ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ КЛИМАТА И ПОГОДЫ В

Ю .И .Ч И Р К О В
Н .М . П Е С Т Е Р Е В А
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
РЕСУРСОВ КЛИМАТА
И ПОГОДЫ
В РИСОВОДСТВЕ
Ленинград Гидрометеоиздат 1990
Рецензенты: канд. геогр. наук А. И. Страш ная, канд. геогр. наук В. А. Ж уков
Р а с см а тр и в а ю тс я проб лем ы и зучен и я в л и ян и я к л и м а та , м и к р о к л и м а та и п о­
годы н а у р о ж ай н о ст ь одн ой из в аж н е й ш и х зерн ов ы х к у л ьт у р — риса. О б о б щ а ­
ю тся теорети чески е основы и п ракти ческие прием ы и сп о л ьзо ван и я реж им н ой
и прогностической информации*’н а р азл и чн ы х у р о в н я х п р и н яти я хозяй ствен н ы х
реш ений в рисоводстве.
И з л а г а е т с я синоптико-стати стически н м етод п ро гн о за у р о ж ай н о ст и до сева,
в п ер в ы е р а зр а б о та н н ы й д л я риса. Э т о т м ето д п о зво л и т за б л аго в р ем ен н о при ни­
м а т ь хозяй ствен н ы е реш ения, с вязан н ы е с изм енением стр у к ту р ы посевн ы х п л о ­
щ ад е й , в ы бором с о р та и сро ко в сева, с целью повы ш ени я у р о ж ай н о ст и или
с н и ж ен и я потерь. Р а с с м а тр и в а ю тс я в опросы б и окли м атической взаи м оком п ен сации сел ьскохозяй ствен н ы х кул ьту р к а к м ето д а п овы ш ени я устойч ивости у р о ­
ж ай н ости .
К н и га рассч и тан а н а агр ом етеорол огов, раб о тн и к о в сел ьского хо зяй ства,
использую щ их м етеорологическую ин ф орм ацию , научн ы х р аб отн и ков , студентов.
T h e m o n o g ra p h b y Yu. I. C h irk o v a n d N . M . P e s te re v a “T he a p p lic a tio n of
c lim a te a n d w e a th e r re s o u rc e s in ric e -g ro w in g ” is d e v o te d to th e p ro b lem of s tu d y
o ! c lim a te , m ic ro -c lim a te a n d w e a th e r a ffe c t on th e y ie ld o f rice, o n e of th e m o st
im p o rta n t g r a in cro p s. T h e o re tic a l b a se s a n d p ra c tic a l m e th o d s of a p p lic a tio n ot
re g im e a n d fo re c a s t in fo rm a tio n a t d iffe re n t lev e ls of c e rta in eco n o m ic d e cisio n s
i n ric e -g ro w in g a re su m m a rise d .
F o r th e f ir s t tim e fo r rice, sy n o p tic -m a th e m a tic a l m e th o d of fo re c a s tin g y ield
a h e a d of s o w in g is s ta te d , w h ich a llo w s in g o o d tim e to ta k e d e c isio n s r e la te d t o
c h a n g e s in s tr u c tu r e o f c u ltiv a te d la n d s a n d choice o f so rt. T h is m eth o d is aim ed
a t in c re a s in g y ie ld a n d d e c re a s in g lo ss. T he p ro b le m s of b io c lim a tic m u tu a l co m ­
p e n s a tio n a re c o n sid e re d a s a m eth o d o f in c re a s in g s ta b ility o f y ie ld ._
T h e b o o k is in te n d e d fo r s p e c ia lis ts o f a g ric u ltu re re ly in g on in fo rm a tio n of
re s e a rc h e rs a n d stu d e n ts .
<o
.4 np
Л*д l ^ 10^ jv
©
ISB N 5-286-00425-3
10. И. Чирков, H. М. Пестерева, 1990 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В монографии Ю. И. Чиркова и Н. М. Пестеровой рассматри­
ваются проблемы, находящиеся на переднем крае агрометеороло­
гической науки, на современном уровне решается ряд задач ме­
теорологического обеспечения конкретной отрасли сельскохозяй­
ственного производства — рисоводства. Авторы придерживаются
концепции, заключающейся в том, что формы, виды, схемы метео­
рологического обеспечения конкретного потребителя информации
определяются сложностью структуры отрасли, биологическими
особенностями сельскохозяйственной
культуры, особенностями
климата и атмосферной циркуляции, а такж е зависят от геомор­
фологических условий районов возделывания данной культуры и
практических возможностей подразделений
Госкомгидромета
СССР, осуществляющих метеорологическое обеспечение.
В настоящее время есть немало работ, посвященных различ­
ным сторонам агрометеорологического обеспечения сельского хо­
зяйства; среди них данное исследование выделяется нестандарт­
ным подходом к решению целого ряда задач. В частности, это
решение вопроса об определении территорий, сопряженных по уро­
жайности риса, в рамках всей зоны рисосеяния Советского Союза;
разработка метода сверхдолгосрочного прогноза трендовой со­
ставляющей урожайности риса по основным районам рисосеяния
страны; разработка блок-схемы метеорологического обслуживания
рисоводства с учетом агротехники возделывания и биологических
особенностей культур, входящих в севообороты рисового поля,
а такж е микроклиматических особенностей территорий; использо­
вание линейного дискриминантного анализа при прогнозировании
урожайности и др.
На современном этапе одним из приоритетных направлений
в использовании климатической информации в сельском хозяй­
стве является учет и оценка воздействия на хозяйственную д ея ­
тельность человека предстоящих изменений климата, которые, по
заключению большинства климатологов различных стран, про­
изойдут в течение ближайш их десятилетий. Помимо глобальных
оценок предполагаемых изменений климата, важное практическое
значение имеют региональные исследования об изменении кли­
мата и его влиянии на экономическую деятельность производ­
ственных комплексов в тех или иных конкретных районах.
В этих исследованиях важ ное практическое значение имеет
изучение уж е имевших место, хотя бы за период инструменталь­
ных наблюдений, региональных колебаний климата. П оэтому
весьма актуально проведенное авторами исследование естествен­
ных климатических флуктуаций, позволившее выявить «теплые» и
«холодные» периоды в вековом ходе средних месячных температур
1
3
воздуха. Оно позволяет решить несколько прикладных задач:
1) объяснить с физической точки зрения снижение урожайности
риса в периоды, соответствующие периодам похолодания; 2) ис­
пользовать в качестве возможного сценария предполагаемого по­
тепления климата выделенные «теплые» периоды; 3) оценить эко­
номический ущерб, нанесенный рисоводам, в связи с имевшим
место понижением средних месячных температур в начале 1980-х
годов.
Трудно переоценить роль прогностической информации в народ­
ном хозяйстве, и особенно в сельскохозяйственном производстве.
Важной практической характеристикой прогноза является его за ­
благовременность. Так, например, прогнозы урожайности до сева
позволяют работникам сельского хозяйства своевременно принять
и осуществить хозяйственные мероприятия, связанные с оптими­
зацией структуры посевных площадей, изменением сроков и норм
высева семян, маневрированием сортами и т. д.
Большой вклад в развитие синоптико-статистического метода
прогноза урожайности зерновых культур до сева внес В. М. П а ­
сов. Разработанный Н. М. Пестеревой синоптико-статистический
метод прогноза урожайности риса д о сева отличается своеобраз­
ным подходом к решению этой задачи. Так, на первом этапе соз­
дания данного метода прогноза проведено теоретическое обосно­
вание схемы прогноза, исследованы особенности
атмосферной
циркуляции и теплового состояния морской подстилающей по­
верхности, рассмотрен возможный
механизм
квазидвухлетней
цикличности аномалий урожая и погоды на юге Дальнего Востока
и разработан прогноз «сбоя» в ходе квазидвухлетней циклич­
ности. На втором этапе осуществлена формализация метода про­
гноза: указаны статистические критерии, с помощью которых на
заданном уровне значимости оцениваются предикторы; разр або­
тан комплексный показатель циркумполярного вихря, являю­
щийся одним из основных предикторов в статистических схемах
прогноза; составлена блок-схема, разработана терминология,
сформулированы правила комплексирования прогноза на основе
использования нескольких линейных дискриминантных функций;
исследован вопрос об использовании основных статистических ха­
рактеристик рассеяния временных рядов при выборе размера гра­
дации фазового прогноза.
Известно, что основным условием использования прогноза по­
годы или урожайности является его экономическая эффективность.
Однако вопрос доверия прогнозам урожайности в настоящее
время изучен мало. П оэтому большой практический интерес пред­
ставляет третий этап реализации прогноза урожайности риса до
сева, на котором определена оптимальная стратегия потребителя
данной прогностической информации и оценена экономическая по­
лезность прогноза. Логическим заключением разработанного ме­
тода прогноза урожайности риса до сева является блок-схема ме­
теорологического обеспечения рисоводства, где указаны конкрет­
ные хозяйственные мероприятия, которые может осуществить
4
п отребитель прогностической инф орм ации с целью получения мак­
симального вы хода сельскохозяйственной продукции. Таким о б р а ­
зом , этапы создан и я п рогноза урож айн ости риса д о сева, и зл ож ен ­
ные в книге подр обн о и п оследовательно (от теоретического о б о с ­
нования д о практических р ек ом ен дац и й ), придаю т монографии
н есом ненное больш ое практическое и м етодическое значение.
В новых и зданиях клим атических и агроклиматических сп ра­
вочников н ар яду с традиционны ми характеристиками климата
п р едполагается публикование и статистических характеристик р ас­
сеяния временны х рядов, с помощ ью которых м ож н о судить о з а ­
коне расп ределени я той или иной м етеорологической величины.
Б езусловн о, что такая инф орм ация д о л ж н а использоваться при
реш ении прикладны х за д а ч агром етеорологии. С другой стороны,
на основе климатической инф орм ации осущ ествляется и выбор
климатически оптимальной стратегии потребителя информации.
Эти вопросы рассм отрены в ш естой главе монограф ии, где
приведены конкретны е примеры вы бора климатически оптим аль­
ной стратегии при оценке тепловы х ресурсов сущ ествую щ ей и
перспективной зон рисосеяния П рим орского края, определения
климатически оптимальны х сроков сева и норм высева семян, рай ­
онирования стратегий по дискретны м и непрерывным м оделям .
В этой ж е главе д а н ан ал и з причин ухудш ен ия эконом ических
п оказател ей рисоводческих хозяйств в XI пятилетке. В а ж н о п од­
черкнуть, что к а ж д а я из названны х причин п одтверж ден а соот­
ветствую щ ими цифрами.
О дним из несом ненны х достоинств м онограф ии является то,
что в ней рассм отрен широкий круг вопросов, п р и надлеж ащ их
к различным направлениям гидром етеорологической науки: кли­
м атологии, синоптической м етеорологии, агром етеорологии, мик­
роклиматологии, м етеорологическом у обеспечению , долгосрочны м
прогнозам погоды , применительно к конкретной отрасли сельского
хозяйства — рисоводству. Эта одна из первых попыток ком плекс­
ного п одход а к реш ению конкретной хозяйственной задач и , но она
ук азы вает основны е направления и методы возм ож ного учета р е­
сурсов клим ата и погоды в сельском хозяйстве.
К сож ал ен и ю , один из авторов м онограф ии — Ю рий Иванович
Ч ирков — не увидит этой книги: 11 августа 1988 г. он ск оропо­
стиж но скончался. Ю. И. Чирков — вы даю щ ийся ученый, с именем
которого связан а целая эп о х а в развитии советской агром етеоро­
логической науки. Ю. И . Чирков был одним из лучш их п р едста­
вителей советской интеллигенции, посвятивш их всю свою ж изнь
и деятельность сл уж ен и ю Р одине.
У Ю. И . Ч иркова бы ло много п осл ед ователей и учеников, они
осущ ествляю т его идеи и р азвиваю т их. Н екоторы е из эти х идей
наш ли свое отр аж ен и е в его п оследней научной работе, которая
и п редлагается вниманию читателей. Эта книга бы ла написана
им совм естно с одной из его учениц — Н. М. П естеревой.
П р оф ессор А. Н. П олевой
5
ОСНОВНЫ Е ОБОЗНАЧЕНИЯ
— урож айн ость сельскохозяйственны х куль­
тур
' E t — тр ен довая (неслучайная) составляю щ ая
урож айности
ДР* — случайная составляю щ ая урож айн ости ,
обусл овл ен ная погодны ми условиям и
Р — прогнозируем ая
урож ай н ость
(E t±
±Д Pt)
D — средняя дек адн ая тем п ература
в озд у х а
£ Т — сум м а
активных тем п ератур в оздуха
выше 10°С
t — время, годы
Т — период
д f w — аномалии тем пературы поверхности воды
х — норма м етеорологической величины
W — комплексный показатель
циркум поляр­
ного вихря
дг — число дн ей с засуш ливы м типом погоды ,
объ ем выборки
д и — число дней с влаж ны м типом погоды
5
— ледовитость, площ адь
Д t — аномалии тем пературы воздуха
К М П — климатический микрорайон
К М П Р — климатический м икроподрайон
А — коэф ф ициент асимметрии
8 — коэф ф ициент эксц есса
0 — ср ед н ее квадратическое отклонение
C v — коэф ф ициент вариации
М 0 — м ода
М & — м едиана
C i (£ = 1, 2, . . 5 ) — первы е коэффициенты р азл ож ен и я полей
сумм активных тем ператур в оздуха выше
10 °С по естественны м ортогональны м
составляю щ им (Е О С )
7 с — критерий Стьюдента
L — линейная дискрим инантная функция
Д 2 — расстояние М ахал ан оби са
Pt
6
у ', у " — п е р в а я
и вторая
п рои звод н ы е ф ункции
y (t)
— природная повторяемость возм ож ны х со ­
стояний погоды
d j — дей стви е потребителя метеорологической
инф орм ации
т — число возм ож ны х состояний погоды
п — число возм ож ны х хозяйственны х реш е­
ний
U i — ф орм улировка прогноза конкретного с о ­
стояния погоды
U — функция полезности
г — функция потерь, коэф ф ициент к орреля­
ции
to — парам етр сдвига
£опт — оптимальная стратегия потребителя
«о — средняя полезность, отвечаю щ ая 5 0пт '
р — оперативная вероятность осущ ествления
задан н ого условия погоды , оправды ваемость прогнозов погоды , у р ож ая
Fi
В ВЕ Д Е Н И Е
С ельскохозяйственное производство в значительной степени
зависит от м етеорологических ф акторов, поэтом у одним из р езер ­
вов повыш ения продуктивности зем леделия является
н аи бол ее
полное и всестороннее использование ресурсов клим ата и погоды.
Д л я успеш ного реш ения многих за д а ч П родовольственной п ро­
граммы [9 4 ] н еобходи м о детал ь н ое исследовани е особенностей
не только клим ата крупных регионов, но и м икроклимата сравни­
тельно небольш их территорий. Сущ ественный вк лад в повышение
ур ож айн ости та к ж е вносит учет микроклиматических особенностей
конкретны х полей, имеющ ий ва ж н о е значение при разм ещ ении
сельскохозяйственны х культур и при проведении мелиоративны х
и агротехнических мероприятий.
В настоящ ее время известно больш ое число исследований, п о­
свящ енны х изучению агроклим атических ресурсов различны х тер ­
риторий С оветского С ою за. П овы ш ение эф ф ективности м етеор ол о­
гической инф орм ации
м ож ет быть достигнуто, если она будет
помогать в отыскании оптимальны х хозяйственны х реш ений по
данны м о клим ате и п огоде. П ри проектировании и р азр аботк е
долгосрочны х плановы х задан и й больш инство реш ений приним а­
лось, как правило, на осн ове ориентации л и бо на средн ие м ного­
летние условия, л и бо на нормативны е докум енты , в которы х з а ­
д а н а доп усти м ая вероятность
возникновения
неблагоприятны х
д л я данной отрасли погодны х условий. Н а соврем енном уровне
ук азан ны е п одходы не позволяю т достаточно эфф ективно исполь­
зовать природны е ресурсы и им ею щ ую ся м етеорологическую ин­
ф ормацию , которая зач астую используется потребителем неполно
или неправильно.
И ссл едован ия теоретических и практических вопросов исполь­
зования реж им ной и прогностической инф орм ации при принятии
хозяйственны х реш ений применительно ко многим отраслям сель­
скохозяйственного п р оизводства отсутствую т. В частности, нет т а ­
ких исследований и применительно к рисоводству. В дан ной книге
обобщ ены результаты и сследований о влиянии изм енений клим ата
и погоды на урож айн ость риса, особенн о в северны х районах ри­
сосеяния, а т а к ж е о в о зм ож н остя х использования климатической
и прогностической инф орм ации при принятии хозяйственны х реш е­
ний в рисоводстве.
Р и с является одним из важ ней ш и х культурны х растений и сл у­
ж и т основным пищевым продуктом для больш ей части населения
зем н ого ш ара. Е го ш ирокое р аспространение объ ясн яется больш ой
урож айн остью и высочайш ими пищевыми достоинствам и зерна.
Э той культурой зан ято около дв ух третей общ и х орош аем ы х посевных п лощ адей в мире. С бор зер н а риса превыш ает сбор зерн а
пшеницы, но спрос на мировом рынке удовлетворен неполностью,
а цены на рис в два с половиной р а за выше цен на пш еницу.
В Советском С ою зе рисосеян ие развито на Украине, К убани,
в низовьях В олги, С редней А зии, З а к а в к а зь е и на Д ал ьн ем В о ­
сток е [19, 26, 57, 95, 101]. З о н а рисосеяния, за исклю чением тер ­
ритории ср едн еази атск и х республик, примы кает к северной гр а­
нице мирового ар еал а распространения риса. ^Основной фактор,
лимитирую щ ий прои зрастан и е риса в эти х р ай он ах,— теп л оооеспеченность [19, 27, 32, 46, 60, 69, 74, 133]. Н аи м ен ее теп л о о б ес­
печенным районом зоны рисосеяния С оветского С ою за является
располож енны й в м уссонном клим ате юг Д ал ьн его В остока
П рим орский край [6 2 ]. Д л я погодны х условий этого района х а ­
рактерна больш ая неустойчивость, что вы зы вает значительны е к о­
лебан и я ур ож айн ости риса год от года. И зуч ени е особенностей
пространственного и врем енного изм енений элем ентов клим ата и
погоды П рим орского края им еет в а ж н о е м етодическое значение
не только для научного обоснования разм ещ ения посевов риса
в бо л ее северны х р ай он ах, но и для прогноза его урож айн ости .
М етоды оценки клим ата дл я целей сельского хозяйства ПР®Дставлены в р а б о т а х Г. Т. С елянинова [1 1 2 ], Ф. Ф. Д ав и тая [3 3 ],
Е. Н. Р ом ановой [1 0 2 ], Ю. И . Ч иркова [1 3 7 ], А. П . Ф едосеева
[126, 127] и д р у ги х советских учены х. П ри оценке клим ата для
сельскохозяйственного производства анализирую тся: терм ические
условия вегетационного п ериода, условия увлаж нен и я, н ебл аго­
приятны е м етеорологические явления. Совокупность агром етеоро­
логических ф акторов, оп редел яю щ их условия ф ормирования п ро­
дуктивности сельскохозяйственны х культур, составляет агрокли­
м атические ресурсы данной территории.
И сп ользован и е климатической
инф орм ации
применительно
к рисоводству д о л ж н о проходить, на наш взгляд, по с л ед у ­
ющим направлениям: 1) динам ико-статистические оценки климата;
2) прогноз климата; 3) социально-эконом ические аспекты климати­
ческой изменчивости; 4) принятие хозяйственны х реш ений с уч е­
том климатической изменчивости; 5) микроклиматические и ссл е­
дования.
Так, в рам ках первого направления сосредоточены реж им ны е
материалы , представляю щ ие собой агроклим атические справоч­
ники СН иП ы , ГОСТы. П о ф орм е представления м атери ала это
могут быть таблицы , законы расп ределени я
м етеорологических
величин, номограм мы , карты макро-, м езо- и м икром асш табов, ат­
ласы и др.
П ом и м о динам ико-статистических оценок клим ата прош едш его
п ери ода все возр астаю щ ее вним ание как учены х всех стран, так
и потребителей климатической инф орм ации привлекаю т вопросы
изменения клим ата. Э то вы звано тем , что с ростом культуры зем ­
л едел и я зависим ость сельскохозяйственного производства от кли­
м атических условий не п адает, а, напротив,
растет. П оэтом у
в настоящ ее время в аж н ое значение п ри обретаю т не только ис­
следования по оценке влияния соврем енны х клим атических у сл о ­
вий на конкретные отрасли сельского хозяйства, но и разр аботк а
м етодов оценки влияния возм ож ны х климатических
изменений
[7 3 ]. Вопросы прогнозирования климатической изменчивости, под
которой, по определению Г. В. Г р уза и Э. Я. Раньковой [3 1 ], по­
ним аю тся процессы с временны м м асш табом от нескольких недель
д о нескольких десятилетий, представляю т собой сл ож н ую сам о­
стоятельную пробл ем у, которая реш ается преим ущ ественно путем
использования различны х м оделей клим ата [18, 6 3 ].
А гроклим атические ресурсы отдельны х регионов страны, в том
числе и П рим орского края [4, 117, 1 2 9 ], изучены в достаточной
м ере, но для соверш енствования системы агром етеорологического
обеспечения П родовольственной программы на соврем енном у р о ­
вне имеют ва ж н о е значение м езо- и микроклиматические и ссле­
дования [29, 36, 54, 91, 96, 102, 136, 139], а та к ж е вопросы ис­
пользования их при принятии хозяйственны х реш ений [17, 8 5 ].
В условиях неоднородной подстилаю щ ей поверхности микро­
климаты близко р асп олож ен н ы х территорий сущ ественно р азл и ­
чаю тся, эти различия сравнимы с различиями при п ер еходе из
одной климатической зоны в другую . Так, микроклиматические
различия м еж д у контрастны ми по м икроклимату соседним и уч а­
стками, т. е. предельны е м икроклиматические вариации, соответ­
ствую т изм енению п оказателей клим ата примерно на 10° широты
(1000 км) или изменению по вы соте -не м енее чем на 1000 м [29,
54, 102, 105 и д р .]. Уточнение агроклиматических ресурсов путем
учета м икроклиматической н еоднородности подстилаю щ ей п оверх­
ности позволяет выявить их сущ ественное отклонение от средних
м ноголетних значений, полученны х по стандартны м наблю дениям .
П о данны м [1 0 2 ], учет м икроклимата в сельском хозяйстве м ож ет
повысить его эф ф ективность на десятки процентов.
Н априм ер, д л я условий м уссонного клим ата Д ал ь н его Востока
колебания сумм тем ператур выше 10 °С в течение вегетационного
п ериода, возникаю щ ие за счет м акроциркуляционны х особен н о­
стей, могут достигать ± 3 5 0 ° С . П ри этом ?1 аи бол ее теп лообесп еч ен ­
ные участки зоны рисосеяния П рим орского края получаю т в х о ­
лодны е годы дополнительно тепла (вы раж енного в сум м ах тем п е­
ратур) на 200 250 °С больш е, чем наим енее теплообеспеченны е
участки. К ром е того, как показали проведенны е нами и ссл едов а­
ния [1 3 9 ], рисовые поля на н аи бол ее благоприятны х почвах могут
получать дополнительно тепла за период вегетации д о 120 °С. М а ­
неврирование различны ми .по ур ож айн ости и теплотребовательности сортам и риса, корректировка структуры посевны х площ адей
в зависимости от м езо- и м икроклиматических особенн остей от­
дельны х районов и полей зоны рисосеяния п озволят получать о т ­
10
носительно вы сокие у р о ж а и риса д а ж е в годы с недостаточной
теплообеспеченностью вегетационного п ериода. С ледовательно,
учет микроклиматических особенн остей конкретного рисового поля
является важ ны м ф актором в получении стабильны х, высоких
у р о ж а ев и позволит в оп ределенн ой м ере нивелировать п осл ед­
ствия неблагоприятны х погодны х условий отдельны х лет.
В д о к л а д е М. С. Г орбачева на X X V II с ъ е зд е К П С С [1] у к а ­
за н о , что « . . .ключ усп ех а , как показал опыт п оследни х лет,—
в ш ироком применении интенсивны х технологий. Они даю т огром ­
ный эф ф ект». Уточненны е характеристики агроклим атических р е­
сурсов конкретны х районов рисосеяния, а т а к ж е прогностическая
м етеорологическая инф орм ация позволят рисоводам принимать
хозяйственны е реш ения, в частности вы бирать оптимальны е сроки
сев а, сорта риса, м аневрировать посевны ми площ адям и, соверш ен­
ствовать севообороты , в усл ови ях конкретного года. Такие р еш е­
ния являю тся важ ны ми составляю щ им и интенсивных технологий.
П ланир ование хозяйственны х мероприятий в зем л едел и и по
обеспеч ен ию вы сокого у р о ж а я , его сбору, хранению и п ерера­
ботк е в к аж дом конкретном году н уж дается в сп ец и али зи рован ­
ных долгосрочны х п рогнозах, которы е составляю тся с различной
забл аговр ем енн остью и сл у ж а т одним из объективны х п оказателей
при реш ении хозяйственны х задач .
Забл а го в р ем ен н о е п р еду п р еж д ен и е о благоприятны х или н е­
благоприятны х м етеорологических усл ови ях п редстоящ его пери­
ода (сезо н а ) позволит п отребителю м етеорологической инф орм а­
ции бо л ее полно и эфф ективно использовать современны й
экономический потенциал. П оэтом у за д а ч а долгосрочного прогноза
погоды (Д П П ) является весьм а актуальной, но в то ж е время
и одной из основны х нереш енны х за д а ч гидром етеорологической
науки [1 0 ]. Н есм отря на значительны е усп ехи , достигнуты е в д о л ­
госрочном прогнозировании в п оследние десятилетия, нельзя не
отм етить относительно низкую оправды ваем ость Д П П , что ведет
к отрицательны м последствиям при гидром етеорологическом о б ­
служ и ван и и народного хозяйства.
П р об л ем а Д П П , безусл овн о, является чрезвы чайно слож ной,
неразры вно связанной с проблем ой прогноза крупном асш табны х
атм осф ерны х процессов, с познанием зак он ом ерн остей общ ей цир­
куляции атм осф еры (О Ц А ). П ри и сследовании процессов общ ей
циркуляции атм осферы использую т три основны х м етода: ги др о­
динам ический, синоптический и статистический. В с е больш ее зн а ­
чение п риобретаю т статистические методы , развитию которы х сп о­
собств у ет п рогресс вы числительной техники и со зд ан и е сп ец и али ­
зированны х архивов.
О бщ им для синоптических и статистических м етодов является
и спользование м атериалов синоптического архива и соп оставл е­
ние текущ его м акропроцесса с вариантам и развития атм осф ерны х
процессов, имевш их м есто в прош лом. В синоптических м етодах
Д П П для изучения атм осф ерны х м акропроцессов использую тся
карты погоды и карты барической топограф ии, а т а к ж е целый
11
р я д специальны х карт, отр аж аю щ и х в обобщ енном ви де струк­
туру терм обарического поля и характер атм осф ерной циркуля­
ции за несколько дн ей, н еделю , м есяц, сезон. Н ар я ду с картами
средних м етеорологических величии широко использую тся карты
их отклонений от климатических норм (карты ан ом али й ).
П рактическая ценность долгосрочны х прогнозов тепло- и вла­
гообеспеченности, а та к ж е прогнозов урож айн ости в озр астает по
мере увеличения их заблаговрем енн ости . В а ж н о еще, д о сева куль­
туры оценить ее ож и даем ую продуктивность и принять соответ­
ствую щ ие реш ения, направленны е на получение максим ально в о з­
м ож ной прибыли л и б о на минимизацию убы тков в конкретном
году. Э то особенн о н еобходи м о в рай он ах с неустойчивым клим а­
том и^у границ климатически обеспеченного ареала возделы вания
дан ной культуры. П о это м у в п осл едн ее десяти лети е ш ирокое р ас­
пространение получили прогнозы урож айн ости д о сева культуры
[5, 34, 56, 65, 75, 7 7 , 86, 1 3 2 ].
у
Р азр абаты в аю тся эти прогнозы преим ущ ественно на осн ове
синоптико-статистического м етода. В качестве предикторов ис­
пользую тся различны е характеристики атм осф ерной циркуляции.
Это индексы циркуляции атмосферы [5 6 ], тем п ература воздуха
на среднем уровн е тропосф еры в информативны х точках север ­
ного полуш ария [6 5 ], локал изаци я осей л ож би н и гребней цир­
кумполярного^ вихря (Ц П В ) [5, 7 7 ], индекс Ц П В [81, 8 6 ], л едо^86]°СТЬ М° реИ’ число дн ей с различны ми ф орм ам и циркуляции
В отличие от долгосрочны х прогнозов погоды в долгосрочном
прогнозировании
ур ож айн ости
сельскохозяйственны х
культур
н еобходим уч ет р яда ф акторов, связанны х с биологическими о со ­
бенностям и культуры, с почвенно-климатическими характеристи­
ками р ай он а возделы вания, с культурой зем л едел и я . П одр обн о
особенности синоптико-статистических м етодов п рогноза -ур ож ай ­
ности сельскохозяйственны х культур различной за бл агов р ем ен ­
ности рассм отрены в гл. 4.
П рименительно к сел ьскохозяйственном у п роизводству т р еб у ­
ется вы сокая н адеж н ость долгосрочны х прогнозов, составляемы х
д о сева культуры, поскольку исправления и корректировки н епра­
вильных реш ений, вы бранны х на их основе, п отребую т больш их
дополнительны х м атериальны х затр ат. Хозяйственны е
реш ения,
принятые на основе прогнозов п осле сева сельскохозяйственной
культуры, которы е являю тся корректировочными, имею т преим у­
щ ественно агротехническую направленность. Они предполагаю т
м ероприятия, позволяю щ ие проводить «подстройку» или адап та­
цию агроэкосистем ы к некоторым оптимальны м, или эталонным
состояниям системы почва— р астен и е— воздух.
С ледует отметить, что в настоящ ее время сущ ествует больш ое
количество сам ы х различны х м етодов и сп особов прогноза отдель­
ных м етеорологических величин, их комплексны х характеристик
[10, 11, 109, 1 1 0 ], ур ож айн ости сельскохозяйственны х культур и
качества их продукции [2, 5, 34, 45, 56, 59, 93, 95, 107 и д р .]. П о
&
мнению авторов работы [2 3 ], около пятой части средн их е ж е г о д ­
ных потерь у р о ж а я вследствие неблагоприятны х погодны х условий
м ож ет быть п редотвращ ен о путем оптимального использования
потребителем м етеорологических прогнозов, причем б е з сущ ест­
венного повышения инф ормативности и забл аговрем енн ости п о­
следних.
В данной р аботе рассмотрены особенности возделы вания риса
в северны х рай он ах а р еал а его распространения, оценено влияние
колебаний клим ата и погодны х аномалий на его урож айн ость,
осущ ествлено районирование зоны рисосеяния по м езо- и м икро­
клим атообр азую щ и м ф акторам на прим ере П рим орского края,
рассм отрен о проявление м икроклиматической н еоднородности ри­
совы х м ассивов в разны х микроклиматических рай он ах и на о т ­
дельны х полях с различным типом почв. Р а зр а б о т а н а м етодика
сииоптико-статистического прогноза урож айн ости риса до сева
с использованием нескольких лииеины х дискриминантны х ф унк­
ций, составлены прогностические правила и схем а комплексирования прогноза.
Р ассм отрены практические приемы использования динам икостатистических оценок клим ата с учетом зак он а их расп ределени я,
прогноза погоды и ур ож айн ости при отыскании оптимальны х стр а ­
тегий в рисоводстве. О сущ ествлена оценка средн их потерь и эк о­
номического эф ф ек та при п ер ех о де от стратегии, ориентирую щ ей
на норму м етеорологической величины, к стратегии, ориентирую ­
щ ей на оптимальную климатическую норму. С оставлена
блоксхем а м етеорологического обеспечения рисоводства на основе ис­
пользования климатической и прогностической инф орм ации, р а с ­
смотрены основные хозяйственны е реш ения с учетом агротехники
возделы вания, карты -схемы районирования зоны рисосеяния по
м икроклим атообразую щ им ф акторам , компенсации сниж ения у р о ­
ж айн ости риса культурам и, составляю щ им и севообороты ри со­
вого поля.
П риведен ны е в книге примеры в озм ож н ого использования кли­
матической и прогностической инф орм ации могут послуж ить осн о­
вой дл я дальнейш ей р а зр аботк и реком ендаций по оптимизации
хозяйственны х реш ений в рисоводстве.
С оврем енная подготовка специалистов м етеорологов и агроно­
мов тр ебует от них достаточн о полного и глубокого понимания
эконом ических возм ож ностей оптимального использования ресур­
сов клим ата и погоды. С л едует отметить, что отдельны е разделы
м онограф ии у ж е использую тся при чтении лекций и проведении
практических занятий по курсу «М етеорологическое обеспечен ие
народн ого хозяйства» в Д альневосточном государственном ун и ­
верситете [8 8 ].
В веден и е, главы 1, 3 и зак лю чен ие написаны совм естно
Ю. И . Чирковым и Н . М. П естер евой , главы 2, 4— 6 — Н. М. П е ­
стеревой.
Авторы б л агодар ят за консультации и инф орм ацию М. I . l a p куш у, с которым они в течение ряда л ет п оддерж и вали творческую
связь. Авторы вы раж аю т признательность канд. геогр. наук
Г. А. Галкину, предоставивш ем у в их р асп оряж ен и е дан ны е об
урож ай н ости риса по отдельны м
регионам
С оветского С ою за.
Т а к ж е они вы раж аю т искреннюю бл агодарн ость д -р у геогр. наук
А. Н. П ол евом у, д -р у геогр. н а у к ,.п р о ф . Г. В. С винухову за д ен ­
ные советы и зам ечан и я по рукописи.
Авторы благодарн ы рецензентам канд. геогр. наук А. И. С траш ­
ной и канд. геогр. наук В. А. Ж у к о в у за полезны е критические
зам ечания по рукописи.
Г лава 1. ОСОБЕН НО СТИ В О ЗД ЕЛ Ы В А Н И Я РИСА
В С ЕВ ЕРН Ы Х РАЙОНАХ АРЕАЛА РА СП РО С ТРА Н ЕН И Я
1.1. Районы рисосеяния в Советском Союзе
В начале XX в. зон а рисосеяния бы ла ограничена 46° с. ш., в нее
входили районы С редней А зии и З ак авк азья . Н овы е сорта риса
и передовая агротехника его возделы вания позволили значительно
продвинуть границу зоны рисосеяния на север — д о 48— 50 с. ш.,
в низовья В олги, А м ударьи, Сы рдарьи, на Северный К авказ и на
Д альн ий В осток [57, 96, 1 0 1 ]. П р о д в и ж ен и е риса в бол ее север ­
ные районы бы ло вы звано и конкуренцией в ю ж ны х сельск охо­
зяйственны х р ай он ах С оветского С ою за др уги х важ ней ш и х куль­
тур которы е могли успеш но п рои зрастать и созревать только
в эти х рай он ах. К таким культурам относится, наприм ер, хлопок.
В истории развития рисосеяния в наш ей стран е был период
сниж ения интереса к п роизводству этой ценной крупяной культуры.
Т ак наприм ер, в 1960 г. посевная площ адь риса состави ла всего
95,3 тыс. га, что бы ло в 2,8 р а за меньш е, чем в 1913 г. В этот пеои о д ум еньш ение посевны х п лощ адей ри са отм ечалось во всех
р и сосею щ их рай он ах С оветского С ою за [57, 9 6 ]. С 1965 г. п осев­
ные п лощ ади риса стали расти, и в 1985 г. они составили 6 / 2 тыс.
га т е увеличились в 7 раз. При этом валовой сбор вырос в 1ораз
о т ’ 186 5 тыс. т (1960 г.) д о 2 572,4 тыс. т (1985 г .). Н аи бол ьш ее ко­
личество риса в С С С Р производится в К раснодарск ом к рае и К а ­
захск ой С С Р (табл . 1 .1 ). П рактически одинаковы й вк лад в вал о­
вой сбор вносят П рим орский край, Р остовск ая область и Д а г е ­
станская А С С Р . В целом б о л ее северны е районы зоны рисосеяния
(П риморский край, Р остовск ая обл асть и П овол ж ье) производят
13— 15 % валового сб о р а зерн а риса.
ТАБЛИЦА 1.1
Производство риса в XI пятилетке по основным районам рисосеяния
(% общего валового сбора в СССР)
Территория
РСФ СР
К раснодарский край
К азахская С С Р
У зб ек ская С С Р
У краи нская С С Р
Сбор
риса, %
4 6 ,9
2 8 ,2
2 4 ,7
18,1
6 ,2
Т ерритория
П оволж ье
П риморский край
Р о сто вская область
Д агестан ск ая А С С Р
О стальны е районы возделы ­
вания риса
Сбор
ри са, %
6,1
3 ,7
3 .2
3 .2
6 ,6
Д о недавнего врем ени рисоводство развивалось в основном по
пути экстенсивного зем л е- и водопользования, при этом посевные
площ ади риса увеличивались за счет м алопригодны х засоленны х
и забол оч енн ы х зем ель [26, 6 9 ]. Новы е методы хозяйствования
сф орм улированны е в реш ениях X X V II с ъ е зд а К П С С [ 1 ] , п редпо­
лагаю т, что валовой сбор риса д о л ж ен увеличиваться в основном
з а счет интенсификации рисоводства, повышения уровня агротех­
ники и б о л ее полного учета клим атических ф акторов, влияние ко­
торы х на у р о ж а й риса в больш ей м ере проявляется у северной
границы его возделы вания.
П ри определении «северной границы» возделы вания риса р а з­
ные авторы основы ваю тся на различны х количественны х крите­
риях. Так наприм ер, В. М . П р осун к о [96] п олагает, что северная
граница обеспеченности теплом вегетационного п ериода риса п ро­
ходи т вдоль изолинии суммы активных тем ператур (выше 10 °С)
равны х 3200 °С. Г. А. Галкин и Ю. В. Зай ц ев [27, 46] считают,’
что К раснодарский край, гд е получаю т около одной трети всего
9 плаВ0Гс Со°Ра Ри са> а суммы активных тем ператур составляю т
3000 3500 С, т а к ж е р асп ол ож ен вблизи северной границы в о з­
делы вания риса.
П о сведениям , приведенны м в [5 7 ], районы рисосеяния СССР
п р едл ож ен о группировать в сл едую щ и е климатические зоны
(табл . 1.2).
ТАБЛИЦА 1.2
Климатические зоны рисосеяния
Зона
Г. О собо ж аркая
ГГ. У меренно ж аркая
Ш . Теплая
Средняя
температура
лета, °С
Сумма
активных
температур,
вС
>25
>4000
22—25
3000—4000
<22
2000—3000
Т ерритория
А зербай дж анская, Т адж и к­
ская и У збекская ССР
К азахская С С Р, южная
часть Украинской С С Р, С е­
верного К авк аза и Н иж ней
Волги
Д альн ий В осток, ц ен тр ал ь­
ные районы Украины и
С реднее П оволж ье
Таким о б р а зо м , согласно приведенны м исследованиям , к се ­
верным районам рисосеяния, т. е. к районам , где производство
риса лимитируется уровнем тепла, сл едует отнести больш ую
часть зоны рисосеяния С С С Р за исклю чением средн еази атск и х
республик, ю ж ны х районов К аза х ста н а , Украины и Северного
К авк аза.
П родовольственной
программ ой
СССР
п редусм атри вается
дал ьн ей ш ее повыш ение роли м елиорации в увеличении прои звод­
ства сельскохозяйственны х продуктов. Т ребуется обеспечить в а­
л о в о й 'с б о р зерна с орош аем ы х зем ел ь в 1990 г. в количестве не
16
м енее 20 — 22 млн. т, в том числе 3,3— 3,5 млн. т риса. Р еал и зац и я
таких планов в озм ож н а на осн ове комплексного п одхода, зак л ю ­
чаю щ егося как в повышении уровня культуры зем л едел и я в ш иро­
ком смы сле этого слова, так и в б о л ее рациональном использо­
вании ресурсов клим ата и погоды [30, 48, 124, 142].
1.2. Биологические особенности культуры риса
и его требования к условиям внешней среды
П редк и и бл и ж ай ш и е родичи культурного риса произрастали
в еж егод н о вы сы хаю щ их неглубоких водоем ах, которы е обр азов ы ­
вались при вы падении осадков в рай он ах с муссонным климатом
[3 8 ]. О садки в дож дливы й п ер иод затопляли м еста, где рос д и ­
кий рис, и п од их влиянием у его семян появилась способность
прорастать в воде. В состоянии затопления растения находились
весь п ериод обильного вы падания осадк ов, в течение которого они
проходи ли ф азы кущ ения, вы хода в тр убку, цветения и достигали
молочной спелости. Таким о б р а зо м , ф изиологическая потребность
риса в воде, т. е. в сл ое затопления, возникла п од действием
внеш ней среды , в которой п реобл адаю щ ую роль играли м уссон ­
ные д о ж д и .
Н аличие слоя воды на рисовых чеках практически в течение
всего п ериода вегетации исклю чает лимит влаги, и основным ф ак ­
тором , лимитирую щ им прои зрастан и е риса в северны х районах
рисосеяния, является тепло. П огодн ы е условия эти х районов х а ­
рактеризую тся больш ой неустойчивостью , что в свою очередь вы­
зы вает сущ ественны е колебания у р о ж а ев год от года. П оэтом у,
п р е ж д е чем оценить влияние погодны х и клим атических условий
на ф орм ирование у р о ж а я риса, н еобходи м о рассм отреть т р еб о в а ­
ния риса к условиям внеш ней среды , дать климатическую хар ак ­
теристику всех районов зоны рисосеяния, выявить пространственноврем енную изменчивость ур ож а ев , оценить роль основных ф акто­
ров, ф орм ирую щ их ур ож ай .
1.2.1. Сорта риса
В северны х рай он ах зоны рисосеяния могут успеш но п р ои зр а­
стать и давать высокие и устойчивы е у р о ж а и только скороспелы е
сорта. П о это м у о б щ ее направление селекции риса — вы ведение
раннеспелы х низкорослы х сортов,
обл а д а ю щ и х
устойчивостью
к заболеван и ям .
Средняя продолж ительность вегетационного
п ериода
особо
скороспелы х сортов составляет 80— 100 дней, раннеспелы х, как
правило, не превыш ает 115 дней, средн есп елы х — 125 дн ей, п о зд ­
н есп е л ы х — 132— 139 дн ей [57, 9 6 ]. В к аж дом рисосею щ ем хо­
зяйстве эконом ически ц ел есо о б р а зн о возделы вать различны е по
скороспелости сорта: в годы с
отрицательной
тем пературной
аном алией это позволит получать гарантированны й у р ож ай скоро­
спелы х сортов, а в годы с полож ительной аном алией м енее скоро­
спелы е, но б ол ее продуктивные сорта обеспеч ат получение м акси­
м ально возм ож ного ур ож ая.
Н а и б о л ее распространенны ми в северны х рай он ах рисосеяния
являю тся раннеспелы е сорта Д убов ск и й 129, Д альневосточны й и
Горизонт [9 6 ]. С редняя п родолж ительность вегетационного п е­
риода растений сорта Д убовск и й 129 составляет 95— 115 дн ей, но
в зависимости от теплообеспеченности районов возделы вания м о­
ж ет отличаться от средн ей на ± 7 — 12 дней. Э тот сорт имеет
вы сокое технологическое качество зерн а и больш ую продуктив­
ность. Средняя урож ай н ость сорта к олеблется от 4 д о 5 т/га. Он
устойчив к осы панию и пораж ен и ю пирикуляриозом , ср едн еустой ­
чив к полеганию.
