Динамика температуры верхних почвенных горизонтов в Амурской области
УДК 502. 654
Динамика температуры верхних почвенных горизонтов в Амурской области
Морина О.М., Демидова Т.С. Тихоокеанский государственный университет
o.morina@mail.ru
В статье рассматривается изменение климатических условий верхних почвенных горизонтов в последние 50 лет в Амурской области – основной житнице Дальнего Востока. Выявлены следующие типы направлений: рост и понижение, а также стабильное состояние динамики почвенных температур, ареалы распространения которых распределены неравномерно.
Ключевые слова: динамика температуры, зоны потепления и похолодания, стабильное протекание процессов.
Dynamics of temperature of the top soil horizons in the Amur region
Morina O.M., Demidova T.S.
The article deals with changing climatic conditions in the upper soil horizons in the last 50 years in the Amur region - the main granary of the Far East. Identified the following types of areas: growth and reduction, as well as the steady state dynamics of soil temperature ranges of distribution are not evenly distributed.
Keywords: dynamics of the temperature, zone of warming and cooling, a stable flow of processes
Тепловой режим играет большую роль в почвообразовании, т.к. с ним связана энергия, происходящая в почве биологических, химических, физических и биохимических процессов. Он оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растений. Так, температурные интервалы прорастания семян различных сельскохозяйственных растений свидетельствуют о тесной зависимости между тепловым состоянием почвы и начальными жизненными функциями растений. С температурой связана растворимость в воде минеральных соединений, кислорода, углекислого газа, скорость поступления в растения питательных элементов и влаги. Температура почв имеет непосредственное значение в жизнедеятельности почвенной микрофлоры. Оптимальные условия для развития большинства организмов создаются при 25-300 С.
1
Вместе с тем, основная задача сельскохозяйственного землепользованиямаксимальное неистощительное использование биолого-климатического потенциала земли для получения экологически полноценной пищевой, кормовой и другой продукции, при условии сохранения общего равновесия территории.
Амурская область охватывает разнообразные ландшафты: от горнотундровых среднегорных до широколиственно-лесных низменно-равнинных, на стыке резкоконтинентального и притихоокеанского секторов.
По комплексному почвенно-агромелиоративному районированию пахотных земель Приамурье входит в Дальневосточный лугово-таежный регион слабо и выше среднего обеспеченности теплом [3].
Населением почвы Амурской области используются много тысячелетий. Русские впервые проникли на Амур еще в XIY веке, когда метеорологии как науки еще не существовало. Основные источники знаний о климате встречаются в письмах первооткрывателей, донесениях Пояркова и талантливые отчеты Е.Хабарова. Главнейшим стимулом посылки Пояркова на Амур были поиски «новой землицы и неясачных инородцев». Во времена Пояркова низовья Зеи до устья были заселены хлебопашцами. При впадении Зеи в Амур выращивали 6 видов зернобобовых: ячмень, овес, просо, гречиху, горох, коноплю, а также овощи и фрукты: огурцы, мак, бобы, чеснок, яблоки, груши, орехи. Хлебом торговали с Монголией. В Албазине в 1687 г. цены на хлеб стояли: 1 пуд овса – 9 копеек, пшеницы -12; гороха и конопляного семени – 30 коп. Урожайность была достаточно высокая. В 1861 г посеяно было 120 пудов, собрано 450. В устье реки Селемджи разводились лошади, коровы, бараны, свиньи, куры. Е Хабаров поставил р. Амур по количеству рыбы выше Волги, что впрочем соответствует действительному положению. В р. Амур водится 103 вида рыб против 77 видов в Волге. Негативным моментом являлось то, что земледелие страдало из-за разливов реки Зеи, которая затапливала пашни [6] На современном этапе слабо используются климатические ресурсы Приамурья, в частности, тепла культурными ценозами. Об этом свидетельствует то, что урожаи зерновых культур одинаковы как для первой термической зоны с суммами температур более 100С в 2000-22000С, так и для четвертой, где они составляют 1400-16000С [1]. Зачастую невысокая эффективность землепользования связана с недоучетом динамики ландшафтов и морфотектоники. Естественный период цикличности глубины сезонной мерзлоты и уменьшение ее почти на 130 см в период с 1934 по 1964 гг [4] закончился в 70-е годы и сейчас глубина сезонного промерзания достигает 250-320 см. Вместе с тем, изучению почвенных температурных условий уделяется гораздо меньше внимания, чем температуре воздуха. В связи с этим, при разработке сценариев на ХХ1 век следует учитывать не только вероятность глобального потепления климата и его влияния на природную обстановку, но и глобальные похолодания, которые приводили к гигантским преобразованиям ландшафтов.
