадков. Для Каменск — Шахтинска и j Персиановки линейный тренд за столетие составляет немногим более 50 мм осадков.
Распределение влажных и сухих лет несколько отличается от Каменной Степи (табл.2).
Таблица 2. Количество лет с отклонениями годовой суммы осадков и среднегодовой суммы осадков теплого периода. Table 2. Number of years with deviation of the annual precipitation amount and average warm period annual precipitation amount.
Десятилетия Осадки Среднегодовая сумма осадков, мм
Влажные Сухие Всего лет с За год по За теплый % теплого
отклонениями десятилетиям период периода
Каменск — Шахтинский
1900-1910 2 5 7 392 225 57
1910-1920 3 1 4? 485 309 63
1920-1930 — — — 407 219 54
1930-1940 1 7 8 392 247 62
1940-1950 1 1 2? 461 258 56
1950-1960 1 6 7 379 190 50
1960-1970 1 1 2 442 227 52
1970-1980 3 4 7 440 267 59
1980-1990 7 0 7 437 244 55
1990-2000 3 2 5 423 245 57
Персиановка
1900-1910 — _ — 434 267 60
1910-1920 2 3 5 447 249 55
1920-1930 2 4 6 496 288 58
1930-1940 4 3 7 429 226 52
1940-1950 1 4 5 479 246 56
1950-1960 4 3 7 512 247 48
1960-1970 4 0 4 504 310 61
1970-1980 4 3 7 466 275 59
1980-1990 3 3 6 480 296 60
1990-2000 2 3 5 — - -
Если для Каменск — Шахтинска количество влажных лет нарастает к концу века по десятилетиям, то для станции Пересиановка наибольший максимум влажных лет приходится на середину столетия. Не столь однозначно и изменение суммы осадков теплого периода. Он очень переменчив по десятилетиям, без ясно выраженного тренда. i
Насколько взаимосвязаны между собой колебания атмосферных осадков и уровни грунтовых вод проследить очень трудно, т.к. для этой территории нет долгосрочных наблюдений за их режимом. Однако исследования проведенные для бассейна р. Кундрьчьей (Назаренко, 1991) показали, что существует тесная связь между подземным стоком и количеством атмосферных осадков. Установлено, что в зависимости от стокоформирующих условий, грунтовая толща подвержена неодинаковому обводнению даже в пределах одного и того же региона к определяется не только атмосферными осадками, т.к. рассчитанные коэффициенты корреляции дебита родников и суммы атмосферных осадков по метеостанции Шахты имели положительное значение, но низкие величины (для родника №23 г = 0.31, родника №16 — г = 0.21, родника №9 — г = 0.19 и родника №5 - г = 0.35).
Для оценки запасов влаги в длительном ряду наблюдений были определены запасы влаги в почвенно — грунтовой толще за 30 —летний период. Использовались данные на начало весны, которые определяются накоплением влаги в промоченном слое за счет проникновения дождевой и талой воды в осенне-зимний период, остаточными запасами влаги после вегетации предшествующей культуры и парообразного передвижения влаги из нижележащих слоев (Свисюк и др., 1992).
Результаты промачивания почвенно- грунтовой толщи под различными культурами
показали, что_существует_ярко_выраженная цикличность, которая может быть
рассмотрена на двух уровнях —это 3 - 5 летние циклы, повторяющиеся без определенной регулярности и более длительный цикл, определивший тенденцию увеличения глубины промачивания на начало весны, начиная с 1948 года и_до 1981 года (рис. 5). Расчет корреляционных зависимостей установил, что глуоина промачивания на начало весны во многом определяется зимними осадками, коэффициент корреляции между глубиной промачивания и суммой осадков за зимний период (ноябрь —март месяцы) составил г=0,74_(при п = 38, z = 0.9505, tфакт = 5.86, tтeoр = 1.96 -коэффициент значим).
Не менее интересна динамика превышения запасов влаги в промоченном слое над НВ (наименьшей влагоемкостью), она тоже имеет явный цикличный характер.
годы наблюдений
Рис. 5. Диаграмма глубины промачивания почвы на начало весны в среднем по Октябрьскому району Ростовской области. Fig. 5. Diagram of the average soil soaking depth by the spring beginning in the Oktyabrsky District of the Rostov Region.
Начиная с середины 60 -х годов насыщенность влагой промачиваемого слоя превосходила наименьшую влагоемкость и была устойчивой в течение длительного времени вплоть до 1984 года (рис. 6).
.100,0 ..................' ■ ........................................-г-.....................