Сорт Д альневосточны й вы веден м етодом индивидуального от­
бор а из средн еази атск ого сорта У зР О С 269 [5 7 ], разновидности
япоиика. Сорт раннеспелы й, вегетационны й период составляет
110 дней. В ы сота растений равна 97— 105 см. М етелка длиной
15 см несет 50—-55 колосков, при созревании она не поникает.
Сорт вы сокоурож айны й, безосты й, пригоден для прям ого комбайнирования и раздельной уборки, не полегает и относительно
устойчив к пирикуляриозу. И м еет вы сокое качество зерн а.
О дним из старейш их сортов риса, возделы ваем ы х в северны х
рай он ах рисосеяния, в частности в П риморском крае, является
сорт Н овосельский (бывш ий С антахезский 5 2 ). Линия, из кото­
рой был вы веден сорт, отобр ан а в 1929 г. из популяции Д и хр оа
сотрудникам и отдела рисоводства П рим орского ф илиала В се со ю з­
ного научно-исследовательского института риса
(В Н И И р и са).
В П ри м ор ье сорт Н овосельский районирован в 1939 г. Относится
к ран н есп ел ом у сортотипу дальневосточного риса. Вегетационны й
период его равен 110— 125 дням . Сорт низкорослы й, вы сота р асте­
ний 85— 105 см. М етелка среднепониклая, несет 35— 60 колосков,
из которы х 4 — 2 0 % — пустозерны е. Сорт вы сокоурож айны й, на
плодородны х, хорош о заправленны х органическим вещ еством поч­
вах д а ет у р о ж а и 4 ,5 — 5,0 т/га . Д овол ьн о тр ебователен к теплу,
чувствителен к пониженны м тем п ературам в ф а зу кущ ения и ф ор­
мирования метелки. Н едостаток тепла в эти критические ф азы
затягивает вы метывание метелки д о конца августа— начала сен ­
тя бр я, обусл овл и вает больш ую пустозерность и в некоторы е годы
далее и едозр еван и е семян.
О дним из основных достоинств этого сорта,- особенн о для
влаж ной погоды П рим орья, является его устойчивость к пирику­
ляри озу. П о качеству крупы сорт Н овосельский зан и м ает одно из
первых мест.
1.2.2. Требования риса к условиям внешней среды
Р и с тр ебовател ен к тем пературны м условиям [19, 22, 32, 46,
74, 133]. И нтенсивность ф отосинтеза растений риса связан а с теп­
ловым реж им ом среды. Так, максимальны й ф отосинтез и- наи­
18
больш ее обогащ ени е воды кислородом происходят, к огда тем п ер а­
тур а слоя затопления к олеблется в п р ед ел а х 2 7— 32 °С [3, 96, 134,
157, 1 6 3 ]. У взрослы х растений интенсивность ф отоси нтеза со х р а ­
няется на одн ом ур овн е при изм енении тем пературы от 18
д о 3 3 °С.
В разны е ф азы роста и развития растения риса, например
дальневосточны х сортов,
испытывают различную
потребность
в теп л е [-39, 57, 69, 91]. Д л я сорта Н овосельский Г. И. П одойницын [91] установил, что в течение вегетации необходим ы с л е д у ­
ю щ ие уровни тем пературы : д л я прорастания семян 12— 15°С ; для
всходов 14— 18 °С; для кущ ения 14— 18 °С; дл я выметывания м е­
телки и цветения 2 0 °С; для наступления молочной спелости 19—
22 °С; для наступления восковой спелости 17— 2 2 °С; для наступ­
ления полной спелости 14— 1 7 °С. Б ли зк ие п оказатели получены
Л . С. Черныш евой и А. Г. Есиповым.
М инимальными тем п ер атур ам и, при которы х идут процессы
прорастания н аи бол ее холодоустойчивы х сортов риса, по данны м
И. Е. К риволапова [5 7 ], являю тся 11,5— 12°С . В стади ю кущ ения
н аи бол ее благоприятны
тем пературы
2 0 — 23 °С. Б ол ее низкие
тем пературы вызывают увеличение числа боковы х побегов, что
в северны х рай он ах возделы вания риса неблагоприятно ск азы ва­
ется на ф ормировании его ур ож ая.
С ущ ественное значение в обеспечении посевов теплом имеет
наличие на рисовом п оле в критические ф азы развития (июнь—
август) слоя воды 10— 12 см. В эти х усл ови ях средняя суточная
тем п ератур а воды выше тем пературы в о зд у х а на 1,5— 4 ,5 °С , что
дополнительно д а ет в средн ем за вегетационны й п ериод 200—
250 °С [21, 36, 39, 136].
В ф ормировании у р о ж а я риса ва ж н о е значение имеет продол­
ж ительность солнечного освещ ения. Так, А. П . Д ж у л а й [36] счи­
тает, что дл я всех сортов риса продолж ительность солнечного
освещ ения д о л ж н а составлять 9 — 12 ч в день. П ри повышенной
облачности дальневосточны е сорта могут вы зревать и в условиях
недостаточной продолж ительности солнечного освещ ения
[5 7 ].
О днако продолж ительность и интенсивность солнечного освещ ения
как на Д а л ь н ем В остоке, так и в др уги х северны х рай он ах ри со­
сеяния сущ ественно сказы вается на ср ок ах прохож ден и я ф а з р а з­
вития растений. Рассеянны й свет вы зы вает и едозреван и е семян
риса. И ссл едован ия, проведенны е Г. Н. Подойницы ны м [9 1 ], по­
казали, что н едостаток света в усл ови ях П рим орья сдер ж и вает
кущ ение, затягивает сроки выметывания метелки и приводит к нед озр ев ан и ю семян.
Н а протяж ении вегетационного периода рис проходит сл ед у ­
ю щ ие ф азы развития: п рорастание сем ян, всходы , третий лист,
кущ ение, вы ход в тр убк у, вы метывание м етелки, цветение и со ­
зревани е. П ричем вследствие различного ф изиологического состоя­
ния рис н уж дается в определенны х и различны х для к аж дой
ф азы к оличествах воды, теп л а, света, кислорода и элем ентов пи­
тания [38, 40, 9 6 ].
2*
19
П ом им о ф аз вегетации у риса вы деляю т 11 этап ов орган оге­
н еза [3 8 ]. Экологические условия и агротехнические приемы м о­
гут ускорить или зам едл и ть п р охож ден и е к аж дого из них. Так,
при поздних посевах ускоряется за л о ж ен и е веточек метелки, д и ф ­
ф еренциация колосков и вытягивание соцветий [5 7 ]. К ак с о о б ­
щ ает А. П . Сметанин [115]-, при тем п ературе почвы 18— 19 °С рост
и диф ф еренциация метелки зад ер ж и в аю тся , ее длина и зер н и ­
стость ум еньш аю тся. Т ем пература воды ниж е 20 °С
зам едл я ет
рост зачаточной метелки. Т ем пература в п р ед ел ах 28— 30 °С у ск о ­
ряет это т процесс.
В формировании у р о ж а я риса важ ны ми являю тся восьмой и
девяты й этапы орган оген еза — выметывание метелки и цветение.
П ри тем п ер атуре ниж е 20 °С в ф а зу диф ф еренциации метелки вы­
метывание за д ер ж и в а ется . В
отдельны е
годы
это
приводит
к том у, что выметывание н аступ ает в середи н е или д а ж е в конце
августа.
Ц ветение и оплодотворение риса при благоприятной погоде
происходит, как правило, в течение одного дн я. В н еблагоприят­
ную п огоду (облачно, д о ж д ь , п охол одани е) цветение риса за т я ­
гивается ка несколько дней. С ущ ественное значение им еет и п р ед­
ш ествую щ ая цветению погода. Так, пониж ение тем пературы в о з­
д у х а и воды за 10— 20 дней д о цветения вы зы вает наруш ение
обм ен а вещ еств в растениях, отодвигает время вы хода метелки
из влагалищ а листа и врем я начала цветения д о второй половины
августа — начал а сентября. В этом случае оплодотворение про­
ходи т м едленно и длится 6 — 7 дней. М ногие цветки остаю тся с т е­
рильными, особенн о если цветение происходит при непрерывных
д о ж д я х , сплош ной облачности, ту м ан ах и при пониж енны х тем п е­
р а т у р а х воды и воздуха.
Т акие ж е явления имею т место и при грубом наруш ении р е­
ж им а затопления рисового поля в ф азу выметывания м етелки и
цветения, т. е. в тех случаях, когда на полях отсутствует слой
воды. В се это вы зы вает больш ую стерильность цветков. Е сли низ­
кие тем пературы в о зд у х а совп адаю т с ф азой кущ ения риса, то
за п о зд а л о е выметывание м ож ет длиться до сентября. П ри тем п е­
р атур е оросительной воды н и ж е 2 0 °С в этот п ериод сниж ается
озерненность колосков, что в конечном итоге приводит к потере
ур ож ая.
Р а сп р ед ел ен и е осадк ов в течение вегетационного периода
та к ж е оказы вает оп редел ен н ое влияние на развитие растений
риса. В годы со значительны ми осадк ам и в конце м ая и н ачале
июня состояние посевов ухудш ается . Обильные ливневые осадки
в середи н е августа во время цветения риса вы зы вают значитель­
ную пустозерность метелок.
П о сл е оплодотворения цветка зав язь за 30— 40 дн ей п ревра­
щ ается в зерн овк у риса. В это время как качество семян, так и
продолж ительность их созревания оп ределяю тся тем п ературам и
в о зд у х а и почвы.
20
1.2.3. Агротехника возделывания и севообороты в рисоводческих хозяйствах
А гротехника возделы вания риса п р едставляет чрезвы чайка
слож ны й м ехани зм , отл аж ен ность и четкость работы которого с у ­
щ ественно влияю т на качество и количество конечного продукта
сельскохозяйственного производства — у р о ж ая зер н а. С оврем ен­
ная агротехника предусм атри вает возделы вание риса в о п р еде­
ленных дл я этой культуры севообор отах, вы полнение целого ком­
плекса приемов по об р а б о т к е почвы и повышению ее плодородия,,
рац и ональн ое использование органических и минеральны х у д о б ­
рений, своеврем енны й посев, прим енение прерывистого или ук о­
роченного реж и м а затопления, бор ьбу с сорняками, болезн ям и и
вредителям и [66].
В практике мирового рисосеяния ш ироко распространены б е с ­
см енны е посевы риса в течение многих лет на одном и том ж е
участке. П оп олнен и е почвы органическим вещ еством в этом с л у ­
ч ае производится за счет внесения навоза, компостов, зел ен ой
массы бобовы х культур, отходов ры бной и пищ евой промы ш лен­
ности [57, 6 6 ]. О днако бессм енны е посевы увеличиваю т за со р ен ­
ность почвы сорняками, сп особствую т накоплению бол езн етвор­
ных организм ов, ум еньш аю т
запасы
органического вещ ества
в почве, ведут к вы носу иловаты х частиц из пахотного слоя в ни­
ж ел еж а щ и е горизонты и др.
Д л я северны х районов зоны рисосеяния р азр аботан о и прим е­
няется несколько различны х севооборотов. Д л я районов с устой ­
чивым снеж ны м покровом, где клевер не вы м ерзает, р ек ом ен ду­
ется семипольный севооборот: 1 — овес или ячмень с подсевом
клевера; 2 — клевер на си лос и зел ен о е удобрен и е; 3, 4 — рис;
5 — агром елиоративное поле; 6, 7 — рис [6 6 ]. Д л я районов с н е­
устойчивым снеж ны м покровом, к которым относится и П ри м ор­
ский край, рек ом ен дуется ш естипольны й севооборот: 1 — рис, 2 —
рис, 3 — соя на зел ен о е удо б р ен и е, 4 — рис, 5 — рис, 6 — агро­
м елиоративное поле. Д л я больш их р и сосею щ их хозяйств, имею ­
щ их значительны е поголовья крупного рогатого скота, сев ообо­
роты позволяю т не только повышать п л одор оди е рисовых полей,
а следовател ьно, и урож айн ость, но и укреплять кормовую б а з у
ж ивотн оводства. *
В а ж н о е агротехническое значение имею т и способы сева. В н а­
стоящ ее время известны три основных сп особа сева: 1) рядовой
посев сеялкам и с минимальной задел к ой семян в почву (0,5—
1 см ) и немедленны м затоплением поля слоем воды в 6— 8 см;
2) рядовой сп особ сева с задел к ой сем ян в почву на глубину 4—
5 см б е з затоплен и я поля д о всходов; 3) р азбр осн ой авиасев в воду..
С пособ сева зависит от погодны х условий посевного п ериода
и технических возм ож ностей хозяйства. П ри благоприятны х по­
годны х услови ях, п озволяю щ их производить сев в ранние сроки,
используется 2-й сп особ сева. П ри п оздн и х срок ах сева, когда
у ж е отсутствует опасность зам ор озк ов на почве,
прим еняется
сев с м инимальной задел к ой семян (1-й с п о со б ). А виасев, как
21
правило, осущ ествляется в случаях сильного затягивания сроков
сева с целью их ф орсирования, а та к ж е используется на сильно
п ереувлаж ненны х м асси вах, где р абота
сельскохозяйственной
техники затрудн ительн а или н евозм ож на.
Р ол ь воды на рисовом поле чрезвы чайно велика и м ногооб­
р азн а. В практике рисосеяния в зависим ости от биологических
и сортовы х особенностей различаю т затопляемы й рис и суходол ь ­
ный. Водны й реж им риса во всех регионах С оветского С ою за и
з а границей и сследован в достаточной м ере и проверен на прак­
тике. П . С. Ерыгин [38] считает ц елесообразны м свести все в од­
ные реж им ы на рисовых полях к четырем основным типам: п о­
стоянное, укороченное, преры вистое затопл ен и е и периодическое
увл аж нен и е.
К аж ды й из указанны х типов водного реж им а отр аж ает при­
родно-клим атические условия определенной зоны и уровень агро­
техники.
П остоянн ое затопление п редпол агает наличие слоя воды на
п оле в течение всего п ериода вегетации. Г лубина слоя воды м ож ет
быть постоянной или переменной и регулируется в зависимости
о т природно-климатических особенностей зоны и биологических
потребностей сорта. П остоя н н ое затопл ен и е рисового поля сп особ­
ствует н е только удовлетворению биологических и физических п о­
тр ебн остей растений риса, но и п озволяет улучш ать микроклимат
рисового поля, со зд а в а я «парниковы й эф ф ект», который крайне
в а ж ен дл я сравнительно холодны х северны х районов зоны р и сосея­
ния С оветского С ою за.
У короченное затоп л ен и е п редусм атри вает врем енное отсут­
ствие . сл оя воды на п оле в начале или в конце вегетации риса.
В П рим орском к рае укороченное затоплен и е применяю т при п о­
сев е с глубокой задел к ой семян.
П реры вистое затоп л ен и е как водный реж им использую т для
создан и я лучш их условий прорастаю щ им сем енам риса и с целью
экономии поливной воды. П ри таком водном р еж им е поле в тече­
ние непродолж ительного врем ени остается б ез воды.
П ери одич еское увл аж н ен и е применяется при
возделы вании
суходольны х или увлаж няем ы х сортов риса, варианты этого р е­
ж и м а зависят от степени влаж ности почвы. И сточникам и влаги
в этом случае могут быть поливы или осадки.
1.3. Пространственно-временная изменчивость и оценка вклада
составляющих урожайности риса в северных районах
рисосеяния
Тенденция роста урож айн ости сельскохозяйственны х культур
о б у сл о в л ен а постепенным повышением культуры зем л едел и я на
основе внедрения дости ж ен и й науки и техники в практику сель­
скохозяйственного производства и оп ределяется слож ны м ком­
плексом взаим одействую щ их м еж д у собой факторов: химизации,
22
сем ен оводства, агротехники, м елиорации, п олезащ итного л е с о р а з­
ведения, м ероприятий по защ и те растений от вредителей и б о л е з­
ней, сорняков и др . О днако с ростом культуры зем л едел и я связь
ур ож аев с погодны ми условиям и усиливается, абсолю тны е к оле­
бания урож айн ости возрастаю т, а их ам плитуда увеличивается
[93, 96, 123, 125, 127, 145, 154].
Д л я вы деления из временны х рядов урож айн ости влияния по­
вышения культуры зем л ед ел и я Е. С. У лановой [122], А. Н. П о ­
левы м [92] п р едл ож ен о понятие «тенденции» или «трендовой с о ­
ставляю щ ей ур ож айн ости » (т р е н д а ). В ы деление тр ен да и о п р ед е­
лен ие его вида необходим ы как дл я оценки вклада составляю щ их,
так и д л я прогноза у р о ж а я .
1.3.1. Выбор оптимальной трендовой составляющей урожайности риса
В агром етеорологических иссл едовани ях
[45, 56, 65, 92, 96,
122 и др.] ур ож ай н ость P t р ассм атри ваю т как сум м у дв ух о с­
новных составляю щ их: неслучайной или трендовой E t , обусл ов ­
ленной культурой зем л едел и я и долгопериодны м и колебаниям и
климата, и случайной составляю щ ей A P i , которая оп ределяется
погодны ми особенностям и конкретного года, т. е.
p t
= E t ± APt
(1.1)
г д е t — врем я, годы.
В ы дел ен и е тр ен дов, ш ироко прим еняем ое в агром етеорологии,
производят обычно путем различного р о д а сглаж и ван ия рядов ур о ­
ж айн ости и их вы равниванием при помощ и аналитических ф унк­
ций. В посл еднем сл учае используется м одицифироваииы й м етод
наим еньш их квадратов [5 5 ]. Н абор функций, с помощ ью которы х
аппроксимирую т тр ен д в агром етеорологии, как правило, ограни­
чен. Это линейная ф ункция, полином второй степени и п ок азател ь­
ная функция. Е щ е одним м етодом сгл аж и ван ия временны х рядов
является м етод скользящ его средн его. Он заклю чается в том , что
из зада н н о го врем енного ряда по ф орм уле
(1.2)
2
получаю т новый сглаж енны й ряд E t , в котором случайны е к ол е­
бания ур ож ай н ости , обусловленны е погодой
конкретного года,
значительно смягчены. З д е с ь Т — интервал осреднения; P t — у р о ­
ж айн ость в м омент t.
Н ам и были исследованы трендовы е
составляю щ ие
у р ож ая
риса, описанны е с помощ ью полиномов первого, второго, третьего
порядка и м етодом скользящ его средн его (рис. 1.1).
В ы бор той или иной кривой дл я эллим инирования трен довой
составляю щ ей м о ж ет быть осущ ествлен на основе оценки осн ов­
23
ных статистических характеристик временны х рядов. Д л я этого
были рассчитаны средн ие абсолю тны е отклонения урож айн ости
-от трен да
N
д р ' = 4 г Е | р ' - £ </|
<‘ -3)
Р т /га
Рис. 1.1. Д инам ика урож айности риса в Приморье (1 ) и ее трен­
довая составляю щ ая, аппроксимированная прямой (2), полино­
мом второй степени (3), скользящ ей средней по пятилетиям (4),
полиномом третьей степени (5).
и средн ие квадратические отклонения о ' по ф орм уле, несколько
отличаю щ ейся от стандартной,
=
О -4)
.где N — дл и на выборки; Pt — урож айность; Е ц — тр ен довая со ­
ставляю щ ая, описанная / - м полиномом (/ = 1, 2, 3, 4 ).
И спользование в ф ор м ул ах (1.3) и (1.4) трендовой составл я­
ю щ ей E t вы звано тем , что при наличии как полож ительного, так
и отрицательного тр ен да ср едн ее квадратическое отклонение, р ас­
считанное по стандартной ф орм уле, по м ере увеличения угла н а­
клона тр ен да все в меньшей степени описы вает фактическую и з­
менчивость ряда. Н е прибегая к м атематическим вы кладкам, п р ед­
ставим д а н н о е р а ссу ж д ен и е с помощ ью иллю страции (рис. 1.2).
К а к видно, ст, рассчитанное по стандартной ф орм уле, описы вает
изменчивость, лиш енную ф изического смы сла, в то
время как
о ' , рассчитанное по ф орм уле (1 .4 ), описы вает изменчивость ряда
24
н аи бол ее точно. П олученны й вывод имеет важ н ое практическоезначение при оценке п рогноза ур ож айн ости сельскохозяйственны х
культур д о сева или с больш ой заблаговрем енн остью п осле сева,
поскольку в качестве критериев при оценке прогноза, согласно
[67], использую тся величины, равны е ± |0 , 6 3 7 а | ли бо ± \ а \ .
О бщ ей чертой, харак терн ой дл я всех тр ен дов, является увел и ­
чение изм енчивости отклонений ур ож ай н ости от трен да с увели чеР т /е а
Рис. 1.2. К вопросу о точности расчета среднего квадратического откло­
нения урож айности риса по стандартной формуле (область а ) и по
формуле (1.4) (область б ).
I — средняя многолетняя урожайность (2,01 т/га); 2 -п о л и н о м третьей степени,
аппроксимирующий трендовую составляющую урожайности риса в Приморском
крае; 3 — динамика урожайности риса.
нием об ъ ем а исходной выборки. Так, дл я отклонений от полином а
третьей степени отм ечено увеличение о ' от 0,25 т/га за 1950
1969 гг д о 0,29 т/га з а 1950— 1978 гг. В то ж е время за 1950—
1986 гг. о' составило 0,34 т/га . Н аибольш ие средн ие квадратиче­
ские отклонения выявлены дл я полином а первой степени, за те
ж е периоды л ет они равны 0,37; 0,41; 0,48 т/га соответственно.
Д л я сравнения, а , полученное по стан дартной ф орм уле за 1950
1986 гг., равно 0,66 т/га.
Р асч ет таких статистических характеристик меры рассеяния
ряда ур ож ай н ости , как коэф ф ициенты асимметрии А и эк сц есса s,.
п оказал , что н а и б о л ее близко к норм альном у зак он у р асп р еде­
ляю тся отклонения урож айн ости от тр ен дов Е ъ (полином третьей
степени) и Е 4 (скользящ ее с р е д н е е ). П оскольку дл я целей про­
гноза использовать тр ен д, рассчитанный по скользящ им пятиле­
тиям не представляется возм ож ны м , то оптимальным трендом
для урож ай н ости риса является полином третьей степени.
25
А налогичная п роц едур а оценки и вы бора аналитической функ­
ции, наилучш им о б р а зо м аппроксимирую щ ей трен довую составля­
ю щ ую , бы ла осущ ествлена та к ж е и для урож айн ости риса по кли-
- 1---------!---------1_____ I_____ 1_____ I
1955
1965
1975
I
I
1365
Рис. 1.3. Д инам ика урож айности риса (У) в Краснодарском крае (о), К азах ­
стане ( б ) , на Украине ( в ) , в Н ижнем П оволж ье (г) и аппроксимирующие ее
трендовую составляющ ую прям ая (2 ) и полином третьей степени (5).
Области определения аппроксимирующих функций:
I) 1950—1976
гг.,
II) 1972—1986
гг.
матическим районам его возделы вания в Советском С ою зе. Как
п оказали проведенны е расчеты, оптимальной трендовой составля­
ю щ ей урож ай н ости , представленной аналитическими функциями,
з д е с ь т а к ж е является полином третьей степени. О бращ ает на себя
внимание тот факт, что минимум трендовой составляю щ ей прак­
тически во всех и ссл едуем ы х рай он ах н аблю дался в 1953—
1954 гг., а м аксим ум в сер еди н е или конце 70-х годов (рис. 1.3).
В табл . 1.3 приведены коэффициенты полиномов первой, второй,
26
ТАБЛИЦА 1.3
К оэф ф и ц и ен ты полином ов п ервой , второй , т р е т ь е й степ ен ей , аппрокси м и рую щ и х тр ен д о в у ю
составляю щ ую
К оэф ф ициенты полиномов
первой сте­
пени
Т ерри то р и я
fli
С|
т р е т ь е й степ ен и
второй степ ен и
аг
dz
bi
Сг
0 ,8 3 3 -1 0 -'
СЗ
1,350
0 ,6 3 3 -1 0 -'
0,940
—
0 ,2 5 0 -Ю -3
0 ,1 1 8 -Ю " 1
—
0,119
1,390
- 0 , 4 8 3 - 10_3
0 ,2 0 3 - 10-1
—0,129
2,050
0 ,3 7 8 'Ю -2
0 ,1 7 4 -10-2
2,420
—0 ,8 5 0 -10-3
0 ,3 9 5 - 10-1
—0,406
3,460
0 ,1 8 0 -1 0 ^
0.572*10“ 1
1,060
- 0 , 2 2 4 - 1 0"3
0 , 132-10-1
—0,101
1,540
0,119 0,705
—0,7 0 2 -Ю -2
0,3 0 3
0,763
—0 ,1 0 7 -10"2
0 ,3 8 0 - 10-1
2,070
0,107 1,710
—0,210
У зб екская С С Р
0,180 0,956
—0 ,1 3 3 -10-2
0,490
—0,542
—0 ,1 3 3 -Ю ”2
0 ,4 4 8 - 10"1
—0,147
1,080
У краи нская С С Р
0,642» Ю"8
0,808
- 0 , 5 5 7 - 1 0"3
0 ,2 5 7 - 10"1
1,640
0,094 0,709
—0,231
П овол ж ье
0,153 0,835
—0 ,8 5 4 -1 0 “2
0,367
—0,090
—0 ,1 1 6 -Ю "3
— 0 ,4 2 1 • 10-2
0,323
0,011
0,074 1,086
—0 ,8 1 8 -10“3
0,101
0,942
—0 ,2 6 5 -Ю '3
0 ,1 1 9 -Ю -1
—0,649
1,420
П рим орский край
0,069 0,909
0 ,1 8 5 -10~3
РСФСР
0,099
1,493
—0 ,6 7 8 -1 0-3
К раснодарский
край
0,107
1,913
К азахская С С Р
Р о сто вск ая
л асть
Д агестан ск ая
АССР
об ­
0 ,7 4 6 -10_|
ТАБЛИЦА 1.4
РСФ СР
К раснодарский край
К азахстан
У збекистан
У краина
П о во л ж ье
П ри м орье
Р о сто вск ая область
Д а гест ан ск ая А С С Р
0 ,9 5
1
0 ,8 0
0 ,7 7
1
0 ,8 0
0 ,7 7
0 ,91
1
0 ,8 5
0 ,7 5
0 ,6 2
0 ,5 8
1
0 ,9 3
0 ,8 9
0 ,8 8
0 ,8 4
0 ,7 8
I
0 ,8 8
0 ,8 3
0 ,7 8
0 ,7 8
0 ,7 2
0 ,8 3
1
основны м и
Р о сто вская
о б л асть
П р и м о р ье
Поволжье
Территория
Украина
у р о ж а й н о с т и р и с а (к о эф ф и ц и е н т к о р р е л я ц и и г ) м е ж д у
р ай он ам и ри со сеян и я С о ветск о го С ою за
У зб ек и с та н
С вязь
0 ,8 9
0 ,9 4
0 ,6 5
0 ,6 0
0 ,9 3
0 ,7 6
0 ,7 3
1
я
tb
0 ,8 9
0 ,9 2
0 ,6 7
0 ,6 2
0 ,8 9
0 ,7 8
0 ,7 1
0 ,91
1
третьей степеней для различны х регионов зоны рисосеяния. К ор ­
реляционны й ан ализ урож айн ости риса в отдельны х регионах С о­
ветского С ою за (табл. 1.4) п оказал наличие достаточн о тесных
зависи м остей. Н а и б о л ее тесны е корреляционны е связи (к оэф ф и ­
циент корреляции г ) н абл ю даю тся м еж д у урож айн остью
риса
в сл едую щ и х п ар ах регионов: К раснодарский край и Ростовская
обл асть (г — 0 ,9 4 ), К раснодарский край и Д агест а н ск а я А С С Р
(/- = 0 9 2 ) ; К аза х ста н и У збекистан (/-= 0 ,9 1 ); Украина и Р остов ­
ская область ( г — 0 ,9 3 ). Связи м еж д у урож айн остью риса в рай ­
онах, н епосредственно прилегаю щ их к северной границе мирового
ареал а его распространения (Р остовск ая область, П оволж ье П р и ­
м о р ь е), несколько ниж е, г изм еняю тся от 0,73 д о 0,83.
Таким о б р а зо м , оптимальным полиномом, аппроксимирую щ им
трен довую составляю щ ую ур ож айн ости риса в различны х клим а­
тических зо н а х и рай он ах С оветского С ою за, является полином
третьей степени. Зн ачен и е о временны х рядов урож айн ости , им е­
ю щ их л и бо положительны й, л и бо отрицательны й тренд, исполь­
зу е м о е для оценки прогноза, д о л ж н о рассчитываться не по стан ­
дартны м ф орм улам (от средн его значения р я д а ), а по ф орм уле
( 1 . 4 ) . Ь противном случае это бу д ет приводить к лож ны м, завы ­
шенным оценкам при прогнозе случайной составляю щ ей.
У становленная вы сокая корреляционная зависим ость
м еж ду
ур ож аям и риса и квазисинхронность в наступлении минимумов
и максимумов ур ож айн ости свидетельствую т, на наш взгляд о н а­
личии к рупном асш табной климатической
ф луктуации,
которая
охваты вает практически всю зон у рисосеяния.
1.3.2. Оценка вклада составляющ их урож айности риса
М ногоф акторная зависим ость ур ож айн ости и взаим ное влияние
этих ф акторов дел аю т за д а ч у по оценке вклада составляю щ их
чрезвы чайно слож ной. Р аботы , посвящ енны е разл ож ен и ю у р о ж а й ­
ности по дол ям влияния основны х .факторов, малочисленны.
28
С огласно исследованиям Е. Л а сл о [1 5 5 ], в 60-е годы в^Венгрии вк л ад различны х ф акторов в ф орм ирование
урож айн ости
зерн овы х культур составил: агротехника — 6 4 % . условия
по­
г о д ы — 1 4 % , влияние почвы — 2 2 % . О днако, по мнению автора,
при оптимальны х погодны х услови ях их вклад м ож ет увеличиться
д о !/з- А нализируя
изменчивость у р о ж а ев
зерновы х культур
в СШ А, Д ж . М ак ви дж и [156] установил, что за счет соверш ен­
ствования технологии осущ ествляется 7 0 — 90 % изменчивости, а за
счет погодны х колебаний 5 — 25 %.
Д оля урож ая A P t
(в п р о ц ен т а х ), обусл овлен ная колебаниям и
погоды в конкретном году t , м о ж ет быть оп редел ен а по ф орм уле
Ь Р '1 =
± 1 = М 1 ..
£t
100,
(1.5)
е
p t — ф актическая урож айность; E t — дол я урож ай н ости , о б у ­
словлен ная культурой зем л ед ел и я и долгопериодны м и колебаниям и
клим ата (тр ен д ).
Д л я оценки вклада составляю щ их были использованы данны е
о б урож айн ости риса по основным рисосею щ им районам С овет­
ского С ою за за 1950— 1986 гг.
О ценка вк лада составляю щ их п ок азал а, что влияние культуры
зем л едел и я и долгопери одн ы х колебаний клим ата в зависим ости
от ф изико-географ ического района обеспеч и вает в средн ем от 81
д о 93 % ур ож ай н ости риса (табл . 1 .5 ). В отдельны е ^годы эта доля
м ож ет быть значительно н и ж е средн их значений
(до 25 /о).
Д о л я изменчивости вследствие погодны х условий в среднем за год
варьирует от 7 д о 19 %.
У величение ур ож айн ости за счет благоприятны х погодны х
условий (Д Р ' ) м ож ет достигать 33% (П о в о л ж ь е), в среднем ж е
оно составляет от 6 % (У збек и стан ) д о 15 % (У краина, П р и м ор ­
ский к р а й ). О трицательны е отклонения ур ож айн ости из-за неблагоприятных погодны х условий (— А Р ') практически по всем рай ­
онам рисосеяния превыш аю т полож ительны е. М аксимальны е по­
тери по этой причине могут быть б о л ее 1,0 т/га (У краинская и
К азахск а я С С Р ). М инимальны е полож ительны е и отрицательны е
А Р ' не превы ш аю т ± | 1 | % ур о ж а я .
Отклонения урож ай н ости риса от тр ен да (А Р = Р — Ь ) по
основным районам его возделы вания в одни годы отличаются
синхронностью , в други е годы Д Р
имеют противополож ны е
знаки.
В оп р ос о сопряж енности значения и знака Д Р им еет важ н ое
практическое значение, так как позволит в случае его успеш ного
реш ения м аневрировать посевны ми площ адям и в рам ках всей
зоны рисосеяния. Н а первом эт а п е реш ения этой проблемы н ео б ­
ходи м о определить сопряж енны е территории, которы е возм ож н о
использовать дл я взаим ной компенсации. Н еобходим ы м ^условием
при ее реш ении является прим ерное равенство урож айн ости на
рассм атри ваем ы х территориях.
Г д
29
ТАБЛИЦА 1.5
Вклад неслучайной (тренд) E t и случайной АР* составляющих
урожайности риса
Т р ен до п ая
составляю щ ая
Средняя урож айн ость
за 1950—1986 гг.
с ред н яя
минимальная
м аксим альная
средни е
м акси ­
м альные
с р ед н и е
макси­
м альн ы е
С лучайн ая (м етео р о л о ги ч еская)
с о ст а в л я ю щ а я А Р ^
РС Ф С Р
3 ,1 0 .
91
47
99
0,21
8 ,6
0,19
7 ,3
0,46
11,0
0,21
10,0
0,68
5 3 ,0
К раснодарский
край
3 ,6 7
92
63
99
0,31
8 ,2
0,2 7
8 ,6
0 ,6 6
21 ,0
0,35
12,0
0 ,7 2
2 3 ,0
К азахстан
3 ,8 4
88
54
99
0 ,2 4
12,0
0 ,2 5
8 ,8
0 ,5 3
2 4 ,0
0 ,3 0
16,0
1,25
4 6 ,0
У збекистан
2 ,8 3
93
77
99
0,2 5
7 ,5
0 ,2 0
6 ,0
0 ,4 9
11,0
0 ,2 9
9 ,3
0 ,7 4
2 3 ,0
У краина
3,73
81
25
99
0 ,4 9
19,0
0 ,5 3
15,0
1,17
2 4 ,0
0 ,4 6
2 8 ,0
1,11
7 5 ,0
П оволж ье
2 ,3 9
89
68
99
0,20
11,0
0 ,2 2
9 ,7
0,55
33,0
0 ,2 0
11,3
0 ,4 5
2 7 ,0
П риморский край
2,0J3
87
59
99
0,25
13,0
0 ,2 9
15,0
0 ,7 2
2 6 ,0
0,23
14,5
0,6 0
4 1 ,0
Примечание.
i
п олож и тельны е
откл он ен и я А Р
АР
средние а б с о ­
лютные значения
Т ер р и то р и я
%
Ер
отри ц ател ьн ы е
отклонен ия Д Р
В числителе значения Д P t в т /г а , в зн ам ен ателе—в %.
Реш ить эту за д а ч у в озм ож н о при помощ и м атриц соп р я ж ен ­
ности знаков А Р (табл. 1.6) по градациям: высокая урож ай н ость
( + )> ур ож ай н ость около тр ен да (0 ) и низкая урож ай н ость (— ).
В ы сокоурож айны м и, за исклю чением районов Украины, считались
годы, в которы е Д Р > 0 , 2 5 т/га; с урож айн остью около тр ен да —
ТА БЛ И Ц А 1.6
Общий вид матрицы сопряженности знаков отклонений урожайности
риса от тренда ДР для двух районов
З н ак А Р вто р о го района
З н а к А Р первого
р айон а
Б
+
30
0
.
+
п п
П \2
П \3
0
—
«21
«31
П-22
«32
«23
«33
«10
«20
«30
Е
«oi
«02
«03
N
годы с Д Р < ± | 0 , 2 5 | т/га;
низкоурож айны м и — годы,
когда
Д Р < — 0,25 т/га . Д л я территории Украины за количественный кри­
терий А Р принято значение 0,45 т/га. В та б л . 1.6 приняты с л е д у ­
ю щ ие условны е обозначения: t i n , П 22 , ? h z — число случаев совп а­
ден и я знаков « + » , « 0 » и «— » по парам районов, я i 3 , tizi
число случаев, когда в первом и во втором рай он ах наблю дались
п ротивополож ны е знаки АР; п. 2 ь «зз — число случаев, когда^в п ер ­
вом районе урож ай н ость около тр ен да, а во втором районе
выше тр ен да (п.2 1 ) или н иж е
( П 2 з); « 1 2 и Я3 2
число случаев,
к огда во втором р айоне ур ож ай н ость ок оло тр ен да, а в первом
выше тр ен да (пц) или н и ж е ( Я 3 2 ) ; Л ю » « o i — сум м а числа случаев,
к огда в первом и во втором р ай он ах н абл ю дали сь полож ительны е
АР; П 20 , «оз— сум м а числа случаев, к огда урож ай н ость в первом
и во втором рай он ах около тренда; Язо> «оз — сум м а числа случаев
с отрицательны ми АР; N — о б щ ее число случаев. П осл е оп р едел е­
ния числа случаев различны х сочетаний знаков Д Р ц ел есообр азн о
ук азан н ую м атрицу представить в вероятностной ф орм е, для чего
достаточн о к аж ды й ее член р аздел и ть на N .
К ак п ок азал
ан ализ
м атриц соп ряж енн ости
(табл.^ 1.7—
1 .9 ), в р ай он ах, непосредственн о прилегаю щ их к северной граТА Б Л И Ц А 1.7
М атрица сопряженности (%) знаков отклонений урожайности риса
от тренда АР
Знак ДР в Приморье
Знак ДР
в Поволжье
40
S
2
+
0
-
3
19
3
6
38
12
9
3
7
18
60
22
25
56
19
100
нице зоны рисосеяния С оветского С ою за, знаки Д Р урож айн ости
риса м еж д у П рим орским краем и П овол ж ьем , П риморским краем
и Р остовской областью , Р остовской областью и П оволж ьем
Т А Б Л И Ц А 1.8
Матрица сопряженности (96) знаков АР урожайности риса
З н а к Д Р в Ро сто вско й области
Зн ак Д Р в П ри ­
морском кр ае
+
0
£
2
+
0
-
4
20
10
8
16
10
12
20
0
' 24
56
20
34
34
32
100
31
ственные культуры, л и бо на другую отрасль сельск охозяй ствен ­
ного производства и т. д.
Р еш ен и е за да ч взаим оком пенсации второго уровня, которое
п р едпол агает еж его дн о е изм енение структуры посевны х площ адей
в зависим ости от погодны х условий предстоящ его вегетационного
п ериода, возм ож н о осущ ествить на основе долгосрочны х прогно­
зов погоды (сезонны х, м есячны х), л и бо на основе прогноза ур о ­
ж айности сельскохозяйственны х культур д о сева.
И сходны м условием для реш ения эти х задач является наличие
в хозяйстве д в у х или нескольких культур ли бо сортов. Требуется
определить посевны е п лощ ади, при которы х будет получен: а —
максимальны й у р о ж а й , б — максим ально
устойчивый
валовой
сбор.
Н а первом эта п е выявления возм ож ности взаим ной биоком пен­
сац ии н еобходи м о установить наличие и характер связи м еж ду
вы ращ иваемы ми культурами. Д л я
П рим орского края такими
культурам и являю тся те, которы е использую тся в рисовых сев о­
о бор отах, т. е. овес, ячмень, соя. В табл . 1.12 приведены коэф ф и­
циенты корреляции г м еж д у отклонениями урож айн ости этих куль­
тур от трендов.
П рям ая зависим ость о б н а р у ж ен а м еж д у урож айн остью риса,
сои и гречихи (коэффициенты корреляции изм еняю тся от 0,63 до
0 ,4 1 ), а т а к ж е овса и ячменя (г = 0 ,7 6 ). О братная зависимость
устан овлен а м еж д у урож айн остью риса и овса ( г = — 0 ,2 0 ), сои и
овса [ г = — 0 ,1 1 ), гречихи и овса ( г = — 0 ,3 3 ). Ф изический смысл
полученны х зависим остей становится понятным, если учесть агро­
м етеорологические условия произрастания эти х культур, кратко
и злож енны е в [5 6 ]. О днако сл едует отметить, что д ал ек о не все
приведенны е коэффициенты статистически значимы.
А н ал из данны х та б л . 1.12 п озволяет раздели ть указанны е сель­
скохозяйственны е культуры на д в е группы, условно назвав их
«теплолю бивы ми» (рис, соя, гречиха) и «холодоустойчивы м и»
(овес, яч м ен ь). Н аличие прямых и обратны х связей м е ж д у ними
д а е т возм ож ность маневрирования культурам и в отдельны е годы
с целью получения максим ально возм ож ного валового сбора
зерн а.
ТА БЛ И Ц А 1.12
Связь (коэффициент корреляции г) между отклонениями урожайности
сельскохозяйственных культур рисовых севооборотов от тренда
С ельскохозяйственная
ку л ьту р а
Рис
Соя
Гречиха
Овес
Ячмень
Все зернобобовые
.34
Рис
Соя
Гречиха
Овес
Ячмень
1
0,63
1
0,41
0,39
1
-0 ,2 0
—0,11
—0,33
1
0,04
—0,02
—0,05
0,76
1
В се зер н о ­
бобовые
0,34
0,06
0,02
0,73
0,81
1
1.4. Особенности климатических условий северных районов
рисосеяния
Основным ф актором , лимитирую щ им п рои зрастан и е риса в се­
верных рай он ах рисосеяния, как у ж е бы ло отм ечено выше, явля­
ется тепло. С редние м ноголетние суммы
активных тем ператур
в сам ы х северны х рай он ах (Р остовск ая обл асть, север Украины,
П риморский край) изм еняю тся от 2200 д о 2 8 0 0 °С. О днако сущ е­
ствует больш ое число клим атических ф акторов, значения которы х
на данны х территориях зам етн о различаю тся. О собен но хар ак ­
терно это дл я дальневосточного района зоны рисосеяния. О бъ я с­
няю тся эти различия в основном особенностям и к л и м атообр азо­
вания.
К ак известно, важ нейш им и к лим атообразую щ и м и ф акторам и
являю тся солнечная ради ац ия, циркуляция атм осферы и характер
подстилаю щ ей поверхности. Они н аходятся м еж д у собой в тесном
взаим одействии, в р езул ьтате которого ф ормирую тся
климаты
различны х м естностей зем н ого ш ара. О днако влияние эти х ф акто­
ров на ф орм ирование климатов неоднозначно и неравноценно.
Различия в^ количестве поступаю щ ей солнечной радиации яв­
ляю тся важ ной причиной сущ ествования разн ообр азн ы х явлений
погоды и ее изм енений. Эти различия зависят от географ ической
широты. Если оценивать клим атические ресурсы только с такой
позиции и учитывать, что центр зоны рисосеяния П рим орья р ас­
полагается в точке с координатам и 45° с. ш. и 133° в. д ., то коли­
чество фотосинтетически активной солнечной радиации (Ф А Р ) и
тем пературны й реж им этого района дол ж н ы быть такими ж е , как
и в расп олож ен н ы х вдоль этой ж е широты рай он ах С редней Азии
и Европейской части С оветского С ою за (Е Ч С ). В действитель­
ности, как видно из данны х та б л . 1.13, терм ические ресурсы П р и ­
морского края сущ ественно уступ аю т таковым в др уги х районах.
Так, сум м а активных тем п ератур £ Т в С редней А зии и на С е­
верном К авк азе в средн ем на 1200 °С, а в К ры му на 600 °С
больш е, чем в П рим орье, а продолж ительность п ериода с тем п е­
ратурой выше 10 °С здесь почти в полтора раза меньше.