2
В почвенной климатологии принято считать, что температура почвы на глубине 20 см является средним показателем теплового состояния корнеобитаемого слоя. В качестве основного критерия оценки теплообеспеченности принята сумма температур более 100С на глубине 20 см. За критерий оценки степени суровости зимних почвенных условий принята сумма отрицательных температур на той же глубине. Нашими исследованиями [2] показано, что явление интразитивности также отмечается и в почвенном климате. Так, при анализе графиков пятилетнего скольжения за август месяц на метеостанции Архара, расположенной на юге Амурской области (рис.1) рост температуры воздуха за почти полувековой период составил градус, а в почве на глубине 20 см (рис.2) полградуса.
Рис. 1 – Температура воздуха на метеостанции Архара, август (юг области)
Рис. 2 – Температура почвы на глубине 20 см на метеостанции Архара в августе
Вместе с тем, в этой же части области на метеостанции Поярково на глубинах 20 и 40 см отмечается незначительное (до 0,2- 0,30С) снижение теплообеспеченности (рис. 3) при росте температуры воздуха.
3
Рис.3 – Температура почвы на м/ст Поярково, август (юг области) Для западной части области репрезентативной является как
метеостанция Черняево, на которой также отмечается рост температур почвы со скоростью 1,3 0С на глубине 20 см и градус на 40 см (рис.4), так и Ерофей Павлович, где температуры практически стабильны (рис.5).
Рис. 4 – Температура почвы на м/ст Черняево, август (запад области)
Рис. 5 – Температура почвы на м/ст Ерофей Павлович, август (запад области)
4
Возможно, это связано с разным типом почв, отражающих плотность и гранулометрический состав. Так, метеостанция на метеостанции Архара характеризует почвы дерново-луговые, Черняево – дерново-подзолистые.
Таким образом, в Амурской области в верхних почвенных горизонтах в августе отмечаются три вида изменения почвенного климата: потепление, снижение теплообеспеченности и практически стабильное развитие термических процессов. Было установлено, что вектор динамики температур почвы до глубины 40 см не всегда совпадает с трендом в воздухе. Такая разнонаправленность требует дифференциации сельскохозяйственного и иных видов природопользования с целью сохранения устойчивости территории. Список использованной литературы. 1. Березников К.П., Красноярская В.П., Черникова М.И. Оценка потенциальной и фактической продуктивности климата районов строительства БАМ / Тр. /ДВНИГМИ. 1978, Вып.75. С.34-40. 2. Демидова Т.С., Морина О.М. К вопросу о климатическом районировании почв Амурской области Современные почвенные классификации проблемы их региональной адаптации: материалы всерос. научн. конф.- Владивосток: Мор. гос. ун-т,2010. С.76-79 3. Розов Н.Н., Руднева Е.Н. Бонарев А.Г. Комплексное почвенноагролесомелиоративное районирование пахотных земель СССР //Почвоведение,1989.№1. С.79-93. 4. Сверлова Л.И. Изменение современного климата и деградация многолетней мерзлоты в южной части Дальнего Востока. Якутск,1969. С.258259. 5. Сохина Э.Н., Зархина Е.С. Экологический каркас территории как основа системного нормирования природопользования //Общие принципы и подходы к территориальному регламентированию природопользования. Хабаровск, 1989. С.8-12. 6. Сумгин М.Н. Климатические характеристики Амурского края по сообщениям первых его русских завоевателей //Изв. Дальневосточного геофизического института. Вып.1(8). Владивосток,1931. С.285-300.
