Влияние климатических изменений на производство продукции растениеводства (на примере кемеровской области)

image_pdfimage_print

УДК 633:551.58 (571.17)
Елена Егушова,
кандидат технических наук, доцент,
Разит Нурлыгаянов,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт

Представлены результаты исследований влияния изменений климата в Кемеровской области на производство продукции растениеводства (2000-2013 гг.). Отмечено существенное влияние условий увлажнения на урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур, прослеживается ежегодное сокращение площадей, занятых под зерновыми и зернобобовыми культурами и картофелем, а также изменение валовых сборов за анализируемый период. Предложены меры адаптации сельскохозяйственного производства Кемеровской области к климатическим изменениям.

S u m ma r y 

The results of studies of the impact of climate change in the Kemerovo region for crop production (2000-2013). Significant influence of moisture conditions on the productivity of cultivated crops, the annual reduction of land under grain crops and legumes and potatoes, as well as the change in gross receipts during the period analyzed. Proposed measures for the adaptation of agricultural production of the Kemerovo region to climate change.

Ключевые слова: климат, урожайность, валовой сбор, посевные площади, зерновые, картофель, овощи.

Keywords: climate, yield, gross yield, acreage, grain, potatoes, vegetables.

Начиная с 70-х годов XX века происходит мировое глобальное потепление климата. Первое десятилетие нынешнего века стало рекордно теплым за все 160 лет метеонаблюдений. Влияние климатических изменений ощущают практически все страны мира [1,2]. Колебания урожайности зерновых культур в зависимости от погоды достигают 30% и более [3].

А.В. Алабушевым установлено, что при использовании интенсивных технологий влияние климатических факторов на урожайность зерновых культур составляет около 7% [4].

За последнее тридцатилетие ХХ века отмечено увеличение продолжительности периода вегетации (период с температурами воздуха выше +5оС) на территориях Сибирского федерального округа (за исключением северных районов: п-ва Ямал, Таймыр и прилегающих к ним территорий). Среднее увеличение продолжительности периода вегетации сейчас составляет от 5 до 10 дней. Однако на фоне увеличения продолжительности вегетационного периода во многих районах не наблюдалось увеличения продолжительности периода без заморозков. Повторяемость засух в основных зернопроизводящих районах России к 2015 г. может возрасти в 1,5-2 раза. Ожидаемый рост засушливости климата может привести к снижению урожайности в основных зернопроизводящих районах России [5].

Из-за развития засушливости на юге Западной Сибири и в Алтайском крае при сохранении существующих технологий сельскохозяйственного производства вероятно значительное снижение урожайности зерновых и кормовых культур. Так, на юге Западной Сибири возможное снижение урожайности зерновых культур может оказаться на уровне 12% от существующего уровня. В настоящее время вклад регионов юга Западной Сибири в валовой сбор зерновых по стране составляет примерно 13,7% [5].

Кемеровская область устойчиво занимает пятое место по валовым сборам зерна в Сибирском федеральном округе, несмотря на то, что область относится к району рискованного земледелия для производства растениеводческой продукции  [6, 7].

Общей характерной чертой климата Кемеровской области является его континентальность, то есть резкие колебания температуры воздуха по временам года, в течение месяца и даже суток. Зима холодная и продолжительная, лето короткое и теплое. Наиболее высокие температуры воздуха в области достигают летом +35-38°С, а самые низкие зимой доходят на юге до -54°С, на севере до -57°С. Годовая амплитуда колебаний температур превышает 90°С. Продолжительность безморозного периода длится от 100 дней на севере области до 120 дней на юге Кузнецкой котловины. Агроклиматические условия региона характеризуются  недостаточным и неустойчивым увлажнением. Среднегодовое количество осадков в Кузнецкой котловине составляет 400-500 мм [8].

На рисунке представлены метеорологические условия в период активной вегетации (май-август) сельскохозяйственных культур в Кемеровской области  (2000-2013 гг.).

pastedGraphic.png

Рис.  Метеорологические условия в период активной вегетации сельскохозяйственных культур в Кемеровской области (2000-2013 гг.)