В табл . 1.14 приведены некоторы е климатические харак тери ­
стики основных регионов зоны рисосеяния страны, р асп ол ож ен ­
ных в различны х климатических зон ах. Сравнивая северны е рай ­
оны, сл ед у ет отметить, что если £ Т и средн ие месячны е июльские
тем пературы в них одинаковы , то продолж ительность периода
с тем п ературой выше 10 °С в П рим орье на тридцать дней меньше,
чем на север е Украины и в Р остовской области . Это является
весьма сущ ественны м для сельскохозяйственного п роизводства.
И звестно [1 3 7 ], что в п роц ессе ф отосинтеза растения погло­
щ аю т в основном лучи красной и частично сине-ф иолетовой части
спектра с длиной волны 3 8 0 — 710 нм. Р ади ац и я в ук азан ном д и а ­
п азон е длин волн носит н азван и е ф отосинтетически активной р а ­
ди аци и (Ф А Р ). З а вегетационны й п ер иод с тем п ературой выше
10 С в целом во всех северны х рай он ах рисосеяния Ф А Р меньше
3*
35
ТАБЛИЦА 1.13
О сновны е к л и м ати чески е х ар ак те р и сти к и тер р и то р и й , р асп о л о ж ен н ы х
н а о д н о й ш и р о т е (4 5 ° с . ш .) с П р и м о р с к и м к р а е м
Климатическая характеристика
Районы, р асп ол о­
женные вдоль
45е с. ш.
ФАР з а период
с температурой
воздуха выше
10 °С, М Дж /м*
средняя месяч­
ная тем пера­
тура в о з д а й
за июль, °С
длительность
периода с т е м ­
пературой
в озд уха выше
10 °С, дни
сумма т ем ­
ператур 2 Г
выше 10 ®С
П риморский край
1200 -1 3 5 0
20—24
120— 150
2200—2800
С редн яя А зия
1800—2100
24—28
180—210
3400—4000
Северный К авказ
1700— 1800
22—26
180—210
3400—4000
К убан ь
1700—1800
20—24
180—210
3400—4000
К рым
1680— 1760
20—24
180—210
2800—3400
П р и м е ч а н и е . Ф А Р — ф отосинтетическн активная радиация.
ТАБЛИЦА 1.14
Н екоторы е кли м ати чески е хар актер и сти ки основны х районов
р и со сея н и я С о ветск о го С ою за
Климатическая характеристика
ФАР за период
с температурой
в оздуха выше
10 °С, М Д ж /м 2
средняя месяч­
ная тем пера­
тура воздуха
за июль, °С
длительность
периода с т е м ­
пературой
воздуха выше
10 “С, дни
сумма т е м ­
ператур 2 Т
выше 10 °С
П рим орский край
1200— 1350
20—24
1 2 0 -1 5 0
2200—2800
С евер У краины
1440— 1580
20—24
150— 180
2200—2800
Р о стовск ая
л асть
1620— 1740
20—24
150— 180
2200—2800
Ю г Украины
1650— 1750
20—24
180—210
2800—3400
Н иж нее П оволж ье
1660— 1780
24—28
150— 180
3200 -3 8 0 0
У збекистан
1900—2100
26—30
1 8 0 -2 1 0
более 4000
Т адж ики стан
1950—2100
26—30
210—240
более 4000
Ю жный
стан
1850— 1960
24—28
180—210
3400—4000
Район рисосеяния
36
об­
К азах ­
на 300— 700 М Д ж /м 2, чем в б о л ее ю ж ны х рай он ах рисосеяния
(табл . 1 .1 4 ). С амы е низкие суммы Ф А Р (д о 1200 М Д ж /м 2) по
всей зон е рисосеяния н абл ю даю тся в П рим орском крае, что о б ъ я с­
няется муссонной циркуляцией дан ного района, для которой х а ­
рактерна значительная облачность, особен н о в первой половине
лета.
Таким о б р а зо м , несмотря на б ол ее ю ж н ое географ ическое по­
л ож ен и е (45° с. ш .), клим атические условия П рим орского края
м енее благоприятны , чем в др уги х северны х рай он ах рисосеяния,
р асп олож ен н ы х вдоль 51° с. ш., что объясняется особенностям и
атм осф ерной циркуляции на Д ал ьн ем В остоке.
Такой тем пературны й реж им П рим орского края объясняется
преимущ ественны м влиянием одного из основны х к л и м атообр азу­
ю щ их ф акторов — циркуляции атм осф еры н а д Д альн им Востоком ,
которая является в свою очередь отдельны м элем ен том общ ей
(глобальной) циркуляции атм осферы (О Ц А ). П о мнению И. Блю тгена [1 2 }, « . . .именно она л еж и т в осн ове всех климатов, как бы
они не были обязаны своим хар ак тером действию локальны х или
регионально органнчеины х дополнительны х ф а к т о р о в ...» . В пер­
вом приближ ении О Ц А м ож но представить в виде климатических
карт расп ределени я давления, где барические образов ан и я (цик­
лоны и антициклоны) получили н азван и е центров действия атм о­
сферы (Ц Д А ).
В р езул ьтате сл ож н ого взаим одействия Ц Д А
м еж д у собой,
с подстилаю щ ей поверхностью и с циркуляционны ми объектам и
в высоких сл оя х атм осферы , у поверхности зем л и в различны х
рай он ах зем н ого ш ара ф орм ирую тся оп ределенны е погодны е усл о­
вия [11, 37, 68, 70, 79, 104 и д р .].
Ц иркуляция атм осферы н ад районам и Д ал ь н его В остока и
прилегаю щ ей к ним частью Т ихого ок еана имеет ряд особен н о­
стей, обусловлен ны х крайним восточным п олож ением эти х районов
и соседством д в у х океанов — Т ихого и С еверного Л едови того. С е­
зонны е терм ические различия м еж д у А зиатским континентом и
Тихим океаном ф орм ирую т значительны е и устойчивы е м еридио­
нальные потоки в тропосф ере. П о это м у господствую щ ий в ум ер ен ­
ных ш иротах зональны й поток в тр оп осф ере возм ущ ен н ад В осточ ­
ной А зией значительно сильнее, чем в др уги х рай он ах Советского
С ою за. Н а н аправлени е и скорость воздуш ны х течений сущ е­
ственно влияет и слож ны й рельеф Восточной А зин, так ж е являю ­
щийся к лим атообразую щ и м ф актором [12, 99, 106].
Юг Д ал ь н его В осток а и в частности П рим орье относится к м ус­
сонной обл асти ум еренны х ш ирот, которая ф орм ируется под в о з­
действием внетропической муссонной циркуляции и под влиянием
у ж е упом инавш ихся терм ических контрастов м еж д у океаном и
континентом [1 3 0 ]. Виетропический м уссон связан с п р ео б л а д а ­
нием н ад м атерикам и пониж енного давл ен и я летом и повышен­
ного — зимой. О сновное направление внетропического м уссона на
Д а л ь н ем В осток е летом — ю ж н ое и ю го-восточное, зимой — север ­
н ое и север о-зап адн ое.
37
В летний п ериод важ ной особенностью терм обарического поля
тропосф еры н ад Восточной А зией и дальневосточны м и морями
является высотный гребень, ориентированны й с северо-восточного
Китая иа восточные районы Якутии и М агаданск ую область, по
о б е стороны которого располагаю тся лож бины : одн а направлена
с П олярного бассей н а на Б ерингово м оре, а др угая — с Таймы ра
на З а б а й к а л ь е [1 0 6 ]. Т акая особенность летней структуры высот­
ного барического поля н ад Д альним В остоком обусловли вает и
определенны й циркуляционный реж им у поверхности зем ли. Как
показали и сследования, проведенны е О. К. Ильинским [4 9 ], х а ­
рактерной особенностью атм осферной циркуляции летом является
наличие поля повыш енного давления н ад Охотским морем (охот­
ский антициклон) и обл асть пониж енного давления
н ад П р и ­
амурьем и северо-восточны м Китаем -(дальневосточная
деп р ес­
с и я ). Н а д северной частью Тихого океана и н ад дальн евосточ­
ными морями р асполагается северо-тихоокеанский
антициклон,
который является постоянным центром действия атмосферы . Его
ср едн ее пол ож ен и е — н ад Гавайскими островами, но в летн ее по­
л угоди е он располагается б л и ж е к А зи атск ом у континенту. Н а се­
вер от этого антициклона распространяется барический гребень,
от интенсивности и м естополож ения которого зависят траектории
дви ж ен и я циклонов н ад северной частью Тихого океана [1 2 ].
Антициклоническая деятельность н ад О хотским морем начина­
ется в апреле и сохраняется д о сентября. В целом за теплое по­
л угоди е она не является преобл адаю щ ей , но в июне и июле в т е ­
чение больш ей части м есяца н ад акваторией моря располагается
обл асть повыш енного давления. Н аличие этой области приводит
к вы носу хол одн ого и близкого к состоянию насыщ ения морского
в о зд у х а на С ахалин, в прибреж ны е районы П рим орского и Х а б а ­
ровского краев, что вы зы вает в этих районах п рохладн ую и сы­
рую п огоду с частыми тум анам и или низкой слоистой обл ач н о­
стью [53, 164]. К ром е того, охотский антициклон препятствует
вы ходу циклонических образовани й с бассейн а А м ура к востоку,,
что та к ж е сп особствует сущ ествованию квазипостоянной летней
дальневосточной деп ресси и . В периоды отсутствия области вы со­
кого давления н ад О хотским морем континентальны е циклоны
имею т свободны й вы ход к востоку и характер погоды н ад д а л ь ­
невосточными районами в этих сл учаях резко меняется.
С процессам и ф ормирования летнего дальневосточного гр еб­
ня в тесной связи н аходятся и процессы развития циклонической
деятельности над континентальными районам и Д ал ь н его Востока
(дальневосточная д еп р есси я ). Е е наличие обусл овлен о не только
общ им дл я азиатского континента летним пониж ением давления
вследствие оттока в оздуха в ю ж н ое полуш арие и на океан, но
в значительной м ере и циркуляционны ми ф акторами. Весной цик­
лоническая деятельность активизируется над континентальными
районам и Д а л ь н его В осток а в связи с наличием высотной ф рон­
тальной зоны (В Ф З ) н а д этим и районам и и развитием зонального
переноса н ад умеренны ми ш иротами Азии. К лету, в соответствии.
38
с общ им осл абл ени ем скорости зонального потока и перемещ ением
В Ф З в северны е районы, интенсивность циклонических возм ущ е­
ний резко ум еньш ается. Н ар я д у с этим циклоны чащ е п ревращ а­
ются в вы сокие м алоподвиж ны е системы, способствую щ ие о б р а зо ­
ванию новых частных депрессий.
Таким о б р а зо м , дальневосточная депрессия и охотский анти­
циклон в значительной м ере обусловливаю т состояние погоды
и атм осф ерной циркуляции н ад Д ал ьн им Востоком . В заи м одей ­
ствие дальневосточной деп ресси и с северо-тихоокеанским и охот­
ским антициклонами сп особствует интенсивному переносу теплых
и влаж ны х м асс в о зд у х а с океана на континент и установлению над
дальневосточны м и районам и летнего м уссона [62, 99, 130].
О. Г. Сорочан [116] п р едл ож и л а делить летний дальн евосточ ­
ный м уссон на две стадии, которы е определяю тся термическими
м езом асш табны м и (окраинны е м оря— п об ер еж ь е) и м ак ром асш таб­
ными (м атерик А зии — Тихий ок еан) контрастам и. П ервая ст а ­
дия летнего м уссона развивается с апреля по июнь под влиянием
•в основном терм ических ф акторов. В ертикальная мощ ность м ус­
сонов первой стадии, по данны м [1 1 6 ], не превыш ает 3 км, по
данны м [62], равна 1,5 км. В этом случае воздуш ны е массы вы­
носятся с окраинны х морей и, п р еж д е чем поступить на суш у,
трансф орм и рую тся в антициклонах над этими окраинными м о­
рями. Вы ш е этого уровня основным переносом является за п а д н о ­
восточный.
В торая стадия м уссона начинает проявляться в период д о с т а ­
точно хорош его прогрева северного полуш ария, т. е. с июля по
сентябрь. Т ерм ические контрасты в этот период м еж д у окраин­
ными морями и Тихим океаном сглаж ены и основную роль в р а з­
витии м уссона играю т циркуляционны е факторы. А леутск ая д е ­
прессия осл абл яется . Н а д Тихим океаном устанавливается обш ир­
ная область высокого давления, сп особствую щ ая м ощ ном у выносу
с океана воздуш ны х м асс, в л агосодер ж аи н е которы х значительно
выш е вл агосодер ж аи и я воздуш ны х м асс м уссона первой стадии.
Ц иркуляция атмосферы н ад Европейской частью Советского
С ою за, где проходит северная граница зоны рисосеяния в Европе,
сущ ественно отличается от атм осф ерной циркуляции н ад Д альним
В остоком [ И , 70, 90 и д р .] , что и оп р едел яет главным обр азом
[12] ф орм ирование местных климатов [46, 101, 1 0 8 ], отличаю ­
щ ихся по основным парам етрам (табл. 1.14) от клим ата П р и ­
морья.
Таким о б р а зо м , климатические условия зоны рисосеяния П р и ­
м орского края оп ределяю тся, в первую очередь, муссонным х а ­
рактером атм осф ерной циркуляции н ад Д альним В остоком , кото­
рый оп р едел яет в дан ном районе б о л ее низкие тем пературы , чем
на этих ж е ш иротах в др уги х регион ах С оветского С ою за.
Глава 2. В Л И Я Н И Е К Л И М А Т И Ч Е С К И Х
И П О Г О Д Н Ы Х А Н О М А Л И И НА У Р О Ж А Й Н О С Т Ь Р И С А
2.1. И зменчивость клим ата зоны рисосеяния
з а п ер иод инструментальны х наблю дений
П р о б л ем а использования климатической инф орм ации в совре­
менном промы ш ленном
и сельскохозяйственном
производстве
им еет больш ое практическое значение. Н априм ер, Д . Ф иллипс
в р а б о т е [162] показы вает, что недостаточны й учет климатических
ф акторов м ож ет приводить к м атериальном у ущ ер бу, исчисляе­
мому десяткам и миллионов дол л ар ов. Автор предлагает^ р ассм ат­
ривать климатическую инф орм ацию как специфический
товар,
обл адаю щ и й определенны м и весьма широким рынком сбы та. И
как л ю бой товар м етеорологическую инф орм ацию на различны х
уровнях принятия хозяйственны х реш ений н еобходи м о п редстав­
лять в компактной и легко ан ализир уем ой ф орме.
В а ж н у ю роль при планировании народнохозяйственны х м еро­
приятий на длительны е сроки играет прогноз возм ож ны х клим а­
тических изм енений в будущ ем .
И ссл едован и е колебаний клим ата за длительны е пром еж утки
врем ени (сто и б о л ее л ет) н еобходи м о для вы работки стратегий,
м огущ их обеспечить нивелирование последствий возм ож ны х и з­
менений клим ата на сельскохозяйственное производство и други е
отрасли народного хозяйства. П ри прогнозе клим атических изм е­
нений использую т несколько подходов: дл я оценок климатических
парам етров и их возм ож ной изменчивости рассчиты ваю т средн ие
м ноголетние статистические характеристики, выявляют и эк стр а­
полирую т на перспективу тренды , оп редел яю т м етодом спектраль­
ного ан ализа скрытую периодичность изменений, разрабаты ваю т
теоретические м одели клим ата и р еали зую т по ним численны е
эксперименты , р азр абаты ваю т сценарии возм ож ны х изменений
клим ата и проводят экспертны е оценки [12, 16, 18, 28, 31, 35,
63, 147, 161].
П ри и сследовани ях изм енений клим ата больш инство авторов
ограничиваются изучением колебаний тем пературы в оздуха. Так,
в р а б о т е [35] проведен ан ализ колебаний средней годовой тем п е­
ратуры в о зду х а , выявлены месячны е и сезонны е ф луктуации, со­
поставлены и проанализированы результаты аналогичны х и ссле­
дований други х авторов, п одтверж ден а реальность
потепления
для северного полуш ария в н ачале XX в. П отеп лен ие северного
полуш ария бы ло максимальны м в конце 1930-х годов по средним
годовы м, весенним , летним и осенним значениям
тем пературы .
40
П отеп л ен и е зим них сезон ов п р одол ж ал ось дор П о х о л о д а н и е 0 котод о в . П осл е этого
годовь ^ з ^ е н и я м
р ое п р од о л ж а л о сь д о 1960-х годов по средним ход
тем п ературы и по ее значениям во в с е :
*т г 0 п е.
1 9 7 0 - х - п о осенним тем п ературам О днако Q
, ф лукхуации:
р и ода отм ечаю тся и п р о м еж у то ч н ь е (око,ло 10 лет) фJ
^
в частности,
Г н о в о е п о т е н и е , но по се-
Г ам Т р ём Х
я Г
н
\^
^
^
серединь, д о конца
1960-х годов оно отм ечалось зим ои и ®е “ ои^ ® м £ о д
годовых
годов - осенью а в посл едую щ
за м етный пилообразны й
м еж годовой изменчивости тем пературы , что выявлено и в други х
^
д
а
г
ю
=
я
?
»
г
-
г
1
! я =
г я
д
й
а
5
к
"" П
п™
w « A*
“ 5ят,ир
« « •тот
“ " *ф~акт
« 1что
™ абсолю
• • тны й минимум
21>
ри rа нzа «л н^з%cpeD
тем пературы Z * в с Г “ н о с ^ н о равном ерно р а с п о л о ^ н ы х
по Территории П рим орского края станций н а б л ю д а л с я ^
а абсолю тны й м аксим ум , за исклю чение
'
иитерв 1946 г. Р а зн и ц а м е ж д у м аксим ум ом и мин™ ^ ° ^ Пяпивосток)
Г
7
У
Ж
^
1
Т
й
5
=
3
A
™
Т ш ' л С„а( бол“ ш ?нствё станций имеет отрицательный знак, за
о близости закона
^
о , ор
я
я н аибольш ее пол ож и тел ьн ое 2,1
ао ^
=
х
аном алий равна
сер и иш и ы о
5 6 % , полож ительны х
41
В ладивосток
Фурманово
Пограничный
Тимирязевский
Анучино
Спасск-Д альний
Д альн еречен ск
В ладивосток
Фурманово
Июнь
10,8
. 1983
16,0
1982
5 ,2
10,1
1983
17,6
19*6
7 ,5
12,9
1983
2 0 ,6
1946
12,3
1983
13,9
13,7
13,8
1,00
—0 ,5 7
1,20
0,072
14,4
14,2
14,0
1,25
— 0 ,3 7
1,23
0,083
7 ,7
16,7
16,5
16,5
1,33
—0 ,0 7
0,83
0,078
19,4
1946
. 7,1
15,6
15,5
15,6
1,15
0 ,1 6
1,18
0,077
13,9
1983
19,9
1946
6 ,0
17,0
16,9
16,9
1,11
- 0 ,0 1
0 ,2 6
0,065
13,8
1983
21,5
1946
7 ,7
17,6
17,4
17,4
1,22
0 ,0 9
1,21
0,068
13,7
1983
2 0 ,0
1946
6 ,3
17,2
17,8
1,10
—0,11
0,6 0
0,6 4
15,4
1913,
1950
21,3
1924
6 ,5 •
18,5
18,4
1,3
—0 ,3 3
— 0 ,1 3
0,0 7
15,0
1913,
1945
22,8
1924
7 ,8
18,5
18,4
1,5
—0,19
0,13
0,0 8
17,3
Июль
18,7
18,8
2 0 ,7
20 ,8
0,0 7
П ограничный
2 0 ,7
—0 ,4 0
6 ,5
-0 ,2 3
24,1
1924
1,4
17,6
1913
2 0 ,0
2 0 ,7
—0 ,2 4
0,0 7
6 ,5
—0 ,2 5
23,3
1924
1 ,4
16,8
1913
19,9
Т им ирязевский
2 1 ,2
2 1 ,4
1,3
0,0 6
Анучино
21,1
0 ,3 0
24,2
1919,
1924
6 ,7
—0 ,2 0
17,5
1913
2 1 ,6
2 1 ,4
—0 ,0 3
0 ,0 6
5 ,9
—0 ,4 8
23,9
1930,
1955
U3
18,0
1913
21 ,6
С пасск-Д альш ш
2 1 ,2
2 1 ,3
1 ,2
0 ,0 6
Д альнереченск
2 1 ,2
— 0 ,1 4
23,4
1933
5 ,6
—0,40
17,8
1913
А в гу с т
2 0 ,9
20,9
1 ,П
0 ,0 5
В ладивосток
21,1
— 0,63
23,6
1950
5 ,0
0 ,1 3
18,6
1941
18,9
19,7
—0 ,7 2
0 ,0 6
4 ,9
0 ,1 8
21,7
1924
1,22
16,8
1980
19,1
Фурманово
2 0 ,7
2 0 ,6
22 ,8
—0 ,5 4
0 ,0 6
Пограничный
5 ,2
—0,01
23,1
1944
1,23
17,9
1956
2 0 ,9
2 1 ,2
—0,67
0 ,0 5
4 ,4
0,37
- 23,3
1938
1,07
18,9
1941
2 0 ,8
Тим ирязевский
2 1 ,0
2 1 ,4
2 2 ,0
0 ,2 8
0,64
0 ,0 5
Анучино
4 ,8
1,18
18,7
1976
23,5
1938,
1949
Гидрометеорологическая
станция
С пасск-Д альн и й
Д альн еречен ск
18,8
1971
2 5 ,4
1949
6,6
2 1 ,3
21,0
2 0 ,9
1,22
0,56
0,8 4
0,06
18,0
1976
24,1
1949
6,1
2 0 ,5
2 0 ,3
2 0 ,4
1,16
0,65
0 ,7 2
0,06
15,7
1954
20,1
, 1950
4 ,4
17,9
18,0
17,7
0 ,9
— 0 ,3 6
—0,45
0,05
13,6
1945
19,8
1974
6 ,2
17,5
17,3
18,0
1,0
—0,51
1,42
0 ,0 6
17,4
1983
2 1 ,7
1946
4 ,3
19,4
19,3
2 0 ,4
1 ,0
0,15
—0,6 9
0,0 5
16,7
1954
2 0 ,9
1950
4 ,2
18,9
18,9
19,5
0 ,9
—0,05
—0 ,2 7
0,0 5
17,3
1974
2 1 ,7
1924
4 ,4
19,5
19,4
19,9
0 ,9
0,01
—0,32
0,05
18,1
1983
22,5
1946
4 ,4
20,1
20,1
2 0 ,5
0 ,9
0,15
—0,03
0 ,0 4
17,5
1913
21 ,4
1938
3 ,9
19,7
19,6
19,8
0 ,8
0,08
—0,12
0,04
Л етни й сезон в целом
В ладивосток
Ф урм аново
П ограничный
Т им ирязевский
Анучино
С пасск-Д альний
Д ал ьн еречен ск
пературы; Т тах- Т Шп - интервал° м е а д у 'м м и - Г ~ с р е д н я Г м н о г о л е ш Г " ТеМпературынее квадратическое отклонение; А — коэффициент асимметрии; , _ к о э ф ф и ц ^ Г э ^ е ^
~ абсолютный максимум тем-
44 % В то ж е время на станциях Тимирязевский и С пасск-Д альний за инструментальны й п ериод ч ащ е н аблю даю тся
полож иТеЛК оэф ф ициент эксц есса в на всех станциях в ию не им еет поло­
жительны й знак, что свидетельствует о некоторой островерш ин­
ности р асп редел ени я.
__
С р едн ее квадратическое отклонение а, хар ак тер и зую щ ее р а с­
сеяние статистического ряда относительно средн его значения по
станциям различается несущ ественно. С опоставление изм енчивости
рядов тем пературы в о зд у х а с помощ ью нормированного к оэф ф и ­
циента вариации C v п ок азал о, что на континентальны х станциях
(С п асск -Д альн и й, Анучино, Д ал ьн еречен ск) тем пературы более
устойчивы , чем на станциях, расп олож ен н ы х непосредственно
м орском п о б ер еж ь е (В лади восток , Ф ур м ан ово).
В ию ле (табл 2.1) по всем станциям абсолю тны й минимум
н абл ю дал ся в 1913 г., а максим ум — преим ущ ественно в 1924 г.
Отличительной особенностью ср едн их месячны х июльских тем п ер а­
тур является наличие отрицательны х коэф ф ициентов асимметрии
на всех и ссл едуем ы х станциях. К оэф фициенты эксц есса в ию ле
незначительно отличаю тся от нуля.
Д л я августовских и ср едн их летних тем ператур (табл . 2.1) а б со ­
лю тные максимум и минимум для разны х станций н аблю дали сь
в различны е годы. К оэф ф ициенты асимм етрии в августе практи­
чески на всех станциях полож ительны и в некоторы х сл уч ая х зн а ­
чительно отличаю тся от нуля. Так, д л я ст. С пасск-Д альнин и
Д альн ер ечен ск А соответственно равны 0,56 и 0,Ь5. Д л я первой
• из названны х станций н аибол ьш ее п олож и тельн ое A t составило
4 2 °С а отрицательное — A t = — 2,4 °С. Н а континентальны х стан ­
циях £ > 0 (островерш инная кривая р а сп р ед ел ен и я ), а на остал ь­
ных станциях 8 < 0 (плосковерш инная к р и вая), что свидетельствует
о ш ироком д и а п а зо н е аномалий тем пературы в о зд у х а с оди нак о­
вой вероятностью . С редн ие квадратические отклонения и коэф ф и­
циенты вариации отличаю тся несущ ественно.
Таким о б р азом , расп р едел ен и е ср едн их месячны х и средней
летней тем п ер атур в о зд у х а по исследуем ы м станциям является
близким к норм альном у зак он у р асп р едел ени я.
.
О со б о е внимание при ан ал и зе табл . 2.1 н еобходи м о обратить
на ш иротное расп р едел ен и е ср едн и х месячны х и средн ей летней
тем п ератур. Самой ю ж ной из рассм атриваем ы х станции является
В лади восток , а станции в та б л . 2.1 располож ены по м ере увел и ­
чения их широты. В та б л . 2.2 приведены ш иротные градиенты
Ш ° С /1 0 0 км) ср едн их месячны х и летней тем ператур. О казалось,
что A £oC /100 км м е ж д у пунктами В л ади восток — 'Тимирязевскии и
В л ади восток — С пасск-Д альний в ию не имею т отрицательны й знак
и составляю т около - 2 ° С / 1 0 0 км, т. е. по м ере п родвиж ения к югу
тем п ер атур а в о зд у х а не растет, как во всех рай он ах северного
полуш ария, а убы вает на 2 ° С на к аж ды е 100 км. Ш иротный гр а­
диент средней июньской тем пературы м еж д у ст. В лади восток —
Д альн ер ечен ск им еет та к ж е отрицательны й знак, но по абсолю т-
ТАБЛИЦА 2.2
М ИЛ °Г/Н|ПП Л а д н е н т ы с р е д н е й м е с я ч н о й т е м п е р а т у р ы в о з д у х а
(Д г С /100 к м ) в д о л ь м е р и д и о н а л ь н о г о р а з р е з а В л а д и в о с т о к —
Д альнереченск
М есяц
Июнь
И ю ль
А вгуст
С редн яя
л етняя
т ем п е р а т у р а в о з­
д у х а (V I— VIII)
В л ади в о­
Тимирязев­
С пасск-Д аль­
сток—Тими­ ский—Спасск- ний—Д альн е­
рязевский
Дальний
реченск
—2 ,0
— 1,5
0 ,2
—0 ,7
—2 ,0
— 1,6
—0 ,4
— 1,5
0 ,2
0 ,2
0 ,5
0 ,2
Владиво­
сток—СпасскДальний
Владиво­
сток—Д а л ь ­
нереченск
—2 ,0
— 1,5
—0,1
— 1,1
— 1,0
—0 ,7
0 ,2
—0 ,5
ном у значению он вдвое меньш е и равен — 1,1 °С /100 км. И енГ “
пунктом на оси р а зр еза В ладивосток— Д альн еречен ск
гд е ш иротны е градиенты имею т в ю ж ном и северном направле­
ниях отрицательны е знаки, является С пасск-Д альний
Аналогичны е зависим ости установлены дл я июльских и средшиплДТЬеИ темпе£ атУР с тем отличием, что абсолю тны е значения
ш иротного градиента тем пературы меньш е, чем в июне.
. . . 3 авгУсте различия в тем п ер атур ах м е ж д у станциями значи­
тельно у м ен ь ш а ет ся и не превыш аю т 0 ° С , а Д Г С /1 0 0 км состав­
л яет ^менее 0,2 С /100 км. С ледовательно в этот период, т. е. во
второй стадии летнего дальневосточного м уссона, тем пературны й
реж им и ссл едуем ого района б о л ее одн ороден , однако сам ой теп ­
лой станциеи п о-преж н ем у остается С пасск-Д альний.
акое р асп р едел ени е ш иротного градиента тем пературы в о з­
д у х а опровергает общ епринятое понятие «ю жный» и «северный»
по географ ическом у полож ению . В летний период, особенн о в пер­
вую половину вегетации сельскохозяйственны х культур ю ж ны е
районы П рим орского края оказы ваю тся бол ее холодны м и и нао­
борот, б о л ее северны е территории (район м еж д у С пасск-Д альним
и Д ал ьн еречен ском ) являю тся самыми теплы ми в крае.
О бъясняется обр атн ое направление ш иротного градиента тем ­
пературы в о зд у х а в П рим орье особенностям и к л и м атообр азова­
ния в частности, м уссонной циркуляцией и рельеф ом местности.
практически!-! интерес для потребителей климатической инф ор­
мации п редставляет не только пространственное, но и врем енное
расп р едел ен и е средних месячных тем ператур воздуха. Д л я того
чтобы в оп ределенн ой м ере сгладить еж егодн ы е колебания тем п е­
ратуры в о зду х а , мы провели скользящ ее осредн ени е по пятилетиям
Н а рис. 2. ^ п р и в ед ен ы графики скользящ его средн его по пяти­
летиям средней месячной тем пературы воздуха за июнь. З д есь х о ­
рош о видна синхронность колебаний на всех м етеостанциях кроме
ст. В ладивосток, где имею тся некоторы е отличия. К олебан и я тем ­
ператур осциллирую т вдоль линии средней м ноголетней тем п ер а­
туры в о зд у х а , хорош о заметны несколько максимумов и миниму­
46
мов Так н аи бол ее теплыми с 1913 г. сл едует считать пятилетия
1 9 2 1 - 1 9 2 5 , 1 9 4 0 - 1 9 4 4 и 1 9 7 8 - 1 9 8 2 гг. Самые
по июньским тем п ер атур ам отм ечались в 1 9 2 8 - 1 9 3 2 1 9 М - 1 У 0 /
п ^981__1985 гг А бсолю тны й минимум июньских тем ператур з
инструментальны й п ериод
наблю дений
отмечен
в l a w г.
(табл . 2 .1 ), а в 1981 г. н абл ю дал и сь тем пературы , весьма близкие
к нему.
Рис. 2.1. Вековой ход осредненной по скользящ им пятилетиям
месячной температуры воздуха за июнь.
/ — В л ад и во сток, 2 — А яучнно, 3 -
средней
Т и м и р язевски й , 4 — Д ал ь н е р е ч с н с к .
Мы не случайно вы брали в данном сл учае период скользящ его
осреднения, равный пяти г о д а м , это связано с длиной ряда вы борок
по тем п ер атур е в о зд у х а на больш инстве станции <7о года) и с о б ъ ­
емом данны х о средней по краю ур ож айн ости риса (38 л е т ). Ьсли
мы сравним графики скользящ его ср едн его июньской тем пературы
в озд у х а и скользящ ей средней ур ож айн ости риса (рис. 1.1),
наруж им м е ж д у ними больш ое сходство.
П он и ж ен и е ср едн их июньских тем п ератур в озд уха в последние
годы явилось н ар яду с некоторым сниж ением уровня культуры
зем л едел и я объективной причиной больш их н еур ож аев риса в крае
в 1981 1983 гг С другой стороны , м ож но предполож ить, что
сн иж ени е тем п ер атур отрицательно воздей ствовало не только на
культуру риса как биологический объект, но и в определенной
м ере ск азал ось на уровн е культуры зем л едел и я , которое приспо
47
мниЛ
ю С1 9 8 0 Уу Лг°пВГ пМ п ПЛ0Г° 5 е Ри о д а ' предш ествую щ его похоло0 9 5 ^ - 947 гг W n
П ер и ?д с наименьш ими ур ож аям и
риса
уУ 04
1У57 г г.), к огда собирали в средн ем 1,1 т/га совп адает
l1928
g f r 1932
W
по данны м
кий у р о ж а й
r “ссоответствует
СеРеДИНЫ 195°
Б ол ее урож
того-айн
п оости
х о л о доиса
ани!
гг.
т а 'кХж еГ° Д0Всниж ению
работы [57], именно в 1932 г. был собр ан самый н и з­
(0,9 т /г а ) за п ериод с 1925 по 1936 г.
г°с
1
Владивосток, 2 — Анучнно, 3 — Тимирязевский, 4 — Дальнереченсх.
В рем енной х о д скользящ ей по пятилетиям средн ей летней тем ­
пературы в о зд у х а в общ и х чер тах аналогичен июньским тем п ер а­
тур ам (рис. 2 . 2 ) . Т ак ж е н абл ю дается осциллирую щ ий характер ко­
лебан ии тем пературы , вы делено несколько максимумов (в начале
1У^и-х, конце 1940-х и м енее вы раженны й теплый период 1970-х
годов) и несколько минимумов (в н ачале 1930-х и 1950-х, 1980-х
го д о в ).
’
Н есм отря на то что колебания средн их месячных тем ператур
в о зд у х а , осредненны х по скользящ им пятилетиям, на ст В л а д и ­
восток в ию не несколько отличаю тся от колебаний на остальны х
станциях края, синхронность колебаний средн их летних тем пепатур наруш ена в меньш ей мере. Э то позволяет нам с определенной
точностью п р едполож ить т а к ж е сохранение синхронности к олеба? ^ TefoToPaTyP, n 0 E nC^M M^ Te0CTaHl*HS*M П риморья за п ериод
1881 1912 гг. (рис. 2.1 и 2 .2 ). Так, во В лади восток е сам ое х о л о д ­
ное пятилетие по средней летней тем п ературе н абл ю далось
foq n
г о да х (1884— 1889 гг.), затем п оследовал теплый период
1890-х годов. Четы ре м инимума, н абл ю даем ы х в вековом х о д е
48
ск ользящ и х летних тем п ератур, имею т практически одинаковы й
уровень тем п ер атур — около 17 °С. З а 106 л ет самый теплый п е­
р и од по средним летним тем п ер атурам во В лади восток е отмечен
на р у б е ж е 1920-х и 1930-х годов.
С ам ое х ол од н ое пятилетие по июньским тем п ературам за весь
п ериод инструментальны х н аблю дений во В л ади восток е отм ечено
та к ж е в 1880-х го д а х (1 8 3 7 — 1891 гг.), но несколько см ещ ено к их
концу в отличие от сам ого хол одн ого пятилетия по средним л ет ­
ним тем п ер атур ам (1 8 8 4 — 1888 г г.). П ричем уровень средн их м е­
сячных тем п ератур за этот п ериод был б о л ее чем на 1 °С ниж е
средн его многолетнего. Н аличие холодны х периодов восьм и деся­
ты х годов прош лого и настоящ его столетий, вероятно, м ож но р ас­
см атривать как проявление квазистолетней цикличности, св я зан ­
ной с космическими воздействиям и.
Если сопоставить кратко изл ож ен н ы е в первой главе биологи­
ческие особенности культуры риса, которы е сф орм ировались под
влиянием м уссонного клим ата, и св о ео б р а зи е атм осф ерной цирку­
ляции н ад П рим орским краем , гд е в июне н аблю дается первая
стадия летнего дальневосточного м уссон а, то, по-видим ом у, право­
м ерно рассм атривать ур ож ай н ость риса как некоторый индикатор
клим атических изм енений дан ной территории.
П роведенны й в преды дущ ей главе ан ализ распределения у р о ­
ж айн ости риса и связей м е ж д у урож айн остям и в отдельны х р ай ­
он ах рисосеяния, являю щ ихся основными
поставщ иками
этой
ценной крупяной культуры , п ок азал наличие достаточн о высоких
зависим остей. Э то позволило предполож ить, что и колебания кли­
м ата этих районов долж ны быть, по меньш ей м ере, квазисиихронны его колебаниям , выявленным на ю ге Д ал ьн его Востока.
И ссл едован и е векового хо да (1 8 8 1 — 1980 гг.) основны х хар ак ­
теристик теплового р еж и м а вегетационного периода риса на К у­
бани, вы полненное Ю. В . Зайцевы м и Г. А. Галкиным [4 6 ], п о д ­
тв ер ж д а ет вы сказанную выше гипотезу. Т ак ,, наприм ер, м акси­
мальная за 128 л ет теплообеспечеиность вегетационного периода
на К убани отм ечена в 1853 и 1975 гг., а минимальная — в 1933
и 1956 гг. У рож айн ость риса на К убани в эти годы составила:
5,0 т/га в 1975 г., 0,85 т/га в 1933 г. и 0,95 т/га в 1956 г. К ром е того,
временны е интервалы м еж д у выявленными теплы ми и холодны ми
периодам и составляю т от 16 д о 2 7 лет, т. е. в средн ем 21 год.
О ценка колебаний клим ата
(1 8 8 1 — 1983 гг.)
Н и ж н его П о ­
волж ья, проведенная А. Н. Саленным [1 0 8 ], д а л а аналогичны е
результаты . Первы й минимум тем пературы н аблю дался в 1882 г.,
а следую щ ий — в 1932 г. П ер вая половина 1950-х годов, так ж е
как в П рим орье и на К убани , отм ечена б о л ее низкими, чем ср ед ­
ние многолетние, тем п ер атур ам и воздуха.
Блилеайшим дальневосточны м сосед ом С оветского С ою за явля­
ется Япония, в которой особенн о велико п отребление риса, сл у ж а ­
щ его основным национальным продуктом питания. П о данны м
X. Аракавы [7], в Японии неуролеаи риса, так ж е как и в север ­
ных рай он ах рисосеяния С С С Р, чащ е всего бы вают вызваны
4
З а к а з Ki 228
49
холодны м летом и затянувш им ся периодом д о ж д е й , особенн о в се­
верны х рай он ах Японии — на о. Х оккайдо. Очень плохие ур ож аи
риса в Японии, начиная с 1913 г., были в 1931, 1934, 1941, 1945
и 1953 гг.
Э то позволяет сдел ать вывод о том , что сниж ение урож айн ости
риса в первой половине 1930-х и 1950-х годов носило глобальный
харак тер, по крайней мере, в восточном полуш арии (в северны х
рай он ах мирового ареал а распространения р ассея н и я ).
П оск ольку сн иж ени е летн и х тем ператур в озд у х а в П риморском
крае в н ачале 1980-х годов явилось осущ ествивш ейся природной
реальностью , то м ож н о говорить о н еи збеж н ости сниж ения у р о ­
ж айности риса, которое и н абл ю дал ось в XI пятилетке. У щ ерб,
нанесенный рисоводству только П рим орского края этой клим ати­
ческой ф луктуацией, оценивается по предварительны м подсчетам
в 120 тыс. т зерн а, что равно вал овом у сбор у риса в благоприят­
ном по погодным условиям 1978 г.
М ож н о ли бы ло предвидеть такую ситуацию на соврем енном
уровне познаний о клим ате и каким -либо о б р азом , если не и с­
ключить, то хотя бы уменьш ить отрицательны й эф ф ект? К с о ж а л е ­
нию, на первый вопрос ответить одн озн ачн о трудно, поскольку
пр обл ем а оценки прогноза клим ата и довери я к ним остается ещ е
довольно острой и открытой [16, 147]. Тем не м енее, больш ого вни­
мания за сл у ж и в а ет прогноз Е. С. Р убинш тейн и Л . Г. П олозовой,
на который ссы лается автор [2 8 ], о том , что начиная с деся т и л е­
тия 1948— 1957 гг. намечается см ена циркуляционны х эпох, тен ­
денция к пониж ению тем ператур в о зд у х а сохран ится, а н аи более
холодны м ок аж ется десяти л ети е 1981— 1990 гг. П р оведен н ое нами
исследование, а та к ж е работы [28, 108] п одтвер ж даю т последнее
п редполож ен ие.
В случае довер и я этом у п рогнозу сущ ествовала возм ож ность
принять хозяйственны е реш ения, которы е позволили бы снизить
экономический урон, понесенный рисоводам и не только в П р и м ор ­
ском крае, но и в остальны х рай он ах рисосеяния Советского
С ою за.
2.2. П огодны е аномалии и их влияние на урож айн ость риса
2.2.1. О с о б е н н о с т и т е п л о о б е с п е ч е н н о с т и в е г е т а ц и о н н о г о п е р и о д а
в в ы со к о у р о ж ай н ы е и н и зк о у р о ж ай н ы е год ы
К ак у ж е бы ло отмечено, успеш ность возделы вания риса в се­
верных р а й о н а х рисосеяния, в том числе и в П рим орском крае, оп ­
редел яется п р еж д е всего общ им количеством тепла за вегетацион­
ный период. В р аботе [133] устан овлен а тесная корреляционная
связь м е ж д у сум м ой активных тем ператур за вегетацию £ Т и
урож айностью риса. О днако, по мнению А. Г. Есипова [39], наи­
б о л ее достовер но вегетационны й п ериод харак тер и зует не общ ая
сум м а тем п ератур, а их расп р едел ен и е в течение этого периода.
50
П оскольку ук азан ны е выводы были получены в 1930-х и 1970-х
годах, то возникла необходим ость уточнить и конкретизиро­
вать их с помощ ью ан ализа пространственно-врем енной изм енчи­
вости £ Т .
В табл . 2.3 приведены основны е статистические характеристики
z l Т , с помощ ью которы х м ож н о довольн о точно описать главные
ТАБЛИЦА 2.3
0 ciJr^?“A статистнческне
характеристики сумм температур выше 10 °С
(Г Г С) за вегетацию риса по отдельным метеостанциям за период
1938—1985 гг.
Метеостанция
К ировский
С виягнно
С пасск-Д альний
Н овосельское
А страханка
Яковлевка
Анучино
Метеостанция
К ировский
С виягнно
С пасск-Д альн и й
Н овосельское
А страханка
Я ковлевка
А нучино
S^m in
Год
S^max
Год
2Т
S^max S^min
2355
2363
2390
2288
2283
2292
2165
1941
1941
1971
1957
1954
1957
1941
2989
3031
3149
2963
2966
2951
2847
1970
1943
1943
1943
1961
1970
1970
2654
2664
2748
2600
2605
2617
2339
634
Me
Мо
а
2S61
2664
2719
2603
2602
2611
2552
2720
152
165
182
157
172
162
154
2769
3004
2654
.2607
2561
2466
А
0,11
0,20
0 ,1 9
0,20
0 ,0 9
0,12
—0,07
668
759
675
683
659
682
е
—0 ,4 7
—0 ,6 3
—0,80
—0 ,3 7
—0,76
- 0 ,7 5
—0,38
0 ,0 6
0 ,0 6
0 ,0 7
0 ,0 6
0,07
0 ,0 6
0,06
П р и м е ч а н и е . Условные обозначения: 2 7m ш — абсолю тная минимальная
сумма температур; 2 ^шах — абсолю тная максимальная сумма температур;
2 Г ш а х — 2 T ' m i n — интервал меж ду абсолютными максимальной и минимальной
суммами температур; M e — медиана. М о — мода; А , г, C v — коэффициенты
асимметрии, эксцесса и вариации соответственно.
