Информация для плодоовощного бизнеса СНГ
Изменение агроклиматических условий и их влияние на зерновое хозяйство Украины
Украина владеет достаточным количеством земель и климатических ресурсов для выращивания практически всех сельскохозяйственных культур Восточной Европы.
Однако потери урожайности от неблагоприятных погодных условий в отдельные годы на территории Украины в разрезе областей могут достигать 45-50%.
Судьбу урожая определяет множество факторов, среди которых успешная перезимовка является одним из ведущих.
При анализе агрометеорологических условий перезимовки за период с 1961 по 2003 годы отмечены такие обстоятельства: количество лет с неблагоприятными условиями перезимовки, начиная с 1990 года, уменьшилось. За период 1990-2003 гг. лишь в 1994 году гибель за счет зимних условий достигла 35%, в остальные годы она не превышала 3-15%. В более ранние годы повторяемость неблагоприятных условий перезимовки и площадь гибели были значительно больше: в 4-5 годах из 10 - на площади 20-40%.
Однако зимний период 2002-2003 гг. перекрыл все эти показатели - площадь гибели достигла небывалой до этого величины 63%.
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Для оценки потерь была взята средняя урожайность за период 1980-1993 гг. как период с нормальным уровнем производства и использованием новых технологий выращивания - она составила 32 ц/га.
Справка. Наиболее урожайными оказался период с 1989 по 1994 гг. (средняя урожайность 35 ц/га, максимальная - 40 ц/га).
Очень благоприятными агрометеорологическими условиями для производства зерна отметились вегетационные периоды 1989-1990, 1992-1993 (урожай озимой пшеницы 38-40 ц/га) и 2000-2001 (урожай 31 ц/га) годы. В этих вегетационных периодах практически не наблюдалось масштабных неблагоприятных явлений.
В настоящее время, анализируя фактические данные температуры и осадков, климат Украины можно характеризовать как потепление, которое сопровождается некоторым сокращением количества осадков. Потепление климата в Украине четко прослеживается с 1988-89 гг. В последующие годы оно наиболее четко было выражено в зимние месяцы, средняя месячная температура января выросла на 1,5-2,5°, февраля - на 1-2°. Постепенно растет и температура летних месяцев, четко прослеживается тенденция снижения температуры в ноябре и незначительная - в декабре.
Средняя годовая температура воздуха как главная характеристика глобального потепления по сравнению со стандартным периодом выросла на 0,3-0,6°, то есть за 10 лет величина превышения такая, как за прошедшие 100 лет. Более значительное потепление наблюдалось в северной половине страны.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отмеченные выше изменения температурного режима приводят к дальнейшему временному сдвигу в развитии естественных процессов - установление и разрушение снежного покрова, наступление мягкопластичного состояния почвы, переход среднесуточных температур через определенные границы (0, 5, 10, 15°), то есть изменение продолжительности сезонов года, развитие и созревание сельскохозяйственных культур.
Установление снежного покрова в отдельные годы опережает средние сроки, однако он редко сохраняется на протяжении всей зимы или же не образуется совсем. В последние годы в Украине вымерзание озимых культур на больших площадях наблюдалось лишь в 1994 и 2003 годах. Особенностью такого вымерзания было то, что оно происходило при более высоких температурах на узле кущения. Абсолютные минимумы температуры при этом не перекрывались.
Переход температуры воздуха весной через 0° происходит в среднем на 15-20 дней раньше обычного. В отдельные годы, особенно в южных областях, наблюдались экстремально ранние даты перехода, так в 1990 и 1995, 1999, 2001 годах эти даты сдвинулись на 20-60 дней - на январь и начало февраля. В южном регионе в 1990-1991, 1998-1999, 2000-2001 годах практически не было зимы. Переход через плюс 5° и 10° также стал более ранним - в среднем на 2-7 дней.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Исследования показали, что изменение средней годовой температуры воздуха на 1° приводит к увеличению продолжительности вегетационного периода на 10 дней и увеличению сумм активных температур.
