Министерство сельского хозяйства РФ Департамент научно-технологической политики и образования ФГБОУ ВО «Волгоградский Государственный Аграрный Университет» Кафедра: «Растениеводство, селекция и семеноводство» Реферат «Основные сведения о климате. Оценка климата для целей сельскохозяйственного производства. Микроклимат и фитоклимат. Агроклиматическое районирование» Выполнил: студент агротехнологического факультета группы БА-11 Алимочкин Глеб Анатольевич Проверил доцент: Резникова О.В. г. Волгоград - 2015 г. 2 Содержание Введение ................................................................................................................... 3 1. Понятие о климате. Микроклимат и фитоклимат............................................ 4 2. Влияние климата на сельское хозяйство .......................................................... 7 3. Агроклиматическое районирование ................................................................ 10 Заключение ............................................................................................................ 12 Список использованной литературы ................................................................... 13 3 Введение Климат — многолетний режим погоды. Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Климат в широком смысле — глобальный климат — характеризует статистический ансамбль состояний, через который проходит система «атмосфера — гидросфера — суша — криосфера — биосфера» за несколько десятилетий. Основными глобальными геофизическими циклическими процессами, формирующими климатические условия на Земле, являются теплооборот, влагооборот и общая циркуляция атмосферы. Изучается и классифицируется не только климат территорий планетарного масштаба (макроклимат), а также и местный климат (мезоклимат) — климат относительно небольших территорий со сравнительно однородными условиями (климат лесного массива, морского побережья, участка реки, города или городского района), и микроклимат, характеризующий небольшие участки внутри местного климата (поляна в лесу), в том числе микроклимат помещений. 4 1. Понятие о климате. Микроклимат и фитоклимат Климатом называется закономерная последовательность атмосферных процессов, которая взаимодействия создается солнечной в данной радиации, местности атмосферной в результате циркуляции и подстилающей поверхности. Количество солнечной радиации, поступающее на земную поверхность, определяется географической широтой. Например, на полюсе годовой приход солнечной радиации составляет 40,2 ккал/см2, а на экваторе 186,5 ккал/см2. Вследствие различного нагревания широтных поясов Земного шара, а также различного нагревания и охлаждения океанов и материков создается атмосферная циркуляция, которая в свою очередь действует как климатообразующий фактор. Например, огромные воздушные массы, сформировавшиеся над Атлантическим океаном, переносятся в восточном направлении, обуславливая влажный теплый климат Западной Европы. Подстилающая поверхность влияет на радиационный баланс, влагооборот и направление воздушных течений, вызывая трансформацию воздушных масс. Например, ледяной и снежный покров, имеющие большое альбедо, обуславливает отрицательный радиационный баланс даже летом и, следовательно, очень холодный климат в Антарктиде. Над поверхностью океанов и на побережьях создается влажный морской климат с небольшой амплитудой суточного и годового хода температуры воздуха. В пустынях в глубине континентов сложился сухой континентальный климат с резко выраженной амплитудой суточного и годового хода температуры воздуха. Горные массивы меняют направление воздушных потоков, определяют изменение климата по вертикали (вертикальная зональность), обуславливают перераспределение осадков (на наветренных склонах осадков выпадает больше, чем на подветренных). В зависимости от крутизны склонов различен и приход солнечной радиации. Крупные горные системы (Памир, Гималаи, Кавказ и др.) оказывают заметное влияние на климат прилегающих районов. 5 Морские течения, циркуляционных возникающие факторов климата, вследствие в свою радиационных очередь, влияют и на формирование климата над морем и прибрежными районами. Так, благодаря Гольфстриму — наиболее мощному теплому течению в Северной Атлантике - зима в Северо-Западной Европе значительно более мягкая, чем на тех же широтах в Канаде. Вследствие этого заполярный порт Мурманск открыт для судоходства круглый год. Микроклимат— это климат небольшой части территории, обусловленной влиянием рельефа местности, подстилающей поверхности и других факторов, определяющих своеобразие режима температуры почвы и воздуха, увлажнения, скорости ветра. В зависимости от особенностей рельефа выделяются микроклимат склонов, долин, вершин, холмов и др. Под влиянием различного радиационного баланса подстилающей поверхности создается микроклимат лугов, полей, лесной опушки, поляны, берега, озера и т.