При анализе данных урожайности, валовых сборов и посевных площадей сельскохозяйственных культур (2000-2013 гг.)были использованы прямые, логарифмические, полиномиальные, степенные и экспоненциальные линии тренда (регрессии). При аппроксимации данных с помощью линии тренда выбор типа линии основывался на значении величины достоверности аппроксимации (R2), линия тренда получается наиболее точной, когда значение R2 близко к единице.

За период с 2000 по 2013 гг. наблюдалось снижение роста урожайности зерновых и зернобобовых культур в сравнении с данными по Российской Федерации в среднем на 3,45 ц/га, при повышении урожайности картофеля и овощей на 5,14 и 30,5 ц/га соответственно (табл. 1) [9, 10].

Таблица 1

Средняя урожайность сельскохозяйственных культур и коэффициент вариации (2000-2013 гг.)

Снимок экрана 2015-09-03 в 16.06.40

Урожайность зерновых культур в среднем за 14 лет варьировалась от 7,44 ц/га (просо) до 16,96 ц/га (озимая рожь). Наибольшее варьирование урожайности по годам отмечено у подсолнечника (V = 62,05%), проса (V = 46,35%) и озимой пшеницы (V =32,02%).

Анализ динамики урожайности сельскохозяйственных культур позволил установить, в какой мере урожайность зависит от погодных условий (табл.  2).

Таблица 2

Изменение урожайности сельскохозяйственных культур и пределы фактических урожаев, ц/га (2000-2013 гг.)

Снимок экрана 2015-09-03 в 16.06.48

Выявлено, что наиболее высокие урожаи (до 21 ц/га) для большинства зерновых и зернобобовых культур наблюдались в 2009 г., характеризовавшимся преобладанием влаги во второй половине вегетации. Значительно более низкие урожаи (до 9,1 ц/га) отмечены в 2012 г. В данном году температурный режим лета превышал среднемноголетний на 3оС, с недобором осадков  62% нормы.

Более благоприятным для формирования высоких урожаев картофеля (153 ц/га) и овощей (264 ц/га) отмечен 2011 г., низкая урожайность  картофеля (105 ц/га) была в 2005 г., овощей (164 ц/га) – в 2001 г.

В 2013 г. по сравнению с 2000 г. в Кемеровской области отмечен незначительный прирост средней урожайности зерновых и зернобобовых культур (0,2 ц/га). Напротив, по Российской Федерации получен  значительный рост – 6,4 ц/га (ежегодный прирост – от  2,2 до 4,2 ц/га).

По урожайности картофеля и овощей открытого грунта в условиях Кемеровской области и РФ ежегодный прирост оставался на одном уровне. При этом урожайность овощей открытого грунта в Кемеровской области на конец исследуемого периода превышает показатели по РФ на 32 ц/га.

Общеизвестно, что валовой сбор сельскохозяйственных культур определяется, с одной стороны, урожайностью, с другой – величиной посевной площади. Нами рассчитаны уравнения множественной регрессии валового сбора основных сельскохозяйственных культур, возделываемых в условиях Кемеровской области за 2000-2013 гг. (табл. 3).

Таблица 3

Уравнение регрессии валового сбора сельскохозяйственных культур
в Кемеровской области (2000-2013 гг.)

Снимок экрана 2015-09-03 в 16.06.55

Примечание: у – валовой сбор; х1 – урожайность; х2 – посевные площади.

Валовой сбор зерновых и зернобобовых культур значительно меняется: в благоприятные годы (2009 г.) – 1570,9 тыс. т, в острозасушливый 2012 г.  –491,4 тыс. т, то есть более, чем в 3 раза. Наиболее высокие валовые сборы от 1455,3 до 1570,9 тыс. т отмечены в 2007-2009 гг. В 2010-2013 гг. валовые сборы зерновых культур существенно снизились от 1179,6 (2010 г.) до 912,7 тыс. т (2013 г.).

По сравнению с 2000 г. в 2013 г. валовой сбор зерна увеличился на 53,9 тыс. т, что обусловлено ростом  посевных площадей зерновых культур.

По сравнению с 2000 г. валовой сбор картофеля снизился на 76,7 ц/га, что также обусловлено уменьшением посевных площадей, занятых под культурой. По овощам открытого грунта, наоборот, отмечается рост валовых сборов с 139,2 до 222,8 тыс. га, что обусловлено, в основном, значительным ростом урожайности и незначительным увеличением посевных площадей с 8,3 до 8,9 тыс. га.