Анализ показывает наиболее значимые изменения в датах перехода температуры воздуха через 0° весной - практически каждый год после 1988 г. (за исключением 2003) отмечалось более раннее развитие весенних процессов. В то же время, даты начала активной вегетации изменились менее значительно, что свидетельствует об удлинении периода между датами перехода через 0 и 5° весной. Поэтому сев ранних яровых в наиболее ранние сроки приводит к затягиванию периода сев-всходы, а в некоторых случаях (1999, 2000, 2004 гг.) - к массовому и значительному повреждению этих посевов заморозками.
В летний период заметно увеличилась повторяемость и продолжительность высоких температур воздуха (выше 25° и 30°) и продолжительность периодов с высокими температурами. При этом абсолютные максимумы наблюдений перекрываются нечасто. Например, уникальное лето 1999 года, которое по продолжительности действия высоких температур не имело аналогов. Хотя абсолютные максимумы температуры воздуха июня, июля и августа были превышены лишь в некоторых пунктах, количество дней с температурой выше +25° за июнь-август в степных и лесостепных областях достигло 75-85, с температурой выше +30° - 45-65 дней. Необычайно высокий температурный фон наблюдался и в областях Полесья. При этом количество дней с критической для жизнедеятельности растений относительной влажностью воздуха менее 30% по всем агроклиматическим зонам превысило обычные показатели в 1,5-2 раза.
Согласно климатическим сценариям, через 20-30 лет теплообеспеченность сельхозкультур в северной половине страны может достичь или превысить современный уровень теплообеспечения юга страны. Сумма температур позволит без ограничений высеивать кукурузу на зерно среднеспелых и поздних сортов в северных районах страны, выращивать подсолнечник поздних сортов.
На фоне общего потепления климата в Украине отмечена такая особенность, как продолжительные поздние заморозки с катастрофическими (1999 г.) последствиями и со значительным ущербом (2000, 2004 гг.). Отмечается сокращение беззаморозкового периода в южной части страны. Влияние климатических изменений на увеличение количества и повторяемости опасных заморозков обусловлено, главным образом, значительными положительными аномалиями температуры воздуха в период, предшествующий весенним заморозкам.
Увеличение температуры зимних и ранневесенних месяцев и накопление сумм температур до 60° как бы отодвигает майские заморозки на 10-15 дней. Увеличивается их опасность и за счет того, что растения при ранней весне на момент наступления заморозков уже достигают уязвимых фаз развития, типичный пример - абрикос, который почти каждый год подпадает под заморозки. Наибольшую опасность несут поздние заморозки, которые обрушиваются на активно вегетирующие растения. Опасность осенних заморозков значительно меньше.
По оценкам экспертов, и в дальнейшем будет сохраняться тенденция более интенсивного повышения температуры воздуха в марте-апреле и сохранение, и даже некоторое снижение, уровня температуры в мае, что будет способствовать образованию поздних заморозков. По свидетельству последних лет, наиболее подвержены этому будут лесостепные и степные области.
Характерная особенность украинских зим - оттепели, они наблюдаются ежегодно. Анализ прошедших лет показал, что повторяемость кратковременных оттепелей сократилась, а длительных - возросла, кроме того, увеличилась их беспрерывная продолжительность. С ростом продолжительных оттепелей увеличилась и их максимальная температура. Довольно часто они приводят к возобновлению жизненных процессов растений. Наиболее опасны оттепели, которые приводят к таянию снега или оттаиванию верхнего слоя почвы. Как отмечено выше, современное потепление сопровождается повышением температуры воздуха в зимние месяцы. За последние 14 лет практически не было устойчивого перехода через минус 5° - то есть не было суровой зимы. Сумма отрицательных температур воздуха за зимний период стала значительно меньше, даже в довольно холодные зимы. Сократилось и количество дней с очень низкими температурами воздуха. Эти изменения в условиях перезимовки приводят к отрицательным последствиям для сельского хозяйства - к дополнительному расходу зимующими культурами питательных веществ, снижению зимостойкости растений, увеличению опасности вымерзания в случаях дальнейшего похолодания, образованию продолжительной ледяной корки.
