Возможности адаптации плодовых культур к региональным изменениям температурного режима зимне-весеннего периода в Республике Дагестан
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Без издательства
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 52
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 35.03.04: Агрономия
- 35.03.05: Садоводство
- 35.03.06: Агроинженерия
- ВО - Магистратура
- 35.04.04: Агрономия
- 35.04.05: Садоводство
- 35.04.06: Агроинженерия
- Аспирантура
- 35.06.01: Сельское хозяйство
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Загиров Н.Г., Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Керимханова Р.Н., Доможирова В.В., Моренец А.С. Возможности адаптации плодовых культур к региональным изменениям температурного режима зимне-весеннего периода в Республике Дагестан (методические рекомендации) Махачкала–Краснодар, 2014
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………...……………………………………………..3 1. Региональные особенности Республики Дагестан………………...……...5 1.2 Климат Республики Дагестан………………………………………….…10 2. Матрицы пороговых значений температурных факторов зимне-весеннего развития, лимитирующих плодоношение плодовых культур……………………………………………14 3. Тенденции проявления природных стресс-факторов зимне-весеннего периода с учетом развития плодовых культур (в разрезе фенологических фаз) – Республика Дагестан………....………..20 4. Сценарии размещения пригодности земель для плодовых культур с учетом тенденций изменений температурных условий зимне-весеннего периода в Республике Дагестан (1980-2010 гг.).………..35 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………...50 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………...51
ВВЕДЕНИЕ Природные ресурсы земли – единственный источник жизнеобеспечения человечества, в частности обеспечения продуктами питания [4]. В этот источник входят две группы условий: 1. группа космических условий (свет и тепло); 2. группа земных условий (вода и пища растений). Первая группа условий жизни растений не входит в сферу влияния человека, т.к. она берет начало из межпланетного пространства, и мы не можем изменить величины притока света и тепла на землю. Лишь в ограниченных размерах в сельском хозяйстве в отдельных случаях можно регулировать приток света и тепла. В силу особенностей первой группы условий жизни растений, человек вынужден приспосабливаться к ним (путем селекции и размещения культур и сортов). Вторая группа условий жизни растений – вода и элементы минеральной пищи – земного происхождения, и поэтому поддаются воздействию человека. Следовательно, между двумя названными группами факторов жизни растений имеется принципиальная разница. Если космические факторы (свет и тепло) притекают к растениям непосредственно, то земные влияют на растения только через посредника. Таким посредником между водой и минеральной пищей и самим растением служит почва. Наличие этого посредника (почвенных ресурсов) позволяет человеку в значительных пределах воздействовать на отношение растения к воде и элементам питания [2]. Развитие сельского хозяйства должно рассматриваться и прогнозироваться через призму эколого-географических проблем. Особо важна эта проблема для многолетних плодовых культур, выращиваемых в крайне разнообразных рельефных, климатических и почвенных условиях [15]. И рассматривать ее следует в системе «экологогеографические условия – растение» с учетом взаимодействия факторов агроэкосистем [7, 8, 10, 11, 12]. Географический подход позволяет учесть особенности роста продуктивности растений в различных почвенно-климатических условиях. Неотъемлемой и важной его частью является определение типичности почвенно-климатических условий территории произрастания для конкретных культур в пределах конкретного географического, агропочвенного и агроклиматического региона [14]. Поэтому в настоящее время при общепризнанном факте глобального потепления климата [13] для оптимизации систем земледелия и в первую очередь для многолетних сельскохозяйственных культур необходимо знать тенденции наступления природных стресс-факторов среды и пути преодоления их негативного воздействия. Мониторинг состояния выращиваемых растений и окружающей среды требует учесть особенности адаптаций растений к различным изменяющимся
почвенно-климатическим условиям. Неотъемлемой и важной его частью являются: – прогноз изменения температурных условий (лимитирующих продуктивность) территории произрастания (Республика Дагестан) для конкретных культур; – разработка матриц пороговых значений температурных факторов, лимитирующих плодоношение конкретной культуры; – компьютерный анализ оценки температурных условий зимневесеннего периода для плодовых культур в Республике Дагестан. Проблемой, решаемой в данной работе (впервые), является повышение эффективности плодоводства Республики Дагестан на основе новых инструментальных возможностей по оценке состояния растений и соответствия их потенциала ресурсам изменяющейся окружающей среды (метеоусловиям зимне-весеннего периода). Знание этих вопросов в приложении к конкретным территориям позволит сельскому хозяйству быстрее адаптироваться к изменению климата, что повысит продовольственную безопасность России.