климатические особенности вегетационного периода исследуем ого
района. Н а и б о л ее низкие суммы тем ператур (на ст. Анучино до
2165 С) н абл ю дал и сь в 1941 г., сам ы е теплы е вегетационны е п е­
риоды были в 1943 и 1970 гг. Р азн и ца м еж д у £ Т по м етеостан ­
циям, которая, на наш взгляд, объ ясн яется преим ущ ественно цир­
куляционными особенн остям и атм осферы в различны е годы, с о ­
ставляет в среднем 6 8 0 °С, что равносильно п ер еходу из одной
климатической зоны в другую . С редние квадратические отклоне­
ния о и коэффициенты вариации C v сумм тем п ератур по отдель­
ным метеостанциям отличаю тся др уг от др уга несущ ественно. К о­
эффициенты асимм етрии А положительны (за
исклю чением ст.
А нучино) и по абсол ю тн ом у значению близки к нулю, в то время
4*
51
как коэффициенты эк сц есса е по всем станциям отрицательны ,
что свидетельствует о несколько п ол огообразн ой ф орм е кривой
р аспределения. Общ ий анализ статистических характеристик ис­
сл едуем ы х временны х рядов п оказал, что их р асп ределени е близко
к нормальному.
П ространственно-врем енную изменчивость £ Т мы и сследовали
с помощ ью аппарата р азл ож ен и я полей по естественны м ортого­
нальным составляю щ им (Е О С ) [1 1 9 ]. Системы функций, по кото­
рым ведется р а зл ож ен и е, п одбир аю тся соответственно специф иче­
ским свойствам структуры р ассм атри ваем ого м етеорологического
поля. И ссл едован и я ряда авторов показали, что для удовлетвори ­
тельного представления какого-либо поля с помощ ью ЕОС м ож но
не брать все члены р азл ож ен и я , а ограничиться учетом лишь н е­
скольких первых членов, описы ваю щ их дисперси ю р ассм атр и вае­
м ого поля в п р ед ел а х задан н ой точности. К оэф фициенты р а зл о ­
ж ен и я по ЕО С возм ож н о использовать как для ди агн оза, так и
для прогноза.
Д анны й матем атический аппарат позволяет, с одной стороны,
по возм ож ности б о л ее полно представить начальную инф орм ацию
о м етеорологических полях и, с другой стороны, ограничить число
предикторов. Э то у д ается потом у, что представлен и е м етеор ол о­
гических полей с помощ ью коэф ф ициентов р азл ож ен и я по ЕОС
п озвол яет сократить объем начальны х данны х в несколько р аз,
уменьш ив тем самым число возм ож ны х предикторов. П ри этом не
отсекается м еханически часть и сходной инф ормации, а отсеи ва­
ю тся ее м елком асш табны е (во врем ени и в пространстве) ком­
поненты. Д р уги м важ ны м преим ущ еством использования главных
компонент в роли предикторов является их некоррелированность.
С ледует отметить, что это преим ущ ество проявляется лиш ь в тех
случаях, когда совокупность предикторов состоит из коэф ф ициен­
тов р азл ож ен и я одной выборки.
П ри ан ал изе пространственной структуры первых тр ех естест­
венных составляю щ их (рис. 2.3) зам етн о, что с увеличением но­
м ера гармоники пространственны й м асш таб н еоднородностей , опи­
сы ваемы х дан ной гармоникой, ум еньш ается. К ром е того, прост­
ранственный м асш таб неоднородностей , описы ваем ы х второй и
третьей гармониками, сущ ественно отличается от м асш таба пер­
вой.
П ри ан ал и зе временной структуры первых тр ех коэф ф ициен­
тов р а зл о ж ен и я (рис. 2.4) видно, что вклад первой крупном ас­
ш табной гармоники сущ ественно превы ш ает вклад бол ее м елко­
м асш табны х гармоник (п равда, некоторы е года являю тся исклю че­
нием, к ним относятся, наприм ер, 1955, 1956, 1962, 1963, 1974 и
1980 гг.).
Значения собственны х чисел Я, приведенны х
нарастаю щ им
итогом в та б л . 2.4, показы ваю т, что трем я естественными ортого­
нальными составляю щ им и молено восстановить
и сходное поле
сумм тем п ератур на 94,8 %» т. е. практически на 95 %, что явля­
ется достаточны м дл я реш ения м етеорологических задач .
52
Д л я иллю страции преим ущ еств использования результатов р а з ­
лож ен и я исходны х м етеорологических полей по ЕО С при прогно­
зировании ур ож ай н ости сельскохозяйственны х культур нами были
рассчитаны уравнения регрессии м е ж д у осредненны м и по зо н е
Рис. 2.3. Первые три гармоники (а, б, в ) естественных
ортогональных составляющ их полей сумм температур
выше 10 °С.
Штриховой линией показана граница зоны рисосеяния.
рисосеяния отклонениями сумм тем п ератур от средн его м ноголет­
него Д £ Т и первыми коэф ф ициентам и р азлож ен и я полей C i_4
ТАБЛИЦА 2.4
С п е к т р с о б с т в е н н ы х чи сел
п о л е й су м м т е м п е р а т у р
Номер гармоники
Собственное число Я, %
Номер гармоники
Собственное число X, %
1
2
3
8 9 ,2
9 2 ,4
9 4 ,8
4
5
6
9 6 ,8
9 8 ,5
100,0
53.
-с отклонениями от трендовы х составляю щ их урож айн ости сельско­
хозяйственны х культур (табл. 2 .5 ).
О бр ащ ает на себя внимание тот ф акт, что связь С \ с у р о ж а й ­
ностью теплолю бивы х культур прям ая, а с урож айн остью относи­
тел ьн о холодоустойчивы х обр атная, в то
время как характер
ру от.ед.
Рис. 2.4. Временной ход первых трех коэффициентов разлож ения (3,-,(1, 2, 3 ) по естественным ортогональным составляющим полей сумм
температур выше 10 °С.
■связи С2 с урож айностью меняется на противоположны й. К оэф ­
фициенты корреляции с урож айн остью риса, сои, гречихи имеют
отрицательны й знак, а с урож айн остью овса и ячменя — п ол ож и ­
тельный.
ТАБЛИЦА 2.5
С в я з ь ( г ) м е ж д у A L T , к о э ф ф и ц и е н т а м и р а з л о ж е н и я С и С ь Сз» С4 и
отклонениям и от тр ен до в урож айн ости сел ьско х о зяй ствен н ы х к у л ьту р ,
составляю щ их сево о бо р о ты ри совы х полей
Характеристика поля сумм температур
Сельскохозяйственные культуры
Рис
Соя
Г речи ха
О вес
Ячмень
Все зернобобовы е
54
&2Т
С,
0 ,4 6
0,41
0 ,1 3
— 0 ,0 9
0 ,0 2
—0 ,1 2
0 ,5 9
0 ,5 3
0 ,1 5
—0,15
—0,01
- 0 ,1 1
с2
Cs
С,
—0 ,0 5
—0 ,0 3
—0,17
0 ,2 0
0 ,2 6
0 ,0 0
0 ,1 0
—0,22
—0,01
0 ,1 9
—0,01
—0 ,1 2
—0,05
0 ,2 6
0 ,0 9
— 0,02
0,05
0 ,0 2
Ф изический смысл полученны х зависим остей состоит в том, что
первый коэф ф ициент р азл ож ен и я С i описы вает изменения суммтем ператур под воздействием крупном асш табной атм осф ерной цир­
куляции, в частности ее зоналы-юй составляю щ ей. В этих случаях
на территорию П рим орского края осущ ествляется адвекция теп ­
лы х сухи х континентальны х воздуш ны х м асс с северо-восточны х
Рис. 2.5. Распределение декадной температуры воздуха D °С
в характерны е по урож айности годы.
У р о ж ай н о сть : / — в IS83 г . (1,52 т /г а ); 2 — в 1978 г. (3,20 т /г а ): 3 —
о с р ед н е н и а я з а н и зк о у р о ж а й н ы е го д ы ; 4 — с р е д н я я м н о гол етн яя; 5 —
о с р ед н е н н а я з а вы со к о у р о ж ай н ы е годы .
районов К итая, что приводит к ф ормированию повыш енного тем ­
пературного ф она и благоприятно сказы вается на урож айн ости
теплолю бивы х культур. Ф изическую основу прямой зависимости
м еж д у С2 и ур ож айн остью холодоустойчивы х культур (овса и яч­
м еня) составл яет влияние б о л ее м елком асш табны х атм осф ерны х
процессов (по-видим ом у,
летнего дальневосточного
м уссон а).
В эти х случаях на территорию края осущ ествляется вынос в л а ж ­
ных воздуш ны х м асс с м орской подстилаю щ ей поверхности, что
со зд а ет благоприятны й д л я холодоустойчивы х культур реж им
увлаж нения.
Больш ой практический интерес п редставляю т сведения о струк ­
тур е 2 7\ о харак тере их накопления и изменчивости. И спользуя
дан ны е о дек адны х тем п ер атур ах в о зд у х а D , мы иссл едовали
врем енную структуру £ Т за вегетационны й п ериод в вы сокоуро­
ж айн ы е и н изкоур ож ай н ы е годы. Р азличия в р асп редел ени и д е ­
кадной тем пературы в о зд у х а по группам лет
отм ечаю тся
(рис. 2.5) с третьей дек ады м ая по первую д е к а д у июля, а так ж е
в первой и во второй д е к а д а х августа. В остальны х д е к а д а х D
55-
отличаю тся м ало. О ценка значим ости выявленных отличий осущ е­
ств л ял ась с помощ ью критерия С тью дента tc . Статистика t c р ас­
считы валась по ф орм уле
_____________________ Р \ ~
^
С
+ Л
л j
V
&2_____________
/ 1 ,
N 1+ N 2 — 2 \ N l 't
1
N:
г д е D \ и D 2 — средн ие значения вы борок в низкоурож айны е и вы­
со к оур ож ай н ы е годы; N \ и N 2 — число членов выборок; ai и 0 2 —
•средние квадратические отклонения выборок.
Е сли полученное по ф орм уле (2.1) значение t c больш е табли ч ­
ного на
задан н ом
уровне при числе
степеней
свободы
л = Л ^ 1 + Л ^2 — 2, то и ссл едуем ы е выборки статистически р азл и ч а­
ю тся м е ж д у собой . Указанны й критерий оп ределяется для нор­
м альны х генеральны х совокупностей. П ри сравнении рассчитан­
ных t c с табличны м двусторонним критерием С тью дента [55] у с ­
тановлено, что D во второй д е к а д е июня в вы сокоурож айны е и
н изкоур ож ай н ы е годы различаю тся на 1 % -ном, а в первой и
третьей д е к а д а х июня — на 5 %-ном уровнях (табл. 2 .6 ).
Д л я К раснодарск ого края исследовани е распределения средней
м есячной тем пературы в о зд у х а в годы с различной урож айностью
•было вы полнено во В сесою зн ом научно-исследовательском инсти­
т у т е риса (В Н И И риса) Г. А. Галкиным и Ю. В . Зайцевы м [2 7 ].
Р езул ьтаты , полученны е д л я разны х районов рисосеяния, у д а л е н ­
ных на тысячи километров др уг от д р уга, оказались идентичными.
С редние м ноголетние сроки сева риса в К раснодарск ом крае (н а­
ч ал о м ая) и в П риморском к рае (1 0— 15 м ая) различаю тся н е­
сущ ественно, поэтом у в обои х рай он ах в июне растения риса, как
правило, проходят один из критических периодов [57, 66] — ф азу
всходы — кущ ение, и именно в эту ф а зу уровень тем п ератур имеет
сущ ественное значение д л я развития растений, а значит и для
•формирования урож айн ости .
ТАБЛИЦА 2.6
Р а с с ч и т а н н ы е по д е к а д а м з н а ч е н и я к р и т е р и я С т ь ю д е н т а t c и у р о в е н ь
з н а ч и м о с т и р а зл и ч и й сум м т е м п е р а т у р в в ы с о к о у р о ж а й н ы е
и н и з к о у р о ж а й н ы е го д ы
Июнь
Май
Июль
Август
Характеристика
3-я
16
ДD
1,52
ic
У ровень
значи­
м ости , %
Примечание.
56
10
1-я
23
2-я
26
3-я
24
2 ,1 3
3,0 9
2 ,9 0
5
1
5
1-я
16
1,75
10
1-я
16
1,68
10
2-я
14
1,85
10
Д£) — разность ^декадных т е м п ер ату р по группам л е т .
2.2.2. Пространственно-временные особенности распределения числа дней
с различными типами погоды по зоне рисосеяния
В естественны х усл ови ях растения в каж ды й конкретный м о­
мент времени находятся п од влиянием не отдельны х м етеороло­
гических ф акторов, а их комплексов, п р едставляю щ их собой типы
погоды . П осл едн и е, в зависим ости от биологических особенностей
культуры и оп ределенн ы х градац ий м етеорологических величин,,
являю тся благоприятны м и или неблагоприятны м и для развития
растений и ф ормирования урож айн ости .
Н ар я д у с влиянием различны х типов погоды , влияние некото­
рых др уги х ф акторов (рельеф , наличие водоем ов, защ ищ енность
от влагонесущ их относительно хол одн ы х потоков ю ж ного н аправ­
ления и т. д .) т а к ж е сл ед у ет рассм атривать как м икроклим атооб­
р азую щ ее. К сож ал ен и ю , нам не у д а л о сь обн аруж и ть в ли тер атур ­
ных источниках работ, посвящ енны х диф ф еренцированной оценке
влияния на ф орм ирование у р о ж а я риса погодны х и микроклима*
т ообр азу ю щ и х условий, т. е. получить ответ на вопрос: в какой
м ере м ож н о смягчить неблагоприятны е погодны е условия в о зд ей ­
ствием на микроклимат конкретны х сельскохозяйственны х полей.
Ф итоклимат рисового поля ф орм ируется на ф оне и в зависи
мости от конкретны х м езоклим этических и погодны х условии,
причем, на наш взгляд, дом инирую щ ая роль в данном
случаеп ри надл еж ит п оследним . В П рим орском к рае косвенным д о к а за ­
тельством этого являю тся колебания ур ож ай н ости риса. Н есм отря
на то что рисовы е чеки еж его д н о зали ваю т водой, регулируя мик­
роклим ат путем изм енения высоты слоя затопления, тем не м е­
нее, ур ож ай н ость д а ж е на одн их и тех ж е полях год от года бы­
вает различной.
М. Г. Фоминым [128] на генетической осн ове были о п р еде­
лены м етеорологические критерии (по тем п ературе и относитель­
ной влаж ности в о зд у х а ) засуш ли вого, ум еренн о
засуш ливого,
вл аж н ого и ум еренн о вл аж н ого типов погоды по данны м отдел ь­
ных м етеостанций. Мы рассм отрел и пространственно-временную изменчивость ук азан ны х типов погоды по зон е рисосеяния за п е­
р и од вегетации.
Ч исло дн ей с засуш ливы м типом погоды по и сследуем ом у рай ­
ону изм еняется от 15 (в А стр ахан к е) д о 51 (в С п асск е-Д ал ьн ем ),
причем н аибольш ее число дн ей с этим типом п о г о д а отм ечается
на территории, прилегаю щ ей к за п а д н о м у склону С ихотэ-А линя,
и в д о л и н е р. А рсеньевки. Эти районы н аи бол ее удал ен ы от м ор­
ского п обер еж ья и защ ищ ены элем ен там и рельеф а от отн оси тельн а
холодны х вл агонесущ их ю ж ны х потоков. В зон е, прилегаю щ ей
к ю ж н ом у п обер еж ью оз. Х анка, число дн ей с засуш ливы м типом
погоды ум еньш ается, что объ ясн яется, по-видим ом у,
влиянием
о зер а и незащ ищ енностью этой территории от летнего м уссона.
Аналогичны е результаты были получены А. А. П инскер [оУ|
при изучении атм осф еры за с у х в усл ови ях П рим орья. У станов­
л ен о, что н а и б о л ее часто дни с атм осф ерной засухой отм ечаю тся
57'
в а п р е л е - м а е , затем в середи н е лета число их резко уменьш ается
и опять увеличивается к октябрю . Н аименьш ее количество дней
с атм осф ерной за сухой набл ю дается в прибреж ны х районах гле
илиТ°егГгСребпяГаГ о с у ш РПаДИаЯ ПерифеРия охотского антициклона
Г Л Г° п ГребИЯ
о с УЩествляется заток холодн ого влаж ного возкпотиирн^ ТСК0Г0 М° ? Я'
м ере Удаления от п обереж ья в сторону
лотияярт
и “ Х ранонов число дией с атм осф ерной засухой уве
л егаю щ и е к о з ^ Х ^ т Г 6 С0СТавляюТ Районы , непосредственно приТакДавТЫг о ^ ,СТГ ЛеНИЯ- 3аСуХИ колеблю тся в ш ироких п редел ах
мрртп »
Ранней весной засуш ливы е явления могут иметь
РВЫХ ЧИСЛЗХ ЗПреЛЯ’ а в годы с п°ЗД»ей в е с н о й - в м ае
Так как оптимальны е сроки сева риса в П риморском крае прихоДЯТСЯ на вторую д е к а д у мая, то наступление засухи в ш ед ш ее? вующ ии период является благоприятным условием дл я проведения
Г а ™ СГ к я СКГ МеР °ПРия™ й в "предпосевной и п о с Г н о Г п е р Г д ы
i i ,
, «
-К0В’ вспаш ка- обр аботк а полей гербицидам и внеп е р е у в л ^ ж н е н ы \Иосеии ' ° C° 6eHH° В Т6 Г0ДЫ’ К° ГДа "0ЧВЫ сильно
п о г 1 е£ Р« п ° Г аЛЬНОе РаспРеДел ен ие числа дней с влаж ны м типом
погоды б о л ее одн ородн о — от 4 7 (в Анучино) д о 38 дн ей ( в Спас
ск е-Д а л ь н ем ), причем, в Анучино в среднем многолетнем р а зр езе
равны ДН аибплрС^ иЛИВЬШ И влаж ны м типами П0Г°ДЫ практически
пН а ? б ол ее благоприятное д л я произрастания риса сочетание
числа дн ей с противоположны ми типами погоды
наблю дается
т и п Г м ? т г о л ы Ь НМ _ 5 1 Д «НЬ С за с Ушливым и 38 дней с влаж ны м
*
Н аи м ен ее благоприятно это соотнош ение в А стра­
ханке, а та к ж е на ю го-западн ом и ю ж ном п обер еж ья х оз Ханка
где за вегетационны й п ериод
(а п р е л ь -о к т я б р ь )
число' дней
™
“ “ [Г 4 Г
П0Г0ДЫ В 2 ~ 3 Ра3а "Ревь™ а-
™ сло Z *
сДГаН
, „ , ? ДНаК0 с л е д Ует отметить, что в отдельны е годы отмечаю тся
отклонеыия числа Дней с указанны ми типами по­
годы от ср едн их м ноголетних значений. Так, например
соелнер
квадратическое отклонение с числа дней с з а с у ш л и в ь » ’типом по
: “.izzizz6
L(:ntzTZLz
в пределах: 1 з 1
.и 2 ? » с л е д Ующ ем эта п е н еобходи м о бы ло выявить, сущ ествую т
л и зависим ости м еж д у числом дн ей с упомянутыми типами по­
годы и урож айн остью риса и насколько эти связи сущ ественны
ттпл7,ЛЯ ЭТ0И цели нами СТР °ИЛИСЬ графики связи м еж д у у р о ж а й ­
ностью риса и типами погоды (по М. Г. Ф омину) затем теснота
Г ^ п0ПРедеЛЯЛаЙ ? р г помощ и коэф ф ициента
р, предл ож ен н ого Н . А. Багровы м [9], по формуле:
п + — П«+ + п . '
58
аналогичности
где д , — число совпадения знаков в х о д е кривых УРо ж а и ^
числа дней с типами погоды за теплое полугодие; л _ - число нелПдпя пения знаков в х о д е эти х ж е кривых.
Вы явлено; что м еж д у числом дней с засуш ливы м типдм
п о­
годы и ур ож айн остью риса сущ ествует прям ая зависим ость (р
— 0 56') Физический смысл которой, учитывая биологи шские
бе н ноет и кул ьту р ы и климатические условия П ри м орск ого края,
является, на „ Д взгляд, очевидным: т. е. чем б=
нввлю да-
Рис 2 6 Средние отклонения от нормы АN числа дней с засуш­
ливым типом погоды за теплое полугодие в годы с высокой (а)
и низкой (б) урожайностью риса.
сум м а активных тем ператур за п ериод вегетации, а следовательно
и урож ай н ость риса. И н аоборот, чем больш е дней с
ум еренн о влаж ны м типами погоды , тем меньш е сум м а активных
тем п ератур и н иж е урож ай н ость ( р — 0,4о) [
]•
Д л я выявления пространственного расп ределени я
периодов
с различны ми типами погоды в годы с высокими и низкими у р о ­
ж аям и построены карты средн их групповы х отклоне
.сезонного числа дней с полярными типам и погоды по м етеостан
ЩШв \ Рыас“
жНа Г №% оды ^ “
клонения числа д ,« й с засушливым типом погоды & N полож ительны , в низкоурож айны е отрицательны (рис. 2 .6 ). В северны х р ай он ах рисосеяния в годы
с высокими ур о ж ая м и в средн ем число засуш ливы х дней превы­
ш ает сезон н ую норм у на 6 — 8, а в ю ж ны х — на 4— 5. В некоторы е
годы отклонения числа дней с засуш ливы м типом п^ о д « ° т
по отдельны м м етеостанциям могут составить 1S 2 ° Д ля ^РУ
низкоурож айны х лет средн ие сезонны е отклонения А N
по абсо“ Z
значению превыш аю т эти величины в вы сокоурож айны е
г о д а . З а апрель— октябрь в годы с низкими ур ож ая м и период
с засуш ливы м типом погоды в средн ем но зон е на 8— 19 диен ко
поче чем в вы сокоурож айны е годы.
л„л „тт
Отклонения от нормы числа дней с влаж ны м типом погоды
ДN
по^ группам лет противополож ны , т. е. в годы с высокими
59
у р о ж а ями A N ' отрицательны , а в годы с н и з к и м и -п о л о ж и т е л ь н ы
•Однако сл едует отметить, что в вы сокоурож айны е годы S v “ no
дн ей! м етеостанциям кРайне незначительны (не превыш аю т трех
д н ей ) и практически не отличаю тся от нормы. В низкоурож айны е
Г ' Г Г пДйН6И ° вла* ным ™ пом погоды больш е нормы на 4 щ и е к о з Х анка
Наибольш их А" ' ’ “ - « a e r районы" прилегаю --------—
И числом дней С ПЯ Ссм атриваемы м и типами погоды в целом за теп лое п олугоди е по­
зволили переити к рассм отрению повторяемости засуш ливы х и
вл аж ны х м есяцев в течение вегетационного п ериода в различны е
по ур ож ай н ости группы лет (табл. 2 .7 ). В целом за теп лое п о л у
Г(5 4 И°/ )В нВа «С
Г
УР0ЖаННЫе Г0ДЫ б ° Лее Чем в половине случаев
(
/о) н абл ю дал и сь засуш ливы е месяцы, а в низкоурож айны е
годы преим ущ ественно (5 1 % ) влаж ны е.
низкоурожайные
ТАБЛИЦА 2.7
в высокоурожайные и низкоуоожэйныа гппч
Тип
месяца
+
О
^
1
IV
33
44
23
V
44
22
34
VI
V II
VIII
IX
X
IV -X
В ысокоурож айные годы
55
55
77
45
22
11
23
12
55
22
23
55
33
12
54
28
18
33
33
34
44
33
•23
28
51
рож айны е годы
t
О
11
55
34
44
56
II
33
33
34
33
55
12
21
Н аи бол ее
часто
засуш ливы е месяцы отм ечаю тся в пепипй
группе лет в августе (77 % ), р еж е в апреле и м ае (33 и 44 % со
ответствен н о). В н изкоур ож айны е годы засуш ливы е месяцы набn n u aZ CV
e He (Й
° Т П Д° 44 % )’ 3 в июие не отм еч ен ы Т и в одном с л у т е . Н аибольш ая повторяемость влаж ны х м есяцев в эти
годы отм ечалась в июие (8 9 % сл у ч аев ), несколько н и ж е она
в апреле, м ае и августе (около 5 6 % ) . П овторяем ость умеренны х
р а в н а СУШЛИВ° СТИ М6СЯЦеВ В РаЗНЫХ Группах
лет
нрУа и и ч е с к и
1 тнмК и » ™ ВеСТН0' атм осф ерная за су х а относится к иеблагоприятпым м етеорологическим явлениям дл я формирования урож айн ости
больш инства сельскохозяйственны х культур. В ™ 2 и ч е с к и х
усл ови ях П рим орского края и, по-видим ом у" в др уги х северны х
р ай о н а х рисосеяния она, напротив, играет полож ительную роль
Увеличение числа дн ей с засуш ливы м типом погоды за п ериод ве­
гетации по сравнению со средним сезонны м сп особствует увеличе-
Г Л “
° СТЙ РИСа- Увеличеиие п ериода с влаж ны м типом по­
годы, напротив, сн и ж ает урож айность.
60
Глава 3. РА Й О Н И РО В А Н И Е РИ СО С ЕЮ Щ ЕЙ ЗО Н Ы
ПО М ЕЗО- И М И КРО КЛИ М А ТО О БРА ЗУЮ Щ И М ФАКТОРАМ
(н а прим ере П риморского к рая)
«ь
3.1. С оврем енное состояни е микроклиматических исследований
для целей сельскохозяйственного п р оизводства
И ссл едован ия, посвящ енны е изучению
микроклимата
и его
влияния иа ф орм ирование урож ай н ости
сельскохозяйственны х
КУЛЬТУР довольно многочисленны [6, 29, 36, 47, 9Ь, 1UZ, 114-, i^o,
136 138 139 153 и д р .] . Они проводились с целью изучения зависи м о ст и ’ф изических процессов в призем ном сл ое в оздуха и в вер х­
них гор и зон тах почвы от рельеф а, подстилаю щ ей поверхности
др уги х м естны х ф акторов, а та к ж е д л я изучения влияния м ели о­
ративны х м ероприятий и агротехнических приемов «Д м етеоро­
логический реж им сельскохозяйственны х угодии. В наибольш ей
с т е п е н и э т о влияние сказы вается на тем пературно-влаж ностном
реж и м е, склады ваю щ ем ся н епосредственно в ср еде обитания
раСДляИ изучения р еж и м а тем пературы
и влаж ности посевов
А Н. П олевы м [9 3 ], А. П . Бойко и О. Д . Сиротеико [13] и д р у ­
гими авторами были предлож ен ы м атем атические м одели, п р ед ­
ставляю щ ие системы диф ф еренциальны х уравнении, с помощ ью
которы х описы вается тепло- и влагообм ен в п осев ах и нестацион ар н ь ш п ер ен ^ с т е п л е в ш ^ ^
^ ар л и н ск ого
[153]
рассм отрено
влияние элем ентов л ан дш аф та (рельеф м естности, “ °боДная^ по­
верхность озер и водоем ов, растительны й покров, полезащ итны е
полосы ) на ф орм ирование ком плекса агром етеорологических э л е ­
ментов: радиации, тем пературы в о зд у х а , деф ицита влаж ности^возд у х а , скорости ветра, тем пературы и влаж ности почвы, испаряеМ° СЙ зучепию м икроклимата рисового поля
посвящены
работы
М . Ж а п б а с б а ев а [40], А. П . Д ж у л а я [36], Л С Черныш евой
[133], Э. А. И бр аги м ова [47], В. М. П росунко [96], В. Д . Виш
невской [21, 2 2 ], X. М . А б д у л а ев а [3 ], И . В . Гулиновои
[3 2 ],
Э . В . П ак ул и н а и О. К. Т л ен бекова [7 4 ], 3 . А. Л ел ек о [60] и др.
Эти авторы изучали микроклимат рисового поля в различны х рай ­
о н а х страны в зависим ости от условий погоды , количества воды,
подаваем ой на ри совое поле, ее тем пературы и состояния тр аво­
стоя О днако во многих из указанны х исследовании
реш ались
вспомогательны е прикладны е задач и , а собственно м икроклима­
тические оценки отсутствовали.
данньш р б ы
91 f
северны х районов зоны рисосеяния, а по
тйпи*
^ J
дл я Раионов П рим орского края
хаоак терна обр атн ая связь: средн ие суточные т е м ^ р а т у р ы приземного
Г
Г
°
сеТния
^ НЭСТ0Я1^ ее вРемя
в 'г ь
В
Г
«г условий др уги х районов зоны р и £
= 1
т
*°га Д ал ьн его В остока проведена о б т я я
; л"с% ^ =
л ,й
-=
=
с - Чернышевой установлено,- что в первую п о л о в и в яргр
были п—
“ Х Г и ч е Т к Г с в я Г средни™ суточных” тем ператур
А
рисовых
п
^
Т
Т
р
^
™
А стра6
Т с 'Г Г Г н о ^
логических^величигт4 п^ппЭНаЛИЗ РаспРеделения основных м етеороп о г о д ы В гп Д н р м , ПрОВОДИЛСЯ ею дл я условий м алооблачной
на уровне 1 4 м Т Д
У™ тем пеРатУРа воздуха на рисовом поле
тапии I * п Д г
вегетации бы ла на 1 °С, а в конце вегеc n r l гтпо
’ Ч6М На естественном участке на той ж е высо е. П овы ш ение средних суточных тем ператур иа рисовом поле
пгрга пВЛеН°
66 высокими тем п ературам и ночью и в течение
всего периода вегетации оно н абл ю дал ось с 17— 18 д о 7— 8 ч
Мт < ™ 1аК° В указаиыых Р аботах не бы ла оценена изменчивость
нр пп
МЗТИЧеСКИХ Разн остей во времени и в пространстве что
не п озволяет составить представление о теп лообесп ечен нос™
дельны х р и с о в ы х м ассивов и полей. Р азли чи я в расчетах дл я
одной и той ж е станции, по данны м В. Д . Виш невской и Л С Чеп
нышевой, дости гаю т 2 3 °С дл я разн ого уровня З п е р а т у р Т ^ е
н есовпаден и е результатов дл я одного пункта, сравним ое с р а з­
личиями и з-за состояния погоды, высоты травостоя, глубины за-
л о ж е Т и и ’тп21 н а ш .взгл я д’ ^ о ж ет быть вы звано различиями в по­
лож ен и и точек н аблю дении относительно лесны х полос окоужя
п ^ я Х П° ЛЯ Д альнев°сточного ф илиала В сесою зного
института
р
, на которы х проводились микроклиматические н аблю дения.
К ром е того, в уравнениях В. Д . Виш невской не учитывается тип
погоды , и они практически м ало различаю тся в зависим ости от
состояния травостоя. Установленны е соотнош ения тем ператур не
могут харак тери зовать микроклиматических особенн остей
даж е
бли ж ай ш его м ассива посевов р и сосовхоза «Н овосельский».
Различия максимальны х и ср едн и х суточных^ тем ператур на
рисовом поле и в м етеорологической будк е по районам зоны рисо­
сеяния могут достигать 3,5 °С. Э то весьма сущ ественное значение,
и в целом за период вегетации оно м ож ет составить сум м у актив­
ных тем п ератур, равную 2 0 0 — 2 5 0 °С. О днако авторы работ, н а­
званны х выше, не п оказали, какими м икроклим атообразую щ им и
ф акторам и обусловлены так и е различия. Р еш ени е этого вопроса
п отребует изучения м езо- и микроклиматических особенн остей от­
дельны х районов зоны рисосеяния на осн ове регионально-геогра­
ф ического п о д х о д а , вклю чаю щ его изучение местны х отклонений
от типовы х схем образов ан и я м икроклимата и п ер еход от точеч­
ных п оказателей к площ адны м.
П ри регионально-географ ическом п о д х о д е не отбрасы ваю тся
сведен ия, полученны е путем стандартны х наблю дений и теорети ­
ческих расчетов, но тр ебуется б о л ее - детальны й структурный
ан ализ причин, оп редел яю щ их пространственны е различия микро­
клим атообр азую щ и х ф изических процессов. Н еобходи м о зн ач и ­
тельное увеличение инф орм ации о региональной специф ике п ро­
странственны х связей м е ж д у особенн остям и строения п одсти л а­
ющей поверхности и обусловленны м и ими микроклиматическими
различиями, п оэтом у в о зр а ста ет-зн а ч ен и е инф орм ации об о со б ен ­
ностях р аспределения м етеорологических величин на различны х
уч астк ах зем н ой поверхности и ставится вопрос о бо л ее глубоком
изучении микроклиматических взаим освязей м еж д у соседним и ти­
пами подстилаю щ ей поверхности.
В связи с этим возникает вопрос об определении требований
к понятиям м икроклимата и др уги х таксоном ических
единиц.
П ри н ятое в р аботе [131] оп р едел ен и е м икроклимата как «клим а­
т а небольш ой территории внутри географ ического лан дш аф та»
несколько расплы вчато, так как не указы вает на точные разм еры
этой территории, что соверш енно н еобходи м о знать,
поскольку
т е или други е элем енты подстилаю щ ей поверхности участвую т и
в ф ормировании клим ата больш их территорий, например областей
и зон. В еличина рассм атри ваем ой территории д о л ж н а
служ ить
важны м критерием при вы делении категорий микро-, м езо- или
м икроклимата [29, 54].
В н астоящ ее врем я сущ ествует несколько п одходов к микро­
клим атическом у районированию территорий, которы е оп р едел я ­
ю тся его целями. Так, наприм ер, С. Ф. А лексеевой, В. И. С о­
мовой и А. М. Ш ульгиным [6] р а зр а б о та н а м етодика составления
комплексны х карт для целей м елиорации с учетом таких п ри род­
ных ф акторов, как почвенные (водопроницаем ость п очв), геом ор ­
ф ологические (уклон п о в ер х н о сти ), гидрогеологические (глубина
залеган ия грунтовы х в од и их м инерализация) и т. д . В резуль­
63
тате районирования территории по различным комплексам м елио­
рации выделены зоны и районы. П ервы е вы деляю тся п р еж д е
всего по интенсивности проявления неблагоприятны х природноклим атических условий, оп ределяю щ их потребность и основные
цели мелиорации. П риродно-м елиоративны е районы внутри зон
определяю тся по сочетаниям неблагоприятны х природно-клим ати­
ческих процессов или явлений, тр ебую щ и х оп ределенн ого набора
видов и сп особов м елиорации.
Д . И . Ш аш ко [144] п р едл агает проводить специальное отрас­
л евое агроклим атическое районирование вм есте с комплексным
природным районированием и р ассм атри вает их как взаим осопряж енны е, но сам остоятельны е формы. Системой этого райониро­
вания п редусм атри вается вы деление природно-хозяйственны х п оя­
сов, зон , провинций, округов, районов.
О собого внимания среди исследований этого направления з а ­
сл уж и вает р а бота К- А. К ауш и ла [54]. Автор считает, что на д а н ­
ном эта п е региональны х м икроклиматических исследований перво­
степенное значение п ри обретает не столько уточнение значений
м икроклиматических различий, сколько вы явление зак он ом ерн о­
стей расп ределени я пространственной структуры
различны х по
микроклимату естественны х и искусственны х участков п одсти ла­
ю щ ей поверхности. С практической точки зрения н аи бол ее важ но
правильно выявить границы таких участков, обл адаю щ и х оп ре­
деленны ми свойствам и микроклимата, определить харак тер тер ­
риториальной изменчивости отдельны х п оказателей
микрокли­
м ата, а та к ж е установить хотя бы основны е принципы учета мик­
роклимата при оценке отдельны х территорий. В этой ж е р аботе
излагаю тся методы составления микроклиматических карт с уч е­
том законом ерностей распределения деятельны х поверхностей и
территориальной изм енчивости микроклимата.
В а ж н о е практическое значение при реш ении за д а ч м икрокли­
м атического районирования территорий имею т так ж е и ссл едов а­
ния Е. Н. Ром ановой [102]. Она вы делила основны е факторы,
ф орм ирую щ ие микроклимат и ссл едуем ого района, и предельны е
расстояния, на которы е распространяется влияние эти х ф акторов,
составила код типизаций м естополож ений станций.
Таким о б р а зо м , в настоящ ее врем я получили развитие мик­
роклиматические исследования, основанны е на предварительном
а н ал изе ф акторов, ф орм ирую щ их микроклимат. Суть этого п од­
х о д а заклю чается в том , что первоначально определяется степень
слож н ости и структура микрорайона или другой таксономической
единицы и только п осле этого оцениваю тся микроклиматические
различия.
3.2. Районирование зоны рисосеяния по мезои микроклиматообразующим факторам
Д л я диф ф еренцированной оценки теплообеспеченности разли ч ­
ных районов зоны рисосеяния н еобходи м о провести типизацию
64
микроклиматических р азн остей с целью выявления н аи бол ее теп ­
лообеспеченны х из них. О чевидно, что так ая типизация м ож ет
быть проведена на основе предварительного ан ализа ф акторов,
участвую щ их в ф ормировании микроклиматических особенностей
конкретны х сельскохозяйственны х массивов.
К ак правило, в качестве основны х м икроклим атообразую щ их
ф акторов учитываются: рельеф м естности, влияние водоем ов и
лесистости, почвенные различия, а т а к ж е антропогенное воздей ст­
вие. О днако м ик рок л и м атообразую щ ее воздей ствие перечисленны х
ф акторов не однозначно. Н а и б о л ее значимым из них является
рельеф , влияние которого в зависим ости от высоты и ориентации
склонов м ож ет проявляться на удал ен ии д о 50 км. В лияние в одо­
ем ов зависит от их п лощ ади, глубины (озер а, водохран и лищ а) и
ширины (реки, м агистральны е к анал ы ). К ром е того, в аж ен учет
удален ности от водоем ов и ориентации пунктов н аблю дений по
отнош ению к ним. Р ек ом ен дуется учитывать влияние рек на р а с­
стоянии д о 2 км, а озер и водохранилищ — д о 5— 10 км. Влияние
лесистости учитывается дл я пунктов, расп олож ен н ы х на расстоя­
нии десяти-двадцатик ратной высоты лесны х полос [91, 102].
^Учитывая слож ны й рельеф П рим орья и особенности м уссон ­
ной циркуляции, характерной дл я этого района, при районирова­
нии в первую очередь н еобходи м о рассм отреть удаленность тер ­
ритории от п обер еж ья и защ ищ енность ее от холодн ы х влагонесущ их потоков ю ж ного направления, т. е. м езок ли м атообразую щ и е
факторы. И сходя из этого, в П рим орье нами [138] были выделены
три части зоны рисосеяния, которы е условн о мы н азвали з а п а д ­
ной, восточной и центральной (рис. 3 .1 ).
Естественной границей зап адн ой части являю тся: с за п а д а —
хребты Пограничный, Синий, Волы нский, с ю го-зап ада — Хорольскии интрузивный м ассив, с востока — река И листая, с северовостока — оз. Х анка, берега которого представл яю т зд есь высо­
кие терр асы , расп ол ож ен н ы е довольно близко от у р е за воды и
обры ваю щ иеся отвесными уступ ам и к узкой п олосе п ляж а. Ц ен ­
тральная часть ограничена с ю го-востока и востока предгорьями
хр ебта С ихотэ-А линь, с севера — рекой У ссури, с сев ер о-зап ад а —
рекой Сунчага и с за п а д а оз. Х анка, восточные берега которого
в отличие от ю го-западн ы х низменны и заболочены . Вы сокие тер ­
расы располож ены д а л ек о от бер ега. В осточная часть находится
в ориентированной с север а на ю го -за п а д дол и н е реки Арсеньевки,
в ее средн ем течении.
Д ал ьн ей ш ая детал и зац и я проводилась с учетом влияния бол ее
мелких структур рельеф а и внутренних водоем ов. Т аксоном иче­
ские единицы были заим ствованы из работы К. А. Кауш илы [5 4 ].
С огласно его м етодике, мы вы делили климатические микрорайоны
(К М Р ) как территориальную совокупность различны х деятельны х
поверхностей, со д ер ж а щ и х в с е б е общ и е элементы строения. П р ак ­
тически К М Р вы деляю тся путем р аздел ьн ого ан ализа и обобщ ен ия
карт основны х эл ем ен тов строения подстилаю щ ей поверхности
с точки зр ен и я их воздействия на микроклимат и п оследую щ его
5
З а к а з Ki 228
65
вы деления районов, г д е влияние л ю бого из этих элем ентов превы­
ш ает воздей ствие остальны х. Тип К М Р оп ределялся по п р ео б л а ­
даю щ ей роли одн ого из м езо- или м икроклим атообразую щ их ф ак ­
торов, а при сравнимом вк л аде нескольких ф акторов К М Р счи­
тал ся сложны м.
П ри вы делении клим атических м икрорайонов и климатических
м икроподрайонов (К М П Р ) мы пытались в первую очередь учесть
Рис. 3.1. К арта-схема районирования зоны рисосеяния
в Приморском к р ае по мезо- и микроклиматообразующим
факторам.
/ _ граница зоны рисосеяния; 2 — граница климатических районов
(КМР); 3 — граница климатических мнкроподрайоиов (КМПР);
4 — гидрометеорологические станции и агрометпосты: 5 — пункты
микроклиматических наблюдений.
степень влияния структур, которы е ок р уж аю т изучаем ы е рисовые
массивы . П р ед п ол агается , что в зап адн ой части края посевы риса
зай м ут всю территорию н иж е высоты 200 м. О сновные микрокли­
м атообр азую щ и е факторы здесь ф ормирую тся под влиянием оз.
Х анка, а т а к ж е прилегаю щ их к П риханкайской равнине хребтов
и возвы ш енностей. Р еки здесь невелики, ц ел есообразн ость учета
их влияния м ож ет быть оп р едел ен а только путем непосредствен ­
ных наблю дений.
П о условиям рельеф а зап адн ой части мы вы делили три клим а­
тических микрорайона: К М Р I представляет относительно узкую
низм енную зону, прилегаю щ ую к доли не р. К омиссаровки в ее
ниж нем течении; К М Р II — территорию , ограниченную изолинией
2 0 0 м в средн ем и ниж нем течении реки М ельгуновки; К М Р III
66
зан и м ает л ев о б ер еж ь е р. И листой. К М Р II и III разделен ы Хорольским интрузивным м ассивом . В К М Р I выделены три м икро­
подрайона: приозерны й К М П Р Iя; м икроподрайон I в котором
определяю щ им является влияние рельеф а; и слож ны й К М П Р I®.
В К М Р II т а к ж е вы деляю тся три м икроподрайона: приозерны и
К М П Р П а; удаленны й от о зер а и защ ищ енны й от ю го-восточны х
ветров К М П Р II6; удаленны й от о зер а , но открытый относительно
холодны м влагонесущ им потокам ю ж н ого направления К М П Р 11°.
В К М Р III вы деляю тся: приозерны й К М П Р Ш а и К М П Р III0,
территория которого несколько у д а л ен а от оз. Х анка, но открыта
морским холодны м воздуш ны м м ассам , проникаю щ им по доли не
р. Р аздол ь н а я .
В центральной части зоны рисосеяния к основным ф акторам ,
ф ормирую щ им микроклимат, относится влияние рельеф а и оз.
Ханка. З д е с ь вы делены приозерны й К М П Р IV a и К М П Р IV 6, з а ­
нимаю щ ий больш ую часть территории этой зоны.
В восточной части зоны рисосеяния основным ф актором ф ор­
мирования м икроклимата является влияние рельеф а. ^Поэтому вся
восточная часть отнесена к К М Р V , а микроподрайоны о п р еде­
ляю тся по ш ирине и ориентации долины . Структура долины
р. Арсеньевки в этой части сл о ж н а и п оэтом у в этом климатиче­
ском м икрорайоне вы делено три К М П Р : V a, V 6 и V 53. К М П Р V a
расп ол ож ен в н аи бол ее ш ирокой центральной
части
долины;
К М П Р V 6 зан и м ает узк ую ю ж н ую часть долины , ориентированную
с северо-восток а на ю го-зап ад. В северной, ориентированной м ери­
дионально части долины вы делен К М П Р V й.
