СОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ЗОНАЛЬНЫЕ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СУХОЙ СТЕПИ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ


В настоящее время широко признано, что климатические условия меняются достаточно быстро как в глобальном масштабе, так и на уровне отдельных регионов. Об этом отчетливо свидетельствуют крупные погодные аномалии, распространившиеся в последнее время на значительные по площади районы Земли (жестокая засуха в Сахели в 70-е годы, аномально влажное лето в Восточной Европе и засуха в Западной Европе в 1976 г., синхронное проявление засушливых явлений летом 1991 г. на равнинах Евразии, температурные экстремумы десятилетия 90-х годов, жестокие летние засухи уходящего столетия в 1998-1999 гг. на европейской территории России и т.д.).
На фоне глобального антропогенного потепления, характерного для последнего времени, большой научный и практический интерес представляет возможность установить корреляцию региональных изменений климатических условий с характером глобальных атмосферных процессов. Это особенно актуально для регионов с недостаточным и меняющимся во времени увлажнением, где для стабилизации сельскохозяйственного производства, повышения общей продуктивности природно-антропогенных ландшафтов необходима комплексная система мер, предусматривающая наиболее оптимальное использование природно-ресурсного потенциала территории. В то же время для обоснования разработки системы мелиоративных мероприятий необходимы объективные данные, возможный прогноз повторяемости неблагоприятных природных явлений, оценки состояния природной среды и возникновения негативных экологических ситуаций с перспективой на несколько десятилетий вперед.
В соответствии с общими природными условиями неблагоприятные и экологически опасные явления в сухостепном регионе Нижнего Поволжья носят преимущественно атмосферный генезис. К ним относятся засухи, суховеи, высокие летние температуры, холодные бесснежные периоды зимой и др. Значительная распаханность территории, открытость и равнинность степных ландшафтов, изрезанность овражно-балочной сетью способствуют активному проявлению опасных явлений почвенно-геоморфологического характера, в частности водной и ветровой эрозии. В этой связи можно ввести понятие о зональных агроэкологических ситуациях, характерных для плакорных условий водоразделов. В различных регионах сухой степи к ним следует относить прежде всего ветровую эрозию почвы и атмосферную засуху, водную эрозию на склоновых землях.
Жестокие летние засухи 1998 и 1999 годов, проявившиеся во многих сельскохозяйственных регионах России, в том числе и в Нижнем Поволжье, и уменьшившие валовый сбор зерна почти в 2 раза по сравнению с предыдущими благополучными годами, должны повысить интерес к анализу условий проявления этого опасного агроэкологического явления.
За последние два-три десятилетия на всех континентах Северного полушария наблюдались очень сильные засухи, которые могут быть отнесены к наиболее жестоким за весь период инструментальных наблюдений. Наиболее заметным событием была засуха 1972 г., которая захватила все основные зернопроизводящие районы мира. Наиболее катастрофичной она была в Судано-Сахельской зоне Африки. На территории СССР и России было отмечено шесть-семь очень сильных засух: 1972,  1975, 1984, 1991, 1995, 1998, 1999 гг. Наблюдался рост засушливости как в пределах европейской части России, так и в азиатском регионе и в частности на Алтае. Процессы опустынивания стали распространяться на районы Калмыкии, Северного Кавказа, Нижнего Поволжья, Центрального и Восточного Казахстана [Сазонов, 1991].
Этот процесс специалисты связывают с существенными изменениями в системе ОЦА (общей циркуляции атмосферы) в пределах атлантико-европейского сектора Евразии. Исландский минимум, который оказывает наибольшее влияние на погоду зимнего периода углубился и немного сместился в северные широты, а Азорский максимум, климатообразующее влияние которого наиболее характерно для летнего периода, усилился и сместился к юго-востоку, оказывая значительное влияние на климатические условия равнин Евразии. Именно с усилением этого влияния связывается возросшая засушливость климата в южной половине умеренного пояса в конце 60-х-70-е годы. Возможно, изменение режима макроциркуляции привело к увеличению осадков в более высоких широтах умеренного пояса Евразии, включая водосборный бассейн реки Волги (что выглядит вполне естественным, так как эта территория соответствует зоне конвергенции воздушных потоков), что отмечено в работе [Израэль,1998].
Засухи выделяются по разным признакам. Наиболее объективными и общепринятыми критериями засухи являются значительное уменьшение количества выпадающих осадков относительно климатической нормы и снижение урожайности зерновых культур на 20-50% и более по сравнению с ее учетной величиной за последние 20-30 лет.
Климатическая норма по осадкам за период с 1891 по 1990 гг. составляет в Волгоградской области 368 мм (измеренные осадки с поправками на смачивание). В острозасушливые годы величина осадков снижалась до 200-250 мм (1938 г. – 190 мм, 1949 г. – 208 мм, 1972 г. – 234 мм, 1975 г. – 242 мм, 1984 г. – 273 мм). В хорошо увлажненные годы количество осадков возрастало до 500-600 мм (1915 г. – 633 мм, 1925 г. – 565 мм, 1941 г. – 546 мм, 1973 г. – 524 мм, 1989 г. – 579 мм). Данные статистической обработки свидетельствуют о значительной межгодовой изменчивости в режиме осадков, средние квадратические отклонения для отдельных месяцев составляют 13-23 мм, а коэффициент вариации изменяется в пределах 0,53-0,46. За последние 30 лет очень сухими были 1972, 1975, 1984, 1995, 1998, 1999 гг.
