Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Методология оценки и прогнозирования влагообеспеченности агротехнических систем в аридных регионах Кыргызстана

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Методология оценки и прогнозирования влагообеспеченности агротехнических систем в аридных регионах Кыргызстана"

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИфСД'ИТУТ ВОДНЫХ ПРОБЛЕА! И ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ

МЫ .

..... На правах рукописи

РЫЧКО ОЛЕГ КОНСТАНТИНОВИЧ

УДК 631.432 + 631.5] 001.76(57$..?)

МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В АРИДНЫХ РЕГИОНАХ КЫРГЫЗСТАНА

Специальность 11.00.07 — Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Диссертация в форме научного доклада на соискание ученой степени доктора географических наук

Бишкек — 1994

Работа выполнена в Институте водных проблем и гидроэнергетики Национальной Академии наук Кыргызской Республики.

академик Национальной Академии наук Кыргызской Республики,

доктор технических наук, профессор Э. Э, Маковский

академик Национальной Академии наук Кыргызской Республики,

доктор географических наук, профессор К. О. Оторбаев

доктор географических наук, профессор Н. И. Коронкевич

Ведущая организация — Кыргызский Государственный Национальный университет.

Защита состоится ОЬ 1994 г. в часов

на заседании специализированного совета Д 11.93.30 при Институте водных проблем и гидроэнергетики НАН КР по адресу:

720033, г. Бишкек, ул. Фрунзе, 533.

С диссертацией можно ознакомиться в Институте водных проблем и гидроэнергетики.

Доклад разослан « /2. » С? ^ 1994 г.

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геояосо-минералогических наук

СУЮНБАЕВ

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Оптимизация взаимодействия природы и общества предполагает экологически обоснованную социально-хозяйственную деятельность населения в определенных физико-географических условиях конкретной территории. Процесс экологизации антро -погенного воздействия на природные ландшафты базируется на полу-чзнии прогностической и фактической информации о состоянии географической среды. Важнейшими показателями изменчивости фитогеоце-нотических компонентов географической среды являются характерно -тики степени обеспеченности агротехнических систем теплом и вла -гой.

Конкретные прогнозные, оценочные и измеренные величины параметров, влагообеспеченности агротехнических систем, полученные по региональным методикам, необходимы для обоснования, планирования н проектирования: техногенных нагрузок на природные ландшафты; водосберегающих технологий на сельскохозяйственных угодьях; агрогидрофитомелиораций в экологически неблагоприятных районах; мероприятий по защите фитоцеяозов от болезней и вредителей на основе определения темпов вегатированая растительности и накопления фи -томассы. . ,

•При подготовке'различной планово-прогнозной, нормативно-технической, инструктивно-руководящей документации, регламентирующей степень воздействия социально-экономических объектов и мароприя -тий на природно-техногенную среду, требуется соответствующее КС -тодологкческоа обеспечение, содержащее прогнозно-расчет!ше методы и показатели..

Под агротехнической системой понимается территория с сельс -нехозяйственными культурами, рассматриваемая как совокупность тепловлагообменных, биологических и фенологических процессов, про -текающшс в комплексах почва-растительность-приземный слой воздуха.

. 2

Благообеспечвнность агротехнической системы определяется сравнением гидрологических ресурсов конкретного фитогеоценоза с их заданными значениями за установленный период времени.

Горно-долинные, ландшафты, характеризующиеся вертикальной поясностью гидроклиматических условий и почвенно-растительного пок -рова, отличаются сложностью и разнообразием физико-географических компонентов (определяемыми изменчивостью естественной увлажненности и притока тепла в зависимости от высоты расположения местности над уровнем моря), что вызывает необходимость как дифференци -рованного, так и комплексного учета гндро- и агрометеорологичес -ких факторов, определяющих гидротермические ресурсы заданных районов. ' .

В аридных условиях-Кыргызстана ведущими факторами, обуслов -ливагащими влагообеспеченность, гидротермическое и фенологическое состояние агротехнических систем (агроценозов), являются суммарная радиация, радиационный баланс, температура и влажность воздуха, атмосферные осадки, суммарное испарение, величина лодпитыва -ния слоя почвы от грунтовых вод, при их близком залегании,, фазы развития растительности. ■ . . ,

Существующие методики и способы определения указанных факторов имеют либо сложные и громоздкие расчетный схемы, либо не от -личаются необходимыми точностью, оперативностью и долгосрочностью, используют нестандартную информацию (получение которой требует организации сети специализированных наблюдений), не учитывают региональных особенностей, не предусматривают самостоятельного прогнозирования необходимых гццро- и агрометеорологических факторов . УЕдажонности или не имеют необходимого методологического обеспечения, ввиду чего мало пригодны для определения элементов влагоо-беспечонности засушливых зон Кыргызстана. Поэтому до настоящего

времени остается актуальной проблема разработки универсализированной методологии, достаточно наделено, достоверно и комплексно учитывающей региональные географические и хозяйственные особенности процессов фор:.5фования и пространственно-временного распределения водно-тепловых ресурсов местности.'

Данная проблема решается путем создания системы, включающей методики, методы и способы, базирующейся на прогностических и контрольно-диагностических моделях, схемах, зависимостях и функционирующей на оскоглз использования репрезентативной долгосрочной и оперативной информации о гидроагрометеорологическах факторах, ха-рактеркзуэащх вдагообєспеченность природно-хозяйственннх комплексов.. . '

- Поль и’задачи работа. Дельэ работы является разработка методологии специ&лыпи. прогнозов, оценок и контроля влагообвепечен -ности агротехнических систем; в аридных регионах Кыргызстана, для оптимизации взаимодействия географической и техногенной среды.

. Для выполнения поставленной цели бцли ревены следующие задачи: - ' ' : ’ 'у.''

, I. Исследованы процессы оперто- и массообмена в агроспстемах, влияние гкдроагромете орологических условий и факторов на структуру, временное и пространственное распределение водно-то пловых ресурсов аридных территория.',., ' ". > , • .

2. Изучены имевшие региональный характер- закономерности про- . ‘ цесса суммарного испарения в зависимости, .от степени увлажнения

почвогрунтов, интенсивности притока тепла;, вида и состояния испаряющей поверхности,-разработаны их модели, .резим наблюдений и порядок расчетов. .

3. Определены основные arpo- и гидрометеорологические факторы и показатели, интегрально характеризующие водно-тепловые и фе-

вологическиа условия вегетирования сельскохозяйственной растительности, осуществлен выбор схем их расчета и прогноза.

4. Выявлены закономерности вкутрквегетацяошюго распрєдела -ния характеристик влагообеспеченяости и обусловливающей ее тепло-обеспеченности агросистем в зависимости от их исходного состояния, выявлены предикторы и имеющие прогностическое значеш'э элементы и уравнения, как основа для разработки методики прогнозирования и . оценки ведущих- гидро- и агрометеорологических факторов вяагообес-печенности.

5. Исследовано воздействие естественного и искусственного увлажнения агроценозов на изменчивость гидротермических условий почвогрунтов, воздуха и режимы вегєтированая сельскохозяЗствонной растительности. Разработаны модели и процедуры их расчета.

6. Проанализированы фондовые и оперативные данные и. получены

значєігая агроклиматических характеристик природнообусловлекпого вегетационного периода, главных фаз и шзфазньпс периодов развития агроценозов, как ^необходимых временных периодов прогнозирования влагообеспеченности. •

7. Изучена, в условиях вертикальной поясности климата и почвенно-растительного покрова, пространственная изменчивость основных региональных и локальных характеристик ресурсов влаги и тепла аридных зон на основе выбора и уточнения базовій интегральных показателей гидротермического состояния.

8. Уточнены представления о механизме прогнозирования и оценки гицроэкслогического состояния регионов, на основе комплексного исследования процессов взаимодействия гидроагроклиматических факторов с вегетируэдими агросистемами аридной зоны. .

9. Изучены суи;єствуап5іе процессы в системе мониторинга географической среды и разработаны для аридных территорий методологи-

ческие основы организации и функционирования подсистем и комплок-сов к-ок^роля, оценки и прогноза водно-тепловых и фенологических уелозей вегетирозания агроценозов..

Зал^иаэг.п.^е положения. На защиту выносятся разработанное автором в ходе многолетних исследований теоретические и методологические основы оценки прогнозирования увлатления, теплообеспечешюс-тк и фенологического состояния растительности как элементов вяа -гообеспеченкоста агротехнических систем в аридных регионах Кыргкз-стана, которые вкличахт: ’

механизм разработки систем! унифицированных модолей, методов и показателей тепяоклагообменз в географической среде как основы прогнозов и оценок гидрометеорологических, климатических, фптоце-нотичееккх факторов, формирующих структуру водного баланса арид -ных территорий и обуелошшваеддах гидротермическое и фснояогичес -кое состояние агроценозов за вегетационные и Енутривегетацпошшэ периоды; . ,

схемы формирования структуры, режимов функционирования и состава элементов подсистем: уточнения (корректировка) прогнозов и упрощения расчетов; контроля гидротермических, агрометеорологических и фенологических элементов влагообэспечснности орошаемых агроценозов; ' * .

’ механизм разработки методических и географических обоснова -ний и принципов создания информационных комплексов мониторинга, оценки и прогноза гидроэкологического состояния агротехнических систем; . .

обоснование выбора номенклатуры необходимых для прогноза, оценки и контроля гидротермических, агрофизических и фенологических факторов, параметров, критериев и кзтодов определения влагоо-беспеченности.

Научная новизна. На основании обширного материала комплекс -ных исследований, изучения методических принципов по фактической и перспективной оценка параметров эиорго- н массообмена в систеш почва-растеиие-воздух, в орошаемых агроценозах аридных регионов, их анализа и обобщения получены следующие результаты, имеющие научную. новизну: . ; .,

выдвинута концепция системного влияния гидроагроме те ороло -гических факторов и показателей на процессы тепловлагообмена, гидротермические ресурсы и построена физико-био-статистическая ыо -дель влагообеспеченности агротехнических систем;

установлены имеющие региональную специфику особенности внут-рисезонного и территориального распределения гидрометеорологических и фенологических факторов, обусловливающих влагообеспеченность агроценозов (атмосферных осадков, испаряемости, влажности почвы, фаз вегетации сельскохозяйственных культур, суммарного ийпарения и др.) и разработана система методов их прогноза и оценки;

Ескрыт механизм воздействия гидроагрометеорологических факторов и агротехнических мероприятий на дкначшеу гидротермических и китоцснотических процессов, и явлений и разработана методика уточнения кс оценочных значений; . ' ■ '

определены оптимальные значения потребности основных видов агроценозов в тепла и влаге на базе сумм агрометеорологических факторов и предложены метода их получения;

1НЯБЛ01Ш закономерности временного и внутрирегионального 30-нальпого распределения метеорологических и гидрологических показателе,"; водных и- тепловых ресурсов в зависимости от высоты местности над уровнем моря и предложена усовершенствованная методика агроклиматического- районирования засушливых территорий по степени Елагообзсиечекности;

разработаны, на основе учета агрометеорологических и биологических особенностей произрастания растительности, методы, упрощающие оценку и контроль интегральных показателей гидротермического и фенологического режимов_вегетирования агроцвнозов;

выявлены закономерности пространственной изменчивости репрезентативности наблюдений за агрометеорологическими элементами влагообесцвченности и усовершенствована методика выбора местопо -ложения базовых зональных пунктов контроля;

установлены, на основе выявленных хозяйственных особенностей агротехнических систем, нормативно-методические требования к разработке инженерно-географических основ и структурно-функционаяь -ных схем для комплексов мониторинга гидротермического и гидроэкологического состояния природно-техногенной среди;

. сформулированы более комплексно и детально ключевые понятия, определения и термины, характеризующие процесс влагообеспеченнос-ти. агросистем. ' .

Полученные результаты по совокупности представляет собой научное направление - разработку универсализированной методологии исследований процессов влагообеспечепности агроценозов в аридных регионах как теоретической базы создания система новых и усовершенствования существующих прогнозно-оценочных, контрольных и расчетных методик, методов, способов и приемов, позволяющих на основе стандартных агрометеорологических данных более комплексно и эф-‘ фективно изучать динамику природно-техногенных процессов, выкв -л ять закономерности накопления, трансформации и перераспределения водных и тепловых ресурсов, определять их качественные и коляче -ственныз характеристики дая заданной территории.

8 .

