CC BY
67
Учёт тепловых ресурсов и оценка эффективности их эксплуатации в агросистемах Оренбургской области
О.К. Рычко, д.географ.н.,
А.Н. Горшенин, инженер, Оренбургский ГПУ
Сельскохозяйственные угодья (агроландшафты), по результатам исследований ряда авторов [1, 2, 3 и др.], практически всегда характеризуются сложностью и разнообразием формирующих их природных условий и ресурсов, что вызывает необходимость дифференцированного учёта последних, в том числе тепловых ресурсов (ТР) и теплообеспеченности (ТО) местности, в значительной мере предопределяющих структуру и режимы различных видов природопользования в заданных агросистемах.
Особая проблема определения эффективности использования ТР (выражающаяся в отсутствии методов её расчётов, ввиду сложности подоб-
ных оценок, обусловленных нематериальным характером ТР) решается путём подготовки концепций и принципов создания специальных методик, методов и способов, базирующихся на объективной, оперативной и долгосрочной информации о ТР и ТО.
Главными направлениями исследований в рамках отмеченной проблемы следует считать установление или уточнение закономерностей внутригодовой и внутрирегиональной трансформации термического состояния местности и разработку теоретической базы и методического аппарата оценки эффективности использования ТР степных агроландшафтов.
При оценке термических и влажностных условий местности используется понятийнотерминологический аппарат, специфичный для
характеристики термических процессов и ресурсов агросистем [4]:
— агроландшафт (агросистема) — совокупность размещенных и функционирующих на заданной территории агроценозов, требующих осуществления комплекса агротехнических мероприятий, необходимых для получения запланированной продуктивности;
— термические (тепловые) ресурсы агроландшафта — выраженные в условных единицах суммы тепловой энергии, накопленные на конкретной территории за определённый период — сутки, декаду, месяц, год;
— теплообеспеченность агроландшафта — сравнительная характеристика сопоставления фактических или прогностических величин термических ресурсов агросистемы с их заданными (нормативными) значениями для установленного периода;
— оценочно-прогностические схемы определения термических ресурсов и теплообеспечен-ности агроландшафта — совокупность способов, алгоритмов и процедур определения фактического и ожидаемого количества и/или качественного состояния ТР и ТО;
— стоимость использования термических ресурсов — цена эксплуатации определённого количества ТР, вовлечённого в производственный процесс.
Анализ традиционных методик, применяемых для оценки термического состояния любой территории, показывает, что большинство расчётных схем требуют существенного обновления либо вследствие их устаревшей сущности, либо ввиду недостаточно полного и корректного учёта природных факторов, специфичных для конкретного региона, обусловливающих те-плообеспеченность степной агросистемы [4]. Это предполагает модернизацию существующих оценочно-прогностических способов методическими схемами, способными давать объективные результаты при определении параметров ТР и ТО местности.
При этом учёт ТР через суммы активных температур воздуха (САТВ), как объективного показателя ТР, для сезонных и внутривегетаци-онных периодов может производиться согласно моделям, предложенным О.К. Рычко по схеме [4]:
До, Д5, Д10 ^ Т, (1)
где Д0, 5,10 — дата устойчивого перехода средней суточной температуры воздуха, соответственно, через 0°, 5°, 10 °С весной;
Т — суммы активных температур воздуха, °С — термических ресурсов для заданного сезонного или внутривегетационного периода.
Под эффективностью вообще понимается относительный показатель результативности
(положительная величина), определяемый через сопоставление эффекта, как результата деятельности, с затратами, обусловившими этот эффект. Эффективностью природопользования следует считать результативность экологических, социальных и экономических факторов (эффективностей) использования природных ресурсов и эксплуатации природной среды. При этом ресурсную эффективность можно трактовать как отношение полезного действия по эксплуатации конкретного ресурса к затраченным средствам, рассчитанное в условных единицах и выраженное в процентах или числовым коэффициентом [5].
Определение эффективности мероприятий по рациональному сельскохозяйственному природопользованию (включая ТР) базируется на следующих главных принципах [6, 7]:
— в качестве эффекта рассматривается удовлетворение потребностей в условиях жизнедеятельности и воспроизводственного процесса;
— сохранение природно-ресурсного потенциала для последующего использования;
— результат может быть оценен только через степень рационализации природопользования;
— требуемые мероприятия необходимо рассматривать в комплексе и с учётом их взаимосвязи и взаимообусловленности.