Таким о б р а зо м , д а ж е б е з учета почвенных различий видно,
что структура и степень слож н ости различны х частей зоны не оди ­
наковы. В се районы различаю тся по ф акторам ф ормирования мик­
роклимата и по степени их влияния.
В дальнейш ем мы попы тались п р иближ енно оценить правом ер­
ность вы полненного районирования и определить роль различны х
м езок л и м атообразую щ и х ф акторов. Очевидно, что по м атериалам
стандартны х н аблю дений это м ож н о выполнить только примени­
тельно к самым крупным таксонометрическим единицам , так как
на рассм атриваем ой территории мы р асполагаем данны ми всего 16
гидром етеорологических станций и агрометпостов.
Х орош о согласую тся с представленны м районированием р езул ь­
таты проведенного р ан ее ан ал и за пространственного р асп р едел е­
ния числа дней с различны ми типами погоды. Н априм ер, менее
теплообеспеченны м и являю тся районы, прилегаю щ ие к южным и
ю го-западны м берегам оз. Х анка, гд е н абл ю дается в среднем м но­
голетнем наим еньш ее число дней с засуш ливы м типом погоды и
н аибольш ее по зо н е рисосеяния число дней с влаж ны м типом по­
годы. У точнение карты -схемы (рис. 3.1) путем учета данны х о ср ед ­
нем многолетнем расп ределени и числа дней с влаж ны м и засуш л и ­
вым типами погоды п озволи ло нам р аздели ть К М П Р IV 6 на две
части: северную (К М П Р IVc) и ю ж ную (К М П Р IVio)- С р едн ее
м ноголетнее число дней с засуш ливы м типом погоды в ю ж ной
части этого микр.оподрайона на 10— 30 больш е, чем в северной.
П ри ан ал и зе расп ределени я одной из оп ределяю щ их характетеплового реж и м а — суммы активных тем ператур (выше
10 С) за п ер иод вегетации — бы ло установлено, что оно подчиня­
ется зак он у нормального распределения. Э то позволило использо­
вать д л я оценки районирования в качестве статистических хар ак ­
теристик рядов ср едн ее ариф м етическое значение £ Т и средн ее
квадратическое отклонение а. В табл . 3.1 приведены указанны е
характеристики д л я отдельны х К М П Р . Мы сочли правом ер­
ным ук азать не только £ Т , но и интервалы Z T + c и Т T — <j,
поскольку около 70 % площ ади кривой нормального р асп р едел е­
ния находится м еж д у ординатам и, соответствую щ ими этим зн ач е­
ниям. С л едует отметить, что а по данны м отдельны х м етеостан ­
ций изм еняется от 1 5 7 °С (Н овосельск ое) д о
1 8 2 °С
(СпасскД а л ь н и й ).
Как сл ед ует из данны х табл . 3.1, н аи более теплообеспеченной
является центральная часть зоны рисосения (К М Р IV ), где средТАБЛИЦА 3.1
С р е д н и е м н о г о л е т н и е с у м м ы т е м п е р а т у р в ы ш е 10 " С ^ Г ) п о д а н н ы м
с т а н д а р т н ы х н а б л ю д е н и й и и х и з м е н ч и в о с т ь (а ) п о к л и м а т и ч е с к и м
районам (К М Р ) и м икроп одрайонам (К М П Р ) зоны р исосеяния
--------- ------------------КМР
КМПР
а
Зап адн ая часть зоны
Г
П
Ш
1а
г6
па
258 0
157
262 0
162
26 0 0
172
II6
2620
160
пв
ш а
III6
2600
200
2520
170
260 0
164
Ц ентральная час ть зоны
IV
IV я
2600
157
IV®
265 0
152
IV.®
27 5 0
182
В осточная часть зоны
V
68
V3
256 0
Vй
2540
153
VB
2 62 0
162
160
ние многолетние суммы температур составляют 2600—2750 °С.
Этот район наиболее удален от побережья Японского моря и за­
щищен от непосредственного воздействия охотского антициклона
хребтами Сихотэ-Алиня. Наиболее высокие средние многолетние
суммы температур отмечаются в КМПР IVf0. Максимальная
сумма температур выше 10 °С (3149°С) отмечена на ст. СпасскДальний в 1943 г. Минимальная для этого климатического района
сумма температур (2288 °С) наблюдалась иа ст. Новосельское
(приозерный КМПР IVa) в 1957 г.
Западная и восточная части зоны рисосеяния практически не
различаются по теплообеспеченности. Средние многолетние суммы
температур колеблются здесь в пределах от 2520 до 2620 °С. Наи­
менее теплообеспечепными ( £ Г = 2520°С ) являются КМПР Ш а
и V6. Так, колебания сумм температур в КМПР Ш а в пределах
±сг составили 2360—2690 °С. На территории западной части
зоны рисосеяния наиболее теплообеспеченными являются защи­
щенные местоположения (КМПР Iе и II6), где средние многолет­
ние суммы температур составляют 2620 °С.
В восточной части зоны существенное значение в распределе­
нии сумм температур имеет ширина и ориентация долины р. Арсеньевки. В широкой ее части, ориентированной с запада на во­
сток, близ ст. Арсеньев (КМПР Va) сумма температур на 30—
80 °С меньше, чем на ст. Яковлевка, расположенной севернее и,
на ст. Анучино, которая находится южнее.
Таким образом, данные табл. 3.1 также подтверждают объек­
тивность выбранного нами подхода к оценке мезоклиматической
неоднородности зоны рисосеяния и позволяют выделить в При­
морском крае наиболее теплообеспеченные участки, на которых
целесообразно расширение посевов риса.
3.3. Проявление микроклиматических неоднородностей
рисовых массивов в отдельных микроклиматических районах
Оценка микроклиматической неоднородности рисовых масси­
вов в различных микрорайонах и мнкроподрайонах может быть
выполнена на основе анализа данных микроклиматических наб­
людений.
Наименее освещенными данными микроклиматических наблю­
дений оказались прилегающие к южному побережью оз. Ханки
(см. рис. 3.1) районы зоны рисосеяния, где в настоящее время
располагаются
крупнейшие рисосеющие хозяйства — совхозы
им. 50-летия комсомола Приморья (посевные площади 6 тыс. га),
«Вадимовский» (5,8 тыс. га) и находящиеся в стадии строитель­
ства совхозы «Петровичанский» и «Лучковский» (проектные по­
севные площади 4 и 4,6 тыс. га). Кроме того, в проведенных ра­
нее другими авторами микроклиматических наблюдениях на
рисовых полях Приморского края не учитывался такой важный
микроклиматообразующий фактор, как почвенные различия.
69
Для выявления микроклиматической неоднородности рисовых
поле.й можно использовать метод сравнения основных метеороло­
гических величин, полученных в результате синхронных наблюде­
ний в двух точках [105]: непосредственно на рисовом поле (чеке)
и на неорошаемом участке с естественным для данной террито­
рии рельефом, почвенным и растительным покровами. Последние
наблюдения используются в качестве контрольных. Но поскольку
на микроклимат существенно влияют водоемы, рельеф, лесона­
саждения и другие факторы, то такой подход не всегда приемлем.
Различная экспозиция сравниваемых участков по отношению
к основным микроклиматообразующим факторам может привести
к искажению результатов. В связи с этим мы анализировали дан­
ные наблюдений за температурой воздуха непосредственно в тра­
востое риса.
Для этой цели нами использовались материалы экспедицион­
ных наблюдений на полях рисосовхозов «Авангард» (КМПР I6),
им. 50-летия комсомола Приморья (КМПР Ш а), «Новосельский»
(КМПР IVa), «Жемчужный» (КМПР Va).
Для построения вертикальных профилей температуры от 1,5 м
от поверхности почвы до глубины 0,1 м в почве предварительно
рассчитывались разности температур АТ в сроки 7, 13, 19 ч по
местному времени. За каждый срок наблюдений в каждом
пункте определялись А Т между уровнями: 1,5 м — 2/з высоты
растений; уровень растений — середина слоя затопления (в сред­
нем 0,05 м); середина слоя затопления — глубина 0,05 м в почве
и глубина 0,05—0,1 м в почве. Дальнейшее дифференцирование
разностей температуры проводилось с учетом состояния траво­
стоя риса и типов погоды. Чтобы учесть динамику состояния тра­
востоя, все случаи наблюдений были разделены на два периода:
от всходов до массового кущения и от кущения до молочно-вос­
ковой спелости.
В результате оказалось, что для каждого пункта и срока наб­
людений в первой и второй половинах вегетации вертикальные
градиенты температуры наиболее существенно зависят от уровня
температур. Эта связь прямолинейна и выражена достаточно
четко. На рис. 3.2 приведены вертикальные профили температуры
для ее крайних значений в КМПР Va. Анализируя вертикальное
распределение температур при низком и высоком их уровнях, сле­
дует сказать, что оно имеет различный характер: в первом слу­
чае — конвективный, во втором — инверсионный. Основной дея­
тельной поверхностью в посевах риса является поверхность воды,
поэтому в течение всего периода вегетации максимальные гради­
енты отмечаются в слое: середина слоя затопления — глубина
0,1 м в почве, причем при высоких температурах (23—28 °С) пере­
пады в этом слое во все сроки больше, чем при низких (15—
20 °С). В первом случае значения градиентов колеблются от 10:
до 30 °С/м, а во втором — от 3 до 13°С/м, но при низких темпе­
ратурах градиенты имеют противоположный знак, т. е. более теп­
лым оказывается самый нижний слой почвы.
70
;
В первую половину вегетации для низких температур гради­
енты по всем слоям имеют меньшее значение, чем во вторую. Для
высоких температур, напротив, меньшие градиенты отмечаются во
вторую половину вегетации. Для этого климатического подрайона
наиболее высокие значения температуры в 13 ч характерны для
слоя затопления, в 19 ч — для травостоя риса.
23 2S 27 ГС
Рис. 3.2. Вертикальные профили температуры в травостое риса в пер­
вую (а) и во вторую (б) половину вегетации в КМПР Vя для низких
и.высоких температур.
Сроки наблюдений, ч: /) 7;
15
2)
13;
3)
19; поверхности, см:
17
4)
19
затопления, 5) почвы.
21
2 3
2 5
2 7
Т°0
Рис. 3.3. Вертикальные профили температуры в травостое риса в пер­
вую (а) и во вторую (б) половину вегетации в КМПР IV3.
Уел. обозначения см. рис, 3.2.
Для КМПР IVa основным микроклиматообразующим факто­
ром является влияние оз. Ханка. Распределение температур в тра­
востое риса имеет здесь иной характер, чем в КМПР V a (рис. 3.3):
температура верхнего слоя почвы наиболее близка к температуре
воздуха в утренние сроки наблюдений, а в 13 и 19 ч наиболее
прогретой является почва.
Для КМПР IG характерны следующие особенности распреде­
ления температуры. В первую половину вегетации в 7 ч и во вто­
рую в 19 ч при низком уровне температур наиболее прогретой
71
является почва, характер температурного распределения — конвек­
тивный. В утренние сроки при высоком уровне температур распре­
деление температур в основном инверсионное. Основные пере­
пады температур при низком их фоне отмечаются в слое вода—
почва и небольшие перепады — в слое 1,5 м — середина слоя за­
топления. В 13 и 19 ч максимальные разности температур всегда
отмечаются в слое вода—почва, особенно они велики в полуден­
ные часы до фазы кущения. - Характер распределения темпера­
туры в эти сроки практически одинаков в течение всего периода
вегетации. В 7 ч распределение температур в периоды до куще­
ния и после кущения противоположно.
В КМПР Ш а распределение температур в травостое риса по­
добно распределению в КМПР I6. Некоторым отличием является
то, что во второй половине вегетации при высоких температурах
в полуденные часы теплее слой от уровня 150 см до поверхности
затопления. В КМПР Ш а при одинаковой температуре воздуха
слой вода—почва значительно холоднее, чем в КМПР I6.
Таким образом, характер распределения температур в траво­
стое риса по КМПР различен не только по градиентам, но и по
знакам для разных сроков наблюдения и различных интервалов
температур. Следовательно, дифференцированная оценка обеспе­
ченности теплом рисовых массивов края требует не только учета
средних характеристик термического режима климатических
районов и климатических микроподрайонов зоны рисосеяния, но
и их пространственной и временной изменчивости. Микроклима­
тические поправки могут быть использованы только в пределах
сходных КМР и КМПР.
3.4. Микроклиматическая неоднородность рисовых полей
с различным типом почв
В приведенной выше схеме районирования не учитывается та­
кой микроклиматообразующий фактор, как почвенные различия.
Это связано в основном с отсутствием специальных наблюдений
на рисовых полях, различающихся по типу почв.
Тепловой режим почв зависит от их основных теплофизических
характеристик — теплоемкости и теплопроводности. Последние
находятся в сложной зависимости от влажности и плотности
почвы, которые существенно изменяются во времени и в простран­
стве. Указанные характеристики зависят, в определенной мере,,
также от минерального состава почв, от соотношения воздуха и
воды, находящихся в почвенных порах, и от других факторов.
При одинаковом притоке или отдаче тепла сухие почвы нагрева­
ются или охлаждаются больше, чем влажные. Особенно резко ме­
няется в зависимости от степени увлажнения теплообеспеченность
и температурный режим торфянистых почв [91], наиболее рас­
пространенных по зоне рисосеяния в Приморье. Цвет почвы, ее
плотность и структура также влияют на теплофизические харак­
теристики.
72
Закономерности изменчивости основных факторов, определя­
ющих теплофизические параметры и способности почв накапли­
вать и проводить тепло, существенно различаются как по глубине
(в одном и том же типе почв), так и по горизонтальному распре­
делению (при переходе от одного типа почв к другому). Кроме
того, тепловой режим почв зависит от рельефа, экспозиции и кру­
тизны склонов, наличия или отсутствия растительного и снежного
покровов, анизотропности выпадения и перераспределения осад­
ков а на рисовом поле еще и от глубины и температуры слоя за­
топления [21]. В районах с достаточно пестрым механическим
составом почв, термический режим отдельных участков может
быть существенно различным даж е при одинаковых микроклима­
тических условиях.
Для выявления микроклиматической неоднородности рисовых
массивов в зависимости от типа почв привлечены материалы экс­
педиционного обследования рисовых полей совхоза им. 50-летия
комсомола Приморья. Почвенный покров в хозяйстве состоит из
минеральных почв различного механического состава и торфяни­
ков.
При оценке микроклиматических неоднородностей рисовых
полей для наблюдений были выбраны три участка с наиболее ха­
рактерными для данного хозяйства типами почв. В табл. 3.2 приТАБЛИЦА 3.2
Н е к о т о р ы е х а р а к т е р и с т и к и м и к р о к л и м а т и ч е ск и х т о ч е к н а б л ю д е н и й
п р о и з в о д с т в е н н ы х п о с е в а х . С ор т р и с а — Д а л ь н е в о с т о ч н ы й
Участок
Тип почвы
Лугово-бурая
Оглеенный торф
Торф
Срок сева
19 мая
24 мая
9 июня
на
Урожайность,
т/га
2,0
1,8
0,0
ведены их основные характеристики. В течение всего периода ве­
гетации 1-й и 2-й участки заметно не отличались по срокам сева,
состоянию травостоя и уровню затопления. После посева эти чеки
были залиты водой на второй день. Иа 3-м участке сев был про­
веден на 15 дней позже, и рис в течение всего периода вегетации
отставал в развитии. Д о 5 августа на этом участке применялся
прерывистый режим затопления, а после — постоянный. Глубина
слоя затопления существенно не отличались от глубины на 1-м и
2-м участках. Основной причиной, по которой затянулся срок сева
на 3-м участке, явилось сильное переувлажнение торфяника
в осенне-зимний период. Несмотря на некоторое различие в режиме
затопления на 3-м участке мы все-таки сочли возможным про­
вести сравнительную оценку теплообеспеченности указанных уча­
стков в целом за вегетационный период.
Для выявления особенностей теплового режима почв различ­
ного типа рассчитывались разности температур ДТ{ между кон­
73
трольной и микроклиматическими точками по срокам наблюдений
для каждого уровня по формуле
ДT
i * = K i - T lt
где Ki и Ti
температура на контрольной и микроклиматической
точках соответственно; г -г л у б и н а , на которой проводились
наблюдения за температурой почвы (i = 0, 5, 10, 15, 20 см) По­
скольку з мае наблюдения проводились только на двух участках
(1-м и 2-м), то для этого периода разности рассчитывались между
точками наблюдений. Типы погоды определялись в каждый срок
наблюдений по Л. Г. Васильевой [20].
Наблюдения в предпосевной и посевной периоды (с 5 по
25 мая) показали, что средние суточные температуры почвы на ри­
совом поле с торфом на всех глубинах ниже, чем на поле с оглеенным торфом. Средние суточные температуры почвы опреде­
лялись по методу, предложенному в [105]. Разности средних за
декаду температур почвы между указанными участками на глуби­
н у 5 - 2 0 см возросли от 1,5— 3,5°С в 1-й декаде мЗя до —6,5°С
в 3-и. И только при ясной маловетренной погоде (антициклонического типа) температура поверхности торфа в послеполуденные
сроки (14— 17 ч) была преимущественно выше. Объясняется это,
по-видимому, цветом почвы — более темный торф сильнее погло­
щает солнечную радиацию.
Температура почвы на поле с оглеенным торфом на глубине
50 см в мае, так же как и в верхних слоях (0—20 см) была выше,
чем на участке с торфом. Причем почва последнего оттаяла в 1-й
декаде мая только до глубины 27 см, а к 3-й декаде — до 38 см.
В то же время на участке с оглеенным торфом почва оттаяла
до глубины 50 см, средние суточные температуры этого слоя по­
высились от Г С в 1-й декаде мая до 6,3°С в 3-й. На участке
с торфом температура почвы на глубине 50 см практически оста­
валась постоянной (—0 ,8 ... —0,6 °С) в течение всего периода.
Такое распределение температур с глубиной объясняется, по-ви­
димому, тем, что переувлажненные с осени торфяники сильно про­
мерзли зимой и для их оттаивания потребовалось большее коли­
чество тепла.
Таким образом, почва на поле с оглеенным торфом на всех
глубинах в течение мая значительно теплее, чем почва на поле
с чистым торфом. На участке с торфом рис посеяли почти в сере­
дине июня. Такие поздние сроки сева обусловлены не только низ­
кими температурами почвы, но и рядом других причин. Отсутст­
вие вертикальной фильтрации в результате подпора воды слоем
мерзлоты препятствовало быстрому ее сбросу и своевременному
осушению рисового чека. На сильно переувлажненном поле не
могли действовать сельскохозяйственные машины, и нельзя было
проводить необходимые агротехнические работы.
Дальнейшее исследование микроклиматических особенностей
рисовых полей с различным типом почв при разных погодных
условиях проводилось с помощью анализа распределения осред74
ненных по срокам наблюдений значений АГ«. Дифференцирование
АТ- осуществлялось по четырем типам погоды: ясно, маловетрено
« в р е м е н н а я облачность, маловетрено (тип I I) ; переменная
облачность, ветрено (тип III); облачно, ветрено (тип IV). К
У
IV погоды были также отнесены случаи с осадками в срок наблюДеНАнализ результатов обследования показал, что проявление
микроклиматических неоднородностей связано с конкретными по­
годными условиями и почвен­
ными различиями. Наиболее
заметно ДTi различаются при
ясной, маловетреной погоде,
что хорошо согласуется с ми­
кроклиматическими
исследо­
ваниями И. А. Гольцберг [29],
Е. Н. Романовой [102] и др.
На рис. 3.4 приведено рас­
пределение осредненных за
весь
период
наблюдений
(июнь—август) разностей тем­
ператур между контрольной
Рис. 3.4. Распределение осредненных
за июнь—август разностей темпера­
туры почвы ДГ,-°С между контроль­
ной и микроклиматическими точками
при погоде типа I (ясно, мало вет­
рено) на поверхности почвы (а) и на
глубинах 10 см (б), 15 см (я),
20 см (г).
Почва:
1 —
торф; 2 — оглеешшй торф;
лугово-бурая.
3 —
и микроклиматическими точками для лугово-бурой почвы, оглеенного торфа и чистого торфа при погоде типа I. Анализируя рас­
пределение ДТи следует отметить, что участок с лугово-бурой
почвой как при ясной, маловетреной, так и при пасмурной, вет­
реной погоде существенно теплее, чем контрольная точка (не­
орошаемый участок). Исключение составляют сроки с 16 до 20ч,
когда температура поверхности почвы на этом участке ниже, чем
на контроле, что объясняется более интенсивным прогревом
сухой почвы в послеполуденные часы. В среднем за сутки слои
почвы 0—20 см на рисовом поле с лугово-бурой почвой при
погоде типа I на 0,8— 1,0°С, а при погоде типа IV на 0,2 С
теплее чем на неорошаемом участке. Это весьма существенные
значения различия и за период наблюдения в данном случае за
ИЮнь— август, в сумме они могут составить 20— 120 L в зависи­
75
мости от типа погоды. Микроклиматические поправки при погоде
типов II и III за этот-же период могут составить около 70 и 40 °С
соответственно.
Торфянистая почва на рисовом поле в целом за сутки холод­
нее, чем почва на неорошаемом участке и чем лугово-бурая
почва. И только при погоде типа I на участке с оглеениым тор­
фом слои почвы 15—20 см теплее, чем на контроле. За период вегет^ и этн Рисовые поля холоднее контрольных при погоде типа I
100 С
П^И ТИПах ^ и
— на ^0°С и при типе IV — на 80—
Наиболее благоприятный температурный режим складывается
на рисовом поле с лугово-бурыми почвами. В зависимости от типа
?«п0°гЫ -такое поле 33 ^ р и о д вегетации получает тепла на 120—
IbU С больше, чем поля с торфянистыми почвами. Полученные
выводы подтверждаются данными об урожайности. Так, в небла­
гоприятный по погодным условиям 1981 г. (средняя урожайность
по краю составила 1,55 т/га) урожай риса (см. табл. 3.2) на 1-м
участке составил 2,0 т/га, на 2-м 1,3 т/га, на 3-м — 0 т/га (рис
не вызрел).
'
Таким образом, почвенные различия на рисовых полях явля­
ются важным микроклиматообразующим фактором, влияние кото­
рого соизмеримо с влиянием таких микроклиматообразующих
факторов, как удаленность от морского побережья и защищен­
ность от холодных влагонесущих потоков южного направления.
Кроме того, микроклиматические поправки, посредством которых
учитывается тип почвы, существенно зависят от погодных условий
складывающихся в конкретном году. Следовательно, дифферен­
цированная оценка теплообеспеченности рисовых массивов по зоне
рисосеяния Приморского края требует учета пространственного
распределения типов почв.
Глава 4. М ЕТО Д О Л О ГИ Ч ЕС К И Е ОСНОВЫ СИ НО ПТИ КО­
СТАТИСТИЧЕСКОГО П РО ГН О ЗА УРОЖ АЙНОСТИ РИСА
Усовершенствование системы агрометеорологического обеспе­
чения сельскохозяйственного производства и в частности прогно­
зов урожайности различных сельскохозяйственных культур имеет
большое значение для выполнения Продовольственной программы
[94].
Практическая ценность прогноза урожайности возрастает по
мере увеличения его оправдываемости и заблаговременности, осо­
бенно актуальной в последнее время становится задача оценки
ожидаемой продуктивности сельскохозяйственной культуры до сева.
4.1. Основные методы прогноза урожайности
сельскохозяйственных культур
К основным методам разработки прогностических моделей по­
года—урожай относятся следующие: статистические, динамико­
статистические, физико-статистические и синоптико-статистические [14, 30, 34, 45, 56, 76, 92, 96, 122, 125, 152, 167 и др.]. Резуль­
таты применения статистических методов прогноза урожайности
неоднократно обобщались в работах советских и зарубежных ав­
торов. Подобные обзоры были выполнены, например, Ю. И. Чир­
ковым [137], В. М. Пасовым и А. Н. Полевым [76], О. Д. Сиротенко [113], В. М. Просунко [96], О. К. Устиновой и др. [125].
В 1980-х годах в агрометеорологии стали широко разви­
ваться динамико-статистические методы, которые использовались
как при моделировании влияния погодных условий и агротехни­
ческих приемов иа развитие агробиоцеиозов, так и для програм­
мирования и прогноза урожайности [15, 73, 93, 152, 154 и др.].
Выбор оптимальной модели погода—урожай должен определяться
с учетом цели исследования и экономичности расчетов. По-видимому, нецелесообразно использовать очень трудоемкие динами­
ческие модели, если оправдываемость прогноза по ним и по более
простым статистическим моделям находится на одном уровне.
Прогностические модели урожайности риса разработаны
в основном с помощью статистических методов применительно
к условиям Украины [95, 96], Северного Кавказа [32, 59], По­
волжья [19], Средней Азии [2], Приморья [135], Казахстана
77
[40]. В этих работах приводится большое количество уравнений
множественной регрессии, где в качестве предикторов использо­
ван целый ряд метеорологических величин: суммы температур
выше 15 °С, средняя температура воздуха в 13 ч в конце июля,
дата перехода средней суточной температуры через 15°С осенью
[40]; температура воздуха за сентябрь [19]; средняя температура
воздуха за определенные межфазные периоды; число продуктив­
ных стеблей на площади 1 м2, их высота, масса 1000 зерен [2];
сумма температур выше 10 °С; общая площадь ассимилирующей
поверхности растений в фазы выход в трубку и выметывание,
максимальная высота растений, число продуктивных стеблей,
средняя интенсивность фотосинтетически активной радиации
[96]. Возможности определения продуктивности посевов риса
методом спектрофотометрических измерений рассмотрены в ра­
боте [134]. В перечисленных работах прогнозы урожайности риса
составляются как для административных районов, так и для от­
дельных полей. Кроме того, в работе [2] прогностические урав­
нения дифференцированы для различных по скороспелости сортов
риса.
Разработке методов прогноза урожая риса большое внимание
уделяется в-Японии и других странах, где велико потребление
этой культуры [7, 157, 163, 167]. Обзор статистических методов
исследования и моделирования влияния климатических условий
на урожайность риса в Японии приведен в работе Мураты [157].
Автор считает, что при определенном диапазоне температур воз­
духа процесс фотосинтеза остается почти постоянным. На осно­
вании корреляционного анализа им было установлено, что наи­
более важным климатическим фактором, влияющим на продук­
тивность риса, в центральных и южных районах Японии является
солнечная радиация или продолжительность солнечного сияния,
а в северных районах — средняя температура воздуха.
Статистические и динамико-статистические методы прогноза
урожайности сельскохозяйственных культур позволяют предска­
зывать ожидаемую продуктивность растений по истечении боль­
шей части вегетационного периода, что ограничивает возможности
агрометеорологического обеспечения. Поэтому весьма актуальным
в настоящее время является увеличение заблаговременности про­
гноза урожайности для того, чтобы еще до сева культуры можно
было оценить ее ожидаемую продуктивность в том или ином рай­
оне.
Для решения этой задачи потребовался новый подход. По­
скольку традиционную информацию о состоянии посевов и агро­
метеорологических условиях вегетационного периода использовать
нельзя, то В. М. Пасовым [75] было предложено новое перспек­
тивное направление в решении указанной проблемы. В его основе
лежит использование реально существующих связей между пого­
дой и особенностями атмосферной циркуляции в предшествующий
период, с одной стороны, и урожайностью сельскохозяйственных
культур, формирующейся под влиянием этой погоды, с другой сто­
78
роны. Такие методы прогноза получили название синоптико-статистических. Используя эти методы, во-первых, можно составлять
прогнозы урожайности различной заблаговременности, в том
числе и до сева. Во-вторых, учитывая особенности основных цир­
куляционных систем в период вегетации, можно рассчитывать
ожидаемую продуктивность посевов и в тех случаях, когда отсут­
ствует информация о метеорологических и биометрических пока­
зателях, используемых в качестве предикторов в статистических
агрометеорологических схемах прогноза. Заблаговременность
прогнозов урожаев будет определяться, с одной стороны, требо­
ваниями потребителя данной информации, а с другой стороны,
возможностями регионального гидрометцентра. Указанный подход
был использован в работах [5, 56, 65, 77, 81, 86, 132].
В М Пасовым и Е. А. Аксариной [5, 77] разработана мето­
дика составления синоптико-статистического ^прогноза урожай­
ности яровой пшеницы до сева в основных районах ее выращива­
ния. Предварительно авторами были исследованы особенности
циркуляции атмосферы над северным полушарием в годы с раз­
личной урожайностью яровой пшеницы и проведена их типизация.
Г. П. Масягиным [65] при разработке синоптико-статистиче­
ского метода прогноза урожайности картофеля на Сахалине был
проведен синоптический анализ полей # 7 0 0 за март и июль, кото­
рый показал, что наиболее существенным синоптическим призна­
ком различий классов «урожай выше среднего» и «урожаи ниже
среднего» является положение оси гребня тепла в районе зап ад­
ной и Восточной Сибири и положение оси ложбины холода в се­
верной части Тихого океана. Для прогноза урожайности картофеля
до сева наиболее информативными оказались значения средней
месячной температуры воздуха в марте на_ Я70о над Европей­
ской частью Советского Союза и Гренландией, а также над Охот­
ским морем и Аляской.
В приведенных выше работах выбор предикторов в синоптико-статистических схемах прогноза урожая осуществлялся на
основе предварительного выявления и анализа особенностей атмо­
сферной циркуляции как за вегетационный период, так и в пред­
шествующий ему зимний. Авторы этих работ выявляют и физи­
ческий смысл установленных зависимостей между атмосферной
циркуляцией и урожаем сельскохозяйственной культуры. Исклю­
чением является работа [56], где без предварительного анализа
синоптической ситуации в годы с различными урожаями предла­
гается большое число уравнений регрессии для прогноза урожай­
ности основных сельскохозяйственных культур, возделываемых
в Приморском крае. В этих уравнениях используются в качестве
предикторов только индексы циркуляции А. Л. Каца и Ь. п . ьлиновой. Такой подход по своей сути не является синоптическим,
так как «синоптический метод — это метод анализа и. прогноза
атмосферных макропроцессов и условий погоды на больших про­
странствах с помощью синоптических карт и вспомогательных
средств..*» [10, 131]. В работе [56], в частности, приведены и
79
~
НЙЯ регрессии для прогноза урожайности риса до сева По
£ Л 92 ; , '„
ванны БппПервуго очеРеДь отсутствием выбора физически обосноатмосферы ИКТ° Р0Б ^ ° СН°В0 анализа особенностей циркуляции
Проведенные нами ранее [82—84] Исследования показали что
характер атмосферной циркуляции над Дальним Востоком и теп­
ловое состояние морской подстилающей поверхности в годы с выДР°жаями ?иса существенно различаются по
им группам лет. Обоснование схемы синоптико-статистического
прогноза урожая риса до посева изложено ниже.
4.2. Теоретическое обоснование схемы долгосрочного прогноза
средней по краю урожайности риса
™п£?,н° п™ к0"статистический метод прогноза урожайности сельскохозяиственных культур разрабатывается на основе методов
долгосрочных прогнозов погоды [10, 100, 109, 118, 145, 160 1691
Однако в отличие от них в долгосрочном прогнозировании уро­
жайности необходим учет, помимо погодных условий, ряда факто­
ров, связанных с почвенно-климатическими особенностями района
возделывания сельскохозяйственных культур, агротехники и др
Сложные процессы взаимодействия океана, атмосферы и под­
стилающей поверхности над Дальним Востоком приводят к фор­
мированию определенного режима погоды в Приморье и в част­
ности в зоне рисосеяния. Нам представляется, что связь между
характером атмосферной циркуляции и урожаем можно рассмат­
ривать в такой последовательности: взаимодействие океана атмо­
сферы и подстилающей поверхности (орография) над Дальним
ь осток ом ^ т и п погоды в Приморье-»- микроклимат-^ урожайГ7ЯСОЯ
ГА1аС1;5 Г Л,елД0ВаНИЯМ Х- Х- Рафаиловой [100], Д . А. Педя
ri«oi
’
Маклаковой и В. Д . Решетова [64], X. Вада
важная роль в формировании погоды принадлежит стра­
тосферной циркуляции. Взаимодействие процессов в стратосфере
и тропосфере может приводить к формированию аномалий тропо­
сферной циркуляции, которые нельзя объяснить исключительно
процессами взаимодействия тропосферы с подстилающей поверх­
ностью. Реальность тропосферно-стратосферных связей доказана
в работах [100, 158] и полученные зависимости находят прогно­
стическое применение.
Среди факторов, определяющих условия погоды умеренных
широт северного полушария, большое значение принадлежит цир­
кумполярному вихрю (Ц П В). Колебания его положения и ин­
тенсивности в большой степени влияют на формирование погоды
в том или ином районе. Детальный обзор исследований, посвящен­
80
ных изучению ЦПВ и его влиянию на формирование условий по­
годы, приведен в работах Д . А. Педя [78—80]. В [78] дана кли­
матическая характеристика полюса циркуляции, координат поло­
жения и интенсивности циклонического вихря, отмечено, что тра­
ектории перемещения ЦПВ достаточно сложны. Перемещается
циклонический вихрь вслед за очагом стратосферного холода, ко­
торый возникает в основном в результате охлаждения воздуха
в период полярной ночи.
В работе М. X. Байдала, А. И. Неушкина [11] рассматрива­
ется зависимость между положением центра циркумполярного
вихря и погодой в Казахстане. Зимы, в которых ЦПВ находится
в восточном секторе Арктики, отличаются отсутствием холодов
в Европе и в западных районах Азии. Если же ЦПВ располага­
ется в гренландском секторе Арктики, то возникают сильные и ус­
тойчивые похолодания на обширной территории от Прибалтики
до Урала.
Примером успешного использования некоторых характеристик
циркуляции стратосферы и в частности информации о ЦПВ в аг­
рометеорологических прогнозах может служить долгосрочный
прогноз урожая -яровой пшеницы до сева в Казахстане [5] и дру­
гих районах ее выращивания [77], риса в Приморском крае [81,
86]. Зависимость колебаний урожайности зерновых культур от
сроков весенних перестроек циркуляции в стратосфере исследо­
вана в работе [98].
Но атмосферу можно рассматривать как изолированную среду
лишь при краткосрочном прогнозе погоды. При долгосрочном
прогнозе такое предположение «неприемлемо ни в каком прибли­
жении» [68]. Отсюда видно, что однопараметрическая схема дол­
госрочного прогноза является малоэффективной, даж е если этот
предиктор физически обоснован. Поэтому целесообразно строить
многопараметрические схемы, которые включали бы наиболее
значимые факторы, являющиеся источниками долговременных
аномалий погоды.
Д . Сойер [165] рассмотрел факторы, которые могут быть при­
чиной долгопериодных аномалий, и сделал заключение, что наи­
более важными из них могут быть длительные аномалии темпе­
ратуры поверхности воды (более месяца) и большого простран­
ственного масштаба (порядка 1000 км в диаметре). В то же
время не могут быть исключены и другие факторы, а именно рас­
пространение границы снежного и ледяного покрова [10, 109, 110,
149]. К. Георг [149] указывает, что снежный и ледяной покровы
являются очень чувствительными элементами системы Солнце—
Земля— атмосфера и оказывают большое влияние на общую цир­
куляцию атмосферы, погоду и микроклимат.
В работах, посвященных статистическому анализу темпера­
турного поля океана и атмосферных характеристик, исследова­
лись связи аномалий температуры поверхности воды как с эле­
ментами погоды (температура воздуха, осадки и др.)» так и с ано­
малиями атмосферной циркуляции. Установлено [58], что над
6
З а к а з Лг 228
81
районами с положительными аномалиями температуры воды фор­
мируются области повышенного давления в нижней тропосфере.
Средняя многолетняя картина атмосферной циркуляции харак­
теризуется наличием ложбины над западной и гребнем над во­
сточной частями Тихого и Атлантического океанов [148, 151, 159,
166]. Сезонные колебания тепловых потоков от океана в атмо­
сферу в зоне западного переноса изменяют зональность атмо­
сферной циркуляции. Количественное подтверждение этому дано
в работах Д . А. Педя [79], который установил, что зимой над оке­
аном наблюдается наибольшая изменчивость положения планетар­
ной высотной фронтальной зоны (ПВФ З). Н ад континентом и
в летний период над океаном эта изменчивость гораздо меньше.
Воздействие океанической подстилающей поверхности отчетливо
прослеживается в средней тропосфере, но может охватывать и бо­
лее высокие слои атмосферы, вплоть до уровня тропопаузы. Мак­
симальная изменчивость положения ПВФЗ отмечается в восточ­
ной части океана. Обнаружены количественные связи менаду мно­
голетним положением изотерм в Северной Атлантике и многолет­
ним положением ПВФЗ.
Э.
В. Рочевой и В. Ф. Логиновым [103] установлено, что долго
сохраняющиеся в океане обширные районы аномально холодных
или теплых вод могут служить предвестниками засушливого или
влажного лета. Так, перед засухами на Украине отмечается на­
копление отрицательных аномалий температуры воды в северной
части Атлантического океана, а перед влажными годами харак­
терно накопление положительных аномалий. Отрицательные ано­
малии температуры воды в северной части Тихого океана чаще
связаны с понижением давления и температуры воздуха и с дефи­
цитом осадков.
В работе [25] установлено, что наибольшая активность взаи­
модействия атмосферы и океана в умеренных широтах отмечается
в зоне фронтов. Изменение положения высотной фронтальной зоны
влияет на горизонтальную протяженность с юга на север дальне­
восточного высотного гребня, в результате чего зона сходимости
потоков на высотах над северо-западной частью Тихого океана
располагается севернее или южнее своего обычного положения.
При северном положении гидрологического фронта зимой в теплое
полугодие создаются благоприятные условия для антициклогенеза
над Охотским морем, при его южном положении — над Тихим оке­
аном.
Т. Савада [164], К- Рамедж [99], Д ж . Немайес [159] считают,
что атмосферные процессы первой половины лета над Восточной
Азией в большой мере находятся под влиянием ледовитости Охот­
ского моря. Охотское море начинает замерзать в ноябре, отдавая
тепло, которое, уменьшая скорость охлаждения, увеличивает кон­
траст температуры между сушей и морем. Весной же таяние
льдов, поглощая тепло, задерживает нагревание воды. Образую­
щийся в мае охотский антициклон приводит к локальному форми­
рованию летней циркуляции.
82
Учитывая ранее проведенные различными авторами исследо­
вания по проблеме долгосрочных прогнозов, мы [82, 141] предло­
жили трехуровенную синоптико-статистическую модель долго­
срочного прогноза урожая риса Р в Приморском крае следую­
щего вида:
Р = a, (Ai
йоВ “Ь
"t~
где а ь й 2 , аъ и а4 — коэффициенты уравнения; А\, А 2 — предик­
торы, учитывающие циркуляцию тропосферы и стратосферы^; В —
предикторы, учитывающие тепловое состояние океанической под­
стилающей поверхности (интенсивность и положение гидрологи­
ческого фронта, аномалии температуры воды, деловитость Охот­
ского моря); С — предикторы, учитывающие особенности подсти­
лающей поверхности того района, по которому прогнозируется
урожай с учетом биологических требований культуры (снежный
покров, сумма осадков за осенне-зимний период, число дней с раз­
личными типами погоды и т. д.) и изменений в уровне агротех­
ники.
Поскольку урожай сельскохозяйственных культур^ является
функцией большого количества факторов, то к исходной информа­
ции, используемой в последующем в расчетных схемах, должны
предъявляться строгие требования. В случае, если исходная ин­
формация не содержит необходимого количества предикторов,
этот недостаток исходной информации не может быть восполнен
даж е самыми сложными приемами последующей статистической
обработки. С другой стороны, при увеличении количества^ предик­
торов растет вероятность появления расчетной неустойчивости
прогностической схемы, появляется так называемая «искусствен­
ная предсказуемость». Следовательно, с увеличением числа пре­
дикторов уравнения регрессии все более точно аппроксимируют
прогнозируемое явление в анализируемом периоде. При этом ко­
эффициенты уравнения становятся все более неустойчивыми и по
абсолютным значениям и по знакам, что ведет к неустойчивости
всей расчетной схемы и, в конечном итоге, к существенным ошиб­
кам при проверке этих уравнений на независимом материале.
По вопросу о выборе наиболее оптимального числа предикто­
ров / при объеме выборки ti в литературных источниках нет чет­
ких указаний. Известно, что увеличение числа предсказателей
приводит к появлению связей за счет случайного совпадения чи­
сел (так называемая ложная корреляция). С ростом j / n уровень
ложной корреляции будет возрастать. М. Г. Тер-Мкртчяи [120]
предлагает в расчетных схемах использовать не более трех пре­
дикторов. Другие авторы [8, 122] определяют / из соотношения
/ = (0,l/i).
.
Неустойчивость уравнений регрессии и высокии уровень лож ­
ной корреляции приводит к искажению как количественного, так
и качественного характера связи, что делает невозможным приме­
нение полученных уравнений для прогноза. Следовательно, при
разработке любой синоптико-статистической схемы прогноза
основное внимание должно быть уделено отбору наиболее инфор­
мативных предикторов и их преобразованию.
При описании процесса формирования урожайности риса и
последующем ее прогнозировании с помощью априорной информа­
ции на первом этапе необходимо создать упрощенное, схематиче­
ское представление о совокупности явлении и процессов, приво­
дящих к формированию как высоких, так и низких урожаев. В за­
висимости от конкретных погодных условий, уровня агротехники,
доз и видов удобрений, сорта, типов почв и т. д. можно получить
большое количество моделей формирования различных групп уро­
жаев риса, полностью определенных до ограниченного числа мо­
делеобразующих параметров.
Для создания конкретной прогностической синоптико-статистическои модели и расчетного способа прогноза урожайности риса
в Приморском крае нами были выполнены следующие этапы:
' — выявлены особенности атмосферной циркуляции предвегетациоиного и вегетационного периодов в годы с высоким и низким
урожаями с учетом теплового состояния подстилающей повеохности;
^
— проведена формализация представленной схемы прогноза;
— проверена работа схемы на фактическом материале;
— проанализированы результаты и отобраны наиболее опти­
мальные схемы прогноза.
Поскольку алгоритм расчетной схемы прогноза был основан
на статистических методах с учетом синоптических особенностей,
то такая схема прогноза является синоптико-статистической.
4.3. Особенности атмосферной циркуляции над Дальним
Востоком в годы с высоким и низким урожаями риса
На первом этапе отбора предикторов синоптической группы
нами были рассмотрены особенности атмосферной циркуляции
в тропосфере и в нижней стратосфере на пространстве второго ес­
тественного синоптического района в годы с высокими и низкими
урожаями риса в Приморье. Как отмечено выше, одним из основ­
ных макроциркуляционных объектов атмосферной циркуляции над
северным полушарием, определяющим условия погоды в умерен­
ных широтах, является циркумполярный вихрь (Ц П В). Под ЦПВ
понимается общее циклопическое (антициклоническое) движение
воздуха вокруг полюса [80]. В некоторых случаях, чаще в холод­
ное полугодие, при двухцентровой структуре ЦПВ значительно
перемещается в сторону континентов [80, 118]. Циркумполярный
вихрь имеет довольно сложную структуру и существует как
в тропосфере, так и в стратосфере. Поэтому прежде всего нами
были выявлены особенности местоположения и интенсивности (за
интенсивность принималась глубина ЦПВ, выраженная в дам)
циркумполярного вихря в годы с высокими и низкими урожаями
риса [81].
84
В качестве основных параметров ЦПВ рассматривались коор­
динаты его центра (ф — широта и X — долгота) и значение геопотеициала # в центре ЦПВ на изобарических поверхностях
#юо, # 50, Язо по средним месячным полям. В тех случаях, когда
ЦПВ имел два центра и более, учитывался центр, расположенный
в Азиатском секторе Арктики или над Азиатским континентом.