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

1. Положения разработанной методики прогнозирования и оценки

водопотребления агроценозов и гидроагрометеорологических факторов его обусловливающих за сезонные и внутрквегетационные периоды в аридных районах использованы в Руководящем документе (РДИ 33-1384) "Инструкция по прогнозированию сроков и норм полива для one -ративного управления поливами" (1964) и "Рекомендациях по опера -тивному управлению водным режимом поля на основе прогноза погод -них условий" (1969) - базовых нормативно-методических документах, регламентирующих процесс и порядок составления прогнозов влагоо -беспеченности и режимов орошения земель в Кыргызстане. .

2. Предлагаемая методика прогнозирования и диагностики вла -гообеспеченности, суммарного испарения, почвенных влагозаласов, испаряемости и фаз развития растительности принята к внедрению .в системах Ыинсельхоза и Мннводхоза Кыргызстана в качестве методологической основы при разработке рекомендаций, нормативных «руководящих документов по- рациональному водопользованию и водообе -регеющам технологиям, при прогнозах водно-тешшвых ресурсов, экологически обоснованных оросительных норм и режимов орошения сельскохозяйственных угодий, при планировании освоения новых зе -ыаль в аридных зонах, при разработке рекомендаций по долгосрочно-! му и оперативному прогнозированию и расчетам объемов, сроков и приоритетности проведения агротехнических и мелиоративных ыероп -раятий,

3. Проведенные исследования и полученные результаты по раз -работке и выбору методов и схем прогноза, оценки и режимов конт -роля экологического соотояния природно-техногенных ландшафтов позволили разработать "Концепцию единой экологической информацион -вой системы и ее генеральной схемы для регионов Киргизской ССР",

использованную Госкомприродой Кыргызстана для подготовки методи -ческих и технологических основ создания республиканской системы, геоэкологического мониторинга. .

4. Ыотодологнчаские основы созданной системы диагностики, прогнозов и уточнения прогнозных значений теплообеошченности, суммарного испарения, почвенных влагозапасов, фаз развития растений приняты к внедрению и могут использоваться в Государственном агентстве по гидрометеорологии при Правительстве Кыргызстана для разработки новых и усовершенствования существующих методик наблюдения, долгосрочного и краткосрочного прогнозирования гядро- и агрометеорологических факторов, характеризующих водно-теплевые ресурсы и темпы вегетирования природной и сельскохозяйственной растительности аридных регионов. -' 5. Материалы и результаты исследований по вопросам методоло-

гии прогнозирования и оценки геоэкологического состояния'геогра -фической среды, создания, функционирования и взаимодействия снс -тем мониторинга и структур экологической экспертизы природно-техногенных ландшафтов и их компонентов, обоснования и планирования проведения агрогидрофитомелиорацшЧ в аридных’регионах, мелиоративно-географического обоснования земле- и водосберэгающих технологий используются в система Министерства народного образования Кыргызстана в курсах вузовских лекций "Мониторинг природной среды и экологическая экспертиза", "Мелиоративная география", "Основа мелиорации и орошаемого земледелия", "Агрометеорология и агроклиматология”.

6. Результаты исследований по оценке и прогнозирована» увлажненности сельскохозяйственных угодий использованы Министерством мелиорации и водного хозяйства 6. СССР при разработке Типовых технологических схем, принципов и порядка создания автоматизированных

информационно-измерительных систем прогнозирования водопотрейяе -ния орошаекых земель и алгоритмов их функционирования.

7. Разработанная система методов прогнозов и оценок тэиловых ресурсов, степени естественного увлажнения, темпов вегетирования природных и агроценозов и их отдельных элементов приняты к использовании в системе Госкомгидромета д. СССР при подготовке новых региональных методик составления оперативных и долгосрочных гидро-и агрометеорологических прогнозов.

8. Разработанные методологические и технологические основы формирования структуры и моделей функционирования систем экологического мониторинга географической среда горных территорий (базирующихся на выявленных гидро- и агрометеорологических закономер -ностях и принципах) использованы Госкомприродой б. СССР в Техни -ческоы задании на разработку "Генеральной схемы создания единой-геоэкологической информационной системы Советского Союза".

Апробация результатов исследований. Основные положения работы изложены в 42 науч1шх трудах, в том числе 2 монографиях,.I■руководящем документе-инструкции, I броааэре. •

По теме работы сделаны доклады на: Республиканской научнотехнической конференции по вопросам технологии й автоматизации гидромелиоративных систем (Фрунзе, 1977), Республиканской научнопрактической конференции по проблемам агрономии и орошаемого зегл-леделия (Фрунзе, 1978), Республиканском.совещании по мелиорации и орошаомому земледелию (Киев, 1980), Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение АСУ ТП на гидромолио -ратизных системах" (Фрунзе, 1980), Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизация гидромелиоративных систем" (Фрунзе, 1981), Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов по водному хозяйству (Ташкент, 1981), Все -

. п

союзной конференция "Гидроілетеорологическое обеспечение мероприятий по выполнению Продовольственной программы" (Днепропетровск, 1983), Республиканской конференция "Режим орошения при прогрессивных способах полива и разработка АСУ ТП в мелиорации* (Кишинев, 1983), Зональном совещании по земзлышм и водным мелиорациям на неблагополучных землях (Волгоград, 1987), Региональной конференции республик Прибалтики и Белоруссии по проблемам защиты растений (Минск, IS87), Республиканской научно-теоретической конференции "Географические исследования и рациональное природопользова -ниє" (ірунзе, 1939), всесоюзной научно-теоретической конференции "Экологические проблбш природопользования" (Ленинград, 1990), Республиканской научно-технической конференции по охране и рацио-нальноглу использованию природных ресурсов” (Фрунзе, 1990), Пятом съезде Географического общества Киргизской ССР (Пргєвальск, 1990), Всесоюзном.симпозиуме "Комплексный мониторинг, оптимизация и прогноз состояния природной среды" (Москва, 1991).

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Часть I. .Методика оценки и прогнозирования гидро- и агрометеорологических факторов влагообеспеченпости . агросистем ‘

1-І. Характеристика прогностических зависимостей и , предикторов -

В природно-хозяйственных условиях Кыргызстана наиболее вая -ныыи являются прогнозы основных гидроагрометеорологических факторов, определяющих гидротермическое и фенологическое состояние сельскохозяйственных культур. Таковыми для орошаемых территорий являются прогнозы сроков наступления фаз развития растений, тепло -обеспеченности, суммарного испарения и влагообеспечеиности arpo -систем. При этом основными, массово, просто и точно наблюдаемыми показателя.® обеспеченности агроценозов являются: теплом - темпе-

ратура воздуха; влагой - влажность почвы и атмосферные осадки; суммарное испарение, как элемент водного и теплового балансов территории, мозет слукить комплексной характеристикой тепло- и влаго-обеспечеккости. географической среды. Это позволяет- использовать указанные гидрометеорологические факторы в качестве интегральных показателей влагообестаченности и ее '■элешнтов.

Несмотря на большую народнохозяйственную значимость, аспекты составления таких оценок и-прогнозов до настоящего времени не получили должной разработки и освещения как в специальной литературе, так и в методических пособиях, что и послужило основанием для создания усовершенствованной методологии.

Предлагаемая методология разработана по результатам проведенных автором специальных комплексных исследований, организованных на посевах основных орошаемых сельскохозяйственных культур Кыргызстана, на основе анализа данных стандартных гидроагрометеорологи-» ческих наблюдений сети гидрометеосташий, а также в результате обобщения материалов научных исследований и опытных данных, полученных в аридных районах Средней Азии и Казахстана / 1-42 /.

В основу методологии, структурно представленной на рис. I, положены тесные связи между ухе сло2ибши.ися гидроагроматеороло -гическими условиям влагообеспеченности, характеризуемыми прсгно- , стическиш признаками (предикторами), и последующим их внутрисе -зонным распределением - манду исходным и будущим состоянием заданных гидроагрометеорологических характеристик увлажненности территории. •• ' ' . ’

Разработанная методология представляет собой систему специ -альных комплексных эмпирико-статистических методик, методов и способов оценки и прогнозирования сроков наступления фаз развития растительности, теплообеспеченности, оптимального (при биологиче-

Рис. I, Структурная схема системы оценки и прогнозирования вдагоойэспачанности агроценоза

ски достаточном почвенном увлажнении) суммарного испарения и вла-гообеспеченяоста за различные периоды вегетации трав, люцерны и озимых колосовых, сахарной свеклы и кукурузы аридной зоны Кыргызстана. ,

Получение информации од ожидаемом состоянии заданных факто -ров влагообаспеченности(составление прогнозов) базируется на ос -нове анализа сложившихся гидроагрометеорологических условий с использованием связей между гидрометеорологическими и фенологичес -ними процессами за предавствуюадай прогнозу и последующий периоды, для чего необходимо выявить предикторы, с определенной заблаговременностью характеризующие распределение во времени рассматривав -тх показателей.

Применение прэдикторов позволяет осуществлять самостоятель -ное прогнозирование, увеличивает заблаговременность и повышает оп-равдываемость специальных гадроагрсметеоролягических прогнозов, в том числе Елагообеспечонности, уменьшает их зависимость от долгосрочных прогнозов погоды, не учитывающих региональные гидроклвда-тлческие, агрометеорологические, биологические и другие условия Е особенности агросистем, вгияззарае на точность е надежность специальных прогнозов. \ .

Проведенный автором анализ существующих способов и расчетных зависимостей по определенна основных гидроагрометеорологических

факторов, обусловливающих ресурсы влаги и гидротермические уело -

. У

вая вегвтЕрованЕЯ орошаемых агроценозов, показал, что при прогнозировании сроков наступления фаз развития растений, их теплообес-печенности, оптимального суммарного испарения - как элементов влагообеспеченности - в качестве ведущего прогностического элемента можно использовать температуру воздуха, ввиду ее тесных свя -зей с суммарной радиацией, радиационным балансом, испаряемостью и

темляки ввгзтарозаяхя растительное ти, что подтввращавтся нагдаг* исследования;.’!! /7-9, П, 12, 16, 18-52, 24-29/.

Многочисленными, в том числа нагими, рабогамн доказано, что в условиях Кыргызстана большинство многолетних а оянамтнях растения начинает вегетировать (зли высеваться) посла дата перехода температуры воздуха чьрез 5°С весной в период, когда почва полностью оттаив"зт, достигая мягко-пластичного состояния. Этими ха датами весной а осеньэ ограничен хагетацгонгзЗ период почта всех сельскохозяйственных культур. С учетом этого нала установлено, что при прогнозировании тзплообеспеченнолта (через сукна актив -ннх температур воздуха) вагетационнгх и различннх внутривегета -ционных периодов за главный предиктор шжет быть принята дата устойчивого перехода среднесуточной температура воздуха через 5°С весной, имеющая тесные связи с суммами твплообвспэчавпости, на — копленными за различные по продолжительности внутрисезояннэ па — риода ДБ, 24-29, 34, 40/. •

Для прогнозирования сроков наступления фаз развития расти -тельном и в качестве выявленных автором предикторов, иместдих тесные связи со сроками наступления фаз развзгия, могут использоваться даты возобновления вегетации или оптимальяыа сроки посева агроценозов, близкие к определенный для различннх растений тем -пературнын пределам. Проведенные исследования по^азнвапт довольно устойчивую зависимость между оптимальней сроком -посава (или . возобновления вегетации) я датами наступления саз развития сельскохозяйственных культур. . . » -

Установлено, что возобновление вагетацди озимых колосоьнх, многолетних трав, ЛЕЦврШ, пссевсв яро НЕС колосовых и трав происходит з сроки, близкие к дате перехода температуры воздуха через 5°С весной; оптимальны! срок посева сахарной сваклнг такта

хорошо согласуется с датой прогревания воздуха до 5°С; оптимальным сроком посева кукурузы является дата перехода температуры воздуха через Ю°С /3, 5, Б, 24-29, 34-35, 40/. Так, теснота связи даты перехода температуры воздуха через 5°С (£5) веской с оптимальным сроком посева или возобновления вегетации оролаешх сельс -нехозяйственных культур (С) характеризуется следующей зависимостями: '•

для трав, люцерны и озимых колосовых

С « 0,99% + 4,18 '

Здесь С, % отсчитываются в сутках от I января;

Г'= 0,86 ± 0,03, гь= 36, Еа = ± 5,55 суток; для сахарной свеклы

С « 0,85% + 37,61

Здесь С, % отсчитываются в сутках от I января;

- 0,84 ± 0,03, /г= 35, £¡,= ±5,00 суток;

для кукурузы

С * О,66Д^0 + 35)95

Здесь С, Д^0 отсчитываются в сутках от I парта;

/•'- в 0,78 4 0,05., 42, Еу = - 4,54 суток;

где Г'— коэффициент корреляции, си- число членов,

Еу - ошибка уравнения. . .

