Russian Federation
Russian Federation
The article on the example of the Moscow region investigated the relationship between the increase in crop yields and changes in climates - temperature, rainfall. The obtained correlation coefficients showed an inverse relationship: an increase in temperature in the summer affects a decrease in crop yields. The dependence of yields on the amount of precipitation in the warm period is moderate, stronger for vegetable crops. To adapt agricultural production in the Moscow region to climatic changes, it was proposed to introduce the development of regenerative meadow farming as climate-saving land use. The concept of "Climatefields" has been successfully tested in Germany.
temperature, precipitation, yield, climate, Moscow region, correlation, oscillation, stability, Climatefields
Введение. Потепление климата является общемировой тенденцией его изменения, что связано с антропогенными выбросами парниковых газов, увеличением концентрации метана. Концентрация углекислого газа по данным арктических станций постоянно растет в среднем со скоростью 2,26 млн 1/год. Среднегодовая температура на территории России растет со скоростью 0,47°С за 10 лет [1, С.70]
При оценке устойчивости сельскохозяйственного производства и его эффективности [2] был сделан вывод, что наименьшая устойчивость развития среди выделенных направлений и показателей оценки присуща в области сельскохозяйственного производства и его эффективности. Во многом это обусловлено зависимостью отрасли от природно-климатических условий. Повышение устойчивости сельскохозяйственного производства становится особенно актуальным из-за необходимости адаптации отрасли к изменениям климата.
В исследованиях Н.М. Светлова, С.О. Сиптица и др. [3] для оценки влияния изменений климата применена математическая модель территориально-отраслевой структуры сельского хозяйства страны. По результатам расчетов сценариев изменения климата для Московской области прогнозируется рост производства скота и птицы и сокращение производства прочих видов продукции.
Необходима разработка соответствующих мер, способствующих повышению устойчивости в этих направлениях.
Такая работа включает проведение исследований реакции урожайности на изменения температуры и осадков, адаптации размещения сельского хозяйства по территории страны и регионов, достижения стационарного состояния параметров, определяющих плодородие почв, отслеживание динамики водного и углеродного режимов.
Методы исследования. В исследовании влияние изменения температуры и количества осадков на урожайность основных сельскохозяйственных культур для Московской области оценено с помощью корреляционного анализа, расчета коэффициентов колеблемости и устойчивости.
Результаты исследования. Изменение температуры и количества осадков за 2001- 2019 гг. для Московской области представлено на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1- Динамика изменения температуры за 2001-2019 гг. для Московской области
Источник: рассчитан и построен по данным выпусков Российского статистического ежегодника за 2002-2020 гг.
Рисунок 2 - Динамика изменения количества осадков за 2002-2019 гг. для Московской области
Источник: рассчитан и построен по данным выпусков Российского статистического ежегодника за 2002-2020 гг.
Представленная динамика изменения температур в регионах показывает их отклонение от нормы на протяжении всего исследуемого периода. Динамика изменения количества осадков показывает их высокую колеблемость, наиболее высокие отклонения от нормы в июле.
Урожайность основных сельскохозяйственных культур также подвержена колебаниям (рисунок 3).
Рисунок 3 – Динамика урожайности сельскохозяйственных культур в Московской области
Источник: рассчитан и построен по данным выпусков Российского статистического ежегодника за 2002-2020 гг.
Для климатических показателей – среднемесячная температура и среднее количество осадков - определим степень колеблемости и устойчивости (таблица 1).
Расчеты показывают в анализируемом периоде высокую устойчивость среднемесячных температур июля - 0,88 при высокой колеблемости среднего количества осадков в июле – коэффициент устойчивости 0,43. Это еще раз подтверждает значимость климатических показателей для сельскохозяйственного производства.
Таблица 1 – Устойчивость климатических показателей в Московской области за 2001-2019гг.
|
Параметр |
среднее значение |
среднеквадратическое отклонение |
коэффициент колеблемости |
коэффициент устойчивости |
|
Среднее количество осадков, январь, мм |
53,67 |
21,19 |
0,39 |
0,61 |
|
Среднее количество осадков, июль, мм |
82,11 |
46,99 |
0,57 |
0,43 |
|
Средняя месячная температура, январь |
-7,50 |
3,00 |
-0,40 |
0,60 |
|
Средняя месячная температура, июль |
19,80 |
2,33 |
0,12 |
0,88 |
Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от изменения температуры определена с помощью корреляции (таблица 2).