Затем рассчитывались средние по группам лет значения ср,
Н
для ЦПВ по отдельным месяцам (табл. 4.1).
Т А Б Л И Ц А 4.1
О с р е д н е н н ы е з н а ч е н и я п а р а м е т р о в ц и р к у м п о л я р н о г о в и х р я в го ды
с в ы со к и м и н и зк и м у р о ж а я м и р и са
Ноябрь /-го года
Группа лет
С ВЫСОКИМ
урожаем
урожаем
Уровень
Я, гПа
Я дам
Ф
%
Я дам
Ф
1
Я дам
Ф
100
50
30
70
78
81
118
98
90
1539
1959
2264
71
83
84
107
106
98
1520
1931
2230
68
80
80
92
73
69
1526
1933
2240
100
50
30
79
79
78
70
81
116
1527
1950
2256
76
79
79
90
98
95
1514
1930
2233
71
70
72
106
83
70
1514
1942
2246
Февраль {/+1)-го года
Группа лет
Январь (Л-!)-го года
Декабрь l -то года
Уровень
Я, гПа
Март ( /+ ! ) - го года
Ф
X
Я дам
Ф
Я
Я дам
С высоким
урожаем
100
50
30
77
79
79
81
67
69
1513
1939
2246
65
79
75
102
86
74
1527
1961
2268
С
низким
урожаем
100
50
30
74
80
80
93
95
63
1512
1924
• 2230
76
76
75
91
76
65
1523
1949
2260
Оказалось, что местоположение ЦПВ существенно различается
по группам лет. Причем наиболее существенные различия наблю­
дались на поверхности #юо в ноябре, январе и марте. Несколько
хуже эти' различия проявлялись в вышележащих поверхностях:
# 50
И
# 30-
ттт- тп
Перед годом с высоким урожаем риса центр Ц1Ш был смещен
в сторону Азиатского континента и преимущественно (60% ) рас­
полагался южнее 70° с. ш. Дальневосточная ложбина при таком
положении центра получала значительное развитие в меридио­
нальном направлении и достигала районов Хабаровского края.
Такое положение ЦПВ в 72 % случаев наблюдалось в ноябре
предшествующего года, в январе и марте года с высоким
85
урожаем. В отдельных случаях центр ЦПВ опускался до 50—
60 с. ш. и располагался над Алданом или над северными районами
Хабаровского края. В остальные месяцы рассматриваемого периода
ЦПВ находился в более северных широтах. Исключение в группе
высокоурожайных лет составил 1968 г., когда только в одном ме­
сяце (ноябре) ЦПВ располагался южнее 70° с. ш.
Для поверхностей #sq и Н зо перед высоким и низким урожаями
общая тенденция в положении ЦПВ была .такой же, как и на
#юо, но количественно эти различия выражались слабее.
Рис. 4.1. Среднее поле геопотенциала изобарической поверхности Ню о
в ноябре 1977 г. (а) перед высокой и в ноябре 1980 г. (б) перед низкой
урожайностью риса в Приморском крае.
Перед годом с низким урожаем ЦПВ в 78 % случаев распола­
гался северо-западнее своего обычного положения и находился
с декабря по март над полуостровом Таймыр. Вероятности от­
клонения центра как в сторону северного полюса, так и в сторону
Хатанги равны и составили по 11 %. В ноябре же ЦПВ занимал
самое северо-западное положение и располагался в Европейском
секторе Арктики над Землей Франца Иосифа.
Таким образом, перед высоким урожаем ЦПВ преимущест­
венно располагался- юго-восточнее своего обычного положения,
а перед низким — северо-западнее. Интенсивность вихря перед
низким урожаем, как правило, была ниже, чем перед высоким
{рис. 4.1).
Поскольку в прогностических схемах, как было показано
в п. 4.2, целесообразно использовать не более 2—3 предикторов,
характеризующих в целом систему «подстилающая поверхностьатмосфера», то возникла необходимость в концентрации информа­
ции, описывающей положение и интенсивность ЦПВ. Нами был
разработан комплексный показатель циркумполярного вихря W,
который определяется следующим образом. Первоначально стро­
ятся карты (М 1 : 75 000 000) локализации циклонических центров
по средним месячным полям Н т (рис. 4.2). Затем определя­
86
ются средние многолетние траектории перемещения ЦПВ для от­
дельных месяцев холодного полугодия. Точка пересечения оси
многолетней миграции центров ЦПВ с нулевым меридианом ус­
ловно принимается за точку отсчета (О). Рассчитывается ком­
плексный показатель по следующей формуле:
W ^ l ( H — 1500),
(4.1)
где / — расстояние от точки О до проекции центра ЦПВ на ось
миграции ОА\ Я — среднее месячное значение геопотенциала
(дам) в центре циклона. При Я г^ 1500 дам показатель W —1.
Рнс. 4.2. Локализация средних месячных циклонических
центров на #юо в ноябре предшествующего года перед
низкой ( 1) и высокой (2 ) урожайностью риса.
О А
— средняя многолетняя ось перемещения центров циркум­
полярного вихря.
Физический смысл W раскрывается следующим образом: с по­
мощью I учитывается местоположение ЦПВ относительно сред­
ней многолетней оси миграции. С синоптической точки зрения
этот параметр отражает наличие и распространенность в юго-во­
сточном направлении высотной дальневосточной ложбины; чем
больше значение I, тем более выражена ложбина. Согласно дан­
ным табл. 4.1, ЦПВ более интенсивен при уменьшении значения
/, в этих случаях над умеренными широтами северного полуша­
рия осуществляется интенсивный западно-восточный перенос
(рис. 4 .1 6 ). Учитывая интенсивность ЦПВ при расчете W по фор­
муле (4.1), мы концентрируем в нем все три основных параметра
циркумполярного вихря. При исследовании W на значимость при
помощи i-критерия Стыодента (fc) оказалось, что W существенно
различается в годы с высокими и низкими урожаями риса в ноя­
бре предшествующего года (на 1 %-ном уровне) и в марте теку­
щего года (на 5 %-ном уровне).
Анализ особенностей атмосферной циркуляции в нижней страто­
сфере над Дальним Востоком осуществлялся путем рассмотрения
средних месячных полей, на которых некоторые характеристики
атмосферной циркуляции в течение месяца могут быть сглажены.
Поэтому дальнейшее исследование особенностей атмосферной
циркуляции в годы с высокими и низкими урожаями риса прово
дилось с помощью форм циркуляции Каца— Громовой—Ильин­
ского по полям #5оо. В основу этой типизации положена класси
•фикация, предложенная А. Л. Кацем и распространенная- на рай
оны Восточной Сибири и Даль­
него Востока Г. Г. Громовой,
а затем
детализированная
О. К- Ильинским [50].
В соответствии со структу­
рой высотного поля были вы­
делены следующие формы цир­
куляции:
одна широтная Ш и че­
тыре меридиональных ( 3 —
западная,
Ц — центральная,
С — смешанная,
В — высот­
ная). Ситуации, при которых
структуру
высотного
поля
нельзя отнести ни к широтной,
ни к меридиональной, выде­
лены в группу Н — неопреде­
ленные поля. Широтные формы
циркуляции атмосферы разде­
лялись на шесть разновидно­
стей (Ш1, Ш2, Ш3, Ш4, Ш5, Ш6)
в зависимости от положения
высотных фронтальных зон
[50, 111].
Рис. 4.3. Отклонения от нормы числа
дней Д // с меридиональными фор­
мами циркуляции: западной (3), сме­
шанной (С), восточной (В), цен­
тральной (Ц) и их суммой (М).
Годы: / — с высокой, 2 — с низкой уро­
жайностью.
При исследовании особенностей циркуляции в тропосфере
были использованы календари форм атмосферной циркуляции,
составленные В. С. Калачиковой, Е. В. Николаевой
[52] и
Р. Э. Свинуховой [111].
На рис. 4.3 приведены отклонения от нормы числа дней с ме­
ридиональными формами циркуляции в годы с высоким и низким
урожаями риса в Приморском крае. Перед высоким урожаем риса
в ноябре, декабре и апреле сумма меридиональных форм цирку­
ляции £ М превышает норму на 3— 10 %. Перед низким урожаем,
напротив, повторяемость М за ноябрь—январь на 3—7 % ниже
нормы. Максимальные различия в отклонениях по группам лет
для западной формы циркуляции отмечены в ноябре—январе,
марте, мае, июне, августе; для смешанной — в ноябре, декабре,
марте и сентябре; для восточной — в декабре; для центральной
в мае и июле.
Отклонения широтных форм циркуляции в годы с различной
урожайностью противоположны отклонениям меридиональных
форм. Так, в ноябре, декабре и апреле перед высоким урожаем
риса повторяемость широтных форм циркуляции на о 1и /о
меньше нормы. В период вегетации (с мая по сентябрь) в годы
с высоким урожаем широтные формы циркуляции на . — И /о
превышают норму, в годы с низким урожаем их повторяемость
на 2—6 % ниже нормы. Наибольшие противоположные по знаку
отклонения числа дней от нормы в разные группы лет для Ш
наблюдались в ноябре, апреле, мае, июле и августе; для Ш
в феврале, апреле и октябре; для Ш5 — с мая^по август.
Таким образом, использование объективной типизации атмо­
сферных процессов над Дальним Востоком позволило подтвердитьвыводы, полученные ранее в результате изучения особенностей
местоположения и интенсивности циркумполярного ^вихря. Атмо­
сферные процессы как в тропосфере, так и в нижней стратосфере
в годы с высокими и низкими урожаями риса в Приморском крае
существенно различаются между собой.
4.4. Особенности теплового состояния подстилающей поверхности
Как уж е было отмечено выше, в настоящее время в Советском
Союзе и за рубежом выполнено большое число исследований,
в которых рассматриваются вопросы учета теплового состояния
подстилающей поверхности в долгосрочных прогнозах погоды.
Среди этих исследований работы [7, 24, 99, 109, 110, 159, 169 и
др.] выполнены для территории Дальнего Востока. В ^них пока­
зано, что колебания теплового состояния подстилающей поверх­
ности существенно воздействуют на особенности ^ атмосферной
циркуляции путем влияния на сезонные центры действия атмо­
сферы — охотский антициклон и летнюю дальневосточную депрес­
сию. Поэтому мы попытались выявить связь между тепловым со­
стоянием дальневосточных морей и урожайностью риса в Примор­
ском крае.
В качестве одного из показателей термического состояния Охот­
ского моря была взята ледовитость (в процентах покрытия аква­
тории моря). Анализ исходной информации проводился путем
сравнения ледовитости моря в горы с высоким и низким урожаями
риса. Установлено [83], что средняя декадная ледовитость Охот­
ского моря в годы с высоким урожаем больше, чем в годы с низ­
ким. Причем процессы ледообразования наиболее интенсивно про­
ходят перед годом с высоким урожаем, а разности между средней
по этим группам лет ледовитостыо в отдельные декады достигают
10 % площади моря.
89-
Побережье Приморского края омывается непосредственно во­
дами Японского моря, в северо-западной части которого нахо­
дится холодное Приморское течение. В юго-восточной части моря
вдоль западного побережья Японских островов проходит ветвь
теплого течения Куросио. Нам не удалось обнаружить литератур­
ных источников, в которых рассматривалось бы влияние теплового
•состояния Японского моря на характер местной циркуляции и ре­
жим погоды Приморского края.
При выборе характеристики теплового состояния Японского
моря мы руководствовались рекомендациями А. Н. Крындина
Рис. 4.4. Средние месячные аномалии темпера­
туры поверхности воды Японского моря в низко­
урожайном 1969 г. (а) и в высокоурожайном
1975 г. (б).
1 — область отрицательных аномалий;
мала.
2 — нулевая
изаио-
[58]. Согласно его данным, прогностическая ценность аномалий
температуры поверхности воды Atw для сезонных прогнозов зна­
чительно выше, чем аномалии разности температур вода—воз­
дух Atw—a.
Поскольку период формирования урожая соизмерим с теплым
полугодием, то для характеристики термического состояния Япон­
ского моря нами были выбраны аномалии средней месячной тем­
пературы поверхности воды. Как показал анализ полей аномалий
Atw существенных различий в тепловом состоянии Японского моря
90
в зимний период по группам лет с высоким и i- ш з к и м урожаями
риса не обнаружено. В теплое полугодие связь между At® и
урожайностью риса выражена достаточно четко и ° пР ^ е™°'
(рис. 4.4). В годы с низким урожаем уж е в апреле на большей.
части акватории моря наблюдались отрицательные аномалии
температуры воды, причем зона с ними располагалась в цен­
тральной части моря и вдоль побережья Приморья. В мае знак
аномалии сохранился, ее значение увеличилось до
о,I
о июле
и августе сохранилось аналогичное для июня распределение отри­
цательных аномалий по акватории Японского моря. В годы с вы­
соким урожаем, напротив, с апреля по август над большей
частью поверхности Японского моря наблюдались положительные
Д tw
91-
«злогишые результаты.отмечены X. Аракава [7] и М. Ханзама [150], которые исследовали зависимость между урожайно­
стью риса в Японии и характером аномалий
водных бассейнов, омывающих Японские острова.
Коэффициенты корреляции между
Японского моря и от° Т ТреНДЗ 8 ПР™ °Рье. полученные по
данным за 1960— 1982 гг., приведены в табл. 4.2. В период с апотЛ0 й4 ° ЛпВПТО к° эФФвдиенты корреляции находятся в пределах
от U,b4 до 0,79. Менее значима связь в январе (/-=0,52).
ТАБЛИЦА 4.2
0<о э Ф Ф » ^ е н г к о р р е л я ц и и г ) м е ж д у а н о м а л и я м и с р е д н е й
м еся ч н о й т е м п е р а т у р ы п о в е р х н о с т и в о д ы Я п о н с к о го м о р я и у р о ж а й н о с т ь ю
риса в П рим орье
Месяц. . .
XI
XII
I
II
ш
IV
у
VI
vn
уп1
IX
Г
................. —0,21
0 ,1 8
0 ,5 2
0,21
0 ,1 5
0 ,7 5
0 ,7 6
0 ,7 4
0 ,7 9
0 ,6 0 0 ,5 2
Высокие значения коэффициентов корреляции указывают н я
наличие достаточно тесной связи между урожайностью риса в ПрилолРуго°дМ
иеКРае И тепловым состояыием Японского моря в теплое
п
в Я схема связи развития атмосферных процессов
над Д альним Востоком с условиями формирования урожайности
риса
На основании выявленных особенностей атмосферной циркуля­
ции и теплового состояния подстилающей поверхности [83 841
мы попытались представить схему развития процессов в атмо­
сфере и гидросфере, приводящих к формированию определенного
риса [?40]ДЫ И С00ТВ—
й
е“ У
аномалии
урожайности
В годы перед высоким урожаем риса в Приморском крае в те­
чение предшествующего зимнего периода (ноябрь—март)
над
.Дальним Востоком преобладают меридиональные формы циркуля­
ции. В частности, повторяемость западной формы циркуляции
такие годы выше нормы на 3 — 1 1 % в зависимости о т месяца
При этой форме циркуляции над Восточной Сибирью располага™ р тр ЫС0ТИдШ гребе?ь* Д ентР ЦПВ в нижней стратосфере (Я 100)
смещен на Азиатским континент и расположен юго-восточнее сво­
его обычного положения, дальневосточная высотная ложбина по™
оЗНаЧИ^ ЛЬН0е Развитие в меридиональном направлении и
достигает районов нижнего течения реки Амур (см рис 4 1 а)
т°™ ы РЯ™ 0СТЬ широтных Ф°РМ циркуляции в этот период меньше
нормы, отмешются в основном те их разновидности, при которых
Г и Г (1о ж „ е!Р4О
0»Тс ЛшН) Я 3° На 3аШШЭеТ НаИб° Лее ЮЖНОе
92
При таком положении и развитии дальневосточной ложбины,
по ее западной периферии осуществляется адвекция арктических
воздушных масс, которая, согласно исследованиям Е. А. Лесковой
[61], Л. М. Рудичевой [104], В. И. Пушкаревой [97], X. Вада
[168— 170], приводит к формированию отрицательных аномалий
температуры воздуха у поверхности земли над югом Дальнего Во­
стока и над Японскими островами. Высотная фронтальная зона
и гидрологический фронт характеризуются более южным положе­
нием. Циклоническая деятельность развивается преимущественно
над Беринговым морем и Камчаткой. Эти два фактора, термиче­
ский и динамический, способствуют более интенсивному процессу
ледообразования над Охотским морем и ледовптость Охотского
моря в годы перед высоким урожаем выше нормы [83].
В марте при общем доминировании меридиональных форм
увеличивается повторяемость (до 5% ) широтных форм циркуля­
ции.
В вегетационный период в годы с высоким урожаем циркум­
полярный вихрь занимает более северное положение, чем в годы
с низким. Летний дальневосточный гребень выражен слабо, пов­
торяемость широтных форм циркуляции выше нормы на 5— 11 %.
Среди их разновидностей, как правило, наблюдаются такие, при
которых высотные фронтальные зоны располагаются в более се­
верных широтах — между 40 и 60° с. ш. и севернее 60° с. ш. Пов­
торяемость западной формы циркуляции, напротив, в июне— ав­
густе меньше нормы иа 5—7 %. Над большей частью Дальнего
Востока, в том числе и над Приморьем и дальневосточными мо­
рями осуществляется зональный перенос. При северном положе­
нии центра ЦПВ происходит его сокращение, что усиливает цик­
лоническую деятельность над северными районами Дальнего Во­
стока [118].
У
поверхности земли над Японским морем, Приморьем и Ко­
рейским полуостровом, как правило, расположен отрог северо­
тихоокеанского антициклона, которому предшествует, по В. Ф. Во­
рониной [25], более южное расположение гидрологического
фронта и планетарной высотной фронтальной зоны зимой.
Тепловое состояние поверхности Японского моря в теплое
полугодие таких лет характеризуется положительными аномали­
ями температуры поверхности воды (см. рис. 4.4). Согласно ис­
следованиям Д . Немайеса [159], К- Хишиды, К- Нишиямы [151],
Т. Шелл [166], Т. Барнетт [146] положительные отклонения тем­
пературы воды от нормы Atw способствуют увеличению теплоот­
дачи океана, повышению энтальпии атмосферы в районах, близ­
ких к очагу аномалии, образованию высотного гребня, искривля­
ющего зональный перенос, что приводит также к продвижению
ВФЗ к северу.
Следовательно, влияние положительных аномалий температуры
поверхности воды Японского моря в теплое полугодие иа форми­
рование высокой урожайности риса в Приморском крае осущест­
вляется двояким образом. С одной стороны, это непосредственно
93
отепляющее воздействие моря на прилегающие территории,
а с другой,— при формировании гребня высокого давления над
теплой подстилающей поверхностью по зоне рисосеяния Примор­
ского края устанавливается антидиклональный засушливый тип
погоды (см. рис. 2.6) с повышенной инсоляцией, что приводит
к росту сумм температур выше 10 °С. Средние суммы температур
выше 10 °С в годы с высоким урожаем изменяются по зоне рисо­
сеяния от 2720 до 2900 °С (рис. 4.5), что на 150—200 °С выше
средних многолетних (см. табл. 2.6). С повышением температур
Рис. 4.5. Средние суммы температур выше
10 °С по зоне рисосеяния Приморского края
в годы с высокой урожайностью.
Здесь н на рнс. 4.6 штриховой линией дана гра­
ница зоны рисосеяния.
воздуха увеличивается теплообеспеченность периода вегетации,
что особенно важно в северных районах рисосеяния, и, как след­
ствие, растет урожайность.
В годы перед низким урожаем риса циркумполярный вихрь,
как правило, расположен северо-западиее своего обычного поло­
жения. Над Дальним Востоком наблюдается интенсивный зональ­
ный перенос, высотная дальневосточная ложбина выражена слабо
(см. рис. 4.1 б). Повторяемость меридиональных процессов в от­
личие от лет с высоким урожаем ниже нормы (до 10% ). В том
числе, повторяемость западной формы циркуляции с ноября по
март меньше нормы на 9— 12 % (см. рис. 4.3). Повторяемость ши­
ротных форм циркуляции, напротив, в ноябре—январе выше
нормы на 4—7 %. Высотная фронтальная зона проходит севернее
Байкала, над средним течением Амура и далее на юг Охотского
моря. При перемещении циклонов вдоль высотной фронтальной
зоны на акваторию Охотского моря происходит вынос теплых
воздушных масс, на большей части территории Дальнего Востока,
согласно исследованиям JI. М. Рудичевой [104], формируются по­
ложительные аномалии температуры воздуха у поверхности земли,
вследствие чего ледовитость Охотского моря перед низким уро­
жаем ниже нормы.
В теплое полугодие таких лет центр ЦПВ смещается в сторону
континента вдоль 120— 130° в. д. и в июне занимает самое южное
положение — над районами Алдана. Выше нормы поднимается
повторяемость меридиональных форм циркуляции, особенно цен94
тральной и западной. При последней над средним течением реки
Амур и южными районами Хабаровского края стационирует вы­
сотный циклон (#5сю).
„
Отрицательные аномалии температуры поверхности воды Япон­
ского моря с апреля по сентябрь (см. рис. 4.4) также способст­
вуют формированию высотной ложбины над Приморьем. У по­
верхности земли усиливается адвекция относительно холодных
влажных воздушных масс, при увеличении облачности увеличива­
ется число дней с осадками, туманами, уменьшаются инсоляция
Рис. 4.6. Средние отклонения от нормы числа дней с влаж­
ным типом погоды (а) и средние суммы температур выше
10 °С (б) по зоне рисосеяния Приморского края в годы
с низкой урожайностью.
[129] и суммы температур выше 10°С (рис. 4.6). Это приводит
к формированию положительных отклонений от нормы числа
дней с влажным типом погоды и отрицательных — с засушливым
типом погоды. При таких погодных условиях урожайность риса
падает, развивается пустозерность и снижается вес зерновок.
В эти годы в приозерных и незащищенных от воздействия
влажных морских воздушных масс климатических микроподрай­
онах Ш а, Ш б и Па зоны рисосеяния (см. рис. 3.1) складывается
более неблагоприятный температурный режим, чем в удаленных от
озера и защищенных КМПР IVa и IVе. Этим, по-видимому, и
объясняется наибольшая изменчивость урожайности риса (а =
= 0,56 т/га) в хозяйствах, расположенных на территории КМПР
IIIa, III6 и Па. В свою очередь внутри КМПР наименее теплообеспеченными являются рисовые чеки с торфянистыми почвами, на
которых в целом за период вегетации при погоде типа IV (влаж­
ном) сумма активных температур меньше на 80— 100°С, чем на не­
орошаемом участке.
В табл. 4.3 приведены количественные характеристики 'измен­
чивости сумм температур выше 10 °С, определяемые циркуляци­
онными и микроклиматическими факторами, по центральной
части зоны рисосеяния (КМПР IVa и КМПР IVkj). Оказалось, что
средние разности температур Д]>] Т между средними
в годы
95
ТАБЛИЦА 4.3
Количественная оценка факторов, определяющих изменчивость cvmm
температур выше 10 °С (£ 7 '°С ) на рисовом поле, в климатических
условиях Приморского края (на примере климатического района IV)
Климатический микроподрайон (КМПР)
Факторы, вызывающие изменчивость 2Т,
и их количественные характеристики
IV3
IV6
2580
2710
144
185
2720—2440
2890—2530
Средние
многолетние суммы
температур по данным гидро­
метеостанций
°С
Среднее квадратическое откло­
нение а, °С
Х7±<у, °с
Г. Изменчивость сумм температур
за счет циркуляционных фак­
торов
а) в высокоурожайные годы
17
о
2790
2880—2690
W
о
2450 ‘
124
2580—2330
— 130
0
—60
—60
о
0
о
т
о
1
со
лугово-бурые
почвы
тип погоды 3
I
2630—2490
0
а) влияние оз. Ханка ‘
б) влияние почвенных разли­
чий 2
IV
Г
2560
76
1
00
17 ±а
I. Изменчивость сумм температур
за счет микроклиматических
факторов
оглеенный торф
3050-2750
1о
Т?±о
б) в низкоурожайные годы
тип почвы
торф
2900
147
96
20—40
20—40
IV
—40
—40
I
120
120
IV
20
20
1 В сравнении с удаленным от озера КМПР IV6.
2 В сравнении с неорошаемым участком.
3 Тип погоды (по Л. Г. Васильевой): I — ясно, маловетренно» IV — облач­
но, ветрено.
96
с высоким и низким урожаями составляют 340 °С. С учетом сред­
него квадратического отклонения это значение может увели­
читься до 550 °С. Аналогичные результаты получены для осталь­
ных КМПР (см. рис. 4.5 и 4.6). С поправками на тип погоды и
тип почвы изменения сумм температур на рисовом поле за пе­
риод вегетации могут дополнительно составлять от 120 до
' — 1 0 0 °с .
Следовательно, в годы с низким урожаем растения риса на
чеках с торфом в КМПР IVa получат тепла на 600—650 °С
меньше, чем в КМПР IV» на чеках с лугово-буровыми почвами
в годы с высоким урожаем. Такие колебания сумм температур по
зоне рисосеяния и являются, на наш взгляд, одной из главных при­
чин, вызывающих пространственную изменчивость урожайности
риса в Приморском крае. Как следует из данных табл. 4.3, ос­
новная доля изменчивости сумм температур на рисовом поле
(не менее 70 %) определяется макроциркуляционными факторами.
Таким образом, развитие атмосферных процессов и тепловое
состояние морской подстилающей поверхности существенно разли­
чаются в годы с высоким и низким урожаями риса. В результате
сложного взаимодействия системы атмосфера—гидросфера—под­
стилающая поверхность по зоне рассеяния Приморского края
складывается погодный режим, вызывающий колебания сумм
температур выше 10 °С [87] и определяющий в значительной
мере межгодовую изменчивость урожайности риса.
7
З ак аз
228
Глава 5. КАЧЕСТВЕННО-ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
КВАЗИДВУХЛЕТНЕЙ ЦИКЛИЧНОСТИ
УРОЖАЙНОСТИ РИСА В ПРИМОРСКОМ КРАЕ
И СИНОПТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ЕЕ ПРОГНОЗА'
Первоочередной задачей при использовании статистических
методов в долгосрочных прогнозах урожайности сельскохозяй­
ственных культур является выбор предсказателей, влияющих на
ее формирование. Выбор предсказателей определяется физической
моделью рассматриваемого процесса с учетом его специфических
особенностей.
5.1. Качественно-физическая модель квазидвухлетней цикличности
аномалий погоды и урожайности риса в Приморском крае
Ранее было отмечено, что урожайность риса является своеоб­
разным индикатором погодных условий, в частности колебаний
температуры воздуха, а также показана связь урожайности риса
с теплообеспеченностыо периода вегетации и аномалиями погоды.
Например, коэффициент аналогичности р временного хода откло­
нений урожайности риса от тренда и первого коэффициента раз­
ложения полей сумм температур выше 10 °С по естественным
ортогональным составляющим С\ очень высок и равен 0,78.
В свою очередь многими авторами [70, 72] доказано наличие
квазидвухлетней цикличности аномалий погодных условий. Осно­
вываясь 'на результатах проведенного нами исследования этой
проблемы, мы разработали качественно-физическую модель ква­
зидвухлетней цикличности аномалий погоды и связанной с нею
урожайности риса (рис. 5.1).
Если принять за начало цикла ноябрь текущего года, когда
ЦПВ расположен северо-западнее среднего многолетнего положе­
ния ( A W x i < 0 ) , то в последующее лето ЦПВ займет более южное
положение, летний период будет, как правило (в 93% случаев),
холодным, а урожайность риса в крае — низкой. Климатическая
система «пытается» вернуться к состоянию равновесия и компен­
сировать полученное ею в зимний период отклонение противопо­
ложным по знаку. В ноябре, следующем за холодным вегетаци­
онным периодом, ЦПВ сохраняет знак летней аномалии. Это
означает, что в ноябре (Х12) этого года Д № х > 0 , а на Н ш ЦПВ
смещен к юго-востоку от своего среднего многолетнего положе­
ния. Последующее за этим ноябрем (A W x>0) лето будет харак98
теризоваться положительной аномалией сумм температур (C i> 0 ).
Летом в такие годы ЦПВ над Дальним Востоком либо отсут­
ствует, либо располагается над его северными районами. В следу­
ющем ноябре (Х13) ЦПВ снова будет располагаться северо-вос­
точнее своего обычного положения, т. е. цикл закончится.
Для иллюстрации модели рассмотрим фактическое положение
ЦПВ за 1968— 1971 гг. Эти годы выбраны как наиболее яркие
представители квазидвухлетней цикличности. Как видно из при­
веденных данных (табл. 5.1 и 5.2), 1969 и 1971 гг. были холод-
Шх,>0
XI,
///
V/
С1< 0
С}> о
дР<0
д р>0
ЮН К!2
ш
V!
VIH
Cj<0
Д Р<0
Х/3
HI
V!
YM Х!+
Ш
Рис. 5.1. Схема осуществления квазидвухлетней цикличности
аномалий погоды Cj и отклонений от тренда урожайности риса
АР по качественно-физической модели.
в сторону полюса, Wm , 1969 = 34, AW m, wee — /о. в зимнии период
1968-69 г. отмечено отрицательное отклонение сумм меридиональ­
ных форм циркуляции от нормы (Д Е M xi- ш ——21) и отрицатель­
ное отклонение от нормы числа дней с западной формой цирку­
ляции в ноябре (Д3 х 1 = —6), в то время как число дней с широт­
ной формой циркуляции было больше нормы (ДШ х:с=7).о В июне
1969 г. циклоническое образование на Я 50о в секторе 90° в. д . —
180э располагалось над северо-западным побережьем Охотского
моря. Для августа этого года было характерно наличие слабо
выраженного циклона над северной частью Охотского моря.
Число дней с меридиональными формами циркуляции за июнь
и август в 1969 г. превышало норму, а с широтной циркуляцией
в августе этого года отмечался только один день.
В ноябре 1969 г. ЦПВ сохранил более южное положение (ср=
=66° с. ш.; %= 128° в. д.; # = 1 5 4 8 дам ), которое наблюдалось и
предшествующим летом, а это в свою очередь способствовало раз­
витию дальневосточной высотной ложбины. Комплексный п°к а‘
затель циркумполярного вихря в ноябре 1969 г. равнялся 244
(Д ^ Х 1=103), а в марте 1970 г. W m и b W m соответственно со­
ставили 220 и 110.
99
ТАБЛИЦА 5.1
О сн ов н ы е п а р а м е т р ы си с т е м ы а т м о с ф е р а — з е м л я з и м о й в п е р и о д
1969— 1971 г г .
П араметр системы
1. К ом п л ексн ы й п о к азател ь Ц П В в н о­
я б р е Г Х1
2 . А н о м а л и я Д № Х{
3 . К ом плексны й п о казател ь Ц П В в
м арте W m
4 . А ном алия Д № ш
5 . Ч исло д н ей с зап ад н о й ф орм ой ц и р ­
к у л я ц и и в н о я б р е 3 Х1
6 . О т к л о н е н и е о т н о р м ы Д З Х1
7 . Ч исло д н ей с ш и р о тн о й ф орм ой
ц и р к у л я ц и и Ш Х1
8 . О т к л о н е н и е о т н о р м ы Д Ш Х1
9 . С ум м а м еридиональны х ф орм ц и р к у ­
1968-69
1969-70
1970-71
244
120
— 81
103
—21
34
220
96
— 76
110
— 14
0
15
6
—6
22
9
0
0
8
60
7
— 15
—7
80
123
118
—21
22
17
л я ц и и з а н о я б р ь — м а р т £ М Х1_ Ш
О т к л о н е н и е о т н о р м ы Д Е - М ХГ_ Ш
10 . Л е д о в и т о с т ь О х о т с к о г о м о р я
в д е к а б р е 5 ХП
28
33
37
в м арте S
88
84
74
jij
1 1 . О тклонение урож айности ри са от
т р е н д а д Р , 'т / г а
12. С р е д н я я ан о м а л и я су м м т е м п е р а ­
т у р по краю А'Е'Г,
0 ,2 7
0 ,2 5
— 0,02
-2 7 4
279
—211
-594
716
-5 6 6
°С
13. П ервы й коэф ф ициент разл ож ен и я
п о л е й с у м м т е м п е р а т у р Су
Летом в июне 1970 г. над дальневосточным побережьем рас­
полагался высотный барический гребень. В течение 26 дней
в августе наблюдалась широтная циркуляция, у поверхности
земли преобладал западный тип процессов [52]. Аномалии тем­
пературы воды Японского моря, в „отличие от 1969 г были поло­
жительными. Число дней с засушливым типом погоды в среднем
по всем метеостанциям Приморья превысило норму (ДМ =6 дней)
а число дней с влажным типом погоды, напротив, было меньше
нормы (AN = - 1 2 дней). В ноябре 1970 г. ЦПВ, как и предпо? 1 ГллоОСЬ П0 м° дели> сохранил северное положение (<р= 77° с. ш.;
А-УО в. д.; # = 1 5 4 0 дам ). Характер аномалий погоды и атмо­
сферной циркуляции этого года противоположен тому что набЛЮД аД СЯ “ Р е д е е м 1970 г., и аналогичен наблюдавшемуся
в 1УЬУ г. 1аким образом, предложенная модель подтверждается
фактическими материалами гидрометеорологических наблюдений.
100
ТАБЛИЦА 5.2
Основные параметры системы атмосфера—земля летом в период 1969—1971 гг.
Параметр системы
1. С р е д н я я а н о м а л и я т е м п е р а т у р ы
в о зд у х а в ию не по зон е рисосеяния,
°с
2. Ч и с л о д и е н с з а п а д н о й ф о р м о й
ц и ркуляц и и в августе
3. Ч и с л о д н е й с ш и р о т н о й ф о р м о й
ци ркуляц и и в августе
4. С у м м а
м еридиональны х
форм
ц и р к у л яц и и з а ию нь и ию ль, дни
5. А н о м а л и и
тем пературы
воды
Я п о н с к о г о м о р я Д t W) °С
апрель
м ай
ию нь
ию ль
август
6. Т и п п о г о д ы п о М . Г . Ф о м и н у
[128] в ию не, о т к л о н е н и е о т н о р м ы
чи сла дней
засу ш л и вы й
влаж ны й
1969
1970
5971
— 1,5
0 ,9
— 0 ,7
10
0
14
0
26
5
49
31
52
-1 ,1
—0 ,8
-1 ,7
~ 0 ,8
—0 ,7
0,1
-0 ,1
— 0 ,7
-0 ,8
—0 ,7
-1 ,2
—6
3
—5
6
0 ,4
0 ,4
0,2
0,0
-
—6л
3
Статистическая оценка модели за исследуемый период осуще­
ствлялась на основе анализа связи между .AU^xi, А№ш и С\. Для
выявления направленности процессов первоначально рассматрива­
лись только знаки аномалий указанных величин (рис. 5.2). Как
видно, квазидвухлетняя цикличность в ходе С\ неоднократно на­
рушалась, т. е. возникал сбой в чередовании знаков аномалии.
Иногда (4 случая) после года с C i< 0 следовал год также с отри­
цательным Ci, в двух случаях сбой сохранялся в течение трех лет.
Например, в 1966— 1968 гг. наблюдались положительные анома­
лии сумм температур выше 10°С (С ]> 0 ), а в 1979— 1981 гг. ано­
малии были отрицательными (C i< 0 ). Возникновение сбоев в квазидвухлетней цикличности, по-видимому, связано с фактором
«раскачки» ЦПВ возле положения равновесия. В зависимости от
мощности ЦПВ во взаимодействие вовлекаются различные по
объему массы воздуха. При достижении ими какого-то критиче­
ского значения инерция климатической системы уже не может
преодолеть нх сопротивления и соответственно происходит сбой
периодичности.
Знак аномалии С\ и AWxi предшествующего года (рис. 5.2 а, б)
совпал' в 24 из 26 случаев. Противоположные знаки аномалии
наблюдались в 1983 и 1985 гг., т. е. с вероятностью Р = 9 2 % пред­
ставляется возможным по знаку A№xi прогнозировать характер
аномалии сумм температур. Аналогичная зависимость наблюда­
ется между знаками ДТРщ и Сь Это свидетельствует, с одной
101
стороны, что именно характер крупномасштабной циркуляции в те­
чение зимнего периода определяет термический фон лета и, с дру­
гой, что климатические процессы на юге Дальнего Востока обла­
дают определенной устойчивостью.
Все вышесказанное подтверждает первую часть модели —
связь «зима—лето». В соответствии со второй частью модели
а) .
С, отн.ед.
Р и с . 5.2. В р е м е н н о й х о д п е р в о г о к о ­
эф ф и ц и ен та
р а зл о ж е н и я С \ полей
су м м т е м п е р а т у р (а), а н о м а л и й к о м ­
п л е к с н о го п о к а з а т е л я ц и р к у м п о л я р ­
н о го в и х р я &.W в н о я б р е п р е д ш е с т ­
в у ю щ е г о г о д а ( б ) , в м а р т е (в) и
в н о я б р е (г) т е к у щ е г о г о д а .
L:-----1____ I____ I_____1____1
i9 6 0 ' Ш
1968
1972
1976 1980
1>
1984-
Ш т р и х о м п о к а за н ы сб о и д в у х л е т н е й ц и ­
к ли чности зо н а л ь н о й со с т а в л я ю щ ей ветра
в
эк в а т о р и а л ь н о й
стр атосф ер е
по
Е . Б . Г л е д зе р у .
после лета с C i> 0 в ноябре должно быть A № xi<0. Однако эта
последовательность сохранялась только в 16 случаях (р = —0,26,
Р = 62% ). Такие значения р и Р на первый взгляд слабо под­
тверждают предложенную модель, но при более детальном рассмот­
рении оказалось, что здесь заложена информация о будущем сбое
в квазидвухлетней цикличности. Например, в 1964 г. (C i< 0 ) по
модели должно быть A l^ x i> 0 , в действительности же было
A № x i< 0 , а в последующем 1965 г. {рис. 5.2а) произошел сбой
двухлетней цикличности: Сь также как и в 1964 г., имел отрица­
тельный знак.
Систематизация выявленных особенностей позволила в рамках
изложенной модели сформулировать ряд прогностических законо­
мерностей (табл. 5.3). Оправдываемость прогноза цикличности и
сбоя по модели составила 92 %, что является весьма большой ве­
личиной
для
сезонных прогнозов такой заблаговременности.
Оправдываемость прогностических правил по модели при прогно­
зировании знака отклонения урожайности риса от тренда не­
сколько ниже и составила 80 %, р —0,60.
102
ТАБЛИЦА 5.3
Некоторые прогностические закономерности, проявляющиеся при долгосрочном
прогнозировании аномалий погоды и урожайности риса в Приморском крае
Осуществившаяся аномалия
ПОГОДЫ
I . Вели С j < 0, А Р
<
0
Знак Д W 'xi текущего
года
1 . д \vxl > 0
2. Д
II . Если С[ > 0, А Р > 0
1.
W
X I
< 0
A W X1<0
2 . Д Г Х1> 0
Прогноз по модели
Сохранится цикличность, в сле­
дующее лето С [> 0 , Д Р > 0
Осуществится сбой циклично­
сти и в следующее лето C i< 0 ,
ДЖ О
Цикличность сохранится, в сле­
дующее лето C i< 0 , Д Р < 0
Осуществится сбой циклично­
сти, в следующее лето Сх > 0,
ДР>0
Используя полученные закономерности, мы провели авторскую
проверку прогноза знаков аномалии 2 Г и отклонения урожай­
ности риса от тренда за 1986 и 1987 гг.
Поскольку осенью 1985 г. C j.> 0, a A № x i< 0 , то предполага­
лось сохранение цикличности, следовательно, в летний период
1986 г. прогнозировались отрицательные аномалии сумм темпе­
ратур (C i< 0 ) и урожайности риса ниже тренда (Д Р < 0 ). Факти­
чески в 1986 г. C i< 0 , Д Р < 0 . Соответственно, лето 1987 г. в связи
с дальнейшим сохранением цикличности (осенью 1986 г. C i< 0 ,
Д1^х1>0) ожидалось «теплое», а ДР выше тренда. Фактически
в 1987 г. Ci> 0 , а урожайность риса составила 2,55 т/га, что выше
трендовой составляющей на 0,20 т/га.
Полученные результаты позволяют’ сделать вывод о том, что
«дирижером» развития направленности физических процессов
в незамкнутой системе атмосфера—океан—подстилающая поверх­
ность в первой части модели зима—лето является атмосфера,
в частности циркуляция на нижнем уровне стратосферы. При
анализе второй части модели лето—зима стало ясным, что здесь
подключаются другие физические факторы, пока не исследован­
ные нами. Ими могут быть тепловое влияние океана, явление
Эль-Ниньо, влияние извержений вулканов, космические воздей­
ствия и другие причины, которые могут сказаться и сказываются
на характере связи между положениями ЦПВ летом и в ноябре
следующей осени. Однако попытка увязать сбой квазидвухлетней
цикличности аномалий погоды в Приморском крае со сбоем двух­
летней ритмичности зональной составляющей ветра в экватори­
альной стратосфере, полученной по данным Б. И. Гледзера, при­
веденным в [70], не увенчалась успехом (рис. 5 .2 г).
Механизм формирования климатических особенностей, по-ви­
димому, следует рассматривать как некую разрывную автоколеба­
тельную систему с непериодическим внешним воздействием.
103
Причем в качестве регулятора системы выступает циркумполяр­
ный вихрь.
Предварительные результаты долгосрочного прогнозирования
на основе предложенной качественно-физической модели показали
перспективность намеченного подхода. Последовательный учет
ряда гидрологических факторов и дальнейшая формализация
схемы позволяют надеяться на более адекватное отражение реаль­
ных процессов и создание на этой базе эффективной численной
модели долгосрочного прогнозирования аномалий погоды й уро­
жайности риса в Приморском крае.
5.2. Формализация синоптико-статистического метода прогноза
урожайности риса
Первые два этапа создания прогностической схемы прогноза
урожайности риса, а именно: выявление особенностей атмосфер­
ной циркуляции и теплового состояния подстилающей поверх­
ности дальневосточных морей в годы с высоким и низким уро­
жаями риса и построение качественной картины формирования
урожайности с учетом определенной последовательности развития
атмосферных процессов, были рассмотрены нами в предыдущей
главе. В данном разделе излагается формализация метода.
Условно схема прогноза была разбита на два блока: блок преоб­
разования (компрессии) и блок прогноза (рис. 5.3). В свою оче­
редь блок преобразования разбивался-на две части — структур­
ную и релятивную компрессии. Методами структурной компрес­
сии были выявлены закономерности структуры того или иного
вектора путем более-компактного описания, а методами релятив­
ной компрессии изучена зависимость прогностического вектора от
состояния вектора предиктора.
Понятия структурной и релятивной компрессии позволяют
разделить множество существующих способов получения предик­
торов на схемы с «-кратной компрессией вектора тест-предиктора
{41]. Нами для прогноза урожайности риса использовалась трех­
кратная компрессия.
Большой объем исходной информации приводит к необходи­
мости уже на первом этапе значительно сокращать количество
возможных предсказателей и выделять наиболее существенные
особенности в исследуемых процессах. С этой целью проводился
сравнительный анализ всего исходного- массива данных по груп­
пам лет (высокоурожайные и низкоурожайные годы) и исключа­
лись предикторы с незначительными различиями. Следовательно,
на первом этапе осуществлялась «качественная компрессия».
При расчете и статистическом отборе наиболее важных свя­
зей необходимо было установить критерии, которые позволили бы
отделить реальные статистические связи от ложных. Естествен­
ным критерием для выявления реальных статистических зависи­
мостей является коэффициент корреляции, который сравнивается
104
с некоторым его критическим значением [145]. Как правило, для
метеорологических задач достаточным является 5 %-ный уровень
значимости.