Таким образом, при оценке и прогнозировании значений оптимального суммарного испарения, теплообеспеченности и сроков наступления фаз развития сельскохозяйственных культур ыоано использсвать в качестве гидроагрометеорологических предикторов даты устойчиво-

■ го перехода среднесуточной температуры воздуха через 5°С весной и оптимальные сроки посева или возобновления вегетации, близкие к соответствующим (5 или 10°) температурным пределам.

(2)

(3)

. ' 17 •

1.2. Метода прогнозов и оценок гидроагрометеорологических факторов тешювлагообеспачешюсти и (фенологического , ..состояния агроценозов

1.2.I. Характеристика методов прогнозов и прогностических схем

Существо методов заключается в определении, по изменению гк-явленных предикторов, ояидаемого сезонного хода и сроков наступ -лакая осеобнкх гидроагрометеорологических факторов, обусловливающих теплоБлагообеспечекность и фекологическоо состояние агроценозов.

Прогностические зависимости строились на осяоеє статистической обработки сопркгэкных данных по выбранным предикторам, срокам прохождения фаз развития растений, накопленным сушам теплообеспе-ченности и оптимального суммарного испарения. По материалам най -лядений на сети гидрометаостанций с информационным рядом свыше 50 лет определялись даты устойчивого перехода температуры воздуха через 5°С весной и подекадные сумм» теллообеспеченности в предэ -лах прзроднообуслоЕленного вегетационного периода (в условиях Кыргызстана - периода, заключенного кэяду датами перехода через 5°С весной и осенью), а такге - продолжительность кежфазных периодов от срока посева (возобновления вегетации) до даты наступле -ния соответствую^« фаз развития осноекых видов растительности.

При этом даты перехода через рассматриваемые температурные пределы (0°, 5°, Ю°С) и оптимальные срока посева или возобновления вегетации, для сравнимости, приводились к единому арифметическому ряду путем отсчета их от начала самого раннего месяца, в котором они теоретически могли бы наступить, или от перЕого января.

.Методы позволяют в период от посева (возобновления вегета - ' ции) и до окончания вегетапда, с заблаговременностью от одного до шести месяцев, прогнозировать даты наступления фаз развития веду-

вас егроценозов Еаргьга стана, кг теплоше ресурсы, оптимальное су. шараде «стареете, как фактора взагообесшченности, за разлсчныв шдег&вяне я »©гфазние сгргодц ДБ, 24-29, 34-36, 40/.

ДротаозкроЕЗЕхг веде тел го оперативным даянии щцроштеостан-цп хях лэбото иуЕЕта найжвдбвиа, репрезентативного джя террито — рал, со которой составляется прогноз /Ш, 24 , 25 , 28/. Схека про-гвозировакая игеет вид (4), (5):

% — Т — Е — Е (4)

С — «. (5)

где % - дата устойчввого перехода среднесуточной тегдвратура воздуха через 5° весной, отсчЕШваемая от I встаря; 'Т - тепло -обеспеченность за врагкозлруеш2 период; К - баашшиаттескЕй ко-зефгцкавт оптимального супиарного испарения агроцаноза; 2 — оптимальное сухарное исЕаранкс (водопотреблеЕиз) агроцзкоза за щюг-нозирув1гьт£ сериал; С — одтзшадьЕнк срок юсева ила возобновления вегетацаа, отсчЕгававш$ для сахаркай свеюн, ярошх % озгшх колосовых, трав в лвдзрны от I язЕаря, для кукуруза - от I карта;

Ф - прогнозжруеггая дата наступления фазы разватся агроцэвозз» от-счЕткваемая от оптимального срока хшеева (возобновления ваге та -кии). . * ' ” . .

В зависгаюста от требуемой точности к детаяЕзагскд о пределе -вея заоаннкх факторов схема прогнозирования описквается уравнени-■еш различной СТеИЕНЕ. ОШЕНОСТЕ, что позволшт Д ЕфЙ^реЕЩрОВаНЕО использовать"-разработанные иетода прогнозов как при расчетах вручную в Хозяйствах и на участках, так и при состааленга прогнозов с Есдальзованнем персональна! г большее ЭШ в организациях республиканского, областного тп» районного масштаба.

1.2.2. Методы прогнозов сроков.наступления фаз . развития растительности

Методика предусматривает прогнозирование сроков наступления основных фаз развития посевов трав, люцерны, сахарной свеклы, кукурузы, озимых а яровых колосовых. При разработке методов за ос -новные принимались фазы развития, в которые растения проходят главные этапы роста и развития, такие, как форглирование листьев, стебля, репродуктивных органов и т.д. Здесь такза учтены критические, по реакции на влагоснабзение (водопотребность), стадии и фазы развития растений, снижение почвенных влагозапасов в которые ниже предельно допустимых приводит к наибольшим (по сравнению с ■другими периодами развития) потерям урожая даже при дальнейшей оптимизации увлажнения посевов. Эти периоды, впервые отмеченные П.И.Броуновым (1957) и выявленные нсми для основных видов орошаемых агроценозов, обычно совпадают с максимальными для растений фитомассой и суммарным испарением (табл. I).

’ Таблица I

Критические по водопотребности периоды развития основных орошаемых агроценозов Кыргызстана

Вид агроценоза j Критический по Еодопотребности период

Яровые и озимые колосовые Выход в трубку - колошение

Кукуруза Выметывание метелки - цветение початка

Сахарная свекла Всходы - максимальное развитие растений

- . •

Травы (люцерна) Выход в трубку (стеблевание) - колоше’ ние (бутонизация)

С учетом изложенного выбраны следующие основные фазы и ста -дал развития агроценозов, которые необходимы при прогнозах различных агрогидрофитомелиоративных мероприятий: для трав и люцерны -возобновление вегетации, стеблевание, бутонизация; для сахарной

свеклы - всходы, вторая пара настоящих листьев, начало роста корнеплода, смыкание растений в ряцках, закрытие междурядий, пожел -тение нижних листьев; для кукурузы - третий лист, тринадцатый лист, выметывание метелки, цветение початка, молочная спелость, восковая спелость; для озимых (яровых) колосовых - возобновление вегетации (кущение), выход в трубку, колошение, молочная спелость, восковая спелость.

Кроме этого, для сахарной свеклы наш отдельно ввделенн стадии: "максимальное развитие растений", совпадающая с периодом максимального расхода влаги через транспирацию и наступающая вслед за стадией “закрытие междурядий", после набора суммы активных температур воздуха 700°С; "техническая спелость", следующая за стадией "пожелтение нижних листьев", при наборе суммы активных температур воздуха 320°С, и характеризующая оптимальные сроки -Уборки. :

Прогнозирование ведется по уравнениям, аналогичным йривелвн-. ' * ' ним в тайл.2. При оценках сроков наступления фаз развития расте -ний ах можно определять также, наг дату накопления суш о пт шла -льного суммарного испарения, тешюобеспеченности или дефицитов влажности воздуха, необходимых для прохождения конкретных фаз развития (табл.З). .

Для прогнозирования' оптимальных сроков посева или возобнов -ления вегетации сахарной свеклы, кукурузы и озимой пшеницы используются уравнения (I) — (3), увеличивающие заблаговременность фенологических прогнозов и позволяющие учесть агрометеорологические * . ’ ч > •

особенности;-Текущего года. . /

Зависимость между оптимальным сроком посева (С) и датами наступления фаз развития сахарной свеклы (У)

Статистические параметры при к. - 40

Коэффициент (Среднее квад-корреляции 1ратаческоа : (отклонение,

. Юутки

¡Коэффициент¡Уравнение регрео-!Ошибка (вариации, !сии !уравна-

I % ! !ния рег! 1 !рессии,

I.....-______1_________________1шта....

Посев - всходы (У-^) . -0,84 ± 0,03 4,76 . 34 У^-0,53 С+70,01 2,57

Посев - вторая пара листьев (У2>. , -0,73 ± 0,05 5,15 17 У2—0,55 С+83,32 3,63

Посев - начало роста корнеплода (У3). -0,68 ± 0,06 6,38 ■ 14 ' У3=-0,65 С+112,86 4,78

Посев - смыкание в рядках (У4) -0,68 * 0,06 7,32 12 У4=-0,78 С+141,32 5,39

Посев - закрытие меадурядий <»б> -0,69'± 0,06. 7,67 10 У5=-0,77 С+158,74 5,74

Посев - максимальное развитие (У6) -0,70 ± 0,05 9,35 8 Уй=-0,92 С+202,37 6,42

Посев - пожелтение нижних ■ листьев (У7) • -0,72 ± 0,05 10,70 7 У7—1,17 0+268,53 7,34

Посев - техническая спелость (У8) -0,74 ± 0,05 12,09 7 Удя-1,27 С+300,99 8,30

Нормы оптимального суммарного испарения (Е), теплообеспеченностя (ГТ) и дефицитов влажности воздуха (% 6 ) за межфазные периода основных вгроценоэов

. Сахарная свекла

Агрометеофактор|

МежФазнне периоды (от посева)

{вторая (начало (омыкание!закрытие¡максимальное{пожелтение(техническая

{пара Iроста (в рядах I между- ¡развитие (нижних (спелость ’_____‘ 1лИСТЬ0В(КОРН9ПЛОДа1 ( пяпии I .________(листьев 1_______________

Е , мм ХТ , °С X ^ . мб .

72 380 700 134 670 • 1230 210 340 • 1000 1480 1810 2680 567 2180 3920 728 .^800 5100 780 3120 5680

« V Кукуруз а

Агрометеофахтор]

Межйазные периоды (от посева)

;трвтий!тршіадц2п:Еіівнм8тиваниеІцв9твни9 !

• троі. 'лист

(лист

(иетелки

(початка

полочная

спелость

восковая

спелость

К?

Е і мм 55 224 373 434 512 603{

2 Т * °С 290 1020 1490 1670 1970 2320

ІСІ , мб 530 . 1850 2670 2990 3580 4360

0 з в мая пшеница

« • . МежйЬазные периоды (от возобновления вегйтятгеи)

выход в ТОТЙКУ I колошение (молочная спелость(восковая впялппть

Б , мм 48 240 398 479

ГТ , °С 190 7750 1170 1450

Г с/ , мб 650 1350 , 2130 2730

1.2.3. Методы прогнозов теплообеспеченности и

оптимального суммарного испарения агроценозов

Прогнозирование тешгообеспеченности и оптимального суымар -ного испарения сельскохозяйственных культур ведется по дате ус -тойчивого перехода среднесуточной температуры воздуха через 5°С весной (Д5) за различные подекадно нарастающие или мегфазнне периоды /16, 25, 28, 40/.

Дата перехода через 5°С когет быть получена по данным наб -людениЕ, расчетом по долгосрочному прогнозу температуры воздуха или предвычислена по уравнениям вида:

. % = 0,53 ^ + 45,16, (6)

= 0,76 - 0,05; 1Ь= 50; Еу = - 5,54 суток;

где Д - дата перехода через 0°С веской, отсчитываемая от

о .

I января, сутки. ■ ' •

Дата перехода через 5 °С тесно связана с да той перехода че -

рез Ю°С (Д10), что позволяет использовать Д5 для прогноза срока наступления Д20 по уравнениям типа:

’ Д10 = 0,69 % - 13,51, С7)

«= 0-.74 ± 0,06; п = 50; Еу * 5,73 суток; здесь Д|д отсчитывается от I марта, сутки. : .

• Прогнозы тешгообеспвченноста за различные подекадно нарастающие периоды от Дд составляются по уравнениям, аналогичным представленным в табл.4. '

4 Прогнозирование оптимального суммарного испарения агроценозов осушествяявтся по прогностическим зависимостям, аналогичным предлояейным А.М.Алпатьевым (1954), М.И.Будыко (1953), Г.Т.Селя-шшовнм (1930), X.Нейманом (1968), вида:

Зависимость между % и иоднкадно нарастающими суммами твплообгіоішокности (У, °С) ,

Т

Чнлла я

Стнтисі'ііческ

пЛля«в- ! Среднее 1Коэф— f

чаииа лв- !ксэффшшвнт ! квадра- Іфяци- !