д. Под воздействием застройки формируется микроклимат города. В посевах создается особый вид микроклимата, называемый фитоклиматом. Особенности микроклимата проявляются наиболее заметно в приземном слое воздуха. При резко пересеченном рельефе уже на расстоянии нескольких десятков метров по горизонтали создаются заметные различия в температуре почвы и нижнего слоя воздуха. Эти различия, уменьшаясь с высотой, проявляются в слое толщиной до нескольких метров, а затем сглаживаются под влиянием турбулентного перемешивания воздуха. Микроклимат южных склонов обеспечивает повышенное количество солнечного тепла. В связи с этим на южных склонах раньше тает снег, быстрее прогревается и просыхает почва, возможен более ранний сев растений. Фитоклимат— это климат, создающийся среди растительности (в травостое, в кронах деревьев и т.д.). На разных полях существенно отличается освещенность растений, температура, влажность воздуха и почвы, скорость ветра. В хорошо развитом посеве высокостебельных культур 6 (кукуруза, подсолнечник) освещенность у поверхности почвы может быть в 5-10 раз меньше, чем над посевом. Под сомкнутым пологом листьев температура воздуха в жаркий день ниже на 4-5 °С, а температура поверхности почвы ниже на 15-25 °С, чем на незатененном участке. Микроклимат и фитоклимат изучается на основании метеорологических наблюдений, проводимых на метеоплощадке (опорном пункте) и в нескольких точках рассматриваемого участка на разном расстоянии от водоема, леса, лесной полосы, на разных формах рельефа. При этом измеряются температура воздуха и деятельной поверхности, влажность воздуха, направление и скорость ветра, интенсивность солнечной радиации над посевами и на разных высотах в посевах. На основании микроклиматических наблюдений составляются крупномасштабные карты, характеризующие микроклимат территории хозяйства. Улучшение микроклимата имеет большое значение для повышения урожайности растений. В северных избыточно влажных и холодных районах основными способами улучшения микроклимата являются уменьшение переувлажнения почвы, создание гребневой поверхности почвы (для картофеля, томатов), отведение стока холодного воздуха на склонах. На юге и юго-востоке мероприятиями по улучшению микроклимата являются орошение, снегозадержание и полезащитное лесоразведение. Лесные полосы уменьшают скорость ветра в межполосном пространстве, что в периоды действия суховеев ослабляет нарушение фитоклимата посевов. Зимой лесные полосы способствуют накоплению снега и равномерному его распределению в межполосном пространстве. 7 2. Влияние климата на сельское хозяйство Климат определяет структуру и продуктивность сельского хозяйства. От него зависит количество, распределение, изменчивость света, тепла и влаги. По климатическим ресурсам тепла и влаги сельское хозяйство России почти вдвое менее обеспечено, чем сельское хозяйство Западной Европы и Северной Америки. Только одна треть посевных площадей России расположена в зоне гарантированных урожаев, остальные две трети зависят от неустойчивых метеорологических условий в течение года. Именно погода определяет агротехнику: сроки посева, норму высева, глубину заделки семян, поливы и подкормки и другие агротехнические мероприятия, е изменением метеорологических условий меняется и агротехника. Агрометеорологическое обеспечение сельского хозяйства. Агрометеорология, или сельскохозяйственная метеорология, — наука, изучающая метеорологические, климатические и гидрологические условия в их взаимодействии с объектами и процессами сельскохозяйственного производства. Комплексное изучение закономерностей формирования урожая в системе почва — растение — атмосфера, его прогнозирование и программирование возможны лишь на основе количественной оценки метеорологических факторов, главные из которых — свет, тепло и влага. Для размещения различных видов, и сортов культурных растений необходимо учитывать обеспеченность их произрастания и продуктивность в зависимости от климата и метеорологических условий конкретных лет. Задачи агрометеорологии — стремление к эффективному и рациональному использованию метеорологических условий для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства, а обоснование борьбы неблагоприятными мер метеорологическими с явлениями, также агрометеорологическое вредителями сельскохозяйственных культур и домашних животных. и (опасными) болезнями 8 Агрометеорология микроклимата полей изучает с целью проблемы их мелиорации, возможного климата улучшения и для сельскохозяйственного производства, разрабатывает прогнозы условий развития, роста, количества и качества урожая сельскохозяйственных культур. Методы исследований агрометеорологии устанавливают количественные значения основных и второстепенных факторов среды, обусловливающих развитие растений, их лимитирующие значения и оптимальные сочетания с учетом критических периодов. 1. Метод параллельных, или сопряженных, наблюдений метеорологических и за развитием сельскохозяйственных растений в поле (сельскохозяйственных животных на пастбищах). Работают более 2 тыс. агрометеорологических станций в различных зонах страны. 2. Метод учащенных сроков посевов. Растения различных сро­ков сева развиваются в неодинаковых метеорологических услови­ях, что дает возможность изучить устойчивость растений к небла­гоприятным явлениям погоды. 3. Метод географических посевов, когда исследуемые сорта (гибриды растений) высевают в разных климатических условиях. 4. Метод экспериментально-полевой, при котором с помощью специальных конструкций изменяются метеорологические условия возделывания растений. 5. Космическая агрометеорология разрабатывает приборы для фиксации из космоса агрометеорологических объектов и способы расшифровки данных. 6. Метод фитотронов, позволяющий исследовать реакции растений на различные комплексы света, тепла, влаги в камерах искусственного климата. 7. Разработка агрометеорологических прогнозов. 8. Обоснование дифференцированного применения сложившимися и ожидаемыми условиями погоды. агротехники со 9 9. Совершенствование методов оперативного обеспечения сельскохозяйственного производства агрометеорологической информацией и оценки ее экономической эффективности. Эти задачи направлены на достижение главной цели — обеспечение всеми видами агрометеорологической информации агропромышленного комплекса страны на проектном, плановом и оперативном уровнях. Агроклиматология изучающий климат как — важнейший фактор раздел агрометеорологии, сельскохозяйственного производства. Многолетний режим погоды в данной местности называют климатическими условиями. Агроклиматические условия можно рассматривать и как природные ресурсы, представляющие собой определенные количества вещества и энергии, которые используются биологическими объектами для создания продукции сельского хозяйства. В задачи агроклиматологии входят: исследование пространственно-временных закономерностей влияния климата на объекты и процессы сельскохозяйственного производства; разработка методов дифференцированной и эффективной оценки условий климата с целью более полного использования в сельском хозяйстве и др. Методы агрометеорологических исследований базируются на использовании основных законов земледелия. Закон неравноценности факторов среды для растений. Факторы среды делят на основные (свет, тепло, воздух, влага, почва) и второстепенные (ветер, облачность, муссон, ориентация, крутизна склонов и др.). Если первые совершенно необходимы растениям, то вторые усиливают или ослабляют первые и действуют не в течение всего вегетационного периода, а лишь в отдельные периоды и на небольших площадях. Закон равнозначности (незаменимости) основных факторов жизни. Свет нельзя заменить теплом, тепло — влагой и т. д. Отсутствие любого из них приводит к гибели растений. 10 Закон минимума (или лимитирующего фактора) гласит, что при оптимальных прочих условиях урожайность определяется фактором, находящимся в минимуме. Например, урожай в засушливых районах определяется количеством влаги. Закон оптимума (или совокупного действия), согласно которому наивысший урожай получают при оптимальном сочетании всех факторов, необходимых растению. Закон критических периодов гласит, что в жизни каждого растения имеются отдельные периоды, когда оно особенно зависит от какого-то фактора среды. Закон фотопериодической реакции (или физиологических часов) говорит о том, что растения реагируют на продолжительность дня и ночи. 3. Агроклиматическое районирование Агроклиматическое районирование — это деление территории