В режиме увлажнения отмечены такие тенденции: снижение количества осадков в зимние месяцы и существенное увеличение количества осадков в сентябре и октябре. Причем в январе такое количество осадков (меньше нормы на 25-30%) вызывает беспокойство. Произошло существенное уменьшение количества осадков в зоне Степи и Лесостепи в июле - до 10-20%. Если предыдущие сравнения количества ежегодных сумм осадков с нормой показывали стабилизацию в пределах нормы, то в настоящее время появилась тенденция к ее некоторому сокращению.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основной особенностью периода потепления является постоянная неравномерность выпадения осадков в середине года и в отдельные годы. Так, например, в 1997 году сумма выпавших осадков была наибольшей весь период наблюдений, а в 1999 и 2000 годах наблюдалась чрезвычайно жесткая засуха. В 1991 году при чрезвычайно сухом мае был аномально влажный сентябрь. При аномально влажном сентябре и октябре 2002 года была чрезвычайно жесткая ранневесенняя засуха 2003 года.
Неравномерность выпадения осадков привела к увеличению числа засушливых явлений. За период 1989-2003 гг. повторяемость засух увеличилась почти вдвое. Кроме того, в последние годы отмечалась очень опасная особенность засух - это их распространение в районы, которые всегда относились к зоне достаточного увлажнения, - Полесье и северные районы Лесостепи.
Однако, начиная с 1990 года, отмечаются некоторые положительные тенденции в режиме увлажнения. Увеличение запасов влаги пахотного слоя почвы на конец осенней вегетации за счет увеличения сентябрьских и октябрьских осадков. Не отмечено существенных изменений увлажнения пахотного слоя и метрового слоя почвы на 20 мая и снижения (до 10 мм) влагозапасов на 30 мая и 10 июня (то есть тенденции к усилению ранних летних засух).
Что касается увлажнения вегетационного периода в целом, то обратимся к ГТК (гидротермический коэффициент Селянинова) - это коэффициент, который является показателем характеристики условий увлажнения территории. Он учитывает как поступление воды в виде осадков, так и их суммарную затрату на испарение. Анализируя ГТК за апрель-сентябрь периода 1980-2003 гг., выявлена тенденция к его уменьшению, то есть ухудшению условий увлажнения. При сохранении и в дальнейшем изменения температуры воздуха в сторону повышения и осадков в сторону уменьшения, можно ожидать некоторое уменьшение этого коэффициента, о чем свидетельствует тренд.
Даже небольшое сокращение количества осадков способно привести к значительному усилению засушливых явлений и падению урожайности ряда культур, в том числе зерновых.
В последние 30 лет во многих частях земного шара отмечен ряд катастрофических экстремальных явлений - паводки, тропические циклоны, засухи. Не обошли эти явления и Украину. Для Украины на первом месте по размерам экономических убытков стоят экстремальные засухи.
Вероятность некоторых неблагоприятных агроклиматических явлений, к которым относятся суховеи, почвенные и атмосферные засухи различной интенсивности, переувлажнение, заморозки, высокие летние и низкие зимние температуры воздуха без снега, вымерзание, выпирание и выдувание озимых, в Украине довольно высока. Хотя их распространение по регионам Украины различное, нет сомнений в том, что они существенно снижают сельскохозяйственный потенциал климата.
В последнее десятилетие, согласно оценкам украинских специалистов, возросли количество и интенсивность стихийных явлений. Стихийные метеорологические явления именно в 1990-2001 гг. были крайне неординарными - отмечались такие явления, которые наблюдаются один раз в 50 и 100 лет. Во многих областях Украины впервые были зафиксированы стихийные метеорологические явления (СГЯ) такой силы, которой ранее не отмечалось, а отдельные достигали критериев стихийных в нехарактерное для них время года.