„Л ! корреляции тичвскоа'ант 1 кед от %, »отклоие-lварка!

__________1___________ÜiaS*_E£JMilJl

Уравивнкз

рагрессик

(Ошибка ! уравиа-!нмя ре-!грас,-JUffiuiiS

I, 7j 0,60 i 0,07 20,10 24 Уг » 1,22% + 2,00 16,48

3. У2 0,62 - 0,07 35,28 20 У2 * 2,2% + 13,20 27,17

3, У3 0,6В * 0,G7 62,21 19 У3 * 4,14% + 13,71 . 43,55

4, У4 0,73 * 0,06 79,38 18 їл » 6,02% + 32,44 £5,57

ö. У5 0,77 ± 0,06 99,60 ■ 16 у5 " 7.73Д5 + 12 *72 62.75

ß, yö 0,79 І 0,06 ЇІ7.9І 15 У6 * 9,32.115 + 32,29 74,28

7, У? 0,82 І 0,05 134,97 14 У? - 11,47%+ 57,55 75,58

в. У8 0,83 ± 0,05 146,25 12 У8 « II,34%+ 219,58 ; 81,90

Vs ' 0,84 t 0,05 148,44 9 У9 « 12,01%+ 422,¿8 83,13

IO, ’’jo 0,64 І 0,05 160,00 9 УІіГ І2»92%+ 563,74 39,60

II, У и 0,03 І 0,05 ’ 169,98 8 Уп» 13,80%* 723,60 95,:і9

12, У12 О.ЄЇ І 0,05 169,74 7 УІ2» 13,14%« 1013,44 95,05

із, у13 0,80 Í 0,06 179,57 7 У12* 13,80%+ 121)2,85 113,13

14, УМ 0,79 І 0,Св 169,28 6 УІ4« J3,4I%4 1474,44 106,65

15, У15 0,77 ± 0,06 159,57 Г і/ УІ5* 12,39%+ 1769,40 100,30

16. у16 0,75 І 0,06 147,4.4 0 УІ6» 11,00%+ 2086,20 9ü,89

hi 0,72 І 0,07 135,97 4 ■ УІ?о 9,83% + 2350,45 95,10

10, Уїе . 0,69 Î 0,07 127,50 4 Утв- 8,87% + 2ÏÏÜ7.5S 89,25

.19j Sly 0,65 ± 0,07 128,35 4 УІ9« 8,45% -і- 2762,73 99,21

80Í у20 , 0,65 І 0,07 130,U? 4 У20п 7>а2% + 2011,27 ї.00,75

где К - прогнозируемое значении очтимяльяого суммарного лопаре -пкя агроц«нозр. яа расчатчый период (мм), определяемое по прог -нояируомым суммам температуры воздух 1 I t * дефицита влажности воздуха I в , сварной радиации 5 Ц, радиационного баланса Г К, испаряемости Ер; К^. , , К , Кк , К0 - бчскчиматичеекив

коэффициенты оптимального суммарного испарения агроцвноза, соответственно по температуре р&гдуха (мг/°С), дефициту влажности воздуха (ии/мб), суммарной радиации 1мм/Дж), радиш^счгяому балансу (ш/Дх), испаряемости.

Зависимость суммарного испарения от температуры воздуха л других гидроагроыетеорологичьских факторов, выраженная черев биоклиматические коэффициенты по многочисленным, в том числе нашим исследовониям /I, 3, II, 24, 27, 28/, носит регионельнкй характер и Должна определяться якспвриыэитально для конкретных фу-8нко-гуогряф‘*ч«ских условий. Ото ъыззало необходимость опроделз-ния Оаоклиыат^чвсккх ковффициенто!? оптимального суммарного испарения основных орошаемых агроп&ноэов Кыргызстана при оптимальном ночаенном увлажнении (табл.5, 6, 7), учитывающих региональные агроклиматические условия и биологические особенности растений /24, 25, 27, 28, 34, 40/. ;

Последовательность составления Прогнозов основных глдроагро-мегеорологических Факторов, обусловливающих топловл&гообчспйчен-нооть агроцено^ов. оладуотая:

1) определяется дага парохода температуры воздуха чорез 5°0 весной', Д§ - наблюдение ила рас-чз? по (6);

2) во Дс - прогнозируются подекадно нарастающие суммы тепло-обеспечочности (уравнения табл.4)}

3) по назначенной или предвичислонной дате посева (возобновления вэгетации) прогнозируются сроки наступлзння фчз развития растительности (уравнения табл.2);

Табллца 5

Еиоклиматические коэффициенты оптимального суммарного испарения сахарной свеклы по основным гидрометеорологическим факторам

Сумма.активных температур воздуха от даты посева, ос Значения КОЭЙГО1 щиента

ка ? 1 1 ! КВ ! 1 к 1 . ^0 Г к*

0- 200 0,35 • 0,52 0,67 0,17 0,32

200 - 400 0,39 0,57 0,76 0,19 0,36

400 - 600 0,43 0,62 0,82 0,21 0,38

600 - 800 0,47 0,70 0,89 0,23 0,42

300 - 1000 0,54 0,78 0,95 0,26 0,49

1С00 - 1200 0,58 0,35 0,99 0,28 0,51

1200 - 1400 0,60 0,35 1,01 0,29 0,53

1400 - 1600 0,62 0,93 1,04 0,30 0,57

1600 - 1800 0,66 0,98 1,06 0,32 0,59

1800 - 2000 0,65 0,98 1,02 0,32 0,58

' 2000 - 2200 0,63 0,92 0,96 0,31 0,56

2200 - 2400 0,59 0,89 0,92 0,29 0,51

2400 - 2600 0,55- 0,81 0,90 0,28 0,48

2600 - 2800 • 0,53 0,77 0,86 0,26 0,46

2800 - 3000 0,48 0,71 0,80 0,23 0,41

3000 - 3200 0,45 0,70 0,80 0,22 0,40

3200 - 3400 0,44 0,68 0,80 0,22 0,39

Среднее 0,53 0,78 0,90 0,26 0,47

Температурные биоклиматические коэффициенты (К. ) оптимального суммарного испарения основных агроценозов

Суика активных тем-! Вид агроцекоза

ператур воздуха от !----------------------------------------------------

даты возобновления ! травы, ¡сахарная! куку- ! яровые ! озимые вегетации (посева),¡лацерна ! свекла ! руза ¡колосовые¡колосовые ос___________________!_________!_________!_________!_________!__________

0-200 0,29 0,17 0,18 0,18 0,25

200 - 400 0,33 0,19 0,20 0,22 0,31

400-600 0,36 0,21 0,22 0,28 0,34

600 - 800 0,38 0,23 0,24 0,32 0,37

800 - 1000 0,25 0,26 0,25 0,35 0,38

1000 - 1200 • 0,28 ' 0,28 0,27 0,37 0,36

1200 - 1400 0,31 0,29 . 0,29 0,33 0,27

1400 - 1600 0,35 0,30 0,32 0,24 0,19

1600 - 1800 0,28 0,32 0,33 0,18 0,13

1800 - 2000 0,32 0,32 0,31 0,12 -

2000 - 2200 0,34 0,31 0,30 - -

2200 - 2400 ' 0,34 0,29 0,25 -

2400 - 2600' 0,25 0,28 0,21 . - ’ -

2600 - 2800 . 0,29 0,26 0,18 • - -

2800 - 3000 0.33 0,23' - ' - -

3000 - 3200 0,34 0,22 - . - -

3200 - 3400 0,24 0,22 - -

3400 - 3600 . 0,27 , - - - -

3600 - 3300 0,30 - - - -

Среднее 0,31 0,26 0,25 0,26 0,29

Температурило биоклиматические коэффициенты оптимального су?,ж:арного испарения (К. ) ’ основных агроценозов а) по фазам развития и б) за межфазные периоды *

Сахарная свекла *

Значения І_______________________‘ Фазы развития

коэффициента ¡вторая ¡начало ро—!смыкание! закрытие ! максималь-!пара !ста корне-! в ! шздуря- ! кое разви-!листьев !ш(ола !тэягсках ! лиЙ ! тие ! пожелтение ! нижних ! листьев Ї техничес-! кая спв -! лость

а) пофазно , 0,20 0,23 0,26 0,30 0,32 0,26 0,23

б) от даты посева 0,19 0,20 0,21 . 0,23 0,26 0,26 0,26

‘ Кукуруза •

Значения Фази развития .

коэффициента ! третий ! тринадцатый ¡выметывание! цветение ! ! лист ! лист ¡метелки ! початка ! молочная ! спелость ! восковая спелость

а) пофазно 0,20 0,27 0,32 0,33 0,31 0,25

б) от даты посева 0,19 0,22 -.взимая 0.25 0,26 пшеница 0,26 0,26

Значения і , Фазы развития

коэффициента 1 выход в ттбку I колошение ! молочная спелость ! восковая спелость

а) пофазно 0,26 0,37 0,36 0,33

б) от даты возобновления вегетации 0,26 0,32 0,34 0,33

4) сравнением прогнозируемого внутрисезояного распределения таплообеспэчекности с прогнозируемыми датами наступления фаз раз -вития растительности определяются сугаы теплообеспеченности за рассматриваемые мегфазныа лериоды;

5) умнояая, в соответствии с (8), прогнозируемые сумш тепло-обеспеченности на соответствующие биоклиыагическяе коэффициенты (табл.5, 6), получаем значения оптимального суммарного испарения за рассматриваемый период.

Значения теплообеспеченности или суммарного испарения за более короткие, чем от посева (возобновления вегетации), мекфазные или декадные периоды рассчитываются по уравнениям типа:

- Е - Е1+1 - Е1 , (9)

где Е - значение заданного фактора за искомый период; Е • +2 -значение фактора на лосладутациЯ срок; Е^ - то же на предыдущий срок. .

* Оптимальное суммарное испарение на заданную фазу развития конкретного агроценоза может прогнозироваться аналогично (8), как произведение полученной по (9) теплообеснеченкости и биоклиматиче-скиг коэффициентов (табл.7). . .

1.2.4. Метода прогнозов„влагообеспеченности агроцзнозов

Нашими исследованиями установлено /18, 24, 30, 31, 40/, что для прогнозирования вяагообеспеченности (В) в аридных зонах наиболее пригодна зависимости, аналогичные (10) и (II), комплексно ха -растеризующие естественное увлажнение территории и идентифицированные нами для условкЗ Кыргызстана:

В = (Ун-Ук М ; (Ю)

Е - ■

в»ї-ї + (Ун-Уі) + п, (П)

зо

где X - атмосферные осадки; V н. У* - начальные и конечные влахо-

запасы заданного корнеобитаедаго слоя почвы; П - подпитывание слоа почвы от грунтовых вод; Е - оптимальное' сутяларяое испарение агроца. ноза.

Уравнения (10), (II) содеряат основные гидро- и агроклимсти -ческие факторы, позволяющие детально определять-приходно-расходные статьи водного баланса, качественно а количественно оценивать вяа-гообеспеченность конкретного района. .•

При прогнозах оптимального суммарного испарения л влагообеслэ-ченности используется характеристика потенциально возможного испарения (испаряемости), которая для теплого периода года ыозет определяться из уравнений: ’

где ЇГ0 - испаряемость, в т за расчетный период; 2 Т, £ й,

I Е - сумМн, соответственно, температуры воздуха, в °С, суьмарной радиации и радиационного баланса, в Да. ■

Прогноз (П) составляется по уравнении С.И. Харченко (1975), идентифицированному наш для применения в аридных регионах

где Е0 - рассчитывается по (12); ж.- коэффициент, зависящий от фазы развития растений и агрофизических свойств почвогрунта . (табл. 8); (г - глубина залегания уровня грунтовых вод; е - основание натурального логарифма. -

Прогноз (Е) осуществляется по зависимости (8) в соответствии с разделом 1.2.3.