1948 1952 1956 1960 1964 1968 1972 1976 1960 1984 1988 1992 1996
Рис. 6. Диаграмма насыщения почвы влагой выше НВ на начало весны по Октябрьскому району Ростовской обл. (до 1990 г. данные по Свисюк, 1992г. после по метеостанции Персиановка). Fig. 6. Diagram of the soil saturation above field moisture capacity (FMC) by the spring beginning in the Oktyabrsky District of the Rostov Region (data before 1990: Svisyuk; data up to 1992 and after: the Persianovka weather station).
В дальнейшем с отклонениями в ± 20мм насыщенность почвы влагой находится на (уровне наименьшей влагоемкости до настоящего времени. В весенний период это /создает условия для свободного стекания влаги в нижележащие горизонты и пополнения их запасов в почвенно — грунтовой толще.
Гидрологический профиль почв степной зоны претерпел существенные изменения, за последние 20 лет сложился благоприятный водный режим для пополнения влагой почвенно — грунтовой толщи. Учитывая, что коэффициенты корреляции запасов влаги в промоченном слое и глубина промачивания не дают линейной корреляционной связи ни с суммой осадков (г == 0.40, z = 0.9505, t факт .= 5.85), ни с суммой летних (г = 0.32, z = 0.3317, t факт.= 2.04) и зимних осадков (г = 0.74, z = 0.973, t факт.= 5.99), а сумма осадков в основном обусловлена осадками летнего периода (г = 0.82, z = 1.188, t факт = 7.23), а не зимнего (г = 0.31, z = 0.331, t факт. = 2.04, для всех значений t теорет = 1.96) можно предположить, что пополнение запасов влаги происходит за счет еа Перераспределения и создания меньшего дефицита предшествующими культурами, с постепенным накоплением остаточного эффекта. В связи с этим был проведен анализ дефицита насыщения, складывающийся в почве после озимой
годы наблюдений
Рис. 7. Диаграмма дефицита насыщения (разница между НВ и запасом влаги на конец осеннего периода) под озимой пшеницей по метеостанции Персиановка. Fig. 7. Saturation deficit diagram
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2002, том 8, № 16
(difference between FMC and the holard by the fall end) under winter wheat: the Persianovka weather station.
Данные имеют короткий ряд наблюдения, но, по нашему мнению, хорошо дополняют представленный материал, т.к. показывают, что существует цикличность в условиях промачивания почвенно — грунтовой толщи с явным преобладанием периодов более благоприятных для просачивания влаги в нижние горизонты.
Для общей характеристики влагообеспеченности территории предложены условные показатели увлажнения, часто называемые индексами или коэффициентами. В основе их лежит положение, согласно которому степень увлажнения территории находится в прямой зависимости от количества осадков и в обратной — от испаряемости. Испаряемость рассчитывают по температуре, дефициту влажности воздуха или другим параметрам. Для метеостанции Матвеево — Курган, расположенной в пределах Донецкого Кряжа рассчитали следующие коэффициенты увлажненности: предложенный Г.В. Высоцким и разработанный Н.И. Ивановым (Кирюшин, 1996).
КУ = Р / F ,
где: Р — осадки за год, мм; F — испаряемость за год, определенная по испарению с поверхности водоемов, мм;
показатель увлажнения Д.И. Шашко (1985)
К = IP / Id,
где: IP — годовая сумма осадков, мм; Id — сумма дефицита насыщения водяного пара, мм;
коэффициент увлажненности О.З. Еремченко (1999)
КУ = Pi / Fi),
где: P1 - сумма осадков за гидрологический год, мм; F1 - испаряемость за май - август, мм;
Все примененные нами коэффициенты дают возможность проследить отчетливую цикличность увлажненности климата (рис. 8). Установлено, что особых различий в предложенных коэффициентах нет. Однако характер амплитуд колебаний разный. Для коэффициента по Шашко характерна меньшая амплитуда колебаний в начальный период до третьего цикла. Такая же тенденция, но менее контрастная, прослеживается и для коэффициента по Иванову. По - особому меняется амплитуда колебаний, выделенных циклов при расчете коэффициента увлажненности климата по Еремченко.
Все предложенные коэффициенты могут быть использованы для выявления степени изменения гидротермических условий в пределах степной зоны. Общим является закономерное увеличение периода цикла,. увеличение его амплитуды, с повышением
значений нижнего предела. Эти закономерности позволяют сделать вывод о наличии ренда в увлажнении последних десятилетий для территории Донецкого кряжа.
В пределах Азово — Кубанской низменности и Кубанской наклонной аккумулятивной равнины оценивались метеоданные по г. Краснодару и г. Невинномысску. Для Краснодара, несмотря на то, что отдельные годы (1976 и 1978) были довольно неблагоприятными по увлажнению, в целом можно отметить явную тенденцию к повышению влагообеспеченности в годовом и вегетационном циклах (Почвы..., 1996). В десятилетие 1985—1995 гг., по данным автора, так же отмечен избыток атмосферной влаги. По отношению к многолетним данным увеличение осадков в 1975—1985 гг. за вегетационный период и за год составило 17 и 20 мм; в 1985— 1995 гг. соответственно — 112 и 119 мм.