5
Динамика температуры верхних почвенных горизонтов в Амурской области
Морина О.М., Демидова Т.С. Тихоокеанский государственный университет
o.morina@mail.ru
В статье рассматривается изменение климатических условий верхних почвенных горизонтов в последние 50 лет в Амурской области – основной житнице Дальнего Востока. Выявлены следующие типы направлений: рост и понижение, а также стабильное состояние динамики почвенных температур, ареалы распространения которых распределены неравномерно.
Ключевые слова: динамика температуры, зоны потепления и похолодания, стабильное протекание процессов.
Dynamics of temperature of the top soil horizons in the Amur region
Morina O.M., Demidova T.S.
The article deals with changing climatic conditions in the upper soil horizons in the last 50 years in the Amur region - the main granary of the Far East. Identified the following types of areas: growth and reduction, as well as the steady state dynamics of soil temperature ranges of distribution are not evenly distributed.
Keywords: dynamics of the temperature, zone of warming and cooling, a stable flow of processes
Тепловой режим играет большую роль в почвообразовании, т.к. с ним связана энергия, происходящая в почве биологических, химических, физических и биохимических процессов. Он оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растений. Так, температурные интервалы прорастания семян различных сельскохозяйственных растений свидетельствуют о тесной зависимости между тепловым состоянием почвы и начальными жизненными функциями растений. С температурой связана растворимость в воде минеральных соединений, кислорода, углекислого газа, скорость поступления в растения питательных элементов и влаги. Температура почв имеет непосредственное значение в жизнедеятельности почвенной микрофлоры. Оптимальные условия для развития большинства организмов создаются при 25-300 С.
1
Вместе с тем, основная задача сельскохозяйственного землепользованиямаксимальное неистощительное использование биолого-климатического потенциала земли для получения экологически полноценной пищевой, кормовой и другой продукции, при условии сохранения общего равновесия территории.
Амурская область охватывает разнообразные ландшафты: от горнотундровых среднегорных до широколиственно-лесных низменно-равнинных, на стыке резкоконтинентального и притихоокеанского секторов.
По комплексному почвенно-агромелиоративному районированию пахотных земель Приамурье входит в Дальневосточный лугово-таежный регион слабо и выше среднего обеспеченности теплом [3].
Населением почвы Амурской области используются много тысячелетий. Русские впервые проникли на Амур еще в XIY веке, когда метеорологии как науки еще не существовало. Основные источники знаний о климате встречаются в письмах первооткрывателей, донесениях Пояркова и талантливые отчеты Е.Хабарова. Главнейшим стимулом посылки Пояркова на Амур были поиски «новой землицы и неясачных инородцев». Во времена Пояркова низовья Зеи до устья были заселены хлебопашцами. При впадении Зеи в Амур выращивали 6 видов зернобобовых: ячмень, овес, просо, гречиху, горох, коноплю, а также овощи и фрукты: огурцы, мак, бобы, чеснок, яблоки, груши, орехи. Хлебом торговали с Монголией. В Албазине в 1687 г. цены на хлеб стояли: 1 пуд овса – 9 копеек, пшеницы -12; гороха и конопляного семени – 30 коп. Урожайность была достаточно высокая. В 1861 г посеяно было 120 пудов, собрано 450. В устье реки Селемджи разводились лошади, коровы, бараны, свиньи, куры. Е Хабаров поставил р. Амур по количеству рыбы выше Волги, что впрочем соответствует действительному положению. В р. Амур водится 103 вида рыб против 77 видов в Волге. Негативным моментом являлось то, что земледелие страдало из-за разливов реки Зеи, которая затапливала пашни [6] На современном этапе слабо используются климатические ресурсы Приамурья, в частности, тепла культурными ценозами. Об этом свидетельствует то, что урожаи зерновых культур одинаковы как для первой термической зоны с суммами температур более 100С в 2000-22000С, так и для четвертой, где они составляют 1400-16000С [1]. Зачастую невысокая эффективность землепользования связана с недоучетом динамики ландшафтов и морфотектоники. Естественный период цикличности глубины сезонной мерзлоты и уменьшение ее почти на 130 см в период с 1934 по 1964 гг [4] закончился в 70-е годы и сейчас глубина сезонного промерзания достигает 250-320 см. Вместе с тем, изучению почвенных температурных условий уделяется гораздо меньше внимания, чем температуре воздуха. В связи с этим, при разработке сценариев на ХХ1 век следует учитывать не только вероятность глобального потепления климата и его влияния на природную обстановку, но и глобальные похолодания, которые приводили к гигантским преобразованиям ландшафтов.