Кроме коэффициента корреляции, для оценки степени и харак­
тера связи между предиктором и предиктантом использовались
и другие показатели. Применительно к задачам, где все значе­
ния предикторов делятся на классы (и в данном случае — на
Рис. 5.3. Блок-схема синоптико-статистического прогноза урожайности риса.
группы) в зависимости от характера предиктанта (к таким зада­
чам относится и наша), в качестве дополнительного показателя
рассматривается А2 — расстояние Махаланобиса [55, 120]. _
Все значения предикторов делятся на два класса А и А: пара­
метры класса А предшествуют году с высоким урожаем, а класса
А — с низким. В одномерном случае значение А2 вычисляется по
формуле
1М ( А ) — М (Л )]2
(5 Л )
где а2 — осредненное значение средних квадратических откло­
нений предикторов, предшествующих годам с высоким и низким
урожаями; М ( А ) и М ( А ) — математические ожидания предикто­
ров в разных классах.
Чем сильнее отличаются между собой математические ожида­
ния предикторов в разных классах, тем больше расстояние Маха105
ланобиса. Лучшими считаются те предикторы, у которых значе­
ния Д2 наибольшие.
Другим критерием, с помощью которого определяются наибо­
лее информативные на заданном уровне значимости предикторы,
является /-статистика Стьюдента, часто применяющаяся в испы­
тания^ для малой выборки, что мы и имеем в данном случае.
При оценке тест-предикторов на первое место следует ставить
физические соображения и лишь на второе — косвенные стати­
стические заключения. В силу этого статистическое подтвержде­
ние гипотезы о значимости тест-предиктора, особенно в долгосроч­
ных прогнозах, даж е с 20 %-ным риском, представляет собой важ­
ный аргумент в ее пользу.
Поскольку выявленные предикторы нередко бывают взаимосвя­
заны, то вводился третий этап — их структурная компрессия. Для
этого рассчитывались коэффициенты корреляции менаду тест-пре­
дикторами. В расчетную схему вводились лишь те из них, коэф­
фициенты корреляции между которыми были наименьшими. Это
позволило сконцентрировать прогностическую информацию и ис­
ключить ненужное ее дублирование.
Полученные в результате компрессии предикторы (табл. 5.4)
использованы в дальнейшем для построения прогностических
схем с помощью регрессионного и дискриминантного анализов.
ТАБЛИЦА 5.4
Информативные предикторы на заданных уровнях значимости
Предиктор
Информативный месяц
На 5 %-м уровне
1. Комплексный показатель цнркумполярного вихря W
2. Число дней с меридиональной формой
циркуляции за холодное время года (но­
ябрь-март) 2 M x i-m
3. Число дней с влажным типом погоды N'
4. Аномалии температуры воды
поверхности Японского моря Дt w, °С
5. Количество осадков R, мм
6. Средняя месячная температура воздуха
Т, °С
Ноябрь, март
Март
Июнь
Апрель—август
Июнь
Июнь
На 10 %-м уровне
7. Число дней с западной формой циркуля­
Ноябрь, ноябрь—март
ции 3
8. Число дней со смешанной формой цир­
Ноябрь, декабрь
куляции С
9. Число дней с восточной формой цирку­
Январь
ляции В
10. Ледовитость Охотского моря S, %
Ноябрь, декабрь, март
11. Число дней с меридиональной формой
Август
циркуляции за июнь и август 2 M iv +viii
106
5.3. Схемы прогноза урожайности риса до сева
Ранее было указано, что динамический ряд урожайности рас­
сматривается как нестационарный процесс
Pt = Et ± b P t ,
(5.2)
где Pt — урожайность; E t — трендовая или неслучайная составля­
ющая; ДР*— случайная составляющая урожайности, обусловлен­
ная преимущественно погодой конкретного t года.
При составлении прогноза на независимом материале возни­
кает вопрос об экстраполяции тренда на перспективу. Несмотря
на то что тренд, выраженный с помощью скользящего среднего по
пятилетиям, наилучшим образом описывает трендовую составля­
ющую урожайности риса, рассчитать последнюю по формуле (1.2)
в момент времени t не представляется возможным, поскольку для
расчета £< необходимы сведения об урожайности в моменты
t + l и t+ 2.
Согласно схеме прогноза (см. рис. 5.3), трендовую составля­
ющую можно рассчитать двумя способами. В первом случае тренд
аппроксимируется аналитической функцией — полиномом третьей
степени (см. рис. 1.1) по формуле
E t = at3 + bt2 -\- ct + d,
(5.3)
где t — номер года, начиная с 1950; а, b, с, d — коэффициенты
функции, определяемые с помощью метода наименьших квадратов.
Во втором случае тренд Е{ можно рассчитать с помощью
эмпирической формулы
Et — 0,2 [0,2Р;_д -4- 0,45Р;_4 4 “ 0,78Pf_з + 1,28Р ,_2 + 2.29Р *-,],
(5.4)
где Pt-i — фактическое значение урожайности риса в предшест­
вующие годы ( t = l , 2, 3, 4, 5). При расчете весовых коэффици­
ентов в формуле (5.4) акцентировалось внимание на урожайности
последних лет, что в определенной мере позволило учесть изме­
нения в уровне агротехники.
На следующем этапе прогноза определялось APt (см. рис. 5.3).
После выявления степени информативности
предсказателей
(табл. 5.4) были составлены различные совокупности предикторов
и оценена их прогностическая значимость в отношении знака и
величины отклонения урожайности от трендовой составляющей.
Сравнительная оценка качества определенной совокупности
прогностических указателей может быть проведена несколькими
способами. В данном случае мы судили о прогностической зна­
чимости группы предикторов непосредственно по успешности со­
ставленного по ней прогноза. Для оценки прогноза знака APt,
составленного с помощью линейного дискриминантного анализа
107
(альтернативные прогнозы), использовались показатели качества
прогнозов по Р % и р.
Основы метода линейного параметрического дискриминантного
анализа достаточно полно описаны многими авторами, в част­
ности в [120]. Нами строилась линейная дискриминантная функ­
ция (лдф) по формуле
L= ^
i= 1
C q,
(5.5)
где Xi — конкретный предиктор; f i — коэффициент дискриминант­
ной функции при Xi\ Со — свободный член, который определяется
из условия, что L — 0; п — число предикторов ( п ~ 2, 3).
При положительной дискриминантной функции L (a:)> 0 вектор
предиктора х = { х \ , Хг, х$} относится к первому классу (группе),
т. е. к тем случаям, когда Д Р > 0 . При L (a:)< 0 вектор предиктора
относится ко второму классу, где Д Р < 0, т. е. дискриминантная
функция разделяет двух- или трехмерное пространство на две
области LX(A ) и ЬХ(А), в одной из которых наиболее вероятно
положительное отклонение урожайности риса от тренда, а в дру­
гой — отрицательное.
Для целей сельскохозяйственного производства большое зна­
чение имеет прогноз не только аномалий урожайности, но и ее
абсолютного значения. Количественный прогноз какой-либо харак­
теристики погоды или урожайности можно получить не только
с помощью регрессионного анализа или его модификации [45],
но также и с помощью линейного дискриминантного анализа
(лда). Причем, как показали исследования [81, 86, 87, 120, 160],
применение лда в долгосрочном прогнозировании позволяет улуч­
шить качество прогнозов по сравнению с применением методов
линейной регрессии.
При помощи линейных дискриминантных функций молено раз­
делить двух- или трехмерное пространство на q областей, грани­
цей между которыми будет служить некоторый заданный предел
#9= const. Для этого необходимо рассчитать последовательно
q — 1 лдф. Число линейных дискриминантных функций и пределы
aq определяются степенью точности, предъявляемой к прогнозу,
и требованиями потребителя данной гидрометеорологической ин­
формации. Используя несколько лдф, можно составить двух-,
трех- и ^-фазовые прогнозы (рис. 5.4).
Потенциальная эффективность трехфазового прогноза состав­
ляет 81 %, а пятифазового равна 92% потенциальной эффектив­
ности исходного количественного прогноза [44]. Если учесть, что
в долгосрочном прогнозировании урожайности в качестве допу­
стимой ошибки прогноза принято значение ± 0,637а либо ±сг
(в зависимости от заблаговременности), то использование даж е
трехфазового прогноза обеспечивает требуемую точность. При
необходимости количественный прогноз может быть составлен
на основе фазового прогноза двумя способами.
108
Например, в случае
имеем
четырехфазового
прогноза
(рис. 5.4)
aZq < АР < За -9-Я,
„Высокий урожай";
&2q <1 АР
&zq — П 2 —-„Выше тренда11;
a iq < А Р < a2q “> Я 3 - -„Ниже тренда“;
—За < ДР a w ->• Я., -^-„Низкий урожай"
(5.6)
iiL
Ножетренда
Вышетренда
a q2
Ниже тренда
Вышетренда
Около тренда
Li
12
aq1__________ %q2_________ &q3
Низкая урожайность
Ниже тренда
Ч
Выше тренда
Ч
Высокаяурожайность
Ls
&et
Низкая
Zgi,
Ниже тренда
Очень низкая
Lf
Около тренда
L2
Ч
0"t
V-sl
Низкая
Выше тренда
Ся.т
%еЗ
Ниже тренда Выше тренда
Li
Высокая
Lj
L3
Очень
высокая
Высокая
L$
Pnc. 5.4. Схема и терминология составления двух-, трех-,
. . ^-фазовых прогнозов урожайности сельскохозяйствен­
ных культур АР или аномалий погоды с помощью q—1
линейных дискриминантных функций Li.
a Qi — предел, ниже или выше которого L i разделяет двух- или
трехмерное пространство на две области: ДР>0 и ДЖО,
т. е. попадание АР в область аз? — За (для нормального закона
распределения) соответствует фазе '«высокий урожай», формули­
ровка прогноза Я 1 в уравнении (5.6); попадание А Р в зону
ci2g — a3q— фазовому прогнозу «урожай выше тренда» (Я 2); при
нахождении АР в области aiq — a2q — фазовый прогноз — «урожай
ниже тренда» (Я 3) и в случае попадания АР в область от —За
до a\q — прогноз «низкий урожай» (Я 1).
Количественный прогноз в данном случае равен математиче­
скому ожиданию соответствующей прогнозу фазе.
Выбор значения градаций представляет важный этап в про­
гнозировании. Так, для трехфазового прогноза рекомендуется [44]
использовать центральную градацию k шириной 0 ,6 1 0 , для пяти­
фазового прогноза /о= 0,38сг, ширина смежных с центральной гра­
даций /1 должна составлять 1,24а. При использовании четырехфа­
зового прогноза две прилегающие к центру градации имеют
ширину от 0 до ± 0 ,67а. С другой стороны, ширина градаций,
109
а следовательно и пределы dq, могут выбираться в соответствии
с требованиями, изложенными в работе [51], где рекомендуется да­
вать потребителю прогноз урожайности в градациях, не превышаю­
щих 10 % ее среднего значения. Кроме того, при выборе ширины
градации необходимо учитывать закон распределения прогнози­
руемой величины, а именно знак и абсолютное значение основных
характеристик рассеяния ряда. При умеренно симметричном рас­
пределении, когда коэффициент асимметрии А заключается в пре­
делах 10,501> Л > | 0,251, следует использовать разные градации
для положительных и отрицательных отклонений урожайности от
тренда. Например, в случаях, если А — —0,45, что говорит о пре­
обладании больших по абсолютному значению отрицательных АР
по сравнению с положительными отклонениями, необходимо
ввести весовой коэффициент Ki к ширине отрицательной града­
ции. Причем Ki должно прямо пропорционально зависеть от А.
Коэффициент эксцесса е также может быть использован при
определении ширины градации прогноза. При е > 0 кривая имеет
островершинное распределение, т. е. центральная градация встре­
чается с наибольшей частотой и для увеличения точности про­
гноза необходимо уменьшить ее ширину. При е < 0 , .наоборот,
имеем плосковершинное распределение, вероятность осуществле­
ния центральной и смежных с ней градаций' практически одина­
кова, в то же время вероятность появлений больших по абсолют­
ному значению АР уменьшается. В этом случае целесообразно
воспользоваться четырехфазовым прогнозом, где имеются две при­
легающие к центру распределения градации. Так, для четырех­
фазового прогноза урожайности риса выбраны пределы а\ —
= —0,25 т/га; ^2 = 0,0; я3= 0,25 т/га, ширина градаций соответ­
ственно 0—0,25 т/га. Для пятифазового прогноза а\ — —0,43; а^ —
— —0,13; аз —0,13; а$ — 0,45 т/га.
Для урожайности риса, так же как и для урожайности боль­
шинства сельскохозяйственных культур, характерно увеличение из­
менчивости со временем. Однако для предикторов гидрометеоро­
логической группы, используемых в синоптико-статистических
прогнозах, такой зависимости не обнаружено. Поэтому при ис­
пользовании для целей прогноза линейного дискриминантного и
регрессионного анализов целесообразно привести АР к последнему
(по времени) пяти- или десятилетнему периоду, что позволит
учесть уровень земледелия и долгопериодные колебания климата.
Так, например, среднее АР за 1950— 1959 гг. составило 0,18 т/га,
за 1960— 1969, 1970— 1979 и 1980— 1987 гг.— соответственно 0,25;
0,29; 0,42 т/га. Коэффициенты линейных дискриминантных функ­
ций L необходимо рассчитывать для различных рядов АР. При
прогнозировании трендовой составляющей Е\ с помощью фор­
мулы (5.4) лдф рассчитываются для рядов отклонений урожаев
от данного тренда, т. е. используются фактические значения пре­
дикторов и прогностические, рассчитанные как АР' = Рф&ш — Е'(,
отклонения урожая от тренда.
ПО
Данный подход в определенной мере аналогичен концепции
MOS (Model Output Statistics), широко используемой в зарубежной
практике. В отличие от статистик «идеального прогноза» (Per­
fect Prognos M ethod), концепция MOS позволяет учесть систе­
матические ошибки прогностических схем. Для этой цели при
прогнозе использовались связи между предикторами и соответст­
вующими прогностическими значениями отклонений урожайности
от тренда. Соответственно для каждого вида АР будут устанав­
ливаться и свои ад.
Второй способ, с помощью которого возможно прогнозирование
APi, заключается в использовании традиционного регрессионного
анализа.
5.4. Комплексирование и методика оценки прогноза урожайности
сельскохозяйственных культур
Процедура одновременного использования нескольких про­
гнозов (схем или методов) получила название комплексирования.
Li, LSt
Ls^O
Рис. 5.5. Схема комплексирования
трех- (а), четырех- (б) и пяти­
фазового (б) прогноза на основе
сочетания знаков линейных дискриминантных функций L,- (i =
= 1, 2, 3, 4).
§)
Lf >0
b21
bjjLg > 0
h<0
Lt, t*2,
Ls >0
Lj>0 Lf, li2>Q &f-3>0
b3jL4.<0 b2-i?.<£0 i j , Lfy<0 L$<0 L3,i^ 0
При комплексировании прогнозов одной заблаговременности этот
прием носит название статического, разной заблаговременности —
динамического комплексирования [44].
Для составления прогноза средней по краю урожайности риса
по предложенной методике первоначально рассчитывается не­
случайная составляющая урожайности по формулам (5.3) или
(5.4). Затем проводится подготовка предикторов, введение их
в банк данных, расчет лдф L; (/= 1 , 2, . . . , q) и уравнений регрес­
сии. В зависимости от сочетания знаков лдф осуществляется ком­
плексирование прогнозов по отдельным лдф и составляется фазо­
вый прогноз. Решающее правило статистического комплексирова­
ния на этом этапе определяется по схеме (рис. 5.5). В некоторых
случаях могут наблюдаться взаимоисключающие результаты: Lr< 0
и L3> 0 и т. д., в таких ситуациях в первую очередь необходимо
учесть знак лдф, разделяющий вектор АР на положительную и
ill
отрицательную области. Так, при L x< 0 и Ь2< 0, a L3> 0 и Ц > О
составляется прогноз «около тренда». Во-вторых, следует учиты­
вать обеспеченность лдф. Далее, на основе фазового прогноза по
уравнению (5.6) осуществляется переход к количественному про­
гнозу урожайности.
Прогноз средней по краю урожайности риса составляется
в декабре предшествующего года или январе текущего с заблаго­
временностью 9— 10 месяцев. Первое уточнение прогноза осуще­
ствляется с заблаговременностью 6 месяцев. Динамическое комплексирование в данном случае проводится путем введения в рас­
четные схемы в качестве одного из предикторов комплексного
показателя ЦПВ за ноябрь предшествующего года или аномалии
сумм меридиональных форм циркуляции за ноябрь—март. Такой
прием позволяет, на наш взгляд, учитывать информацию о- пред­
шествующих атмосферных процессах наряду с информацией о те­
кущих.
Комплексирование прогнозов урожайности риса и аномалий
погоды [86, 87] на этапах отбора, оценки, компрессии предикто­
ров позволяет улучшить их качество, упростить реализацию и
и уменьшить объемы работ на уровне исследования. Уменьшение
объема работ заключается в значительной экономии машинного
времени (при расчетах на ЭВМ) и в сокращении сроков опреде­
ления оптимальных схем расчета, так как зачастую из предпола­
гаемых предикторов (количество которых нередко исчисляется
десятками) составляется огромное число уравнений, прогностиче­
ская значимость которых находится ниже уровня обеспеченности
климатического, инерционного либо случайного прогноза. Предла­
гаемый подход позволяет значительно сократить время, затрачи­
ваемое на исследование, получить результат на заданном уровне
значимости, что является по своей сути интенсификацией процесса
научного исследования.
Не менее важным в прогнозировании является вопрос оценки
прогноза. Критериями, в сравнении с которыми следует проводить
оценку методического прогноза, являются: другой методический,
климатический либо инерционный прогнозы. Оправдываемость
климатического прогноза, а для урожайности сельскохозяйствен­
ных культур — это прогноз по тренду, составила 84 % для Et, рас­
считанного по формуле (5.3), и 82 % при расчете по формуле
(5.4). Оправдываемость прогноза знака аномалии ДР по разра­
ботанной нами модели квазидвухлетней цикличности составила
92% .
Оценка количественного прогноза урожайности сельскохозяй­
ственных культур большой заблаговременности осуществляется
в сравнении с =±: jсгj или ± 10,637а ] [67]. Однако если в качестве
допустимой ошибки прогноза урожайности принять ± [с г |, рассчи­
танное по стандартной формуле [55], и прогнозировать отклоне­
ния урожайности риса от тренда, аппроксимированного полино­
мом второй степени [56], то в этом случае оправдываемость про­
гноза урожайности будет искусственно завышена. За допустимую
112
ошибку прогноза должна быть принята о', рассчитанная по фор­
муле (1.4). Этот вывод проиллюстрирован на рис. 1.2. Следова­
тельно, оценка прогноза урожайности риса, приведенная в [56],
проведена с методической точки зрения неверно.
С другой стороны, при оценке разработанного нами синоптико-статистического метода прогноза урожайности риса [86] до­
пустимая ошибка прогноза даж е при заблаговременности 10—
6 месяцев (т. е. до сева культуры) принималась равной нулю. Повидимому, сравнительную оценку количественных прогнозов, раз­
работанных разными авторами и имеющих любую заблаговре­
менность, целесообразно проводить по рекомендациям, предложен­
ным в работе [51]. Оправдываемость прогноза Р % рассчитыва­
ется по формуле
Р = ю о — Г! “пр
LI
Ыф
1• lo o l,
I
J
где «пр — прогнозируемая урожайность;
-
-
(5.7)
Мф — фактическая уроI «пр “ Ыф
жаиность; «пр — « ф — абсолютная ошибка прогноза; | ----——
модуль относительной ошибки прогноза.
Обеспеченность количественного прогноза средней по краю
урожайности риса до сева с заблаговременностью от 10 до 6 ме­
сяцев составила на зависимой выборке 83—94 % и на независимой
80—94 %. Оправдываемость предложенного нами метода прогноза
на 4— 18% выше, чем инерционного, и на 5—7% выше, чем про­
гноза по тренду на независимом ряде лет. На зависимой выборке
обеспеченность методического прогноза выше, чем инерционного,
на 7— 18 % и выше, чем прогноза по тренду, аппроксимирован­
ному полиномом третьей степени, на 5— 10 %•
Кроме прогноза урожайности риса, по предложенной методике
были разработаны прогнозы урожайности сои, овса, ячменя, гре­
чихи, т. е. культур, составляющих севообороты рисового поля.
Так, например, оправдываемость прогноза урожайности сои до
сева составила от 76 до 80 % иа зависимой выборке и от 64 до
78 % иа независимой.
Начиная с 1983 г. на кафедре метеорологии Дальневосточного
государственного университета составлялись прогнозы урожай­
ности риса до сева, которые затем передавались в агропромыш­
ленный комитет Приморского края. Как видно из данных, приве­
денных в табл. 5.5, средняя оправдываемость прогноза урожай­
ности риса (до сева) за 1983— 1987 гг. с заблаговременностью
10 месяцев составила около 92 %, с заблаговременностью 6 месяцев
94% . В качестве предикторов в первой схеме использованы
AlFxi, ASxn, ДЗхг; во второй схеме — A№xi> Д№ш, А 2 M xi-m
(см. табл. 5.4). Оправдываемость прогнозов урожайности с забла­
говременностью 10 и 6 месяцев по о' (0,36 т/га) равна соответ­
ственно 80 и 100 %.
8
З ак аз K i 228
113
ТАБЛИЦА 5.5
абсолютная
ошибка про­
гноза, т/га
1,52
2,30
2,50
2,45
2,50
1,47
1,90
2,80
2,51
2,70
0,05
0,40
—0,30
- 0 ,0 6
—0,20
Заблаговременность прогноза
10 месяцев
по
Р %
100
0
100
100
100
97
83
88
98
92
оправдывае­
мость прогноза
по
о' %
р %
100
100
100
100
100
97
97
88
98
92
100
94,4-
!
О' %
прогноз уро­
жайности,
т/га
оправдывае­
мость прогноза
Заблаговременность прогноза
6 месяцев
абсолютная
ошибка про­
гноза, т/га
прогноз уро­
жайности,
т/га
Год
Фактическая урожай­
ность, т/га
Оправдываемость прогнозов средней по краю урожайности риса до сева
за период 1983—1987 гг. (независимая выборка)
1983
1984
1985
1986
1987
Среднее за 1983—1987
80
91,6
1,47
2,24
2,80
2,51
2,70
0,05
0,06
—0,30
—0,06
—0,20
5.5. Корректировочные прогнозы урожайности после сева
При помощи схемы, приведенной на рис. 5.3, можно реализо­
вать несколько вариантов расчета для уточнения прогноза уро­
жайности риса после сева культуры, т. е. в течение вегетацион­
ного периода. Корректировочные прогнозы, как было отмечено
выше, имеют в основном агротехническую направленность. Для
этой цели нами предварительно была проведена процедура отбора
предикторов по схеме, предложенной в п. 5.2.
В качестве предикторов в расчетных схемах корректировочных
прогнозов используются следующие комплексные характеристики:
типы погоды, формирующиеся под влиянием как циркуляционных,
так и физико-географических особенностей района, для которого
составляется прогноз; аномалии температуры поверхности воды
Японского моря, отражающие особенности развития атмосферных
процессов и их взаимодействия с морской подстилающей поверх­
ностью; аномалии средней месячной температуры воздуха и число
часов с осадками и др.
Ранее в гл. 2 были выявлены наиболее «опасные» периоды фор­
мирования урожайности риса — 3-я декада мая и весь июнь. Сле­
довательно, на практике корректировочные прогнозы после сева
риса целесообразно и физически обоснованно составлять в начале
июля, используя гидрометеорологическую информацию за май—
июнь. При выборе рациональной схемы расчета в случае одина­
ковой обеспеченности прогностических схем необходимо ориенти­
роваться на наиболее легко реализуемые, т. е. на уравнения рег­
рессии, которые по сравнению с прогностическими схемами, co­
rn
ставленными на основе линейного дискриминантного анализа, бо­
лее просты.
В табл. 5.6 приведены результаты оценки корректировочных
прогнозов урожайности риса по Приморскому краю на независи­
мом материале (1983— 1987 гг.), полученные следующим обра­
зом:
ТАБЛИ ЦА 5.6
Оправдываемость корректировочных прогнозов урожайности риса
по формулам (5.8)—(5.10) на независимом материале (1983— 1987 гг.)
Заблаговременность про­
гноза 3 месяца
Год
прогноз по
уравнению
(5.8), т/га
ошибка про­
гноза, т /г а
оправдывае­
мость Р, %
прогноз по
уравнению
(5.10), т/га
ошибка про­
гноза, т/га
оправдывае­
мость Р, %
прогноз по
уравнению
(5.9), т/га
ошибка про­
гноза, т/га
оправдывае­
мость Р, %
Заблаговременность прогноза 4 месяца
1983
1984
1985
1986
1987
1,96
2,10
■•2,29
2,06
2,33
—0,44
0,20
0,21
0,39
0,17
71
91
92
84
93
1,47
2,24
2,10
2,20
2,36
0,05
0,06
0,40
0,25
0,14
97
97
84
89
94
1,92
2,14
2,27
1,50
2,40
—0,40
0,16
0,03
0,95
0,10
74
93
99
61
96
С р е д н е е за
86
92
85
1983—1987 гг.
1) по уравнениям регрессии
ДР = 3 ,1 7 * ,+ 0,27,
ДР = 3 ,5 6 * 2 + 0 ,2 1 ,
(5.8)
(5.9)
где х\ и л'2 — аномалии температуры поверхности воды Японского
моря в июне и июле;
2) по разработанной нами схеме комплексирования (рис. 5.5 6)
с учетом знаков лдф L,- ( i = l , 2, 3)
Li = bti Дt w + &2;Ц + bsiC# + 60(,
(5.10)
где M w — аномалии температуры поверхности воды Японского
моря в июне; Ц — число дней с центральной формой циркуляции
надДальним Востоком; С* — сумма числа часов с
осадками за
май и июнь; Ьц, b2i, b&, bQi — коэффициенты лдф.
Оправдывае­
мость прогноза урожайности по уравнениям (5.8) и (5.9) оказа­
лась практически на одном уровне, она равнялась 85—86 %. В то
же время прогнозы, составленные по уравнению (5.10), где в ка­
честве одного из предикторов, также как и в уравнениях регрес­
сии, используются аномалии температуры поверхности воды,
имеют оправдываемость на 5—6 % выше (92 %).
В табл. 5.7 приведены результаты оценки прогноза урожай­
ности риса, сои, гречихи, овса на зависимой (1960— 1982 гг.) и
8*
115
независимой (1983— 1987 гг.) выборках, полученные по уравнен
ниям регрессии, где в качестве предикторов использовано Дtw
с мая по июль. Наилучшим образом оправдались прогнозы уро­
жайности риса (до 86% ). Качество прогноза урожайности для
остальных культур несколько хуже, чем для риса. Эти результаты
ТАБЛИЦА 5.7
О п р а в д ы в а е м о с т ь п р о г н о з а (96) у р о ж а й н о с т и р и с а , со н , г р е ч и х и , о в с а с
р а зл и ч н о й з а б л а г о в р е м е н н о с т ь ю по у р а в н е н и я м р е г р е с с и и н а за в и с и м о й
( а ) (1960— 1982 гг.) и н е за в и с и м о й { б ) в ы б о р к а х (1983— 1987 гг.)
Заблаго­
времен­
ность,
месяцы
5
4
3
Рис
Соя
Гречиха
Овес
а
б
а
б
а
б
а
б
89
92
91
70
86
85
83
87
84
82
81
81
66
69
68
82
73
65
подтверждают вывод о том, что синоптико-статистическая модель
прогноза урожайности должна разрабатываться для конкретной
сельскохозяйственной культуры с учетом ее биологических
свойств и региональных особенностей гидрометеорологического
режима.
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОЙ
И ПРОГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В РИСОВОДСТВЕ
6.1. Использование климатической информации при принятии
хозяйственных решений в рисоводстве
Основные направления использования климатической инфор­
мации в агрометеорологическом обеспечении рисоводства кратко
освещены во введении. В данной гл-аве рассмотрим возможности
реализации в производственной деятельности динамико-стати­
стических оценок климата и отыскания климатически оптимальной
стратегии 5 0пт- Применительно к различным хозяйственным
ситуациям определение 5 0пт и оценка экономической эффектив­
ности различных стратегий возможны на основе анализа моделей
двух типов: дискретных и непрерывных [44]. В первом случае
для отыскания 5 0Пт необходимо построить метеоролого-экономическую систему дискретного типа, которая описывается матрицей
размерности т Х п . Элементы данной матрицы Uij=u{Fi, dj)
(i— 1, . . т; j = 1, . . . , n) (табл. 6.1) характеризуют доходы или
потери, отвечающие всем возможным парам (Fi, dj), в простей­
шем случае т = п —2,
ТАБЛИЦА 6.1
М етеоролого-экономическая м атрица полезности т Х «
di
Fi
Fi
Fs
dx
d2
U\\
Uni
«12
«22
Примечание.
Условные обозначения: F i — природная повторяемость
возмож ны х состояний погоды; d j — определенное хозяйственное решение; п а —
число возмож ны х состояний погоды и число строк; п j — число возмож ны х хозяй­
ственных решений и число столбцов ( i — j — 2 ) .
Кроме указанной матрицы, необходимы данные о климатиче­
ской повторяемости возможных состояний погоды (градаций)
P(Fi), P ( F 2). Если 5 КЛу— климатическая стратегия, смысл кото­
рой состоит в том, что вне зависимости от погодных условий при­
нимается одно и то же хозяйственное решение dj, то средние
117
доходы, отвечающие выбранной стратегии S Kn., будут опреде­
ляться по формуле
т
=2
U „!= ^u (F td ,)P (F ,).
(6.1)
Следовательно, процедура отыскания климатически оптималь­
ной стратегии будет заключаться в вычислении значений
для
всех / = 1 , п и нахождении среди них максимума, если иц — до­
ходы, и минимума, если иц — потери. Отвечающая этим экстрему­
мам стратегия и будет климатически оптимальной.
Климатически оптимальную стратегию при помощи непрерыв­
ной модели можно отыскать, основываясь напредположении
-о непрерывномвлиянии на производственную деятельность потре­
бителя некоторого метеорологического элемента X и о сведении
хозяйственного решения к разработке мероприятий, рассчитанных
на определенное значение Х = а . В этом случае функцию полез­
ности задают в виде аналитической зависимости
и = и(х, а),
(6.2)
где х — фактическое значение X.
Тогда необходимо отыскать такое не зависящее от конкретной
погоды и не изменяющееся значение a = a ^ = c o n s t , при котором
средняя в статистическом смысле полезность
и = J и (х, a ) f (я) dx
(6.3)
<*>
достигает максимума. Через f(x) в формуле (6.3) обозначен диф­
ференциальный закон распределения X, характеризующий особен­
ности климата, а интегрирование ведется по области возможных
значений х.
Если вместо исходной функции полезности и(х, а) рассматри­
вать функцию метеорологических потерь г(х, а)\ то интересующий
нас климатический оптимум, по аналогии с предыдущим случаем,
может быть найден путем минимизации средних потерь по фор­
муле
Ц = $/*(*, a)f{x )d x-* ~m int
<Х>
(6.4)
причем удовлетворяющее этому условию а = а кл будет совпадать
•с тем значением акл, при котором достигается максимум (мини­
мум) U. Поскольку на практике в известной мере проще оценить
потери из-за метеорологических условий, то применительно к хо­
зяйственным задачам, в которых рассматривается влияние погоды
на экономику, используются функции потерь.
Возникающий в этом случае ущерб описывается следующей
функцией метеорологических потерь:
АМа — х) при х С а,
{
Л2( х ~ а) при х > а,
118
(6.5)
где Л\ и А 2 характеризуют хозяйственную значимость отрица­
тельных и положительных отклонений х от а.
Зная характерный вид функции метеорологических потерь как
функции х и установив закон распределения этого климатического
элемента, можно отыскать такое а —акл, при котором R будет
минимальной. В работе [44] предлагается для рассматриваемой
непрерывной метеоролого-экономической модели определять кли­
матически оптимальную стратегию следующим образом:
акл = .\;-И 0а,
(6.6)
где х — норма метеорологического элемента X ; а — среднее квад­
ратическое отклонение; t0 — параметр сдвига, являющийся корнем
уравнения
Ф (t) — —
ч'КЧ — 2
1~ ^
1+/С ’
'
К= - £ .
где <£>(t) — интеграл вероятности; t>
(6-7>
а — х
Климатически оптимальной стратегии соответствуют средние
потери, которые можно выразить следующим соотношением:
t2
R Kn = R x - e
_ _
2 ,
<6.8>
где
П
^1 + ^2
R‘ — v i r 0Как видно из уравнения (6.7), ориентация на норму будет яв­
ляться оптимальной стратегией только при К = 1, U=0, Rnn =R
Оценить экономический эффект при переходе от стратегии, ориен­
тирующейся на норму, к стратегии, рассчитанной на оптимальную
климатическую «норму», являющуюся функцией К, молено с по­
мощью параметра Якл по формуле
=
(6.9)
В гл. 2 (см. табл. 2.6) приведены основные статистические ха­
рактеристики сумм температур выше 10 °С ( 2 Т) по зоне рисо­
сеяния и показана динамика £ 7 в годы с высокой и'низкой уро­
жайностью (см. рис. 2.5). Установлено, что 2 Т, необходимая для
формирования высокой урожайности риса, в климатических усло­
виях Приморья изменяется от 2740 °С (ст. Анучино) до 2900 °С
(ст. Свиягино). Соответственно низкая урожайность формируется
при 2 Т от 2260 до 2420°С (ст. Астраханка и Новосельское). Для
отыскания климатически оптимальной стратегии по непрерывной
119»
■метеоролого-экономической модели необходимо определить коли­
чественные критерии сумм температур, выше или ниже которых
формируется высокая или низкая урожайность риса. При опреде­
лении критерия для низкой урожайности принималась максималь­
ная сумма температур, при которой она формировалась. Соответ­
ственно за критерий высокой урожайности была принята мини­
мальная сумма температур, при которой она была получена:
Значения критериев 2 Т для
^
< 2 4 2 0 °С,
> 2 7 4 0 °С.
( ннзкой УР°жайности
(.Ввысокой
Ы
урожайности
Г
Практический интерес представляет климатическая обеспечен­
ность высокой (pi %) и низкой (/С?2 %) урожайности (табл. 6.2),
рассчитанная как отношение числа лет п с суммами температур
выше 2740 °С или ниже 2420 °С к общему числу лет N
п 1,
2 Т > 2740 °С
(6.10)
N
п 2,
Pi
2 Г < 2420 "С
(6.11)
N
ТАБЛИЦА 6.2
С р е д н и е м н о г о л е т н и е 2 Т (° С ) и к л и м а т и ч еск и о п т и м а л ь н ы е. а кл сум м ы
т е м п е р а т у р и с о о т в е т с т в у ю щ и е а кл с р е д н и е п о т е р и # кл и э к о н о м и ч ес к и й
э ф ф е к т \ (Л
станция
Астраханка
Пограничный
Халкидон
Новосельское
КМПР
П арам етр клим ати ческих характеристик
'С
II3
2605
IIй 2600
I I I 6 2627
IV3 2600
а
Pi % Pi %
К
Ф (0
t%<3
"С
в кл
«с
*кл
?-кл
172
204
154
157
25
11
29
23
21
11
10
19
0 ,8 4
1 ,00
0 ,3 5
0 ,8 2
0 ,0 4 3
0 ,0 0 0
0 ,2 4 0
0 ,0 4 6
19
0
100
19
2624
2600
2727
2619
3 1 ,3
3 7 ,5
2 4 ,3
2 6 ,1
0 ,01
0 ,0 0
0 ,1 9
0 ,0 1
0 ,1 9
Лесозаводск
IV®
2623
170
26
9
0 ,3 5
0 ,2 4 0
111 2734
1 9 ,3
Свиягино
IV6
*у ю
IV6
1 VK>
уб
VB
II6
2664
164
40
13
0 ,3 3
0 ,2 5 2
117 2781
2 7 ,2
0 ,2 2
2654
152
33
10
0 ,3 1
0 ,2 6 0
108 2762 3 0 ,3
0 ,2 2
2539
2617
2598
154
152
164
15
21
21
31
17
21
2 ,0 7 — 0 ,1 7 0 — 68 2471 2 5 ,8
0,81
0 ,0 5 0
20 2637 2 2 ,9
1 ,0 0
0 ,0 0 0
0 2598 2 8 ,9
0 ,0 9
0 ,01
0 ,0 0
Кировский
Анучино
Яковлевка
король
П р и м е ч а н и е . Условные обозначения: p i — вероятность осуществления
£ Г > 2 7 4 0 °С, 96; р 2 — вероятность осуществления 7) 7 ^ 2420 °С, %; /Со­
отношение р 2 к р х\ Ф (t) — табличный интеграл вероятности; Uа —-пара­
метр сдвига; КМПР — климатический микроподрайон.
120
Как видно из данных табл. 6.2, формирование низкой урожай­
ности наименее вероятно (10— 13 %) в КМПР 1 У ю . в т о время как
высокая урожайность в хозяйствах, расположенных на террито­
рии данного КМПР, обеспечена в 33—40 % случаев. Для метео­
станций Пограничный и Хороль вероятности сумм температур, при
которых формируется высокая и низкая урожайность, равны, а для
метеостанций Астраханка, Новосельское и Яковлевка они разли­
чаются незначительно. Наиболее неблагоприятное распределение
Pi и р 2 отмечается для ст. Анучино, где в два раза чаще наблюда­
ются годы с низкими суммами температур.
Функция потерь, представленная кусочно-линейной зависимо­
стью, в данном случае будет иметь следующий вид:
А, (а — х) при * < 2 4 2 0 ° С ,
г
Аг (я — а) при х ^ 2740 °С,
где А\ и А-2 — «веса» положительных и отрицательных отклоне­
ний, в данном случае — вероятности сумм
температур выше
2740 °С или ниже 2420 °С.
Для определения а = акл воспользуемся выражением (6.6),
предварительно определив параметр сдвига t0 по уравнению (6.7).
Например, для ст. Свиягино з = 2 6 6 4 ° С , а интеграл вероятности
<P(t) равен
ф « = ° -5т о т =
0'2518'
Такому 0 ( t ) соответствует t0= 0,71. Следовательно,
акл = 2 6 6 4 + 1 6 5 X 0 ,7 1 = 2664 + 117 = 2781 °С.
Аналогичные расчеты были проведены для остальных гидроме­
теорологических станций Приморья (табл. 6.2). Для того чтобы
определить, насколько значим параметр сдвига to, сравним егос ошибкой среднего 6, определяемой по стандартной формуле
где N — длина исходной выборки ( N —49). Значение too для
большинства станций превышает ошибку измерения в несколько
раз, что при определении климатически оптимальной стратегии
является важным аргументом для использования исправленных
средних многолетних сумм температур.
Определим соответствующие акл средние потери Якл по фор­
муле (6.8) и оценим экономический эффект %ип при переходе от
стратегии, ориентирующейся на норму, к стратегии, рассчитанной
на оптимальную климатическую норму акп (табл. 6.2). Как видно,
выигрыш, который получается в результате применения климати­
чески оптимальной стратегии, тем больше, чем значительнее раз­
личия весовых коэффициентов А\ и А 2. Если вероятность осущест­
вления одних отклонений вдвое больше, чем других ( # < 0 ,5 ) , то
121
переход от ориентации на норму к расчету на оптимальное зна­
чение а = акл приводит к снижению средних потерь примерно на
20 %. Понятно, что при К = 1 А.кл = 0.
Данные табл. 6.2 могут быть использованы при разработке или
корректировке схемы рационального размещения рисосеющих хо­
зяйств с учетом климатических особенностей исследуемой терри­
тории, а также для выбора климатически оптимальной стратегии
при определении норм высева семян, сроков сева и других агро­
технических приемов.
Климатически оптимальной 5 0Пт считается стратегия, при кото­
рой предписываемое ею хозяйственное решение обеспечит дости­
жение максимальной урожайности. Практически нахождение 5 0пт
•сводится к перебору всех возможных вариантов хозяйственных
решений dj и последующему сопоставлению конечных результа­
тов. Поскольку в Приморском крае в основном возделываются
сорта риса Новосельский и Дальневосточный, то с практической
точки зрения прежде всего целесообразно определить оптималь­
ные нормы высева семян и сроки сева. Для этого были состав­
лены матрицы, показывающие зависимость урожайности риса от
различных норм высева семян и теплообеспеченности периода ве­
гетации (табл. 6.3).
ТАБЛИЦА б.З
С р едн яя многолетняя ур ож ай н ость риса (т /г а ) в зависим ости от т е п л о обесп еч ен н ости вегетац и он н ого п ер и ода и нормы вы сева сем ян
Посевы
Сумма температур
2 т, °С
р едк и е
средней густоты
густые
Норма высева семян, т /га
0 ,2 0 -0 ,2 2
0 ,2 3 -0 ,2 4
0 ,2 5 -0 ,2 6
0 ,2 7 -0 ,3 0
2,56
2,53
1,53
2,40
2,50
0,85
2,62
3,05
2,06
2,15
2,03
1,50
Сорт Новосельский
Более 2740
От 2420 до 2740
-Менее 2420
2,03
2,29
1,90
Более 2740
От 2420 до 2740
Менее 2420
Сорт Дальневосточный
3,18
2,90
2,73
2,92
1,86
2,21
3,01
2,54
2,01
Для сорта Новосельский лучшие результаты по всем града­
циям сумм температур получают на посевах средней густоты —
•с нормой высева семян 0,23—0,24 т/га. При низких суммах тем­
ператур особенно невыгодно создавать густые посевы (норма вы­
сева 0,26—0,30 т/га), так как урожайность в этом- случае состав122
ТАБЛИЦА 6А
Средняя многолетняя урожайность икя (т/га) риса сортов Новосельскии
и Дальневосточный по отдельным климатическим микроподрайонам (КМПР)
в зависимости от нормы высева семян
«к л,
КМПР
при
норме
высева
0,2 0 -0 ,2 2
т /г а
"кл3
«кла
в сред­
нем по
зоне
при
норме
высева
0,2 3 -0 ,2 4
т /г а
в сред­
нем по
зон е
при
норме
высева
0 ,2 5 -0 ,2 6
т /г а
* 4
в сред­
нем по
зоне
при
норме
высева
0,27-0,30
т /г а
в сред­
нем по
зоне
Сорт Новосельский
Западная часть зоны рисосеяния
II3
пв
II 6
III6
2,14
2,11
2,18
2,15
2,14
2,55
2,40
2,57
2,63
2,54
2,32
2,17
2,38
2,41
2,32
2,12
1,88
2.25
2.25
2,12
рисосеяния
IV3
IV6
1¥ю
IV®
2,53
2,18
1,94
2,19
2,10
2,73
2,61
2,62
2,18 '
2,35
2,53
2,43
2,44
2,39
2,31
2,39
Восточная часть зоны рисосеяния
V3
уб
V0
2,15
2,16
2,16
2,16
2,48
2,43
2,54
2,48
2,31
2,25
2,34
2,30
2,07
2,05
2,17
2,09-
2,62
2.07
2.07
2,06
2.08
;.2,07-
Сорт Дальневосточный
Западная часть зоны рисосеяния
II3
II6
II е
III6
2,66
2,71
2,46
2,77
2,79
2,65
2,60
2,73
2,43
2,71
рисосеяния
iy*
1IV6
kю Г;
2,65
2,89
IV®
2,77
2,82
2.77
2 ,6 9 ’)
2,87
2,98
2,87
2,06
2,78
2 ,7 8 ]
2,16
2,07
2,09
Восточная часть зоны рисосеяния
V3
V6
Vй
2 ,6 2 )
2,52 }
2,66 j
2,60
2 ,7 8 )
2,74
2,80 |
2,77
2,64 )
2,60
2,67 J
2,64
2 ,0 6 }
2,05
2,06 1
2.06
123
ляет всего 0,85 т/га. Для сорта Дальневосточный также лучшие
результаты дает стратегия, . ориентированная на средние нормы
высева семян, исключение составляют годы с £
2740 °С, когда
наибольшая урожайность бывает на редких посевах. Таким обра­
зом, использование стратегии, ориентированной на высокие нормы
высева семян, для обоих сортов риса при любых суммах темпера­
тур экономически не эффективно с точки зрения не только уро­
жайности, но и себестоимости производства риса, в структуре ко­
торой, по данным работы [121], стоимость семян составляет от
12,4 до 17,5%.