Зо = 0,30 2 Т, £0 в 0,70 2 (1, Е0 = 1,00 12 ,

(12 ) (12’) (12“)

/18, 34, 40/:

(13)

ЗІ

- • • Таблица 8

Значеная параметра іти в уравнении (ІЗ)

Число декад от возобновления вегетации (посева)

I ! 2 ». 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! 7 ! 8 ! 9 ! 10 ! II

Травы, ляцерна, озииые колосовые

0,6 0,6 0,6 ' 0,0 0,6 0,6- 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

Сахарная свекла

2,0 2,0 1,8 1,6 1,4 1,3 1,3 г.з 1,3 1,2 1.0

Кукуруза

2,0 2,0 2,0 1,3 1,7 1,5 1,4 1.3 1,2 1,2 1,3

ЯтзОЕЫв колосовые

1,8 1,8 1,6 1.5 1,3 1,0 1,0 0,8 0,5 0,7 1,2

Продолжение табл. 8

Число декад от возобновления вегетации (посева)¡Среднее

12 > 13 ! 14 ! 15 ! 16 ! 17 ! 18 ! : [9 ! 20 !

Травн, лкцерна, озшлна колосовые 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,о

" Сахарная свекла

0,5 0,4 0,3 0,8 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,8

Кукуруза

1,4 1,4 1,1 0,8 0,7 0,6 0,6 . 0,8 0,8 1,3

Яровые колосовые ■

1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 - . - - - 1,6

Значения (У"н) и (Ук) прогнозируется по уравнении (II) или подучаются в результате измерений.

Прогноз (X) производится системой Госкомгидромэта зли учитывается по наблюдениям.

. Прогнозы СП), (Ун, V к), наряду с другими данными, требуют информации о мощности - глубине - корнеойитаемого слоя почвы (слоя, содержащего свыше. 90# корневой системы), тесно связанного с фазой развития растений /15, 36/. Подобная связь для сахарной свеклы представлена в табл.9.

• . . Таблица 9

Глубина корнеобитаамого слоя почвы сахарной свеклы (Ы) в зависимости от фазы (стадии) развития

Фаза (стадия) развития | Н, си

Начало роста корнеплода Смыкание растения в рядках Закрытие междурядий _

Максимальное развитие -растений Пожелтение нижних листьев '

В соответствии с (4),' (5) и блок-схемой прогнозирования (рис.2), элементы влагообеспеченности и фенологии агроценоза могут прогнозироваться по следующим вариантам:. ’ .

1) прогнозируется дата перехода температуры воздуха через 5°С весной (Дд); по Дд прогнозируется подекадно нарастающая величина теплообеспеченности за расчетный период ( £ Т); на основе (I Т)

.за тот же период прогнозируется оптимальное суммарное испарение (Е), затем, с учетом величины естественного увлажнения, определяется влагообеспеченность агроценоза (В);

2) на основе Дд прогнозируется дата возобновления вегетации

22 • 42 60 80 82 '

Рис.2. Блок-схема оценки и прогнозирования тепло- и влагообеспвченкоста агроценоза

или оптимального посева (С); по (С) прогнозируются даты наступив -ния фаз развития растений (0); сравнением подекадной прогнозной ( Е Т) - полученной по варианту I - с прогнозными (Ф) определяют -ся ( Е Т) за мазйазныа ели внутрифазные периодную (1Т), шжфаз -нам (пофазным) Оиоклиматическим коэффициентам испарения (К) прогнозируются (Е) и (В) соответствующего мехфазкого Хвнутрифазного) периода. ,

Порядок составления прогнозов ( 21 Т), (Ф) (Е) сахарной свеклы по варианту 2, при Д§ = 10 марта, следующий.

Приводим Д§ к единому арифмзтическому ряду (отсчетом от I января), что дает * 69. По уравнению (2) прогнозируется (С) сахарной свеклы:

С в 0,85 х 69 + 37,61 а 96 (что дает срок посева 6 апреля).

По уравнению (4) (табл.2) прогнозируется (Ф) "смыкание в рядках": .

(Ф), = - 0,78 х 96 + 141,32 = 66, т.е. заданная (Ф) наступит через С6 суток после (С) - II нюня. ' ' -

Далее, по Дд с помощью уравнения (9) (табл.4) определяется -( Г Т) за 9 декад (с 10 марта до II ешя): (X Т), Уд = 12 х 69 + ■ •+ 422,68 = 1251 (°С); затем определяется (X Т) от Д^ до (С) - _

уравнение (2) (тайл.4): ( I Г), - 2*20 х 59 + 13,20 = 165 (°С);

тогда ( £ Т) от (С) до (Ф) "смыкание в рядках" составит:. 1251°

- 165° = 1086°. Умножив полученную (X Т) Еа соответствующий (К,(. ) (табл.7), получил* (Е) сахарной свеклы за межфгзвхй период "посев -смыкание в рядках": 1086 х 0,21 = 228 (га).

По уравнению (II), с учетом естественного увлазнеяия за счет X + ( V н _ V к ) + 2 = 180 до, определяется величина влагообвегэ-ченности (корма орошения) агроценоза сахарной свеклы аа указанный период: 228 - 180 = 48 (мм), а с помощью соотношения (10) - качест-

• • 35 .

тяп

Езкноа значение В : ~- = 79 {%). Аналогично прогнозируются (С),

228

(Ф), (II), (Б) и (В) за любые Енутравегетацяолкые периоды других агроценозов.

С помощью предлагаемой методики составлялись прогнозы указанных факторов в оперативных условиях (по независимым, на входящим в расчетный статистический ряд данным), со следующей средней оправ -дкваемостъю: для фаз развития растений 78$; для теплообеспечвшюс-тл 52%; для оптимального суммарного испарения 805; для влагообос -печеняости 78^ /10, 24, 25, 28, 35, 40/.

1.3. Гзтодлка оценки гидроагромбгеорологяческих гзкторов влагооЗесаеченности агроценоза

Повышение достоверности и опраздываемости региональных оценок и прогнозов оптимальности гидротермических условий вегетировакия природнс": и сельскохозяйственной растительности в конкретных физико-географических районах предполагает комплексное исследование и районирование зональной изменчивости гидроагрометеорологичзских факторов, обусловяпваз-дах водно-тепловые ресурсы местности на основе объективных методов и показателей. .

Для этих целей наибольшее распространение в качестве методов, характеразузязЕС теиловлагообеспеченность региона, получили расчет -ные схемы Н.И.Иванова (1959), С.А..Салсзшиковой (1958), Г.Т.Селяни -нова (1958). Анализ возмозности применения указанных методов для гидроагроклпматичэских оценок и районирования в условиях вертикальной поясности природно-агропогенных ландшафтов выявил их непригод -

- ‘ т

ность для этих целей, ввиду не репрезентативности для аридных регионов содернасихся в них эмпирических зависимостей и коэффициентов, несовершенства учета почгснких влагозапасов и неучета подпитывания почвенного слоя от грунтовых вод, при их неглубоком расположении, что занижает реальную вяагообеспеченность. Более приемлемой в этом

3G t

отгыненлл является расчетная схема оценки inaroo<íеопз’к'шюоги, лредэтааленкая з 1.2 уравнениями (10) и (I.T), трв<3уищая, одним, я^онтифакеции для аридной воны Кыргызстана и не оценивающая тэплс-o'JeciiQ4euno::xh территории, темпов развития агрэдснозов и продолжи-тидыюоть природно-обусловленного вегетационного периода.

С учетом вы'леиможпинох’о нами разработана усоввршенствованная v,üío;:hku оцокки гидроягрометеоралогичосггих показателей и факторов, сбуздсахюмшвци: гццрохермичьское и фенологическое состояние arpo -систем аридных территорий, включающая методы опредзпения: тегдо- и гльгообеопячонности агроценоЗов; репрезентативности данных Hato -денкй cotí; гвдрометеостанций (ШО) для зош их расположения’и во -казнах Саповых КС, а тышз метод гицроагроклиматичаского райони-рошгия территорий по ьпагообеспечвниости.

¡■.¡«толика гицроагроклиматичоской оценки и районирования влаго-обпоапчйнкости аридных зон базируется на выявленных закономерное -тях ^вменения т&илсвлягообеспоченности территорий, а зависимости от высоты маетности нсд уровнем моря, характеризуемых комплексом выбранных гвдротррмичвоких факторов за тзллый период с температу -рой воздуха высо 5°С - сушами активных темпер-»:.^ воздуха, атмоо-фернкш осадками, продуктивными почвенными рлагаиап&оат, испаряе-моот*« и другими /9, 18, 25, 30, 31, 34, 40/. .

На основе предлагаемой методики выполнены оценка и районирование типичного аридного региона Кыргызстана по отепэнп влагообвспэ -чоинооти (табл.10, рис.З) и выделено три гидроагроклиматически од -кородиш зоны /16, 24, 40/. Прь атом элементы тепло- и Елагообзсвд-ченности оценивалкоь по осродненным за многолетние периоды зскачь иым средневзвешенным данным, полученным с помощью методики, расскг -трзкной в 1.2.

Тайлйца ГО

Зокэлышз гидроагроклиматичэскиа хасаххевистаки злагообессвчвыноста типичного аридного рагяоыа Кыргызстана (Чуйекая область)

Но-іва^ш л'-нк 'г-~1о - Средн53зза!зонныд значеная за период с тездтваатуро* эдзкуха выкв ¿ С ЕвктатпвксЗ В.І0.1 и ¡Сумма ах-!Атмосфер-!Началь-!Уровень! Испаря-!Бсдпл-!Показатель естест

згктэрзазн высот -саг- ¡тгшшу цаісісапш, м пад у.м.¡темпера -!тур £03 -«духа, °С

нке осал-'.кые ел а->. грунт О' ка, № !гозала-1вкх вод !сы одшЯ ,м ¡метрово-!

!го слоя!

«почвы, 1 _______! ш !

емость, !т.;ка -’вэнчото тетгажнанкя 1Л.‘ ’ НЛО лсЧ

«ЧЕЫ от!

«грукто-!

•ЕЫХ !

!ьод, ! -

_____ ! иг,; !

в то« чис-лг> норна орошения, мм

І. ал (д«анг>>-11я:ер)

550-7СО 3900

,225 145

П>0 . 75 0,38

2. Засаливая (Бзлоеодок) 700-1000

37 СО

ЗОС 165

НОС 100 0,51

ООО ,

2. Уьараньо-вкажяая

{Чон-АыпО

1000-1500

3300

425 190 Зозізє 5 1000 0 0,£2

345

р«чу

-Рис. 3, Схема районирования Чуйского аридного региона по степени влагообеспеченности

• Условные обозначения:

© зональная базовая ГМС; ® населенный пункт; •

—•*— грангцы зон; 1_3 нумерация зон;

««м граница Кыргызской Республики •

Ч

Для каддой выделенной зоны получено внутрисезонное подекадное распределение значений испаряемости, вычисленной по (12), атмосфе-

- ч *

рных осадков и их разности, характеризующей степень атмосферного увлажнения заданной зоны /24, 40/ (табл.II).

. Во всех гидроагроклиматических зонах произведены выбор а обоснование базовых зональных пунктов контроля (ШС),‘репрезентатив -них для зон их расположения, гидрометеорологическая информация которых может приниматься за опорную при составлена региональных (зональных) прогнозов и оценок /24, 25, 30, 31, 42/. Обоснование осуществлялось по критериям, применявшимся для этих целей Н.Н.20Л-той (1967), Р.Л.Каганом (1979), А.Р.Константиновым (1971), О.Д.Сироте^ко (1970) и другими исследователями, основанным на ха рактеристиках тесноты связи заданных гидроагрометеорологичвских факторов базового и сравниваемого пунктоз наблюдений.

. Для упрощения опенки величины оптимального суммарного испарения различных агродэнозов в пределах одной гацроагрокязматической зоны возможен его расчет /27, 40/ на основе значений испарения базового агроденоза с помощыэ зависимостей типа:.

' Е = К Ei ■ • (14)

• . • Р . I ■ .

здесь Е - оптимальное суммарное испарение искомого агроцэноза;

Кр - редукционный коэффициент оптимального суммарного испарения искомого агроценоза (табл.12^; В'- испарение базового агроценоза.

При прогнозировании и оценках элементов тепло- а влагообеспэ-ченности территорий как расчетный элемент используется значение

* испаряемости, требующее в связи с этим дифференцированной гидроагрометеорологической формулировки и уточнения понятия данного про -цесса.