Под экономической эффективностью следует понимать соотношение между результатами любой деятельности и ресурсными затратами на неё, выраженными в стоимостной оценке. К примеру, экономическая эффективность от информационного обеспечения агрометеорологическими прогнозами конкретной агросистемы определяется отношением эффекта от прибавки урожая сельскохозяйственной продукции на конкретной площади, закупочной цены на данный вид продукции и затрат на производство единицы урожая к затратам на составление агрометеорологического прогноза и реализацию мероприятий, предопределённых этим прогнозом [8]. В частности, агрометеорологический прогноз урожайности отдельных видов культур может обусловливать сокращение или расширение посевной площади или изменение структуры посевных площадей, которые обеспечивают максимум дохода от сельскохозяйственной деятельности. Как таковая, экономическая эффективность от применения указанной прогностической информации выражается отношением доли эффекта от использованного прогноза к единице затрат потребителя на соблюдение прогноза [8].
Поскольку сельскохозяйственный комплекс взаимодействует со сложной системой природных условий (из числа которых агрометеорологические факторы являются наиболее изменчивыми и активными), то их влияние на объекты и процессы аграрного производства,
в особенности на продуктивность культурных растений, в значительной мере обусловливает количество и качество урожая, его стоимость, а также — производительность труда [1]. В связи с этим при оценке эффективности (в особенности экономической) необходимы показатели урожайности заданных групп сельскохозяйственных культур (СХК) в конкретной агросистеме (табл. 1).
1. Урожайность и экономический эффект по группам сельскохозяйственных культур Оренбургской области
Группы сельскохозяйственных культур Урожай- ность (ц/га), средняя ТР (°С), фактически используемые СХК Экономический эффект продукции (тыс. руб./ га)
Зерновые:
озимая пшеница 18,8 2000 5,5
озимая рожь 16,1 2000
яровая пшеница 10 2000
овес 11,6 2300
ячмень 13,2 1700
гречиха 8,9 2100
просо 10,2 2000
кукуруза 21,7 2600
на зерно
Корнеплоды:
свекла столовая 250 2300 250
морковь 220 2400 220
редис 100 500 150
редька 200 1900 300
репа 125 1900 187,5
221,5
Клубнеплоды:
картофель 200 2300 200
Бобовые:
горох 15 1400 15
Овощные:
капуста 250 2800 250
помидоры 250 2400 250
петрушка 150 2600 375
укроп 120 2600 300
сельдерей 150 2800 450
кинза 100 2600 300
салат 150 500 525
щавель 80 500 200
сладкий перец 120 2400 180
огурцы 180 2200 180
баклажаны 150 2400 300
кабачки 200 2200 200
лук 150 1600 150
чеснок 100 1200 200
266,7
Травы:
люцерна 10 1200 5
кукуруза 91 1400
на силос
Способы расчёта экономической эффективности (ЭЭ) природопользования, опирающиеся на неэкологичные критерии отечественного централизованного планирования и заимствования аналогичной зарубежной практики подобных оценок, являются в настоящее время малоприемлемыми. Поэтому возникает потребность разработки специальных новационных методов оценки ЭЭ (от эксплуатации отдельного вида природно-теплового ресурса), пригодных для решения соответствующих социальных, экономических или экологических задач [8].
Несмотря на повышение культуры земледелия, относительная зависимость продуктивности СХК от погодных (в том числе термических) условий всё ещё значима, что определяет колебания урожаев от года к году. Поэтому информация о ТР необходима при расчётах ЭЭ ресурсопользования, особенно в специфической природно-хозяйственной обстановке конкретного региона. К примеру, на формирование 10 ц урожая яровой пшеницы в агроклиматических условиях Оренбургской области необходимо затратить ТР в количестве 2000 °С.
Обеспечение данными о ТР необходимо для более оперативного управления реализации агротехнических приёмов, предопределяемых сложившимися и ожидаемыми агрометеорологическими условиями, а комплексное изучение закономерностей формирования урожая культурных растений в системе почва — растение — атмосфера возможно лишь на основе количественной оценки ТР как значимого геофизического фактора [1]. Поэтому специалистам сельского хозяйства, в особенности растениеводства, необходимо рационализировать использование ТР для повышения продуктивности аграрного производства и получения максимально возможного комплексного социально-экологоэкономического эффекта.