1. Региональные особенности Республики Дагестан Республика Дагестан расположена на стыке Европы и Азии в восточной части Кавказа и является самой южной частью России. Общая протяженность территории с юга на север составляет около 400 километров, площадь – 50,3 тысяч квадратных километров, длина береговой линии – 530 километров. Республика включает в себя различные физико-географические зоны: от Прикаспийской низменности, находящейся на 28 метров ниже уровня мирового океана, до снежных вершин высотой более 4 тысяч метров. В северной части преобладает низменность, в южной – предгорье и горы Большого Кавказа (в его пределах лежит почти три четверти всей территории республики), на востоке Дагестан омывается Каспийским морем. На границе с Азербайджаном расположена крайняя южная точка России (41° 10' с.ш.). Дагестан – страна гор. На одного его жителя приходится 4 гектара земли, из которых только 0,8 сосредоточено на равнине [16, 17]. Поэтому для развития плодоводства необходимо шире осваивать предгорные и горные территории. Средняя высота территории республики над уровнем моря составляет около 2100 м., максимальная – 4451 м., минимальная – ниже уровня моря на 28 м. Наиболее сложен рельеф горной части республики. Вертикальная поясность Республики Дагестан в связи с адаптивноландшафтным размещением плодовых культур изучена Мурсаловым М.М., Загировым Н.Г. и др. [16, 17]. Они показали, что «сложность орографических условий территории Дагестана, воздействие Каспийского моря и прилегающих к нему пустынных равнин, создают большое разнообразие климатических условий республики». Республика Дагестан – один из немногих регионов России, где можно выращивать особо ценные и наиболее уязвимые косточковые культуры – персик и абрикос. Ранее И.А. Драгавцевой [5] был предложен анализ пригодности климатических ресурсов зимне-весеннего периода территории Северного Кавказа (и, в том числе, Дагестана) для данных культур в зависимости от высоты над уровнем моря и географических координат местности. Было установлено, что 77% гибели цветковых почек абрикоса в зимний период связаны с высотой над уровнем моря (при условии достаточного количества сумм активных температур). Эти данные подтверждаются с выводами М.М. Мурсалова с соавторами [17]. При продвижении на юго-восток в пределах географических координат (широта 43.8° – долгота 46.1°) можно добиться за 10 лет 9-10 устойчивых урожаев абрикоса (коэффициент детерминации (R2) около 1). При рассмотрении зависимости в анализируемых группах регулярности плодоношения абрикоса от высоты над уровнем моря,
оказалось, что последняя влияет достоверно на 77% (значение критерия Фишера (F) расчетное равно 20,0; F табличное = 3,74). Выявлена взаимосвязь регулярности плодоношения персика на юге России с географическими координатами и высотой над уровнем моря [6]. Установлено, что гибель урожаев от морозов будет меньше при продвижении персика на юго-запад с одновременным возрастанием высоты над уровнем моря. Учитывая значительные рельефные особенности Республики Дагестан и их влияние на плодоношение плодовых культур, проведена картографическая визуализация его рельефа. На рисунке 1 показаны абсолютные высоты земной поверхности над уровнем моря для всей Республики, а на рисунке 2 – только для ее горной части. На рисунках 3 и 4 показаны гистограммы абсолютных высот и уклонов местности, полученные на основе анализа цифровой модели местности, построенной с помощью космической радарной съемки территории (SRTM). Данная информация будет необходима при оценке изменения метеорологических показателей местоположений Республики Дагестан (в связи с изменением климата) и адаптивным размещением плодовых культур на его территории.