Для анализа изменения валового сбора сельскохозяйственных культур исследованы посевные площади. Посевные площади сельскохозяйственных культур в Кемеровской области изменялись по годам. Наибольшие площади под зерновыми культурами составляли в 2006-2009 гг. от 741,0 до 755,5тыс. га, наименьшие в 2001, 2003 и 2013 гг. – 626,3, 620,5 и 624,9тыс.га соответственно. Уравнения регрессии посевных площадей приведены в таблице 4.

Таблица 4

Уравнение линии тренда посевных площадей сельскохозяйственных культур и пределы фактических урожаев (2000-2013 гг.)

Снимок экрана 2015-09-03 в 16.07.05

Анализ проведенных исследований выявил тенденцию сокращения посевных площадей зерновых культур во всех районах области, на что указывает убывающая линия тренда (свидетельствует о снижении значений исследуемого показателя).

Выполненные нами исследования позволяют сделать следующие выводы:

  1. Отклонения урожаев соответствуют аномалиям осадков. Независимо от условий агротехники условия увлажнения существенно влияют на урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур в Кемеровской области.
  2. Ежегодное снижение посевных площадей предопределило изменение валового сбора за анализируемый период.
  3. За исследуемый период (2000-2013 гг.) отмечено ежегодное сокращение площадей, занятых под зерновыми и зернобобовыми культурами и картофелем. В 2013 г. посевные площади по сравнению с 2000 г. под зерновыми снизились на 18,6 тыс. га, под картофелем – на 7 тыс. га.

По результатам проведенных исследований следует отметить, что ожидаемое потепление создаст потенциал для роста урожайности сельскохозяйственных культур.

Для адаптации сельскохозяйственного производства Кемеровской области к климатическим изменениям необходимо:

-проведение комплексных региональных исследований по оценке рисков (уязвимости) сельскохозяйственного производства вследствие негативного воздействия климатических и погодных факторов;

-оптимизация соотношения посевов озимых и яровых сельскохозяйственных культур для учета изменений условий осенне-зимнего периода;

-расширение посевных площадей более теплолюбивых и более урожайных культур, обеспечивающих интенсификацию сельскохозяйственного производства, на юге Кемеровской области (подсолнечник, рапс, соя на семена и др.) в условиях импортозамещения;

-внедрение влагосберегающих технологий, подбор более устойчивых культур (сортов), создание страховых запасов продовольствия для снижения потерь от возможной зависимости от климата и обеспечения основными продуктами питания населения в стране и регионе.

Литература

  1. Филатов H.H., Назарова Л.Е., Сало Ю.А. Региональный климат: возможные сценарии изменения климата Карелии. Похолодание или потепление? // Известия РГО.  2007. Т.139. Вып.  3.  С. 72-79.
  2. Mendelsohn R., Nordhaus W., Shaw D. The impacts of global warming on agriculture: a Ricardian analysis // The American Economic Review. 1994. № 4 (84). Р. 753-771.
  3. Кадыров М.А. О земледелии, селекции и рациональном хозяйствовании. Мн: Неси, 2001.  163 с.
  4. Алабушев А.В. Зерновое хозяйство России: состояние, проблемы и перспективы  // Зерновое хозяйство России.   2009.  № 1.  С. 2-7.
  5. Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010-2015 гг. и их влияния на отрасли экономики России. М.: РОСГИДРОМЕТ, 2005. 30 с.
  6. Агеенко Г.П. Система ведения сельского хозяйства Кемеровской области /  Г.П. Агеенко, Н.М. Габитов, Ю.П. Доставалов и др. Новосибирск, 1986. 262 с.
  7. Адамович А.А. Земледелие в Кузбассе / А.А. Адамович, М.В. Овчаренко, И.А. Емельянов, В.И. Сидоров и др.  Кемерово, 1979.  303 с.
  8. Агроклиматические ресурсы Кемеровской области / отв. ред. М.И. Черникова.  Л.: Гидрометеоиздат, 1973.  141 с.
  9. Растениеводство Кемеровской области. 2000-2011: статистический сборник  / Кемеровостат.  Кемерово, 2014.  145  с.
  10. Кузбасс. 2014:  статистический сборник / Кемеровостат.  Кемерово, 2014.  294  с.

razit2007@mail.ru