В сравнении с предшествующими периодами повторяемость почти всех явлений увеличилась в 1,5-2 раза. Наиболее опасные месяцы года относительно СГЯ - июнь и июль (около трети всех случаев), но особенностью данного периода было и то, что и остальные месяцы оказались неспокойными. В августе-сентябре, с ноября по март наблюдалось 3-4 СГЯ ежемесячно. Наименьшее количество случаев СГЯ отмечено в апреле и октябре.
Увеличилось по сравнению с предшествующим периодом количество шквалов СГЯ. Отмечено смещение их максимума с июля на июнь. Это означает, что уже в июне формируются условия для их возникновения. Одновременно отмечалось возникновение шквалов в нехарактерное для них время года (январь-февраль, ноябрь) в северных, западных и центральных областях Украины.
Увеличилось количество случаев града в 1,4 раза и выпадение его в нехарактерное время года (например, в Киевской области 4 октября 1994 г.).
Почти не изменилось количество случаев смерча, тем не менее, они отмечались на территории тех областей, где их раньше не фиксировали, - в Тернопольской, Житомирской и Хмельницкой областях. Кроме того, смерч 1 марта 2004 года зафиксирован в Днепропетровской области.
В целом, в Украине наибольшее количество стихийных метеорологических явлений наблюдалось в Закарпатской, Львовской, Ивано-Франковской, Тернопольской, Черновицкой, Одесской областях и в АР Крым. В период 1990-2001 гг. к ним присоединились Днепропетровская, Херсонская и Запорожская области.
Отмеченный ранее рост неблагоприятных климатических явлений в Украине определенным образом способствовал падению урожая в неблагоприятные годы.
На фоне изменения средних климатических условий, которые приводят к колебаниям урожая в пределах 10-20%, влияние экстремальных климатических условий может превысить эту цифру в 2-3 раза и достичь 30-60%.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
На сегодняшний день не существует общепринятых подходов к разработке национальной и региональной политики адаптации сельского хозяйства к изменению климата.
В мировой практике используют два типа реагирования на климатические влияния: ограничение и адаптацию. Ограничительная стратегия направлена на предотвращение и замедление роста концентрации парниковых газов в атмосфере. Политика ограничений эмиссий парниковых газов (Киотский протокол) уже привела к некоторой стабилизации процесса, но она в принципе не может предотвратить изменение климата. Стратегия адаптаций требует учета как отрицательных, так и положительных эффектов изменения климата.
Наиболее значимыми для сельского хозяйства страны являются такие влияния, как высокие и низкие температуры воздуха, засухи, заморозки, оттепели, ледяная корка, сильные дожди, грозы, смерчи, шквалы, град, "двойные" зимы - в зависимости от них существенным образом изменяются урожайность и валовой сбор зерна по годам. Основные потери урожая сельскохозяйственных культур определяются аномальными погодными условиями переходных сезонов, но и большое влияние имеет зима, когда озимые могут погибнуть частично или полностью. Большой урон урожайности зерновых в Украине наносит засуха (особенно яровым культурам), однако увеличение повторяемости теплых зим за последние годы привело к существенным изменениям условий перезимовки озимых культур, результатом чего является увеличение вероятности повреждений от ледяной корки, снежной плесени, вымокания.
Увеличение степени риска для ранних зерновых культур за счет дальнейшей аридизации приведет к сокращению периода с достаточной влагообеспеченностью и ухудшению условий формирования урожая.
Вышеупомянутые изменения основных агроклиматических характеристик требуют разработки соответствующих планомерных мероприятий по адаптации сельскохозяйственного производства. Научные исследования должны охватить все направления сельского хозяйства - от определения оптимальных сроков проведения агротехнических работ до выбора и селекции оптимальных сортов, которые отвечают новым условиям. В частности, увеличение продолжительности и теплообеспечения вегетационного периода открывает возможности для более широкого использования позднеспелых сортов зерновых культур.