Анализ временной структуры ряда осадков показывает, что распределение их за период инструментальных наблюдений носит циклический характер и связано с разными эпохами циркуляции атмосферы в северном полушарии, что было показано в работе [Кононова, 1998]. С начала 50-х годов в меридиональную южную эпоху увлажненность на крайнем юго-востоке ЕТС устойчиво возрастала. На фоне увеличения осадков, достигших экстремального уровня в конце 70-х, второй половине 80-х и начале 90-х годов, существенно изменился характер многих природных процессов. Повысился уровень грунтовых вод в подзоне чернозема обыкновенного (междуречье рек Хопра-Бузулука-Медведицы), резко изменился состав фитоценозов, происходило их олуговение, понизилась активность ветроэрозионных процессов.
Реальная урожайность зерновых культур, как наиболее объективное отражение природно-экономической ситуации в регионе и тесно связанная с осадками, на территории области за последние 80-90 лет изменялась в очень широких пределах. Хорошо известны в Поволжье очень тяжелые и голодные послереволюционные 20-е годы: в 1920 г. урожайность составила 0,8 ц/га, в 1921 г. – 0,4 ц/га, в 1924 г. – 0,1ц/га, т.е. в эти тяжелейшие годы не удавалось собрать даже семян, израсходованных на нужды посева.
Неурожайными были также послевоенные годы: в 1945 г. урожайность составила 4,4 ц/га; в 1946 г. – 2,1 ц/га; в 1947 г. – 5,1 ц/га; в 1948 и 1949 гг. – 2,7 ц/га; в 1950 и 1951 гг. – 4,7 ц/га. Следует отметить, что в течение 70 лет, начиная с 1886 г. и по 1957 г., урожайность оставалась практически на одном уровне, от 3 до 5 ц/га. И только в конце 50-х – начале 60-х годов она заметно увеличилась – до 9-10 ц/га. Очень низкая, совершенно не соответствующая природному потенциалу агропромышленного сектора экономики, не меняющаяся в течение трех четвертей века, урожайность связана с известными социальными потрясениями: двумя мировыми войнами, гражданской войной, раскулачиванием, преследованием казачества.
За последние 20-30 лет урожайность зерновых культур достигла своего статистического оптимума, соответствующего зональным условиям сухостепного Нижнего Поволжья – 11-13 ц/га (по бункерному учету). В отдельные годы в зависимости от условий увлажнения поздневесенне-раннелетнего периода (10 мая – 20 июня), когда зерновые культуры проходят наиболее важные фазы развития, от выхода в трубку до колошения, урожай изменялся от 3-4 ц/га (1972, 1975, 1984, 1995, 1998, 1999 гг.) до 18-20 ц/га (1976, 1988, 1989, 1990, 1993 гг.).    
Коэффициент корреляции, определяющий тесноту связи урожайности и осадков мая и июня, имеет величину порядка 0,83-0,86. Это означает, что примерно на 70% урожай зерновых колосовых определяются осадками наиболее важного периода вегетации.
Сегодня становится понятным, что климат – это неустановившийся процесс, поэтому оценка предстоящих изменений его и возможных природных и социально-экономических последствий носят противоречивый и вероятностный характер. К сожалению, современная наука не позволяет прогнозировать состояние погодно-климатической системы на несколько лет вперед. Ситуация осложняется тем, что на фоне долгопериодных изменений климата с характерным временным интервалом в десятки лет, обусловленных характером макроциркуляционных процессов, состояние климатической системы может провоцироваться коротковременными флуктуациями, связанными с такими явлениями, как например, Эль-Ниньо. Значительные погодно-климатические аномалии последнего времени, характерные для многих регионов Земли, включая Нижнее Поволжье, можно рассматривать как проявление детерминированного хаоса. Поведение таких систем можно описать только на основе статистического подхода.
Внутривековые колебания увлажненности, связанные с эпохами циркуляции атмосферы и четко проявляющиеся в Нижнем Поволжье, позволяют рассчитывать на возможность использования принципа аналогии при построении географического прогноза с заблаговременностью, соответствующей фазе снижения или увеличения осадков в очередной цикл увлажнения. Это предположение основывается на том, что природные процессы не полностью соответствуют представлению о случайных рядах, их изменчивость близка к периодической, но с постоянно меняющейся амплитудой и фазой [Адаменко и др., 1982].
В настоящее время можно считать, что развитие атмосферных процессов и связанных с ними режима температуры и осадков на ближайшую перспективу в 30-40 лет будет происходить по аналогии с зональной эпохой 20-50-х годов. Это будет соответствовать общему ухудшению агроэкологической ситуации в регионе:
- уменьшению годовых сумм осадков и значительной межгодовой изменчивости их;
- увеличению повторяемости особо опасных природных явлений (засух и суховеев, продолжительных периодов с сильным ветром и пыльными бурями, повторяемости высоких летних и низких зимних температур и др.);
- снижению продуктивности естественных ландшафтов и возрастающему риску при богарном земледелии.
Отмеченные тенденции потребуют новых подходов к организации природопользования в регионе и должны учитываться при разработке программы и системы мер по борьбе с опустыниванием. Весь комплекс мероприятий необходимо ориентировать на стабилизацию общей экологической обстановки, на повышение устойчивости природно-аграрных систем.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 02-05-65370.

А.Н. Сажин, Ю.М. Мирошниченко, О.В. Козина, С.А. Петров, Н.В. Погосян


Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!