2
В почвенной климатологии принято считать, что температура почвы на глубине 20 см является средним показателем теплового состояния корнеобитаемого слоя. В качестве основного критерия оценки теплообеспеченности принята сумма температур более 100С на глубине 20 см. За критерий оценки степени суровости зимних почвенных условий принята сумма отрицательных температур на той же глубине. Нашими исследованиями [2] показано, что явление интразитивности также отмечается и в почвенном климате. Так, при анализе графиков пятилетнего скольжения за август месяц на метеостанции Архара, расположенной на юге Амурской области (рис.1) рост температуры воздуха за почти полувековой период составил градус, а в почве на глубине 20 см (рис.2) полградуса.
Рис. 1 – Температура воздуха на метеостанции Архара, август (юг области)
Рис. 2 – Температура почвы на глубине 20 см на метеостанции Архара в августе
Вместе с тем, в этой же части области на метеостанции Поярково на глубинах 20 и 40 см отмечается незначительное (до 0,2- 0,30С) снижение теплообеспеченности (рис. 3) при росте температуры воздуха.
3
Рис.3 – Температура почвы на м/ст Поярково, август (юг области) Для западной части области репрезентативной является как
метеостанция Черняево, на которой также отмечается рост температур почвы со скоростью 1,3 0С на глубине 20 см и градус на 40 см (рис.4), так и Ерофей Павлович, где температуры практически стабильны (рис.5).
Рис. 4 – Температура почвы на м/ст Черняево, август (запад области)
Рис. 5 – Температура почвы на м/ст Ерофей Павлович, август (запад области)
4
Возможно, это связано с разным типом почв, отражающих плотность и гранулометрический состав. Так, метеостанция на метеостанции Архара характеризует почвы дерново-луговые, Черняево – дерново-подзолистые.
Таким образом, в Амурской области в верхних почвенных горизонтах в августе отмечаются три вида изменения почвенного климата: потепление, снижение теплообеспеченности и практически стабильное развитие термических процессов. Было установлено, что вектор динамики температур почвы до глубины 40 см не всегда совпадает с трендом в воздухе. Такая разнонаправленность требует дифференциации сельскохозяйственного и иных видов природопользования с целью сохранения устойчивости территории. Список использованной литературы. 1. Березников К.П., Красноярская В.П., Черникова М.И. Оценка потенциальной и фактической продуктивности климата районов строительства БАМ / Тр. /ДВНИГМИ. 1978, Вып.75. С.34-40. 2. Демидова Т.С., Морина О.М. К вопросу о климатическом районировании почв Амурской области Современные почвенные классификации проблемы их региональной адаптации: материалы всерос. научн. конф.- Владивосток: Мор. гос. ун-т,2010. С.76-79 3. Розов Н.Н., Руднева Е.Н. Бонарев А.Г. Комплексное почвенноагролесомелиоративное районирование пахотных земель СССР //Почвоведение,1989.№1. С.79-93. 4. Сверлова Л.И. Изменение современного климата и деградация многолетней мерзлоты в южной части Дальнего Востока. Якутск,1969. С.258259. 5. Сохина Э.Н., Зархина Е.С. Экологический каркас территории как основа системного нормирования природопользования //Общие принципы и подходы к территориальному регламентированию природопользования. Хабаровск, 1989. С.8-12. 6. Сумгин М.Н. Климатические характеристики Амурского края по сообщениям первых его русских завоевателей //Изв. Дальневосточного геофизического института. Вып.1(8). Владивосток,1931. С.285-300.
5