Нами проведен анализ метеорологической ситуации складывавшейся вокруг экологического стационара Балахоновское где количество осадков в более длинном ряду наблюдений, чем десятилетия 1975—1985, 1986—1995 гг., как это осуществлено у Ф.Р. Зайдельмана (1998), можно отметить, что данный период не является показателем избытка атмосферной влаги, а наоборот, к концу столетия отмечалось снижение количества влажных лет.
Рис. 8. Цикличность изменений коэффициентов увлажненности климата по метеостанции Матвеево — Курган (5 —летняя скользящая средняя). Fig. 8. Cyclicity of the climatic moisture changes: the Matveyevo — Kurgan weather station (a 5 —year moving average).
Проанализированный материал очень неоднозначен, но в тоже время прослеживаются общие тенденции. Они еще более видны при совместном анализе одного из показателей по всем метеостанциям. В качестве такого показателя выбран процент влажных лет по десятилетиям (рис.9).
Согласно представленной диаграмме, несмотря на определенные особенности в изменении количества влажных лет, все данные метеостанции подчинены общей цикличности, т.е. формирование многолетних колебаний атмосферных осадков для лесостепной и степной зоны Русской равнины подчиняется общим законам. Региональные особенности существуют и они хорошо видны на графике, со смещением на десятилетие, но кривая последовательно идет на подъем к началу третьей части столетия и снижается в последних десятилетиях. Максимум влажных лет приходится на десятилетия 1960—1980 —х годов и только в Каменск — Шахтинске он в эти десятилетия нарастает и имеет максимум в предпоследнем десятилетии столетия. Еще одна общая закономерность, если в начале столетия из числа лет с отклонениями, влажные в своем максимуме составляли от 40 до 80%, то к концу столетия они достигают 100%.
120 - ------------- ■■-- ----------.-------------—...... .
1900- 1910- 1920- 1930- 1940- 1950- 1960- 1970- 1980- 19901910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Ряд1 • • Ряд2 РядЗ —н— Ряд4
Каменск-
Каменная стбпь Шахти некий' Перепаковка Невикномысск
Рис. 9. Диаграмма процента влажных лет за десятилетия. Fig. 9. Decade moist year percentage diagram
Интересно и распределение суммы осадков во влажные годы за десятилетия. Здесь также есть общие закономерности для отдельных станций. Можно сказать, что сумма дополнительной влаги, которая приходила на рассматриваемую территорию в начале столетия была меньше, чем в конце по всем станциям, однако, максимум лежит в разных десятилетиях. Так, для Каменной степи это 80 — 90 годы, для Каменск Шахтинска и Персиановки — 70 — 80 —е и для Невинномысска 50 —60 —е годы. Переходя от Предгорий Кавказа к Каменной Степи, максимум увлажнения смещался по десятилетиям, повторяя временной ряд особого значения в рассматриваемом регионе.
Заключение
В каждом из рассматриваемых регионов лесостепной и степной зон в течение столетия колебания суммы атмосферных осадков подчинены определенным закономерностям.
1. Сумма атмосферных осадков поступавших на территорию каждого региона в начале столетия была меньше, чем в конце. Более значимы эти различия для лесостепной зоны.
2. Периоды дополнительного поступления атмосферных осадков в рассматриваемые регионы приурочены к разным десятилетиям.
3. Водонасыщенность грунтовой толщи имеет свою цикличность не всегда совпадающую с цикличностью атмосферных осадков. Определенный вклад в пополнение грунтовой толщи вносит сельскохозяйственная деятельность человека. Пополнение запасов влаги в почвенно — грунтовой толще происходит за счет перераспределения осадков и создания меньшего дефицита предшествующими культурами, с постепенным накоплением остаточного эффекта.
4. Для лесостепной зоны вклад климатических предпосылок в расширение локального переувлажнения черноземов более существенен, чем для степной зоны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баталов Ф.З. Многолетние колебания атмосферных осадков и вычисление норм осадков. Л:Гидрометеоиздат, 1968.
2. Гвоздецкий В.М., Заморий П.К. Мочары на Тульчинщине // Ж. геолого — географического цикла. 1933. № 2. С. 5—12.
3. Дроздов О.А., Григорьева А. С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков на территории СССР. Л., Гидрометеоиздат, 1971.
4. Еремченко 0.3. Природно — антропогенная эволюция солонцов. Автореф. дисс. докт. биол. наук. Новосибирск, 1999. 32 с.
5. Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В .И., Ангелов Е. Н., Давыдов А.И. Почвы мочарных ландшафтов — формирование, агроэкология и мелиорация. М.: Изд —во Моск. Унта, 1998. 160 с.
6. Каменная Степь: Лесоаграрные ландшафты. Воронеж.: Изд —во ВГУ, 1992 а. 224 с.
7. Каменная Степь — 100 лет спустя. Юбилейный сборник. Воронеж, 1992 б. 271 с.
8. Кирюшин В.И. Экологические основы земеледелия. М. Изд —во Колос, 1996. 364 с.
9. Ковалевский B.C. Многолетние колебания уровней подземных вод и подземного стока. М: Наука, 1976. 280 с.
10. Коронкевич Н.И., Зайцева И. С, Долгов СВ., Ясинский СВ. Современные антропогенные воздействия на водные ресурсы. Изв. РАН. Сер географическая. 1998. №5. С. 55-68.
11. Минкин М.Б., Калиниченко В.П., Назаренко О.Г. Мелиорация мочаристых почв Восточного Донбасса. М.: Изд-во МСХА, 1991. 130 с.
12. Назаренко О.Г. Коллоидно — химическая природа поглощающего комплекса мочаристых почв Восточного Донбасса. Дисс. канд. биол. наук. Москва, 1991. 206 с.
13. Полупан Н.И., Нестеренко А.Ф., Яровенко Е.В. О мочарах и мочаристых почвах // Почвоведение. 1983. №12. С. 5-16.
14. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Краснодар, 1996. 191 с.
15. Роде А.А. Многолетняя изменчивость атмосферных осадков и элементов водного баланса почв //Вопросы водного режима почв. Л.: Гидрометеоиздат. 1978. С. 3—129.
16. Сувак П.А. Мелиорация мочаристых и солонцовых почв Молдавии. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1977. 105 с.
17. Свисюк И.В., Русеева З.М., Федотова Л.В. Погода и урожай зерновых культур. Санкт — Перербург: Гидрометеоиздат. 1992. 224 с.
18. Холмецкий A.M. К условиям образования гидроморфных почв Северо-Запада Молдавии. // Вопросы исследования и использования почв Молдавии. Кишинев, 1965. Вып.З. С.27-34.
19. ШашкоД.И. Агроклиматическое районирование СССР. Л.:Гидрометеоиздат, 1985. 204 п.
20. Шестаков И.Л., Сувак П.А. Временные методические указания по обследованию мочаристых почв. Кишинев: СКП Молдгипрозем, 1972. 25 с.
CYCLICITY OF THE AVERAGE ANNUAL PRECIPITATION AS A NATURAL PREMISE FOR LOCAL WATERLOGGING EXPANSION WITHIN BLACK EARTHS
© 2002. O.G. Nazarenko*, N.B. Khitrov**, P.P. Gritsenko*, V.G. Ionova*
*346493 Don-Land State Agrarian Universit.
Rostov Region, Oktyabrsky District, Vil. Persianovsky,DonGAU, Russia ** Soil Institute after V.V.Dokuchaev,Moscow, Russia
Local waterlogging expansion within black earths is a dangerous phenomenon leading to the planet's most fertile soils degradation. The impetuous growth of hydromorphic soils in the steppe zone is simultaneously conditioned by two factors, one being natural and anothei anthropogenic. We have assessed the role of the cyclicity of the average annual precipitation as the natural premise for local waterlogging expansion within black earths in various areas belonging to forest-steppe and steppe zones, and traced a regularity in the water saturation of soil of several regions.
The investigation was based on the analysis of long-term annual precipitation amounts provided by the weather stations in Kamennaya Steppe of the Voronezh Region; within the Donets Range of the Rostov Region; Azov-and-Kuban Plain, Dinskoy District of the Krasnodar Territory; Kuban sloping plain, Kochubeyevsky District of the Stavropol Territory.
It has been ascertained that the amount of the precipitation falling on the territory of each region was in the century beginning less than it in its end. The periods of additional precipitation in the above regions were timed to various decades: the 1980s-1990s for Kamennaya Steppe, the 1970s-1980s for Donets Range, and the 1950-1960s for Kuban sloping plain. Moving from the Caucasian foothills to Kamennaya Steppe, the maximum humidification shifted one decade after another, thus somewhat following the temporal series of special attention to overdamping in the regions concerned. The contribution of the climatic conditions to the black earths local waterlogging is more significant for the forest-steppe zone than for the steppe zone.
Soil water saturation has its own cyclicity which dies not always coincide with the precipitation cyclicity. A definite contribution to soil saturation is made by man's agricultural activity. Moisture replenishment occurs in soils due to precipitation redistribution and creation of lesser deficit by the previous crops, with a gradual residual effect accumulation.