Таблица 2 - Коэффициенты корреляции, характеризующие изменения урожайности сельскохозяйственных культур от колебаний средней по регионам температуры воздуха за тёплый период года и колебания количества осадков за 2003-2019 гг.
|
|
Московская область |
||
|
Приращение урожайности зерновых и зернобобовых культур, ц/га |
Приращение урожайности картофеля, ц/га |
Приращение урожайности овощей, ц/га |
|
|
Изменение температуры за теплый период |
-0,55 |
-0,59 |
-0,04 |
|
Степень связи по шкале Чеддока |
заметная |
заметная |
нет |
|
Изменение количества осадков за теплый период |
0,22 |
0,30 |
0,39 |
|
Степень связи по шкале Чеддока |
слабая |
умеренная |
умеренная |
Отрицательные коэффициенты корреляции означают обратную взаимосвязь: рост температуры в летний период влияет на снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Менее зависима от температур урожайность овощных культур. Зависимость урожайности от количества осадков в теплый период умеренная, более сильная для овощных культур.
Дальнейшее потепление приведет к аридизации климатических условий. Рост засушливости весенне-летнего периода обуславливает снижение урожайности.
Влияние климата на развитие сельскохозяйственных отраслей проявляется в изменении показателей урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности скота; структурных сдвигах размещения аграрного производства; появлению возможностей для расширения ассортимента возделываемых культур по видам и сортам; сокращение посевов озимых культур из-за повышения температур воздуха в зимний период; рост потребности в засухоустойчивых сельскохозяйственных культурах и с коротким вегетационным периодом; рост продуктивности сенокосов и пастбищ за счет увеличения продолжительности безморозного периода; снижение продуктивности скота, рост падежа из-за засушливой погоды; увеличение популяций теплолюбивых видов вредителей, распространение сорняков и возбудителей опасных болезней растений и животных.
Для адаптации сельскохозяйственного производства в Московской области к климатическим изменениям предлагаем внедрение концепции «Климатические луга» («Climatefields») [4], которая способствует развитию регенеративного луговодства в качестве климатосберегающего землепользования и апробирована в Германии.
Природные луговые угодья - потенциал развития кормопроизводства и долгосрочного поглощения углекислого газа (СО2) в контексте климатической повестки.
Основной принцип применения данного метода - уплотнение травостоя до 8000-1000 побегов/м2 (традиционно 2000-3000 побегов/м2). Высокая плотность луговой дернины обеспечивает высокое связывание CO2, замедление эрозии, эффективное использование внесенных питательных веществ.
Технологический процесс включает:
- взятие почвенных проб с применением датчиков и дистанционного зондирования (pH и содержание гумуса);
- подкормка бесподстилочным (жидким) навозом 15м³/га;
- подсев с использованием специальных смесей – райграссы - 15% раносозревающие, 45% среднесозревающие, 40% позднесозревающие, подмешивание бобовых; подсев с применением бороны–штригеля (подсев с нормой 8 – 12 кг / га), проветривание луговой дернины;
- четыре укоса, начиная с более ранних сроков при достижении оптимальной фазы основных компонентов травостоя, с соблюдением оптимальной высоты скашивания для оптимальной регенерации злаковых трав; промежутки между укосами -5-10 недель.
Использование регенеративного луговодства позволяет повысить урожайность до 20%, способствует накоплению дополнительно более 2% гумуса, поглощению до 50 т/га СО2 в течение 6 лет.
Использование луговых кормов увеличивает себестоимость молока до 20%, с другой стороны способствует снижению затрат на концентраты до 15%.
У фермеров Германии есть также возможность продажи климатических сертификатов до 20 евро/т поглощенного СО2. Такая опция возможно в перспективе будет доступна и нашим фермерам.
Заключение. В анализируемом периоде выявлена высокая устойчивость среднемесячных температур июля - 0,88 при высокой колеблемости среднего количества осадков – коэффициент устойчивости 0,43. Это еще раз подтверждает значимость климатических показателей для сельскохозяйственного производства. Дальнейшее потепление приведет к аридизации климатических условий, а рост засушливости обуславливает снижение урожайности.
Для повышения устойчивости сельскохозяйственного производства и его адаптации к изменениям климата предложено использование регенеративного луговодства в качестве климатосберегающего землепользования, которое апробировано в Германии
1. Rossiyskiy statisticheskiy ezhegodnik. 2020: Stat.sb./Rosstat. - M., 2020 - S.70.
2. Barishevskiy E.V. Ocenka urovnya otraslevoy diversifikacii / E.V. Barishevskiy // Ekonomika sel'skogo hozyaystva Rossii. - 2021. - № 7.- S. 62-64.
3. Vliyanie izmeneniya klimata na razmeschenie otrasley sel'skogo hozyaystva Rossii / N.M. Svetlov, S.O. Siptic, I.L. Romanenko, N.E. Evdokimova // Problemy prognozirovaniya. - 2019. - № 4.
4. Climatefields https://www.climatefields.com/