Рисунок 1 – Рельеф Дагестана (абсолютные высоты местности)
Рисунок 2 – Рельеф горной части Дагестана (абсолютные высоты местности). К горной части отнесена территория с абсолютной высотой более 1000 метров
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 value 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Number of pixels Рисунок 3 – Гистограмма абсолютных высот Горного Дагестана (ось абсцисс – абсолютная высота местности, ось ординат – площадь в гектарах) Некоторая статистика для рельефа ГД (Горного Дагестана): Средняя высота = 2132.16 метров, стандартное отклонение (Std.Dev) = 650.26 Медианное значение абсолютной высоты = 2102 м. Минимальная высота 1001 м. Максимальная высота 4451 м (эта цифра может отличаться от официально известной максимальной высоты для Дагестана, так как она была определена на основе данных радарной космической съемки территории). Общая площадь ГД: – 2039657 га
0-2 2-5 5-8 8-12 12-25 >25 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 Number of pixels Рисунок 4 – Гистограмма классов уклонов (ось абсцисс – Градации уклонов, ось ординат – площадь, га) Условные обозначения: Класс уклонов Площадь, га Доля от площади ГД, % 0-2 10542 0,52 2-5 60386 2,96 5-8 97394 4,78 8-12 173033 8,48 12-25 754903 37,01 >25 943399 46,25 1.2. Климат Республики Дагестан Географическое положение, расчлененность рельефа и наличие водного бассейна Каспийского моря делают климат Дагестана весьма разнообразным. В основном он умеренно континентальный, засушливый. В горной части изменяется с высотой: падает температура, повышается влажность. В южной, прибрежной части – переходный от умеренного к субтропическому. Отличительной чертой приморского и равнинного климата является наличие сильных ветров. Температурный режим Республики Дагестан связан с высотой местности и формой рельефа [3]. В целом зима в Дагестане мягкая, но ветреная. Высокие горы накрыты снегом. Средняя температура января от +1°С на низменности до -11°С в горах. Крайние заморозки имеют выраженный вертикальный градиент (3-4 дня на 100 м). Сроки наступления заморозка в Равнинной зоне республики отличаются от Предгорной и Горной зон. В целом безморозный период в Равнинной зоне больше, чем в Предгорной и Горной зонах. Интенсивность заморозков и даты их наступления также зависят в основном от формы рельефа. Вероятность последних весенних заморозков (апрель) с температурой ниже -1°С в Равнинной зоне в период 1990-2000 годов составляла 5-45%, в Предгорной – 13-48%, Горной – 14-62%.
Вероятность раннеосенних заморозков (ноябрь) с температурой ниже 11°С в Равнинной зоне составляла 0-27%, в Предгорной – 20-38%, Горной – 29-43%. Летний климат характеризуется обилием тепла и сухостью. В высокогорном Дагестане лето довольно прохладное, а зима сравнительно холодная. Каспийское море является аккумулятором и источником тепла в Дагестане. Летом температура воды в море достигает 28 градусов. Годовое количество осадков колеблется от 200 миллиметров в знойных северных степях до 800 миллиметров в горах. Вегетационный период составляет 200240 дней [1]. То есть Республика Дагестан располагает разнообразными, порой уникальными климатическими условиями для выращивания сельскохозяйственных культур, в первую очередь многолетних. В 80-е годы прошлого столетия площадь под садами составляла 65,5 тыс. га. В настоящее время – 22,1 тыс. га. Республиканской программой развития садоводства в Республике Дагестан на 2014-2016 гг. предусмотрено значительное расширение закладки садов, особенно косточковых культур, реконструкция насаждений, замена их новыми, высокопродуктивными. Реализация этой программы в условиях изменения климата невозможна без соблюдения принципа рационального природопользования. Изучению возможностей адаптации различных плодовых культур к изменению метеорологических условий зимне-весеннего периода посвящена настоящая работа. Глобальное потепление климата вызывает значительные изменения в сроках и амплитудах климатических проявлений и их несовпадения с требованиями к условиям среды плодовых культур по отдельным фазам развития. Например, анализ изменений температурных условий зимневесеннего периода в Краснодарском крае за более чем 30-тилетний период говорит о значительных изменениях сроков и силы температурных стрессов осенне-зимне-весеннего периода с учетом фаз развития плодовых культур (рис. 5-8) [9].