'Зональное внутрисезоннов распределение испаряемости (tío), осадков (X) и показателя атмосферного увлажнения (В0-Х) в аридном регионе Чупскои области •

Название зоны (Агрометво-! • Апвель » Май ! Июнь

¡элемент,мм| I ! 2 ! 3 1 I ! _ 2 } 3 ! I J 2 ! 3

1. Сухая (Во) 25 ■ 34 41 51 55 73 75 • 80 86

(X ) 20 17 * 16 17 16 17 17 9 8

(Е0-Х) 5 17 25 34 39 56 58 71 78

'¿. Засушивая (Во) 24 31 40 49 54 70 70 75 81

(X ) 27 27 28 26 19 23 15 16 14

(Eq-X) -3 4 12 23 35 47 55 59 67

3. Умаренно-вла'шая (Eq) 20 26 34 42 49 64 70 76 81

(X ) 39' 39 . 42 37 34 32 . 28 21 22

(Е0-Х> -19 -13 -8 5 15 32 42 55 59 •

Продолжение табл. II

Иопп^ппл ¡АгромзтвоЧ Июль J Август ! Сентябрь

ПаЗВсЩИв ЗОНЫ ¡элемент»мм) I i г t 3 ! I 1 2 ! 3 1 I ! 2. ! 3

I. Сухая (So) .94 96 105 92 87 81 63 53 43

(X ) 6 ■ 7 4 5 3 4 2 5 6

(Во-Х) 88 " 89 ,101 87 84 77 61 48 37

2. Засушливая (%> . 87 92 100 89 82 79 61 51, 41

(X ) 7 9 6 7 3 5 2 7 9

(Ео-Х) 80. 83 94 82 79 74 59 44 32

3. Умеренно-влажная (В0) 86 95 85 79 79 76 59 49 40

(X ) 18 . 15 ' 7 9 3 8 5 • 10 ‘ 10

(So-X) 68 80 78 70 76 68 54 39 30

Таблица 12

Редукционные коэффициенты оптимального суммарного испарения (Кр) основных агроценозов относительно испарения сахарной свеклы

Суша среднесуточных температур воздуха от даты посева, ос ; i Вид агроценоза

¡травы, ! •люцерна! ¡кукуруза ! яровые ! ¡колосовые ! озимые колосовые

0-200 1,22 1,24 1,13 1,25

200 - 400 1,31 . 1,17 1Д4 1,30

400 - 600 1,32 1,10 1,18 1,31

600 - 800 1,23 1,08. 1,15 1,28

«00 - 1000 0,86 1,04 1,09 1,15

■1000 - 1200 1,07 1,02 0,97 0,99

1200 - 1400 . 1,05 .1,00 . 0,77 0,79

■ 1400 - 1600 1,08 0,99 . 0,49 _ 0,63

’ 1600 - 1800 0,83 ' 0,99 ' 0,48 0,50

' 1800 - 2000 0,93 0,95 • - -

2000 - 2200 1,10 0,92 • - -

' '2200 - 2400 ■ 1,16 0,85 - . -

2400 - 2600■ 0,94 0,61 . - -

2600 - 2800 1,20 - . - . ' -

2800 - 3000 1,37 ' - ■ • • - . -

3000 - 3200 1,10 . « - . - ' -

. Среднее 1,10 1,00 0,93 1,02

. Испаряемость - потенциально возможное испарение влаги при сложившихся гидроагрометеорологических условиях: а) с оголенного (баз растительности) почвогрунта, при максимальном увлажнении его поверхности; б) с несомкнутого растительного покрова».при биологически оптимальном дая растений увлажнении почвы и смоченной ее поверхности; в) с сомкнутого растительного покрова, при биологически оптимальном дая астений увлажнении почвы /35/.

Часть 2. Методика контроля и корректировки прогнозов гидроагрометеорологических факторов влагообес-печенности

В результате изменчивости гидротермических и фенологических условий вегетирования фитогеоценозов над воздействием ненаблюдаемых или труднопрогнозируемых географических и антропогенных факторов, эпизодических и стохастических процессов не полностью реали -зуются потенциальные возможности изложенной в I части методика оценок и прогнозов фаз развития растительности, оптимального сум -мирного испарения, тепловых ресурсов и других элементов влагообес-

печенности агросистем. ' • ' ■ ' ■

. * ■

Для повышения оперативности, точности ж достоверности результатов прогнозов и оценок указанных элементов впервые -разработана система катодов наблюдений (контроля) и уточнения (корректировки) прогнозно-оценочных данных. Сущность предлагаемой методики' заклш -чается в более комплексном в детальном учете, в региональном и локальном масштабах, в пределах вегетационного, межфазногс, декадного или суточного периодов природно-техногенных факторов (атмосферных осадков, вегетационных поливов, площади ластовой поверхности растительности и др.), влияших на статистические и точностные параметры заданных гидроагрометеорологических показателей применительно к травам, ллцерне, озимым и яровым колосовым, кукурузе и сахарной свекле /5, 14, 27, 29, 34, 36, 39, 40/,

Корректировка производится с помощью уточнявших коэффициентов в зависимостей или по результатам фактических наблюдений, контроль осуществляется по усовершенствованным методам а способам.

Корректировка прогнозов теплообеспеченности для скежннх декад производится по коэффициентам (Т 0 (табл.13) /29, 40/. К праь*ару, известно значение теплообеспеченности территория для третьей декада, начиная от Л§, равное 125°С, тогда тевлообеспачекзость четвертой декада с учетом корректировка будет равна: 125 х ІД4 =

= 142 (ОС) я т.д.

По' прогнозным пли наблюденным срокам прохождения предыдущих фаз раэЕЗтгя растений с всаацьз уравнений, аналогичных представ -ленннм в табл.14, уточняются прогнозные даты наступления последующих скехных фаз /29, 34/. 3 полученных уравнениях даты наступления (Ф) отсчитывается от срока возобновления Бегетации (посева). На -прпыер: (Ф) сахарной свекла "начало роста корнеплода" наступила ' 20 кая; посев бнл произведен 6 апреля, то есть рассматриваемая фаза наступила через 44 суток после посева; подставляя это значенке

- 44 - в уравнение (3) табл.14, получим: 1,01 х 44 + 14,08 =* 58; то есть смезвая последующая (Ф) сахЕфНой свеклы "смыкание в ряд -ках” наступит через 58 суток после посвва или г 3 шя.

Для уточнения прогнозйгх значений оптимального суммарного испарения в периоды после выпадения осадков или проведения поливов используэтся скорректированные (б зависимости от степени увлажне -шя, кеяфазного периода з времени после увлажнения) соответствузо-тцга Саоклшлатические. коэффициенты /29 , 34/, например, К (табл.15). К пртшру, в течение кежфазного периода сахарной свеклы "смыкание в рядках" - "закрытие междурядий" выпало единовременно 22 юл осадков и известна среднесуточная температура воздуха первых, вторых я третьих суток после увлажнения -г соответственно 20, 21 а 22°С,

Таблица ІЗ

Корректировочные коэЯшицкенты (Т*) декадных значений Т8ИЛОО<5ЄСД8ЧЄІШОСТИ .

Число декад от Дд _

-- ! І І І І I

І І 2 І з | 4 І 5 І 6 І 7

Т' ‘ 1,40 1,23 1,19 1,14 ІДО 1,09 1,07

Прододяенае тайя. ІЗ'

Значения коэффициента Число декад от Дс

8 І 9 \ 10 | II { 12 ! 13 | 14

Т1 1,05 1,05 1,04 1,04 1,01 0,98 0,93

• Продалзение тасія. .13

Значения І " ' '•'* Число декад от Дд .

! 15 і Ж 1 і 17 І V ! 18 ! 19 ! 20

Т' 0,93 0,90 0,89 ' 0,88 0,86 0,79

Значения

коэффициента

' Таблица 14

Зависимость между датами наступлений1 смежных фаз развития оахарной свеклы

' Статистические параметры при «. =• 42

Межфазннй период • 1 Коэффициент корреляции !Среднее квад-! Уравнениэ ¡ратичаское ! регрессии ¡отклонение, ! 1сутки 5 1 ! _ ¡Ошибка !уравнения раг-1рвссии, !сутки

Всходы (Ут) - вторая пара лио-тьев (Уд) 0,74 ± 0,06 5,15 У2 = 0,80 Ух + 18,40 3,53

Вторая пара листьев(Уо) - начало роста корнеплода * (Уд) 0,76 ± 0,06 6,38 У3 * 0,94 У2 + 18,30 3,98

Начало роста корнеплода (Уо) -смыкание в рядках (У^) 0,88 * 0,04 7,32 У4 - 1,01 У3 + 14,08 3,65

Смыкание в рядках (Уд) - закрытие междурядий (У5) 0,83 ± 0,05 . 7,67 УБ - 0,87 У4 + 26,71 4,31

Закрытие междурядий (У5) - мак-' симальное развитие (У6‘} ' . 0,82 ±0,05 ‘ 9,35 У6 « 1,00 У5 + 28,54 5,25

Максимальное развитие (Уй) -пожелтение нижних листьев (У7) 0,84 ± 0,05 10,70 У7 * 0,96 У6 + 44,33 6,01

Пожелтение ничших листьев (Уп)-техническая спелость (У0) 0,90 - 0,03 12,09 У8 - 1,02 У? + 16,95 6,28

Тагіл итрі 15

Скорректированные значения К* сахарной свеклы за различные кеяфазвыв периода, при ясной погода

Величина!-------—....................................„... —

увлажнз-Шосев -¡Вторая !Начало ро-!Сшкание ¡Закрытие !Ыахсамаль-ния, мм ¡вторая «пара ли-!ста корне-!в рядках!мзкдуря -!ное разви-• !пара !стьев - !плода - !- закры-!дий - какЧтие - по -

¡листьев!начало !сшканиа в!тие ме:х-! сималькое ¡желтекиэ ! ¡роста !рядках ¡дурядай ¡развитие ¡нияних

! . ¡корнеплод ! ! ¡листьев

! _ !ла„ '_____________! ........!___________1____________

Первые сутки после увлажнения

10 0,33 0,33 0,34 0,35 0,36 0,35

Третьи сутки

0,24 0,26 0,28 . 0,30 0,31 0,31

• Первые сутки ■

20 0,33 0,34 0,34 0,35 0,36 0,36

^ Третьи сугет

0,29 0,30 0,33 0,33 0,34 0,34 .

т • *

Песне сутки'. ■ . ’ ’

0,25 0,27 0,29 0,30 . 0,32' 0,32

• Первые сутки . * . • ’

Свыше ■

30 0,34 0,35 0,36 ■ 0,36 0,36 0,36

Третьи супа .. -

0,31 0,32 0,34 0,34 0,35 . 0,35 .

Пятне сутки ’ .

0,26 0,28 ‘ 0,30 0,31 0,33 0,33

тогда скорректированная величина оптимального суммарного испарения после увлажнения составит: для первых суток 20 (°С) х 0,36 (мм/°С)= «7,0 (мм); для вторых 21 х 0,34 = 7,1 (ым); для третьих 22 х 0,33 = 7,7 (мм).

Значения приведенных в табл.15 коэффициентов получены для ясной погоды,и при наличии облачности продолжительность периодов их действия после увлажнения увеличивается при общей облачности 5-6 баллов - в полтора, а при облачности 10 баллов - в два раза. Например: в течение маяфазного периода сахарной свеклы "начало роста корнеплода" - "смыкание з рядках" выпало II мм осадков, при этом ежесуточно наблюдалась облачность в 6 баллов, тогда соответствуй -цза этому периоду значение коэффициента для третьих суток после ув-лаздеиця (0,28) будет распространяться на четвертые-пятые сутки.

’ Уточнение значений оптимального суммарного испарения а элементов тешховлагообеспеЧенностн производится такка с помощью зависимостей (I) - (13),путем замены прогнозных величин, содержащихся в них показателей, их фактическими значениями.

Для лоанзеная оперативности а упрощения корректировки в контроля необходимых гидроагрометеорологических факторов, характеразукь цзх ЕлагообеспечэЕНоеть и фенологическое состояние агроценозов, разработан комплекс зкспрэсс-мзтодов. •

При оценках урскайностн, оптимального суммарного испарения, фотосинтетического потенциала агроценозов п других факторов возникает необходимость определения площади листовой поверхности растительности. Для определения относительной площади листьев (ОПЛ) -

, ч

отношение площади листовой поверхности к площади, занимаемой агроценозом, - впервые разработан метод, использующий степень затене -ния почвы растениями ( N , %) как показатель 01Ш /17, 36/. _

К прав¡еру, ОПЛ сахарной'свеклы оценивается по следующий уравнениям: '

. от в'О.ОбЫ - 0,78, (15)

при Р» 0,98 £ 0,01; 6=1,43;

ОПК * О.ООЗЗИ2 - 0,57N - 24,98, (15 )

при N=*755?; Р- =» 0,86 + 0,05; 6= 0,56.