на районы по признаку сходства и различия их агроклиматических условий, что дает возможность обоснованного размещения сельскохозяйственных культур и приемов их возделывания в различных климатических зонах. Общее районирование характеризует распределение по территории основных элементов климата: обеспеченность теплом и влагой вегетационного периода, условия перезимовки. На территории России Г. Т. Селянинов (1955) выделил четыре пояса: арктический с земледелием в защищенном грунте (средняя температура самого теплого месяца ниже 10 °С); полярный пояс оазисного земледелия с набором наиболее скороспелых культур (сумма активных температур на южной границе 1200 °С); умеренный пояс (делится на 5 подпоясов), у северных границ которого 11 вызревают яровые, нетеплолюбивые овощные и кормовые культуры, а у южной границы, где сумма активных температур 5000 °С, обеспечено вызревание риса, кукурузы; субтропический пояс, где вызревают цитрусовые, чай, хлопчатник (сумма активных температур выше 5000 °С). Условия увлажнения в поясах даны в вероятностной форме, условия перезимовки оценивают по значению среднего из абсолютных минимумов температуры воздуха и по высоте снежного покрова. В 1958 г. П. И. Колосков составил карту агроклиматического районирования, взяв за основу тепловые и водные ресурсы климата, а также суровость и снежность зимы, выделив на карте пояса, зоны, области. Д. И. Шашко (1985) проведено детальное районирование с выделением агроклиматических провинций и округов на основе учета биоклиматического потенциала (БКП), выражающего совместное влияние тепло- и влагообеспеченности на биологическую продуктивность растений. Работы МГУ, в которых наряду с использованием общепринятых факторов дополнительно учитывается климат почвы (запасы почвенной влаги, температуры почвы) и оцениваются неблагоприятные условия (засухи, сильные морозы), отличаются принципиальной новизной. Составлена карта агроклиматического районирования применительно к задачам мелиорации земель. Частное (специализированное) районирование проводят в целях характеристики условий произрастания отдельных культур, их сортов и гибридов, а также специализации производства, приемов агротехники по их эффективности в различных почвенно-климатических зонах. Выполнено детальное агроклиматическое районирование вплоть до отдельных хозяйств. Эти карты позволяют решать дифференциацию агротехнических и мелиоративных мероприятий, определять потенциальную продуктивность климата. 12 Заключение Чтобы сделать выводы об особенностях климата, необходимы многолетние ряды наблюдений за погодой. В умеренных широтах пользуются 25—50-летними продолжительными. трендами, Климатические в тропических характеристики менее — выводятся из наблюдений над метеорологическими элементами, наиболее важными из них являются атмосферное давление, скорость и направление ветра, температурой и влажностью воздуха, облачность и атмосферные осадки. Кроме этого изучают продолжительность солнечной радиации, длительность безморозного периода, дальность видимости, температуру верхних слоев почвы и воды в водоёмах, испарение воды с земной поверхности, высоту и состояние снежного покрова, всевозможные атмосферные явления, суммарная солнечная радиация, радиационный баланс и многое другое. Методы исследований агрометеорологии устанавливают количественные значения основных и второстепенных факторов среды, обусловливающих развитие растений, их лимитирующие значения и оптимальные сочетания с учетом критических периодов. Общее районирование характеризует распределение по территории основных элементов климата: обеспеченность вегетационного периода, условия перезимовки. теплом и влагой 13 Список использованной литературы 1. Бородин А.Ю. «Экологическая культура производства как основа инновационных технологий». Томский государственный университет. Томск - М 2006 г. 2. Д. Погодин «Экологические программы» - газета «Голос Череповца» № 49 от 9 декабря 2008 г. 3. Житницкий Е., Фомин Б. «Глобальное изменение климата и экономика». 1999 г. 4. Михеев В. А. Классификация климатов // Климатология и метеорология. — Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2009. — 114 с. 5. «Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010-2015г.г. и их влияния на отрасли экономики России» РОСГИДРОМЕТ. Москва - М 2005г. 6. Тарик Банури, Ханс Опшоор. «Изменение климата и устойчивое развитие» - Рабочий документ №56 Департамента экономическим и социальным вопросам. 2007 г. ООН по