Смещение сроков сева яровых культур на более ранние позволит более эффективно использовать весенние запасы влаги.
Возможным станет распространение некоторых видов растений на север.
В связи с усилением засушливости климата, необходима активизация работ по созданию новых сортов засухоустойчивых культур, восстановление и расширение оросительного и поливного земледелия, развитие системы страхования от засух.
Теплые зимы будут содействовать успешной перезимовке вредителей и возбудителей болезней, росту сорняков. Это требует разработки новых мероприятий по защите растений. Климатическое изменение может стать и причиной для пересмотра оценки земель.
Глобальное потепление в Украине в ближайшие 10 лет будет иметь как положительное, так и отрицательное влияние на сельское хозяйство. При этом баланс этих влияний будет различным в разных агроклиматических зонах. Продление вегетационного периода будет благоприятным для сельского хозяйства северной половины страны, для южной, напротив, обусловит увеличение засух.
Агроклиматические ресурсы могут увеличиться и существенно повысить эффективность сельского хозяйства, вероятно значительное увеличение возможностей аграрного сектора экономики Украины, которая может стать вровень с крупнейшими мировыми производителями зерна. Реализация этого возможна в случае подъема и кардинальной адаптации сельского хозяйства к климатическим условиям, синхронизированным с темпами изменения климата. В другом случае, потепление климата может привести к падению среднего уровня урожая и нестабильности сельскохозяйственного производства.
При неизменных условиях увлажнения при глобальном потеплении наиболее возможно падение урожайности яровых культур (яровой ячмень, пшеница, кукуруза) из-за сокращения их вегетационного периода за счет более раннего созревания. Для предотвращения этого необходимо внедрение более поздних сортов. Вследствие таких мероприятий фотосинтетическая система этих культур будет работать более продолжительное время и производительность их повысится. В России, по оценкам экспертов, можно ожидать падение урожайности зерновых на 8%, для Украины, к сожалению, это никто не считал.
Что касается озимых культур, то здесь картина более оптимистична. По расчетам, которые были выполнены в Украинском гидрометцентре, при наиболее возможных сценариях изменения климата можно ожидать увеличение урожайности и валового сбора озимых культур, прежде всего, за счет изменения условий перезимовки. Успешность перезимовки озимых зависит от погодных условий холодного периода. В Украине наиболее повысились январские температуры воздуха, уменьшилась угроза вымерзания, повысились абсолютные минимумы на глубине залегания узла кущения, а в дальнейшем можно ожидать преобладания очень теплых зим без постоянного снежного покрова.
Однако вследствие смягчения зим появляется угроза нарастания явлений, связанных с ледяной коркой, в отдельные годы (2003 г.), особенно если ее распространение совпадает с сильными морозами, осенней или весенней засухой, урожай может снижаться на 50-70%.
Засушливые условия всегда представляли проблему для эффективного земледелия Украины, большая часть территории которой относится к зоне нестойкого и недостаточного увлажнения.
Необходимы изменения относительно орошаемого земледелия. Гидрометеорологическая потребность в орошении в Украине обусловлена нестойким режимом увлажнения, наличием продолжительных бездождевых периодов в течение апреля-октября. В среднем по Украине сумма бездождевых дней может достигать 50-90. В большинстве случаев они сопровождаются повышенной температурой воздуха, что приводит к атмосферной и почвенной засухе. Поэтому при соблюдении агротехники и качественном поливе орошение в Украине очень эффективно. Повышение урожайности в зависимости от степени увлажнения может колебаться от 10 до 100%.
Значительное изменение агроклиматических условий формирования урожая озимой пшеницы будет нуждаться в просмотре распределения специализированных зон семеноводства для получения семян с высокими посевными качествами.
Татьяна Адаменко, начальник отдела агрометеорологии Украинского гидрометеоцентра
Обсудить в форуме (3 сообщения)