С учётом вышеизложенного нами предлагается усовершенствованная схема оценки ЭЭ от использования ТР в агросистемах типичного Южно-Уральского региона — Оренбургской области, она представлена на рисунке 1. Концептуальная модель данной блок-схемы включает положения о возможности использования ТР, остающихся после уборки конкретной (к примеру, зерновой) СХК до конца теплого периода, то есть — до Д5 осенью для их полной вегетации, что позволяет получить максимальную величину фитомассы (урожая) за весь климатически обусловленный вегетационный период, а значит — наиболее эффективно использовать ТР в конкретных природно-хозяйственных условиях.
[ТР вегетационного периода] ^
[ТР за расчётный (внутривегетационный) период] ^ [количество ТР, затрачиваемого на единицу продуктивности агроценозов] ^ [ЭЭ использования ТР за расчётный период для заданной агросистемы]
Рис. 1 - Блок-схема алгоритма расчёта экономической эффективности использования тепловых ресурсов
В соответствии с указанной блок-схемой рекомендуется следующий порядок расчёта ЭЭ для двух компонентов агросистемы: агроценоз озимой пшеницы — агроценоз редиса. При этом в расчётной схеме учитываются: продолжительность климатически обусловленного вегетационного периода для Южного Урала — Оренбургского района Оренбургской области, как отрезка времени, заключённого между датами перехода через 5 °С весной и осенью — Д5; срок окончания вегетации озимой пшеницы — С; сумма ТР за оставшийся до Д5 осенью период — Т5; сумма ТР, необходимая для формирования урожая редиса — ТР; урожайность редиса — У; стоимость единицы урожая редиса — Ц.
Дано: С наступило 20 июля, тогда Т5 равняется 1600 °С, а ТР составляет 500 °С. Тогда, с учётом исходных данных по С, Т5, ТР и величины урожая редиса 100 ц/га, получим:
Т5 (1600 °С) / ТР (500 °С) = 3 урожая редиса (3 ■ 100 = 300 ц).
Поскольку стоимость 1 ц редиса составляет 1500 руб., то общая стоимость трёх урожаев редиса определится как 300 ц ■ 1500 руб. = 450 тыс. руб., что и является экономической эффективностью использования ТР конкретным агроценозом.
Изложенная методическая схема расчёта ориентирована на средние показатели урожайности СХК, и при использовании максимальных значений последней, соответственно, возрастёт экономическая эффективность от эксплуатации недоиспользованных ТР.
Таким образом, вышеизложенное позволяет заключить:
1) обзор применяемых способов учёта ТР показывает, что наиболее пригодным из них для
Оренбургской области является метод, предложенный О.К. Рычко;
2) анализ существующих схем расчёта эффективности использования ТР или информации о них свидетельствует о том, что они нуждаются — относительно тепловых ресурсов — в кардинальном усовершенствовании либо в разработке новых специальных методов;
3) разработанные авторами региональные методы оценки эффективности использования ТР и данных о ТО отражают специфичные природно-хозяйственные условия конкретных агроландшафтов и могут считаться надёжными при определении результативности эксплуатации нематериальных природных ресурсов и применяться в качестве типовых для других территорий с аналогичными региону исследований агрогеографическими характеристиками;
4) предлагаемые новационные базовые теоретические положения и методические алгоритмы возможны к применению в качестве модельных и при определении других (материальных) природных ресурсов заданных участков сельскохозяйственных угодий мезо- и микромасштаба и найдут широкое применение в агроэкологи-ческой, научной, проектной, образовательной, хозяйственной, информационно-ресурсной и других видах деятельности.
Литература
1. Давид Р.Э. Избранные работы по сельскохозяйственной метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1965. 226 с.
2. Климат России / под ред. Н.В. Кобышевой. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. 655 с.
3. Чирков Ю.И. Агрометеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 297 с.
4. Рычко О.К. Методологические модели мониторинга агрометеорологических условий и агроклиматических ресурсов в аридных сельскохозяйственных ландшафтах. Оренбург: ОГПУ, 2009. 196 с.
5. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.
6. Методика определения экономической эффективности использования гидрометеорологической информации в народном хозяйстве. Л.: Ротапринт ГГО, 1985. 26 с.
7. Таран В.В. Энергетическая эффективность и формирующие ее факторы в сельскохозяйственном производстве России. М.: Научно-исслед. ин-т информации и техн.-экон. исслед. агропром. комплекса, 1995. 46 с.
8. Хандожко Л.А.Экономическая эффективность метеорологических прогнозов. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 2008. 145 с.
