Введение к работе
Актуальность темы. Современное глобальное изменение климата окажет существенное влияние на производство продуктов питания, уровень которого определяется продуктивностью растениеводства. В связи с этим с точки зрения развития науки одним из актуальнейших направлений климатологии является оценка воздействия изменений климата па человеческое общество. Особенно актуальна эта проблема для Украины - одного из основных производителей продуктов растениеводства, расположенной в зоне неустойчивого климата.
Исследованию современных агроклиматических условий Украины посвящено большое количество работ /С.А.Сапошикова, 1964; П.Ф.Прихотько, 1967; Бучинский И.Е., 1963; Логвинов К.Т., 1976 и др./. Они содержат, главным образом, описание и районирование для средних многолетних климатических условий применительно к вегетационному сезону в целом или отдельным месяцам без привязки к отдельным периодам развития растений.- Мевду тем от фазы к фазе меняются оптимальные условия развития растений а последствия изменений климата. Систематической проработіш условий для меняющегося климата вообще не делалось, если не считать экстремальных засух, которые останутся таковыми и при изменении климата.
Важнейшими и лучше предсказуемыми характеристиками изменений климата являются температура воздуха и осношыз черты циркуляции, от которой зависят осадки. Аномалии этих характеристик, в отличие от осадков, охватывают площади соизмеримые с площадью всей Украины, что позволяет выполнить сравнительный анализ отдельных ее районов.
В настоящей работе ш на основе анализа климатических условий для каждой из биологических фаз развития выбранной культуры, стремились получить представления об изменениях условий ее выращивания при изменении климата, а такке об изменении ареалов оптимального
выращивания. Определение ареалов является важнейшей прикладной задачей, позволяя давать рекомендации для конкретных территорий и хозяйств.
На необходимость проведения прикладных климатологических исследований указывается в работах ряда ученых /Герасимов И.П., Будыко М.И., Израэль Ю.А., Федоров Е.К. и др./, а также в решениях Международных конференций /Стокгольм, 1971; Женева, 1990; Филлах, '1985/, заявлений ряда научных совещаний и организаций, /Всемирная метеорологическая организация, Международный совет научных союзов/.
Изложенные вопросы важны практически для всех сельскохозяйственных культур. В качества объекта исследования выбрана озимая пшеница так-как Украина ябляєтся.одним из осноеных производителей .зерна в странах содружества и основной зерновой культурой, районированной по всей территории страны.
Актуальность постановки задачи на уровне конкретных территорий с учетом всех периодов развития озимой пшеницы определяется , также накоплением данных агрометеорологических станций и внедрением в практику исследований новой вычислительной техники, позволяющей учесть эти данные в достаточно полном обьеме.
Цель работы. На основе детального учета биологических особенностей озимой пшеницы изучить основные параметры.агроклиматических условий ее развития, а также определить тенденции их возможных изменений для различных климатических-сценариев в отдельных природных регионах и в целом по территории Украины. В процессе исследования подлежали решению следующие 'задачи :
изучение состояния современного климатического и агрокли- . матического районирования Украины; '"
оценка тенденций фактически-, наблюдаемых изменений основных климатических показателей по природным зонам Украины; .
уточнение пределов толерантности растений озимой пшеницы по отношению к факторам тепло- и влагообеспеченности основных периодов их вегетации;
характеристика особенностей агроклиматических условий обеспеченности территории Украины теплом и влагой в процессе прохождения растениями озимой пшеницы основных периодов развития;
изучение изменений агроклиматических условий в годы с аномальной интенсивностью зональной и меридиональной циркуляции атмосферы, а такие в теплые и холодные годы, рассматриваемых в качестве сценариев возможных изменений климата в будущем.
Методика исследований. Исследования выполнены по результатам наблюдений на 60 агрометеорологических станциях Украины за период с 1966 по 1987гг. При обработке первичных материалов использованы общепринятые статистические и картографические методы анализа результатов климатических и агроклиматических наблюдений.
Согласно, схемы исследований первоначально дана характеристика распределения и. тенденций изменения основных климатических и агроклиматических показателей, по природным зонам Украины. Затем проведен анализ принятого в настоящее время ' агроклиматического районирования изучаемой территории.-' Далее исследованы основные характеристики средних'многолетних агроклиматических условий основных периодов развития озимой пшеницы; "посев-всходы", "всходы -3-й. лист", 3-й Лист - кущение", "кущение-- прекращение осенней вегетации", "возобновление весенней вегетации - выход в трубку", , "выход в трубку' - колошение", "колошение - цветение", "цветение -молочная спелость", "молочная - восковая-спелость", "восковая -полная спелость". Период перезимовки /от прекращения осенней вегетации .до' ее весеннего возобновления/ в работе не рассматривался. Его характеристики /например,' высота снежного покрова/ отличны от
характеристик вегетационного периода и не могут быть с ними интегрированы. Климатические условия этого периода составляют отдельную проблему.