Здесь N1 измеряется с помощью мерной линейки способом Е.А.Лопу-хина (1951).

Плошадь отдельных листьев конкретного растения, например, сахарной свеклы, кояат быть оценена /5, 27/ по зависимости типа:

5 = 0,79 ( ЬК), ' (16)

где 5 - плошадь листа, см^; С* - длина листа, см; )ги- ширина листа, см. .

Относительная погрешность определения площади листьев по (15) - (16) составляет в средней 5%.

Величина оптимального суммарного испарения агроценозов за различные внутривэгетационнке периоды удовлетворительно характеризуется произведением среднесуточных значений температуры (£) и дефицита влажности воздуха (с! ), измерениях на высоте два метра над деятельной поверхностью территории /27, 34/. Например, суммарное, испарение посева сахарной свеклы вычисляется с помо'льв уравнения:

Е = 0,02 ( ) К, . (17)

здесь Е - в км/сут. или ш/пар.; £ - в °С; 4 - в мб; ц. - количество суток.

Относительная погрешность вычисленных по (17) значений сум -маркого испарения не превышает 15$ для декадного, 10$ для месяч -кого и 6% для вегетационного периодов.

- Для получения суточных значений суммарного испарения а других гидроагрогетеорологических факторов наблюдения за ниш достаточно проводить в три дневных срока, шесто восьглисрочных или еяечасных г>з;/е;еени“:, что значительно упрощает получение такой инфорыацйи/34/.

Так, в пределах вегетационного периода основных агроценозов (трав, люцерны, сахарной свеклы, кукурузы, озимой пшеницы) суточные значения испарения с поверхности почвы рассчитываются по формуле:

Ек. = 4,1 (Е^ + Е£д + Е^), (18)

где - суточное испарение с поверхности почвы, ш; 320, Е-^,

Е16 " значения испарения, соответственно, в срокп 10, 13, 16 ча -сов, мм. ’

Среднесуточные значения (УСр) температуры, дездцита и относительной влажности воздуха в пределах агросистем определяются /34/ по уравнениям вида:

(И,

. , 3

где У|0, У|з? У|£ - средние -значения рассчитываемого фактора, наблюдаемые, соответственно, в срокп 10, 13, 16 часов; Р - эмпирический коэффициент, составляющий в среднем за вегетационный период: для;температуры воздуха 0,79, для дефицита влажности воздуха 0,61, для относительной влажности воздуха 1,49.

Относительная погрешность расчетов при этом не превышает: по испарении 10,0, по дефициту и относительной влажности воздуха 8$;

по температуре воздуха 5%. ■

. *-

Благозапасы корнеобитаемого слоя почвы агроценоза, как эле -мент влагообеспеченности, могут определяться по расчетным схемам, содержащим данные лишь по влажности почвы репрезентативного слоя /14, 27/, что, наряду с повышением оперативности, значительно снижает трудоемкость контроля почвенного увлажнения.

На среднесуглинлстых почвах Кыргызстана для трав, люцерны и сахарной свеклы, с. заданным в начале вегетации корнообитаеагым ело -ем почвы (Н), равным 0-50 см, репрезентативный слой по влажности почвы (к-) составляет:. для трав и люцерны 30-40 см, для сахарной ,свеклы 20-30 см.

Влагозапасы слоя почвы 0-50 см рассчитываются по следующим уравнениям:

для трав и люцерны %_5д = 5 (0,91 IV + 1,44), мм, (20)

где (г-- влажность почвы в слое 30-40 см (в мм);

для сахарной свеклы я 5 (0,91 Н, + 1,64), мм, (21)

где к- влажность почвы в слое 20-30 см (в мм).

Влагозапасы корнеобитаемого слоя почвы 0-10и см в белее поздние фазы развития этих же агроценозов рассчитываются по уравнениям: для трав и люцерны Н^дд » Ю (0.62К+ 8,21), (22)

где К- влажность почвы в .слое 40-50 см; ■

для сахарной свеклы = 10 (0,803,85), (23)

где !ги~ влажность почвы в слое 30-40 см. •

Относительная погрешность опрзделяеьых влагозапасов корнаоби-таемого слоя по влажности почш репрезентативного слоя, с помощью уравнений (20) - (23), не превышает 10$.

Величина подпитывания почвенного слоя от грунтовых вод (П), при их 'близком залегании, контролируется или корректируется по фактическим лизиметрическим наблюдениям или рассчитывается в соответствии с (13) по измеренной глубине грунтовых вод.

Атмосферные осадки уточняются цо измеренным значениям. . Разработанная система методов уточнения и контроля позволяет повысить оправдываемость прогнозов теплообаспеченности в среднем ка 8%, фаз развития - на 13%, оптимального суммарного испарения -ка 10%, влагообеспеченности агроцэнозов - на 8*. _ . .

Применение рассмотренной методологии прогнозирования, оценки л контроля ГЕДроагроматеорологических факторов тепловдагообеспечея-Я0СТ2 агросистем в аридных регионах позволяет: оценивать эколого-геогратаческое состояние и проводить районирование заданных терра-торіиі по показателям влагообессачанноста; обосновывать структуру и

• 5*

рониш функционирования систем мониторинга гидротермических и фенологических факторов; наиболее полно использовать гидроагрегата -матическиэ ресурсы регионов; заЛлаговрвмзняо планировать проведение необходим« гидроагрофитокеяиораадй; оптимизировать мея- и внутрирегиональное водорзспредоланге, структуру посевных и поливных плоиадей; вследствие оптимизации водного режима агроценозов ' экономить 20/5 оросительной воды и назначать водосберегаэдио тех -нодогиз полива на сельскохозяйственных угодьях.

ВЫВОДИ

В работа проведено всестороннее изучение временного и прост -ралствешюго изменения основных гидроагроыгтеорлдогических факт о -ров, обуслошпшихетх гидротермическое и теологическое состояние аридных территорий Кыргызстана, в результате чего выявлены закономерности, вперше разработаны методологические основы и комплекс усовершенствованных моделей и способов прогнозирования, оценки и контроля влагосбесгозченнссти агротехнических систем.

Предлагаемая методология позволяет на основа использования стандартной гвдро- и агрометеорологической информации самостоятельно и с достаточной заблаговременностью прогнозировать и оперативно оценивать заданные термические, гидрологические, метеорологические элементы агроценозов граз, ллцвряы, езк.’.лх и яровых колосовых, кукурузы и сахарной сезкды. ’ .

• I. На основании выполненных впервые системных мелкоративно- . географических исследований получены новые результаты по следующим вопросам рассматриваемой проблемы:

проведено обобщение л анализ собственных экспериментальных данных и опубликованных материалов о взаимодействии компонентов водно-тепловых ресурсов с обусловливающие их факторами при разных

гидро- и агрометеорологических условиях;

получены,с помощью усовершенствованной методики наблюдений, ноше данные, позволившие выполнить детальный анализ, дать описание процессов теплообмена между элементами географической среды и уточнить механизм их взаимовлияния;

обоснована возможность использования гидро- и агрометеорологических факторов в качестве интегральных показателей водно-тепловых условий вегетирования сельскохозяйственной растительности;

осуществлен выбор, из числа стандартно наблюдаемых гидроаг-рометео1'сшогических элементов, номенклатуры прогнозируемых и диагностируемых (факторов плагообеспеченности и оценена пригодность существующих методов и расчетных схем для целей прогнозирования в аридных условиях;

изучены региональные и зональные особенности суточной к се -зонной динамики исследуемых гидротермических и фенологических по -казателей и установлены их взаимосвязи;

определены и обоснованы стадии вегетирования.орошаемых arpo -ценозов и продолжительность внутривегетационных базовых прогнозных периодов;

вскрыт механизм взаимодействия пороговых предирогнозннх зна -чений температуры воздуха с временной изменчивостью ресурсов тепла н выявлены основные предикторы для их прогнозирования;

выявлены закономерности внутрисезонного распределения интег -ралышх показателей теплообеспеченкости и установлена их завися -мость от исходных значений выбранных предикторов; .

получены количественные характеристики внутривегетационного хода атмосферных осадков, подпитывания слия активного почвенного влагообмэна от грунтовых вод, почвенных влагозапасов, оптимального суммарного испарения различных агроценозов и оценено их влияние на структуру водного баланса аридных территорий;

установлены закономерности виутрисезонной и территориальной изменчивости компонентов гидротермических ресурсов в зависимости от гипсометрических условий местности;

вскрыт механизм влияния главных характеристик тепловых ресурсов местности - суммарной радиации и радиационного баланса - на термический режим воздуха и доказана возможность оценки теплообес-печенности по суммам активной температуры воздуха;

показана возможность определения оптимального суммарного испарения агроцвнозов по значениям испаряемости, суммарной радиации, радиационного баланса, температуре и дефициту влажности воздуха на основе установленных между ними взаимозависимостей;

изучены структура, мэзо- и микроклиматическая изменчивость оптимального суммарного испарения и его компонентов в зависимости от теплообеспеченности, вида и фазы развития агроценозов и обоснована возможность использования величины испарения как комплексной характеристики агрометеорологических условий формирования фитомассы растений;

исследованы процессы взаимодействия слоя активного почвенного влагообмена с подземными водами и их влияние на содержание почван-. ной Елаги и оптимальное суммарное испарение, о учетом уровня под -земных вод, гидрофизических свойств почвы, испаряемости, вида и фазы вегетации растительности;

выявленные закономерности, вскрытые механизмы и полученные зависимости позволили развить и расширить представления о природе тепловдагообмена в агротехнических системах и динамике элементов водного и теплового балансов в аридных регионах.

2. Впервые разработана методология создания систем, моделей, схем прогнозирования, оценки, районирования и мониторинга воднотеплового и фенологического состояния природно-техногенных лаяд -шафтов. ■

Разработана система специальных методов прогнозов: увлажненности в тегиообеспеченности аридных территорий раз -личного масштаба;

фаз развития,- темпов вагетнрования растений, сроков возобновления их вегетации и оіш'".алькюс сроков посева;

испаряемости заданных регионов, оптимального суммарного испарения сельскохозяйственных фитоцанозов;

глубиш коркаобнтаекого слоя почвы в зависимости от фазы развития растений. .

Идентифицированы и уточнены для аридных условий элементы зависимости по определению величины подпитывания слоя активного почвенного влагообмена от грунтовых вод.

Установлены критические по водопотрэбности периода вэгетирова-ник основных видов растительности, связанные с фазами их развития.

Разработана подсистема корректировки результатов прогнозов, основанная на выявленных взаимосвязях тешюобеспеченностЕ', оптимального суммарного испарения, фаз развития растений за предшествую-ЕЦЇЙ корректировке и последуй©!# ПерИОДЫ и на вскрытой ИХ ЗЭБ'ЛСШЛО-сти ст доминирующих гидротерггических факторов.

Определены состав и уровень детализации необходимых районооб-разушщх показателей увлажненности, найдены количественные и качз-стБ-;шше характеристики тепловлагообеспеченности регионов и. выполнено комплексное гидроагроклиматическое районирование аридной зоны по степени влагообеспеченностЕ. ■

Выявлены региональные гидро- и агроклиматические особенности и разработаны типовые схемы и способы обоснования: местоположения базовых зональных пунктов агрометеорологических наблюдений и мониторинга; выбора номенклатуры интегральных гидротермических показателей, комплексно характеризуаших водно-тепловые условия географи-

. 55

ческой среды; режимов контроля интегральных показателей. Разработаны структурно-функциональные схемы, методические и географические принципы организации мониторинга гидротермического а геоэкологического состояния агроценозов.

3. По результатам методологических ь экспериментальных исследований впервые разработаны экспресс-методы оперативной оценки и текущего контроля агрометеорологических, биометрических комплекс -ных показателей и отдельных факторов влагообаспеченности агроценозов. На основе усовершенствованных моделей были получены метода:

оценки испаряемости и оптнпального суммарного испарения агроценозов по температура и дефициту ата'шости воздуха, радиационному балансу, суммарной радиации за вегетационные и различные внутриве-гетационные периоды; .