На следующем этапе уточнены пределы толерантности растений озимой пшеницы по отношению к факторам тепло- и влагообеспеченнос-ти. Получены оценки агроклиматических условий при различных уровнях урожайности культуры. ' Проведена оценка степени благоприятности агроклиматических условий для основных периодов развития культуры и ее аегетационного периода в целом, которая основывается на системе балльных оценок. Изучены основные их особенности в теплые и холодные годы, а также в годы с различной интенсивностью зональной и меридиональной циркуляции' атмосферы. Выполнено районирование территории Украины по степени благоприятности для возделывания озимой пшеницы для средних современных агроклиматических условий и для возможных сценариев их изменений в будущем.
Научная новизна. Впервые получены следующие результаты :
-
Дана количественная характеристика агроклиматических ресурсов территории Украины по факторам тепло- и влагообеспеченнос-ти при возделывании озимой пшеницы для каждого из'межфазных периодов развития растений.
-
Получены детализированные оценки толерантности озимой пшеницы по отношению к фактора/л тепло- и влагообеспеченности.
-
На основе анализа рядов урожайности и климатических элементов определены годы повышенной и пониженной климатически обусловленной урокайности. Выделены годы температурных и циркуляционных аномалий, использованные в дальнейшем в качестве сценариев, возможных изменений климата.
-
На осново анализа эмпирических данных устаношшны различия мевду оценками тепло- и влагообеспечзнности кег.фазных перио-доз развития озимой пшеницы по природно-климатическим зонам и в целом по Украине при различном уровне урожайности.
-
Уточнены границы территорий на которых наблюдаются благоприятные и неблагоприятные агроклиматические условия для возделывания озимой пшеницы, определены регионы гарантированного производства зерна данной культуры.
-
Получены опенки изменения агроклиматических условий по периодам развития и бегетации растений озимой пшеницы в годы с различной интенсивностью циркуляционной деятельности, а таке в теплые и холодные годы.
Практическая ценность. Полученные в работе оценки агроклиматических условий развития озимой пшеницы з различных климато-географических регионах республики, а такае тенденций их возможных изменений в ряде климатических ситуаций, могут, быть использованы при обосновании изменений региональных планов раэмеаения по-сепоэ озимой пвеннцы на Украине.
Материалы диссертации вклячены в научные отчеты за І9В8-9ЇГГ. по темо: "Разработать и внедрить методы и приеш -прогнозирования и управления технологическими процессами возделывания сельскохозяйственных культур, разработать АСУ "Агропрогкоз" на уровне область-республика" /№ гос.регистрацип ОЇ.З.СО 002,601/, которая выполняется з рамках республиканской государственной кёаведоаст-венкой программы "Агропрогноз" и испояь'зуатся іісл оперативном об-
елушвании областей Украины агрометеорологической кнфорюциой и
.і
прогнозами. .'.;
Основные положения, виносимые на защиту :
-
Эмпирические данные об агроклиматических ресурсах Украины по факторам тепло- и влагообеспеченности для основных межфазных периодов развития озимой пшеницы.
-
Характеристика агроклиматических условий развития озимой пшеницы при различном уроЕне урожайности по природно-климатическим зонам' и в целом по Украине.
-
Агроклиматическое обоснование, и характеристика пределов толерантности растений озимой пшеницы по отношению к факторам тепла и влаги в процессе их вегетации. '
-
Районирование территории по степени благоприятности выращивания озимой пшеницы с учетом всех периодов ее развития.
w 5. Выводы о влиянии аномальной интенсивности циркуляционной деятельности, а также различных .климатических ситуаций /теплые и ' холодные годы/ на изменение агроклиматических условий в различных регионах республик? при возделывании озимой пшеницы. Использование этих быеодов для оценки условий выращивания пшеницы для сценариев возможных климатических изменений и ожидаемых при них смешений в агроклиматических районах.
Аппробаиия работы и публикации. Результаты работы были долонены на III Всесоюзном симпозиуме "Физические аспекты теории климата" /Обнинск, 1987г,/, научно-производственном совешании "Агрометеорологическое обеспечение агропромышленного комплекса Украинской ССР" /Львов, 1987г./, на УІ Всесоюзном совещании по проблемам изменения климата и- мониторингу климата и атмосферы /Ленинград, 1990/, на конференции "Прогностические аспекты погодных и климатических изменений и учет их последствий на экономику, природную среду и здоровье населения" /Киев, 1991г./,
на конференции "Агрометеорологические ресурсы и продукционные
процессы в растениеводстве" /Киев, 1991г./. Также на семинаре Отдела мониторинга природной среды и климата УкрНИГШІ /1987,1988гг./ Отдела агрометеорологии УкрНИГШІ /1989г./, семинаре- Отдела климатологии и гидрологии института.географии Российской АН /1990г./, методическом совете УкрНИПТИ "Агроресурсы" /1990г./.
Основные материалы диссертации опубликованы в 4 статьях и тезисах докладов научно-практической конференции.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Обьем работы 102 страницы машинописного текста, в том числе 25 рисунков и 21 таблица. Список литературы содержит 133 наименования.