контроля, по сокращенному числу наблюдений, испарения с поверхности почвы, транспирации, температуры, дефицита влазности и относительной влажности воздуха за суточные, декадные и сезонные периоды; . •

оценки влагозапасов заданного слоя почвы по контролю влагосо-держания на выявленной репрезентативной глубине, в зависимости от типа почвы, вида и фазы развития растительности;

контроля и расчета площади листовой поверхности растительности по фотометрическим и геометрическим параметрам в различные фазы развития. •

4. Впервые для остроаридных условий разработан типизированный комплекс способов определения за внутривегетационные периоды темпов роста и развития растительности, листового индекса, основных компонентов водного баланса оропаемых массивов, поливных и оросительных норм агроценозов на основе стандартно наблюдаемых гидроагрометеорологических факторов.

Выполнено обоснование применимости, идентифицированных авто -рок для аридных условий, существующих гидроклкматичеекях зависимостей и соотношений, пригодных для индикации степени естественной и искусствеиной увлажненности местности,.характеристики биологически достаточной влагообеспечанностк агроценозов, в качестве коми -локского показателя п-дрозколотческого состояния территорий.

Получены, для основных видов растительности га менразные пе -риоди их развития, интегралыте значения сукм активных температур воздуха, оптимального сухарного испарения, дефицита вла~лэсти воздуха как характеристики теллообеспеченности и нормативные показатели оптимальности увлатдения растительности. .

Получены характеристики подекадного внутриссзонного хода п территориального распределения показателя атмосферного увиакнения в зависимости от высоты местности над уровнем коря. .

Сформированы новые, уточнены и детализированы существующие понятия,’термины-и определения процессов и факторов влагообеспочан-ность агросистем в аридных регионах. . . ■ " ■ ■

Основное содержание диссертаций изложено в следующих работах автора

1. Суммарное испарение*как комплексная характеристика агроме-

теорологических условий формирования уроаая сельскохозяйственных культур. Материала республиканской научно-технической конференции по проблемам гидромелиорации, Фрунзе: ВНПО "Союзвадавтопатика", .

1977, с.10-П.-ч. . .

2. Об использовании серийного балансомера М-Ю в качестве ветронезависимого в системе непрерывного сбора информации. Материалы республиканской научно-технической конференции по проблемам гидромелиорации, Фрунзе: ЕНШ "Союзводавтокаткка", 1977, с.12-13 (соавтор Костюк В.И..).

3. Влияние влатлости почвн на' прирост корня сахарной свеклы.-Сборник: Вопросы агронома , Фрунзе: Киргизский: сельскохозяйс? -венный институт, 1978, с.42-44 (соавтор Торопова А.Г.).

• 4. Зависимость испарения от вла’ккости почвы свекловичного поля. Сб.: Вопросы агрономии , Орунзя: Киргизски:! селъскохозяйст -

венный институт, 1978, с.45-48. -

5. К Еопросу определения шгошаци листьев сахарной свеклы. -Сб.:- Вопросы агрономия , Фрунзе: Киргизский сельскохозяйственный институт, Гэ78, с.48-52.

6. Площадь и вес аисгьвв сахарной свеклы, как косвенная характеристика Ееса корня. - Сб.: Вопросы агрономии , Орунзз: Киргиз -CKiiii сельскохозяйственный институт,-1978, с.52-55.(.соавтор Торопова А.Г.).

7. Разработать принципы и порядок создания автоматизированных

систем прогнозирования водопотреблекия орошаемых зе:.»ль ЧуйскоЯ долины. - Госрегистрация & 78045431. ЕНИИКАМС ЫМЕВХ СССР, 1978'. -252 с. (соавторы Згкусклов H.A., Костюк В.И. и др.). '

8. К вопросу расчета суммарного испарения по косвенным показателя,і испаряемости. - Сб.: Разработка я внедрение АСУ ТП на гидромелиоративных систзках , «Зрунзе: ВНПО: "Союзводавтоыатака", 1980, с.191-193.

9. Районирование (Факторов, определявшее водопотреблениз для

его прогнозирования з Чуйскон долина. - Сб.: Разработка и внедрение АСУ ТП на гидромелиоративных системах , Фрунзе: БКПО "Соязвод-автоматика”, 1980, с.196-197. »

10. Результаты расчетов оправдываемости прогнозов вододотреб-ления на территории ЧуйскоЯ долины. - Сб.: Разработка и внедрение АСУ ТП на гидромелиоративных системах", Фрунзе: ВНПО "Сотаподавтомат ика" , 1980, C.I8G-I87 (соавтор Костюк В.И.).

11. К обоснованию сроков и норм освежительных поливов. -ШШИ Минводхоза СССР, "Строительство и эксплуатация водохозяйственных объектов", 1930, Л 12. - 6 с.

12. Разработать типовые технологические схеш и алгоритмы функционирования автоматизированных информационно-измерительных систем прогнозирования водопотребления оротаешх зокель (на примере Чуйской долины). - Госрегистрация Л 76045428, ВНШЖАМС ШиВХ СССР, 1980. - 327 с. (соавтора Талыаза В.Ф., Костюк В.И. и др.).

13. Оценка погрешности прогноза водопотребления на орсяаешх землях в Чуйской долине. - Сб.: -Автоматизация.гидромелиоратившпс систем. Фрунзе: ВС1.Ю "CoюзвoдcкcтeмaEтo!.!aтliкa,,, .1881, с.224-226 (соавтор Костюк В.И.).

14. Диагностика сроков полива. - "Сельское хозяйство Киргизии"

1981, К I, с.23-24 (соавтор Костюк В.И.). - . '

15. Определение ксрнеобитаемого слоя почвы по фазам развития *

сахарной свеклы. - Сб.: Бнедрение НИР в водное хозяйство, Ташкент: САШМРИ, ■ 1981, с .5-6. _ ‘ ; ■ ’ - •

16. Способ прогнозирования водопотребления орошаемых культур

по фазам развития растений. - Сб.: Внедрение НИР в водное хозяйство, Ташкент: САНИИРИ, 1981, с.24-25. -..

17. Определение площади листьев свеклы по косвенным факторам,- ■

"Сахарная свекла", 1992, * I, с.31-32. ■ • .

18. Районирование Чуйской долины Киргизии по показателям естественного увлажнения для прогнозирования водопотребления орошаашх полей. - Сб.: Вопросы автоматизации процессов водораспределения, орошения и ко?.яшексно2 мелиорации в Киргизии, Фрунзе: ВС1Л0 "Совз -водсистемавтоматика", 1982, с.127-134.

19. Долгосрочное планирование режимов орошения сельскохозяйственных культур при разработке АСУ ТП в мелиорации. - Сб.: Решая

орошения при прогрессивных способах полива и разработка АСУ тех -нологическим процессом в мелиорации, Кишинев: Штиинца, 1983, с.102-103. . . '

20. Прогноз водопотребления ороааемых культур в Чуйской долине Киргизской ССР. - Труды САНИИ Госкоыгидромета СССР, 1933,

вып. 97 (178), 0.73-91. •

21. Разработать алгоритм и пакеты прикладных программ для оптимального управления комплексом факторов яизни растений на опыт -но-проззводственных полях Каиндинского и Иссык-Кульского ОБУ Кир -гизской ССР. - Госрегистрация № 01812001392, ЫШКА1.1С ШяВХ СССР, 1983. - 130 с. (соавторы Суюмбаев Д.А.,'Костт В.И. и др.).

22. Долгосрочное прогнозирование основных агрометеорологических факторов, обусловливающих резцам оропения сельскохозяйственных культур в Северной Киргизии. - {.Материалы Всесоюзной конференции "Гидрометеорологическое обеспечение мероприятий по выполнению Продовольственной программы", М.: Гидрометцентр СССР, 1983, с.18-22.

23. Инструкция по прогнозированию сроков и норм полива для

оперативного управления поливами (РДИ 33-13-84) - Фрунзе: Минвод -хоз Киргизской ССР, 1984. - 62 с. (соавторы Горбачева Р.И., Кос -ТЕК В.И.). ■ . ■ • ■

. 24. Прогнозирование суммарного испарения сельскохозяйственных

культур за меяфазныв периоды в Северной Киргизии. - Труды САНИИ Госкокгидромета СССР, 1985, вып. 93 (174), с.59-67.

■ 25. Метода прогнозов тегогсобеспеченности, ’фаз развития и оптимальных регишв орошения сельскохозяйственных культур в Киргизской ССР. - М.: Гидрометцентр СССР, 1985. - 2^с. -

’ 26. Разработать алгоритмы и методы оптимального управления факторами жизни растек::л и Еыдать требования на разработку технических средств для базовых производственных систем. - Госрегистрация

Ji 0I8I600I388, БНИИКШЗ ШиВХ СССР, 1985. - 146 о. (соавторы Гельм P.C., Костпк В,И, и др.). ■

27. Упрощение оценки основных агромелиоративных факторов на посевах сельскохозяйственных культур. ЦБНТИ Минводхоза СССР, "Мелиорация и водное хозяйство", 1987, вып. 6.'- 9 с.

28. Метода долгосрочных прогнозов теплообеспеченности, фаз развития и оптимального суммарного испарения сельскохозяйственных культур в Киргизской ССР. - Труды САНИИ Госкомгидромета•СССР,

1988, вып. 130 (211), с.96-103 (соавтор Ыуминов Ф.А.).

29. Уточнение долгосрочных прогнозов основных агрометеорологи-

ческих факторов, формирующих поливные режимы сельскохозяйственных культур в Киргизии. - Труда САНИИ Госкомгидромета СССР, вып. 130 (211), с.107-111 (соавтор Мушнов В.А.). .

30. .Географическое обоснование оросительных мелиораций в Кир-> гизни. - Сб.: Географические исследования и рациональное природо -> пользование, Фрунзе: Киргизский ~ ,суниверситет,' 1989, с.60. ' ■ .

31. Методика агрометеорологической оценки мелиоративно-эколо-*

гического состояния географической среда и ее изменения под влия ■» наем орошения. - Сб.:. Проблемы геоэкологии и природопользования, горных территорий, Фрунзе: Илим, 1990, с.88-99. 1 • '

. 32. При оттопи организации и функционирования экологической '

комплексной автоматизированной информационной системы в Киргизской ССР. - Сб.: Охрана и рациональное использование водных ресурсов, атмосферного бассейна и отходов производства, Фрунзе: Илим, I9S0, с.204-205.

33. Разработка концепция единой экологической информационной ‘ системы и ее генсхемы для регионов Киргизской ССР. - Монография,

Ы.: ВНИИЦ "Экология“ Госкомприрода СССР (препринт), 1990. - 115 с, (соавторы Стрыков А.И., Сутабаез М.Н.). . '

34. Агрометеорологические основы водосберегающих технологий на сельскохозяйственных угодьях Средней Азии. - М., 1991. - 26 с.

- Деп. в ВИНИТИ II.I2.I99I, *4581 - в 91.

35. Состояние и аспекты гвдро- и агрометеорологического обоснования и долгосрочного прогнозирования оросительных мелиораций в Средней Азии. - Труды САНИГЛ Госкомгидромета СССР, 1991, йып. 139 (220), с.88-90.

36. Методы определения фенологических факторов фитоценозов в зоне орошаемого земледелия Кыргызстана. - Информационный листок КвргНИИНТИ, Бишкек, 1991, внп. 91-50. - 4 с.

37. Основные концепции создания государственной экологической информационной системы. - Тезисы Всесоюзного симпозиума "Комппекс-

. ный мониторинг, оптимизация и прогноз состояния природной среды", М., 1991, с.53-56 (соавтор Степаненко Н.П.).

'38. Принципы создания географических информационных систем дая горных территорий. - Информационный листок КыргНИИНТИ, Бишкек, 1991. - 4 с., * 170 (4845).

39. Научно-методические и технологические основы создания и функционирования автоматизированной системы экологического мониторинга географической среды в Кыргызстане. - Монография, Бишкек,

■ 1992. - 94 с. - Деп. в КыргНИИНТИ 12.02.1992, № 542 (соавтор Суюн-бавв М.Н.). .

40. Методологические основы прогнозирования тешговлагообеспе-

ченности и фенологических услоеий вегетирования природных и arpo -систем в аридных регионах Средней Азии. - Брошюра, Бишкек, 1992. -56 с. - Деп. в КыргНИИНТИ 23.06.1992, Я 566. .

41. Эколого-экономичоские основы системы платности за водные рзсурсы. - Бишкек, 1993. - 33 с. - Деп. з КыргНИИНТИ 10.03.1993,

$ 29.

42. Теоретические в методологические цришцшы формирования экодого-экономической свстеш горного региона. - Бишкек, 1993. 30 с. - Деп. в КыргНИИНТИ 10.03.1993, X 30.