Таким образом, климатически оптимальным решением практи­
чески для всей зоны рисосеяния Приморского края является
норма высева семян 0,23—0,24 т/га. Низкая урожайность риса
сорта Новосельский наиболее вероятна на редких посевах, а сорта
Дальневосточный — на густых. Экономический эффект, получае­
мый от правильного планирования густоты посевов, можно увели­
чить, если отказаться от применения единых норм высева семян
и перейти к их территориальной дифференциации в соответствии
с распределением сумм температур.
В соответствии с формулой (6.1) было проведено районирова­
ние климатически оптимальной стратегии 5 0Пт (табл. 6.4). При
современном уровне агротехники наибольшая урожайность обоих
•сортов риса отмечается в центральной части зоны. В восточной
и западной частях урожайность практически одинакова. Наибо­
лее урожайным является сорт Дальневосточный.
Погодные условия Приморского края характеризуются крайней
неустойчивостью, особенно весной и в первой половине лета. Огра­
ниченные теплоресурсы этой территории приводят к необходимости
сеять рис в ранние сроки, в то же время наиболее благоприятные
средние суточные температуры для периода посев — всходы на­
ходятся в пределах от 11 до 14 °С. Такие температуры редко бы­
вают в ранние сроки. Отсюда видно, что выбор климатически оп­
тимальных сроков сева имеет важное практическое значение.
В табл. 6.5 приведены сведения о средней многолетней урожайТАБЛИ ЦА 6.5
Средняя многолетняя урожайность риса (т /г а ) в зависимости
от теплообеспеченности вегетационного периода и сроков сева
Сумма температур
2 Т, вС
1— 10 мая
И—20 мая
21—31 мая
Сорт Новосельский
Более 2740
От 2420 ДО 2740
Менее 2420
Более 2740
От 2420 до 2740
Менее 2420
124
2,82
2,53
1,80
2,66
1,91
2,46
Сорт Дальневосточный
2,71
2,50
2,03
3,08
2,18
2,22
2,50
2,42
Г,36
2,50
2,88
1,62
ТАБЛИЦА 6.6
Рассчитанная урожайность ыкл (т/га) риса сортов Новосельскнн
и Дальневосточный по климатическим мнкроподранонам (КМПР)
в зависимости от сроков сева
ккл,
"кла
КМПР
при сроке
в среднем при сроке се­
сева 1—10 мая по зоне
ва 11—20 мая
в среднем по
зоне
при сроке се­ в среднем по
ва 21—31 мая
зоне
Сорт Новосельскнн
Западная часть зоны рисосеяния
Па
Пб
IIs
III6
2,14
2,07
2,13
2,15
2,12
2,54
2,60
2,41
2,62
2,21
2,54
Центральная часть :
V I3
IV6
1 ую
2,05
2,18
IV®
2,06
2,09
2,55 1
2,73
2,62
2,24
2,63
2,43
2,34
2,34
2,15 )
2,15
2,24 J
2,18
2,51
2,62
2,51
2,59
2,56
Восточная часть зоны рисосеяния
V3
V6
Vs
2,08 )
2,03
2,09 j
2,07
2,53 ]
2,48
2,55
2,52
Сорт Дальневосточный
Западная часть зоны рисосеяния
II3
II6
IIs
Ша
2,21 '
2,17
2,16
2,23
2,19
2,78
2,87
2,71
2,83
2,79
Центральная часть зоны рисосеяния
IVя
IV6
1 VJO
IVC
6
2,10 -j
2,28 [
2,17 I
2,18
2,85 -j
2,99 1
2,89
J
2,91
2,58 1
2,74 I
2,66
2,65 I
Восточная часть зоны рисосеяния
Va
V6
Vs
2,15 )
2,12 }
2,17 j
2,15
2,83 1
2,81
2,83 j
2,82
2,53 )
2,52 J
2,56 J
2,53
125
ности риса по сортам для всей зоны рисосеяния в зависимости от
сроков сева. При суммах температур выше 2420 °С наибольшая
урожайность сорта Новосельский формируется при севе, проведен­
ном с 10 до 20 мая. В холодные годы ( £ Т ^ 2420 °С) целесооб­
разно проводить сев в более ранние сроки. Для сорта
Дальневосточный зависимости урожайности от срока сева анало­
гичны.
Климатически оптимальной стратегией, обеспечивающей полу­
чение наибольшей урожайности риса, практически по всем КМПР
зоны рисосеяния Приморья являются сроки сева во 2-ю декаду
мая (табл. 6.6).
6.2. М етодика сверхдолгосрочного прогноза
трендовой составляющей урожайности риса
Известно, что научная и практическая значимость прогнозна
урожайности сельскохозяйственных культур зависит от их забла­
говременности и точности. В свою очередь заблаговременность
прогноза определяет и круг его потребителей, например, для пла­
новых органов большой интерес представляют прогнозы на 5—
10 лет и более. Основной задачей таких прогнозов является пред­
сказание динамики урожайности с учетом роста культуры земле­
делия и возможных климатических изменений в будущем. Эта за­
дача решается в основном путем экстраполяции тенденций трен­
довых составляющих урожайности, которые сложились в ее дина­
мике в годы, предшествующие расчету прогноза.
В гл. 1 показано, что наилучшим образом трендовая состав­
ляющая урожайности риса аппроксимируется полиномом третьей
степени. В этом случае урожай можно представить функцией вре­
мени t
y = y(t).
(6.12)
В математике широкий круг задач составляют экстремальные
задачи, в которых требуется найти значения параметров или функ­
ций, реализующих максимум или минимум некоторой зависящей
от них величины [55]. Решить задачу сверхдолгосрочного про­
гноза трендовой составляющей урожайности риса можно и с по­
мощью теории максимумов и минимумов.
Действительная функция y ( t ) , определенная при t = b , имеет
в точке Ъ (локальный) максимум или (локальный) минимум
y {t) , если существует такое положительное число 6, что при всех
Дt = t — b, для которых выполняется неравенство 0<С |Д£| < 6 , и су­
ществует значение y(b + At) соответственно
АУ =5 у (Ь + At) — у Ф) < 0
или
Ау = у (Ь 4- At) ~~ у (b) > 0.
126
Необходимым условием экстремума является условие наличия
при t = b первой производной у', равной нулю, т. е.
(6.13)
у' (£>) = 0.
Если в этой точке существует вторая производная у", то функция
y ( t ) имеет в точке b
(6.14)
Условие (6.14) является достаточным. Функция y (t ) увеличива­
ется, если y ' { t ) > 0, и уменьшается, если y ' ( t ) < 0.
Здесь необходимо учесть некоторые свойства полиномов вто­
рой и третьей степени. Известно [55], что полином второй степени
может иметь только один экстремум: максимум (max) или мини­
мум (min), полином третьей степени — два экстремума (шах и
m in). После достижения шах функция быстро убывает и дости­
гает первоначально нуля, а затем стремится к минус бесконеч­
ности. Данные обстоятельства ограничивают область использова­
ния указанных полиномов при определении функций. По-види­
мому, для прогноза как тенденции трендовой составляющей
урожайности, так и ее распределения на 2 —3 десятилетия (этот
период соизмерим с периодом климатических колебаний) необхо­
димо определить экстремумы полинома третьей степенн, что поз­
волит, с одной стороны, выявить полуцикл % колебания урожай­
ности, равный по временной шкале t расстоянию между макси­
мумом и минимумом, т. е.
где iVmax и N min — порядковые номера лет, когда отмечались экс­
тремумы. С другой стороны, наличие max и min дает указание на
возникновение тенденции к понижению или повышению уровня
трендовой составляющей до достижения им следующего min или
шах. Причем выполнение условия 2Х = Т , где Т — полный период
цикличности, необязательно.
Если исследуемый полином третьей степени уже имел оба экс­
тремума и его возможности для целей прогноза уже исчерпаны,
то на следующий период лет, равный Т, предполагается аналогич­
ный ход трендовой составляющей. Коэффициенты полинома, по­
лученные иа обучающей выборке, будут использоваться в каче­
стве прогностических значений. За обучающую выборку для каж­
дого конкретного района принимался ряд лет с 1950 г. до пери­
ода Nmax+2 года по всей зоне рисосеяния, кроме районов
Украины, где были использованы данные с 1945 г. Предложенный
прием, на наш взгляд, позволит описать цикличность урожай­
ности с помощью разрывной функции y{ t), для которой изменя­
ется область определения. Безусловно, существуют и другие спо­
собы выделения цикличности (периодичности) временных рядов,
но для их реализации необходимы более длинные ряды, где бы
отмечалось несколько экстремумов.
127
будет плавно уменьшаться. Прогностические значения полинома
третьей степени, аппроксимирующего трендовую составляющую
урожайности риса на Украине Ещ, на интервал времени от
Nimax+2A^ (1972 г.) до 1999 г., приведены в табл. 6.8. Как видно,
по прогнозу минимум трендовой составляющей урожайности риса
(3,43 т/га) на Украине предполагался в 1977 г. После прохо­
ждения минимума ожидается увеличение функции до максимума
в середине 1990-х годов, при условии, что уровень культуры зем­
леделия будет изменяться такими же темпами, как и за период
1945— 1971 гг.
.4
ТАБЛИЦА 6 .8
П р о г н о с т и ч е с к и е зн а ч е н и я т р ё н д о в о й с о с т а в л я ю щ е й у р о ж а й н о с т и
( т /г а ) н а У к р а и н е н а п е р и о д с 1972 п о 1999 гг.
Год
1970
1980
1990
0
3,67
6,74
3,87
7,04
2
3
4
5
6
7
4,84
4,12
7,30
4,34
4,41
7,51
3,96
4,74
7,67
3,68
5,08
7,76
3,51
5,44
7,78
3,43
5,81
7,71
р и са
8 •
3,44
6,17
7,71
9
3,52
6,42
7,30
П р и м е ч а н и е . Полужирным выделены минимум и максимум £ Пр-
Для проверки прогноза трендовой составляющей, составлен­
ного по разработанному нами методу, были рассчитаны коэффи­
циенты полинома третьей степени на области определения функции
y (t ) за период 1972— 1986 гг. по фактической урожайности £ > (т/га)
Et' = (0.0009/3 + 0.0078*2 - 0,284* - f 5,21).
Значения полинома Et' по годам приведены в табл. 6.9.
Как следует из данных, приведенных в табл. 6.8 и 6.9, разли­
чия между £пр и Et' не превысили 0,59 т/га, что в среднем за
1972— 1986 гг. составило 7,4 %. Если оценивать такие прогнозы
по методике, приведенной в работе [67], где прогноз урожайности
сельскохозяйственной культуры считается оправдавшимся при
ошибке Д < ± |с г |, то за рассматриваемый период все прогнозы
оправдались, поскольку ст урожайности риса на Украине равно
1,05 т/га.
ТАБЛИЦА С.9
З н а ч е н и я п о л и н ом а т р е т ь е й с т е п е н и , а п п р о к с и м и р у ю щ е г о т р е н д о в у ю
с о с т а в л я ю щ у ю у р о ж а й н о с т и р и са н а У к р а и н е, р а с с ч и т а н н ы е
п о ф а к т и ч еск и м у р о ж а я м ( т /г а ) з а п е р и о д 1972— 1986 гг.
130
Год
0
1970
1980
3,95
4,06
2
3
4
5
6
7
8
9
4,94
4,23
4,68
4,49
4,45
4,82
4,26
4,10
5,75
3,98
3,92
3,90
5,24
Следует отметить, что длительность периода между наступле­
нием min и последующего за ним шах по исследуемым районам
изменяется несущественно — от 20 лет на Украине до 25 лет в При­
морском крае — и в среднем равна 22 годам. Согласно проведен­
ным расчетам, второй минимум следовало ожидать в Краснодар­
ском крае, Поволжье и в Приморье в первой половине 1980-х
годов (1982— 1983 гг.), а в целом по РСФСР — в 1979— 1980 гг.
Максимум £ Пр предполагается на Украине во второй половине
1990-х годов, а в остальных районах несколько позже — в на­
чале и середине первого десятилетия XXI в.
Оценивать такие сверхдолгосрочные прогнозы, по-видимому,
целесообразно за определенные промежутки времени, например,
за пятилетки. Среднее за пятилетку значение трендовой состав­
ляющей, аппроксимированной полиномом третьей степени Е$, пр,
должно быть равно средней фактической урожайности Рф за этот
же промежуток времени. Результаты оценки сверхдолгосрочного
прогноза Et на независимом материале, за который был принят
ряд лет от / / i max+ 2 года до_1986 г.., приведены в табл. 6.7.
Ошибка прогноза А Р г = Рф —
пр изменяется от 73 % (Приморье,
XI пятилетка) до 99% (РСФСР, X пятилетка). Для сравнения
приведены также ошибки прогноза ДР 2 и ДРз, рассчитанные по
формулам
ДР2 == Рф
Д^З == Рф
Е 2, пр,
Е]г пр)
где Ez, пр и Е 1, Пр — средние за пятилетку значения тренда, аппрок­
симированные полиномами второй и первой степени соответ­
ственно. Как видно (табл. 6.7), предложенный нами метод сверхдолгосрочиого прогноза трендовой составляющей урожайности
риса имеет лучшую оправдываемость (до 6 0 % ), чем другой ме­
тод,- в котором тренд экстраполируется с помощью прямой либо
полинома второй степени.
Использование полинома третьей степени, аппроксимирующего
трендовую составляющую урожайности риса, в виде разрывной
функции имеет, на наш взгляд, ряд достоинств, по сравнению с из­
вестными ранее методами оценки урожайности на перспективу. Вопервых, предложенный подход позволяет в определенной мере
учесть нелинейность тренда. Во-вторых, представляется возмож­
ным определить моменты времени, для которых y ( t ) принимает
минимум или максимум, что может быть использовано в первую
очередь для прогноза изменения тенденции трендовой состав­
ляющей.
Приведенные результаты позволяют, на наш взгляд, рекомендо­
вать предложенный метод сверхдолгосрочного прогноза трендо­
вой составляющей урожайности риса для диагноза и прогноза
урожайности и других сельскохозяйственных культур, имеющих
нелинейные тренды.
131
6.3. Использование долгосрочного прогноза урожайности
при нахождении оптимальной стратегии
Долгосрочный прогноз теплообеспеченности или урожайности
дает потребителю реальную возможность с достаточной заблаго­
временностью маневрировать сортами, изменять структуру посев­
ных площадей и норму высева семян [86, 87]. О практической
полезности таких прогнозов можно судить по результатам сравни­
тельной оценки их экономической эффективности. Алгоритм по­
иска оптимальной стратегии формально может быть представлен
в такой последовательности:
— находится транспонированная матрица полезности;
— определяется матрица сопряженности;
— строится матрица-произведение;
— выделяются из каждого столбца матрицы-произведения
максимальные или минимальные элементы.
Сумма выделенных элементов определит среднюю полезность
оптимальной стратегии.
Согласно данным, полученным в подотделе по производству
риса Приморского краевого агропромышленного комитета, мини­
мальная урожайность, при которой хозяйство покрывает расходы
на производство риса (т. е. доходы равны нулю), составляет около
2,2 т/га. Такая урожайность возможна при суммах температур
за период вегетации выше 2420 °С. При более низких суммах тем­
ператур ( 2 Г < 2 4 2 0 ° С ) вероятность получения заданной урожай­
ности чрезвычайно мала. Следовательно, для хозяйства большое
практическое значение может иметь вопрос о принятии решений
типа: высевать — не высевать рис. В годы, когда прогнозируются
высокие суммы температур [87] или высокая урожайность риса
[81, 86], целесообразно отводить под рис максимально воз­
можные посевные площади, в годы же с низкими суммами
температур или низкой урожайностью посевы риса разумнее
сосредоточить лишь в наиболее теплообеспеченных климатических
•микроподрайонах, а на остальных площадях высевать другие
сельскохозяйственные культуры рисовых севооборотов, травы
и т. д.
Рассмотрим альтернативную ситуацию с помощью метеоролого-экономической модели типа т Х п —2X 2, где т — число хозяй­
ственных решений; п — число состояний погоды. С помощью мат­
рицы \\uijW (г = / = 2) решим задачу оптимального районирования,
т. е. установим, при каких климатических вероятностях
( P i { F l) = Pu
I Р2(Р2) = Р 2 = 1 — Ри
следует проводить мероприятие di, при каких предпочтительнее
действие dz- Тогда матрица будет
иметь
вид,
указанный
в табл. 6.10.
132
ТАБЛИЦА 6.10
М етеоролого-экономическая м атрица т Х п
dI
Fl
Fi
F2
d,
dt
«11
«21
«12
«22
П р и м е ч а н и е . Условные обозначения: d\ — решение высевать рис, ориен­
тируясь на погоду Fu т. е. при суммах температур выше 2420 °С; d 2— решение
не высевать рис, ориентируясь на погоду Fa. т. е. при суммах температур меньше
2420 °С; «п» «!2, «si. «22 — элементы матрицы.
И спользуя ф орм улу (6 .1 ), запиш ем вы раж ения для значений
Нкл1 и и КЛ}, отвечаю щ их климатическим стратегиям 5 к.ц
и 5 Кл3
ЧкЛ!
= Щ \ Р \ ~\~ и [2Рй>
(6.15)
«кл2 = Ы21р , + U ,2p 2.
П рим ем , что при у р о ж а е 2,2 т/га доходы равны нулю, при сн и ж е­
нии (повыш ении) у р ож ая на к аж ды е 0,2 т/га вычитаем (п р и бав­
л я ем ) ОД условной единицы (уел. ед .) убы тков (д о х о д о в ). Тогда,
при «кл, > И к л г предпочтение отдается стратегии 5 Кл,Если реш ение d i — вы севать рис ориентировано на погоду F i ,
a da — не вы севать — на п огоду £ 2, то в соответствии с вы водами
в р абот е [44] м еж д у значениям и и ц долж ны сущ ествовать с л е ­
дую щ и е соотнош ения:
'
« 1 1
>
U-21
<С U-22 •
« 1 5 ,
(6.16)
С учетом эти х неравенств стратегия 5 КЛ! оказы вается эф ф ектив­
н ее стратегии 5 Кл2- Как сл ед ует из матрицы полезности 2 x 2 , для
сорта Н овосельский (табл . 6.11) при осущ ествлении погоды F i
и принятии реш ения d \ прибыль составит 18,5 уел. ед. Р еш ение
ТАБЛИЦА
6.11
Матрица полезности 2X2 (уел. ед.)
d
d
j
j
Pi
di
d,
di
Сорт Новосельский
Fi
/
Ft
18,5
— 14,0
di
Сорт Дальневосточный
o
0
Ft
Fz
26,8
1,0
0
0
133
d \ при неблагоприятной п огоде Р 2 приводит к убы ткам в 14 уел.
ед. Д л я сорта Д альневосточны й {табл. 6.11) реш ение d \ при F \
приносит прибыль в 26,8 уел. ед., что на 8,3 уел. ед. больш е, чём
прибыль от сорта Н овосельский.
О пределим , насколько ц ел есообр азн о применение потребителем
гидром етеорологической инф орм ации компромиссного реш ения
d IU суть которого, наприм ер, своди тся к п осеву д в у х сортов
в соотнош ении 5 0 на 5 0 % . Составим
м атрицу
полезности
(табл. 6 .1 2 ), отк уда видно, что если при п огоде
осущ ествим
реш ение d K, то получим прибыль в 22,7 уел. ед., которая на 4 уел.
ед . меньш е прибыли, которая б у д ет получена в случае высева
сорта Д альневосточны й. Р еш ение d K при п огоде F% принесет
ТАБЛИЦА
6.1 2
Матрица полезности сортов риса Новосельский и Дальневосточный
при компромиссном решении d K (уел. ед.)
dJ
dt
18,5
-14,0
Fx
F2
2 2,7
—7,0
26,8
1,0
убытки в 7 уел. ед . Д л я оценки эф ф ективности компром иссного
реш ения рассчитаем параметры р к и (3 по следую щ им ф ормулам :
Р1
Рн
О
1+ Pi
___
’
Рг
Р!“ - т т р Г ’
f,
U-2K — U2\
«и —
«22 — «2К
izr-u »
,С л п \
•
<6 Л 7 >
где р ц ( и р 2 к — критические вероятности; (3i, р2 — безразм ерн ы е
параметры . В р езул ьтате расчетов установлено, что
и (Зг равны
соответственно — 1,67 и — 1,95. Критические вероятности равны:
P ih = 0 ,6 3 , /?2к=0,66.
С огласно [4 4 ], условием применимости компром иссного реш е­
ния d K является вы полнение соотнош ения
Р
IK>■ р2К-
С ледовательно, ком пром иссное реш ение вы севать сорта Н ово­
сельский и Д альневосточны й в соотнош ении 50 на 50 % не явля­
ется эффективны м. П редп очтени е сл едует отдавать сорту Д а л ь н е­
восточный.
Н а следую щ ем этап е строим м атрицу сопряж енности дл я про­
гноза средн ей по краю урож айн ости риса до сева (табл. 6 .1 3 ).
П о данны м та б л . 6.13 рассчиты ваем условны е вероятности осущ е­
ствления различны х градаций урож айн ости для к аж дой ф орм ули ­
ровки прогноза П 1 , # 2, Л з (табл . 6 .1 4 ).
134
ТАБЛИЦА 6.13
М атрица сопряженности прогноза средней по краю урож айности рнса до сева
ni
Pi
Ро
Рз
2 я*
/7,
Я3
П3
0,21
0,08
0,00
0,29
0,04
0,30
0,04
0,38
0,04
0,00
0,29
0,33
* pt
0,29
0,38
0,33
1,00
П р и м е ч а н и е . Здесь и в табл. 6.14 приняты следующие условные обозна­
чения: P t — фактическая урожайность риса по градациям: высокая (Pi), около
тренда (Р г), низкая (Рз); Я ;— тексты прогнозов, соответствующие трем града­
циям фактической урожайности риса.
О казал ось, что наибольш ую условную вероятность осущ ествле­
ния им еет прогноз низкой урож айн ости (Р з/Я з = 0 ,8 8 ). П рогнозы
с ф орм улировкам и Р 2 Ш 2 и Р \ / П \ оправды ваю тся несколько х у ж е
(0 ,7 8 и 0,73 соответствен н о).
ТАБЛИЦА 6.14
Условные вероятности (%) различных градаций урожайности
pt
П1
я,
я2
Я3
Р.
Pi
0,73
0,27
0,00
0,11
0,78
0,11
Рл
0,12
0,00
0,88
Составим м атрицу полезности 3 X 3 , когда т — число в о зм о ж ­
ных хозяйственны х реш ений равно п — числу состояний погоды
( т = п = 3)» О бозначим сл едую щ и е реш ения: d \ — высевать сорт
Н овосельский, d 2 — вы севать сорт Д альневосточны й, d$ — посев
риса не проводить (табл. 6 .1 5 ). И з данны х та бл . 6.15 сл едует, что
при осущ ествивш ейся п огоде F \ реш ения d \ и d 2 д аю т прибыль
соответственно 23 и 30 уел. ед. П ри п огоде Р 2 бо л ее выгодным яв­
ляется реш ение d 2. В то ж е время при неблагоприятны х погодны х
Т А Б Л И Ц А 6.1 5
Матрица полезности 3X3
di
р1
dx
Л
Р2
Ръ
23
12
— 14
di
dz
30
24
0
0
'0
135
усл ови ях F z реш ение d \ приносит убытки 14 уел. ед. Т ранспорти­
руем дан н ую м атрицу полезности:
«£/ Из х з =
23
12
30
0
24
0
-1 4
1
0
Затем ум нож им транспонированную матрицу на матрицу сопря­
ж енности 3 X 3 .
6,11 3,06 - 1 , 9 8
2,13
8,74 8,44
0
0
0
О пределим оптимальную хозяйственную стратегию , для чего
вы делим в к аж д ом столбц е м атрицы -произведения максимальный
элем ент. Д л я первого стол бц а это u2i = 8,74, для второго « 2 2 = 8,44,
для третьего « 2 3 = 2 ,1 3 . С ледовательно, при прогнозах Я ь Я 2, Я з
лучш ие результаты д а ет реш ение d*. Экономический эф ф ект при
этом равен
и а — 8,74
8,44 + 2,13 = 19,31 уел . ед.
В то ж е время при полном доверии прогнозу это значение бы ло бы
равно 14,15 уел. ед.
П ри прогнозе # 2 разность в прибыли от реали зац ии действий
d \ и d<& составляет 4,48 уел. ед., при Я 3— 4,11 уел. ед. При про­
гнозе П \ (вы сокая урож ай н ость) это значение несколько меньш е
и равно 2,63 уел. ед.
С ледовательно, при прогнозе П \ (высокая урож айн ость) ц ел е­
соо б р а зн о вы севать о б а сорта. П ри прогнозе Я 2 (около тр ен да)
наилучш ие результаты б у ду т получены при осущ ествлении д е й ­
ствия d 2. В этом случае больш ая часть посевны х площ адей
д о л ж н а быть отведен а под сорт Д альневосточны й. П ри п рогнозе
Я 3 («Н и зк ая ур ож айн ость») сл едует полностью
отдавать п р ед­
почтение сорту Д альневосточны й, так как реш ение d \ повлечет
з а собой убы тки в 1,98 уел . ед. При сниж ении урож айн ости
в связи с долгопериодны м и климатическими изм енениями с е б е ­
стоимость производства тонны продукции увеличится и м инималь­
ная урож айн ость .Pmim при которой хозяйства покрывают п рои з­
водственны е расходы , д о л ж н а т о ж е увеличиться. Н а б л ю д а ем о е
в п о сл ед н ее десятил етие противоречие м еж д у ухудш аю щ им ися погодно-климатическими условиям и и Р т \п отрицательно ск аж ется
на эконом ических показател ях рисосею щ их хозяйств, что будет
показано в п. 6.6.
Uij
|1з х з =
6.4. Б л ок -схем а м етеорологического обслуж и ван и я рисоводства
О дной из составляю щ их интенсификации
сельскохозяйствен­
ного п роизводства, в том числе и рисоводства, является бол ее
рациональное использование региональны х погодно-климатических
136
условий. Н а рис. 6.2 приведена бл ок -схем а принятия возм ож ны х
хозяйственны х реш ений в рисоводстве на основе долгосрочного
прогноза урож ай н ости , теп лообесп ечен ности
периода вегетации
и отдельны х элем ентов погоды. В дан ной схем е (рис. 6.2) при-
БлокII
Прогнозтеплообеспечен*
ностипостанциям
Блок!
Прогноз урожайности риса
(по краю, похозяйствам)
di - увеличениепосевных
площадей домаксимума;
dx- болееранние сроки
сева;
d3 - корректировканорм
еыоевасемян;
dt - способсева- пред­
почтительнеесглубокой
заделкойсемян
d\ - оптимизацияпосевных
площадей путем ох увеличения
в благоприятныхЩ
МПР;
d'r Ориентациянасредние
многолетние сроки сева;
d'3- созданиепосевовсред­
нейгустоты;
с?4 - способсева $зависи­
мостиотстепениблагоприятст­
вованияКМПР.
Блок V
Прогноз урож
айностисельско­
хозяйственныхкультур
рисовых севооборотов
Умеренное
развитие
БлокIII
.
Прогноз элементов
погоды
d'i ■-'уменьшениепосевныхплощадей,
особенновнеблагоприятныхКМПР
и с торфянистымипочвами;
d* - корректировка сроковсева,
ориентация на средниемноголетние;
d'i - севооборот;
d'i - способ сева с минимальной
глубиной заделки семян;
djj - максимальные объемы работ по
ремонтуиреконструкциисистем;
dl - борьбас пирикуляриозом
БлокIV
Прогноз
лирикуляриоэа
Р ис. 6.2. Блок-схема принятия хозяйственных решений на основе использования
долгосрочных прогнозов.
ведены д ал ек о не все возм ож ны е хозяйственны е реш ения. О ста­
новимся б о л ее п одробно на некоторы х из них.
П ер ер а сп р едел ен и е
посевны х площ адей (действия d\, d\, di),
осущ ествляется не только на осн ове долгосрочного прогноза ур о ­
ж айн ости (до с е в а ), но таю к е с учетом карты -схемы райониро­
вания зоны рисосеяния по м икроклим атообразую щ им ф акторам
(см. рис. 3.1) и хозяйственны х возм ож ностей. Способы сева (дей ­
ствия di, di, d'i) вы бираю тся в соответствии с биологическими
особенн остям и культуры риса. В р а б о т а х [57, 66] ук азан о, что
при благоприятны х погодны х усл ови ях предпочтение д о л ж н о о т д а ­
ваться глубокой за д ел к е сем ян, а при п оздн и х срок ах сева — ми­
нимальной.
В дальнейш ем , по-видим ом у, н еобходи м о р азр аботать и р еали ­
зовать м одели принятия хозяйственны х реш ений, основы вающ ихся
137
на использовании климатической и прогностической инф орм ации,
с помощ ью ЭВ М . В эти х м одел ях т а к ж е д о л ж ен быть отработан
м еханизм контроля за текущ ими погодны ми условиям и, п озволя­
ющ ий вы рабаты вать хозяйственны е реком ендации по адап ти рова­
нию агротехнических приемов к реальным погодным условиям.
Н а б о р хозяйственны х мероприятий на этом этап е несколько огр а­
ничен в сравнении с хозяйственны ми реш ениями, принятыми на
основе долгосрочны х прогнозов.
6.5. В озм ож ности биоком пенсации в рисоводстве
И звестно, что одинаковы е агром етеорологические условия для
р азны х культур и д а ж е д л я разны х сортов одной культуры могут
одн оврем ен н о быть б о л ее или м енее благоприятны ми.
Н ередк о
ок азы вается, что в один год наибольш ую урож ай н ость им еет одн а
культура, а в следую щ ий — др угая. Ч ередован и е величин у р о ж а й ­
ности разн ы х культур позволило использовать принцип биоклиматической взаим оком пенсации [1 4 , 15, 42, 4 3 ]. Его практиче­
ская суть состоит в оп ределенн ом сочетании возделы ваем ы х
культур или сортов, которое п озволяет доби ваться повышения
устойчивости еж егодн ы х сборов сельскохозяйственной продукции
и сп особствует сниж ению н еопределен н ости результатов хозя й ­
ственной деятельности, связанной с действием неуправляемы х
м етеорологических ф акторов.
П ри рассм отрении возм ож ности взаим оком пенсации примени­
тельно к рисоводству н еобходи м о учитывать специфические о с о ­
бенности возделы вания этой культуры. Они заклю чаю тся в том ,
что вы ращ ивать рис возм ож н о только на специально о б о р уд ов ан ­
ных полях — рисовы х чеках, являю щ ихся достаточн о сложны ми
гидромелиоративны ми сооруж ен и ям и . П ри благоприятны х дл я в о з­
делы вания риса погодны х условиях, когда ц ел есообр азн о м акси­
мально увеличивать посевны е п лощ ади, п оследние всегда будут
ограничены некоторой константой, равной площ ади рисовых че­
ков, так как проводить посевы риса з а счет др уги х суходольны х
культур невозм ож н о. С др угой стороны, на рисовых чеках молено
выращ ивать практически л ю бую сельскохозяйственную культуру.
Таким о бр азом , р яд специфических особенностей взаим ной
биоклим атической ком пенсации в рисосеянии п редполагает н еоб­
ходим ость индивидуального п одход а к реш ению этой задач и , ко­
торый м ож ет быть реали зован следую щ им о бр азом . И м ея набор
сельскохозяйственны х культур рисового севооборота (рис,
соя,
гречиха, овес, яч м ен ь), определим
наличие и характер связи
м еж д у отклонениями урож айн ости А Р
эти х культур от тренда.
О сущ ествим это при помощ и ан ализа сочетания знаков А Р . С тео­
ретической точки зрения возмолено осущ ествление 9 вариантов
сочетания знаков А Р риса и др уги х культур (табл . 6 .1 6 ).
Д л я наглядности представим эту инф орм ацию при помощ и
м атриц разм ерностью 3 X 3 . Такие матрицы составим для риса
и всех зер н обобовы х культур (табл. 6.17) и д л я :риса и каж дой-
ТАБЛИЦА 6.16
Возможные варианты сочетания знаков отклонения урожайности риса
и других культур А Р от тренда
Н ом ер варианта
Знак Д Р др уги х
культур
Знак ДР риса
_
—
.—
0
0
0
+
4
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Н ом ер элем ента
матрицы
_
0
4
—
0
4
—
0
4
Язз
Л32
«31
я23
/122
Пи
п\г
tin
Пи
П р и м е ч а н и е . Условные обозначения: знак плюс ( + ) — положительные
отклонения; знак минус (—) — отрицательные, 0 — урожайность около тренда.
сельск охозяй ствен н ой культуры в отдельности (табл. 6 .1 8 — 6 .2 1 ).
В ероятность /?(% ) совп адени я знаков А Р риса н др уги х культур
оп редел яется по ф орм уле
яп -Ь яо2 4* ^зз
Р —
N
»
где п \ х , « 2 2 ," Язз — число случаев совпадения знаков А Р
д р у ги х культур; N — о б щ ее число случаев.
риса и
АР
ТАБЛИЦА
6.1 7
Матрица сопряженности (%) знаков А Р риса и АР всех зернобобовых культур
ДР всех зернобобовых культур
S
риса
АР
4
0
—
S
+
0
-
11
7
4
7
18
15
15
19
11
41
ТАБЛИЦА
11
41
33
38
29
100
6.1 8
Матрица сопряженности (% ) знаков АР риса и А Р сои
ДР сон
ДР рнса
2
+
0
-
+
22
4
26
__
4
4
30
7
7
15
30
0
2
11
40
33
37
30
100
№
С практической точки зрения, наибольш ий интерес п редстав­
ляю т элементы матрицы, располож енны е в левом ниж нем углу по
отнош ению к ее центральной диагонали. Это случаи, когда уроТАБЛИЦЛ
G.19
Матрица сопряженности знаков ДР риса и А Р гречихи
ДР гречихи
ДР риса
+
0
2
2
+
0
-
18
15
4
4
11
8
7
19
37
ТАБЛИЦА
33
38
29
15
18
44
100
6.20
Матрица сопряженности (%) знаков А Р риса и А Р овса
АР
овса
2
риса
ДР
+
11
+
0
15
15
41
—
2
0
-
7
15
11
7
26
ТАБЛИЦА
33
37
30
11
7
33
100
6.21
Матрица сопряженности (%) знаков А Р риса и А Р ячменя
Д Р я чм ен я
ДР
риса
+
0
-
11
4
4
7
15
15
0
18
2
41
_
Б
+
11
8
11
44
‘
33
37
30
100
ж айн ость риса бы ла н иж е или около нормы, а урож айн ость д р у ­
гой культуры, напротив, выше или около нормы. О птимальной
культурой для целей взаим оком пенсации является та, для кото­
рой сум м а этих элем ентов матрицы б удет наибольш ей. Д л я риса
в услови ях П рим орского края такими культурам и являю тся овес
и ячмень. В то ж е время сл едует отметить, что в конкретны х
140
производственны х усл ови ях предпочтение м ож ет быть отдан о и
другим культурам в зависимости
от потребностей хозяйства,
конъюнктуры рынка и т. д. Н априм ер, д л я тех хозяйств, где и м е­
ется больш ое поголовье скота молочного направления, по-видим ому, сл едует отдать предпочтение сое, позволяю щ ей
получить
вы сококачественны е белковы е корма. В др уги х хозяйствах, зан и ­
м аю щ ихся дополнительно производством м еда, ц елесоооразн ы по­
севы гречихи. В годы, когда прогноз «низкая урож айн ость» риса
не оправды вается, дл я
ком пенсации ум еньш ения посевны х
п лощ адей п од рисом м ож но использовать гречиху — культуру
теплолю бивую и с поздним и срокам и сева. В этих случ ая х
гречиха м ож ет быть и пож нивной культурой. П осевы ее д а д у т
дополнительное количество зерн а или их м ож но использовать как
СИДбр
П оскольку при низкой ур ож айн ости риса в 75 % ф ормируется
вы сокая л и бо около тр ен да ур ож ай н ость овса, то этой культуре,
по-видим ом у, сл ед у ет отдавать предпочтение в тех
хозяйствах
или в те годы, когда необходим ы сочны е зелен ы е корм а л и оо
зерн о иа ф ур аж .
Очевидно, что зд есь н евозм ож н о описать все хозяйственны е
реш ения, построенны е только на основе взаим ной би оком п енса­
ции. К ром е того, слож ны е гидротехнические сооруж ен и я ри сосе­
ю щ их хозяйств тр ебую т плановы х рем онтов и реконструкции. Д л я
их проведения больш ое практическое значение будут иметь д ол го­
срочны е прогнозы ур ож ай н ости сельскохозяйственны х культур ри­
сового севообор ота д о сева.
П рактическая р еал и зац ия задач и взаим оком пенсации сельско­
хозяйственны х культур возм ож н а на осн ове следую щ и х
видов
прогнозов: 1) прогноз ур ож ай н ости культуры до сева; 2) агро­
м етеорологические прогнозы; 3) ф енологические прогнозы , 4) п ро­
гноз погоды.
П редп очтени е в первую очер едь д о л ж н о отдаваться прогно­
зам урож айн ости д о сева, так как они имею т, как правило, бол ее
вы сокую оправды ваем ость, чем други е. Эти прогнозы имеют
т а к ж е достаточн ую для принятия хозяйственного реш ения з а б л а ­
говременность.
Д л я корректировки плановы х агротехнических
мероприятии
потребую тся прогнозы сл едую щ и х агром етеорологических величин:
сроков оттаивания почвы, особенн о торфяников; сроков начала
весенних полевы х работ; условий развития и роста культур, ср о­
ков наступления ф а з развития растений; развития заболеван и и
и вредителей. П о м ере роста и развития растений потребую тся
и други е прогнозы.
Р ассм отрим возм ож н ы е хозяйственны е реш ения на осн ове п ро­
гноза ур ож ай н ости риса д о сева.
Так, при п рогнозе «низкая урож ай н ость» риса возм ож ны , н а­
пример, так и е хозяйственны е реш ения (рис. 6 .2 ): d s — реш ение
о том , что на м аксим альном количестве площ адей проводится
141
ниГ
м1 пп? пК0НС^РУКЦИЯ
РИС0ВЫХ чеков= ^ “ Реш ение о проведемероприятии по улучш ению севооборотов
рисовых полей.
В свою очередь, выбор той или иной культуры е й
осущ ествляется
си”
^ 0СТИ, 0Т с л е д Ую щ ей ориентации: а) на получение мак­
симальной прибыли в растениеводстве; б) на улучш ение кормовой базы ж ивотноводства; в) на улучш ение структуры и питапары иХд рСВ0ИСТВ П° ЧВ; г > на отв”
посевных7 п лощ адей под
Н априм ер, на 1981 и 1983 гг. составлялся прогноз «низкая
урож айн ость» риса. Ф актическая урож ай н ость риса в эти годы
Г 54 ТатВ/гяЛа. п°„КОЛО 1 5 5
° ВСа
и 2 ’И т/ г а > ячменя 0,э Т и
п п п р !(
соответственно. К ак показали проведенны е нами в 1981г.
им чп н аблю ден и я на производственны х п осев ах риса совхоза
комсо.мола П рим орья, рис на чеках с торфяником
х о ч я й г? т о урож аин ость „здесь составила практически 0,0 т/га, по
хозя й ству средняя урож аин ость бы ла 1,2 т/га. П оэтом у себестои вМь ; ЬИ яТ, Г са в эти Г°ДЫ и в посл едую щ и е за ними за счет поь~
1 На сем ена значительно возросла, особенн о в хозя й ­
ствах, расп олож ен н ы х в н аи бол ее неблагоприятны х климатиче­
ских условиях.
Если обозначить площ ади рисовых чеков
с
торфяником по
что упРож °я? Г ИМ Х03яйствам че? ез 5 -РФ и исходить из условия!
что у р о ж а и на них в холодн ы е годы стрем ится к 0 т/га то зам еГ Л
^ , 0560 ^ п л Яо МеН?' м ож но бы ло бы дополнительно полуить в 1981 г,: (1 ,0 4 5 торф) т овса или (0 ,9 1 5 торф) т ячменя;
ячменя
С0° ТВеТСТВеНН0;
(2 >1 1 5 - рф) т овса
или
(1 ,5 4 5 торф) т
Естественно, что в к а ж д о м конкретном хозяйстве в си лу его
специфики и потребности соотнош ение п лощ адей, заняты х овсом
ячменем, м о ж ет быть различны м. В м есто эти х культур в о з­
м ож н о получать сено однолетних трав, силос кукурузы , зелены е
корм а и др.
™ В Г° ДгЫ’ К0ГДа пР0ГН03иРуется «вы сокая урож айн ость», рисом
д о л ж н о .быть занято м аксим альное количество посевны х п л ощ а­
дей , в и деал е, р авн ое п лощ ади рисовы х систем. Такие м ероприя4
тия, как рем онт и реконструкция рисовых чеков долж н ы в о с­
новном проводиться в годы, когда прогнозируется «низкая у р о ­
ж аиность» или «около трен да».
6.6. Численные эксперименты по использованию режимной
и прогностической информации в рисоводстве
1 0 Я1^СП10 Л0 «3уЯ агРотехнические отчеты рисосею щ их хозяйств за
1 У6 1
1 У»ь гг., мы попытались теоретически рассчитать в о зм о ж ­
ный вы ход сельскохозяйственной продукции растен и еводства, п ро­
изведенной рисосею щ ими хозяйствам и за XI пятилетку, и сравнить
с фактическими результатам и.
142
С редняя ур ож ай н ость риса за X пятилетку, когда н а б л ю д а ­
лись бо л ее благоприятны е климатические условия, составила
2,77 т/га , в то время как за XI пятилетку 2,04 т/га. П ри рассм от­
рении урож айн ости за эти ж е периоды по отдельны м хозяйствам
(табл . 6.22) устан овлен о, что средняя ур ож ай н ость за XI пяти­
летку по отнош ению к ур ож айн ости за X пятилетку состави ла от
64 % (совхоз им. 50-летия ком сом ола П рим орья) до 83 % (сов­
х о з «А в а н га р д » ). В то ж е время себестои м ость производства риса
увеличилась в средн ем в 1,5 р а за . Э то, естественно, привело
к сниж ению прибыли в хозя й ствах, а в среднем за XI пятилетку,
за редким исклю чением, рисосею щ ие хозяйства несли убытки.
В чем ж е сл еду ет искать причины явного ухудш ен и я п рои з­
водственно-эконом ической
деятельности
рисосею щ их
хозяйств
в XI пятилетке?
О дной из основны х причин увеличения себестои м ости п рои з­
водства риса м ож н о считать [121] повыш ение цены на сем ена.
В структуре себестоим ости п роизводства риса стоимость семян
в 1978 г. состави л а 1 2 ,4 % , а в 1984 г. 1 7 ,5 % . В общ ем себ есто и ­
мость п роизводства риса в 1984 г. п осле н еурож ай н ого 1983 г.
в средн ем по краю возр осл а на 5,12 руб.
С ледую щ ей причиной сниж ения урож ай н ости и валового сбора
риса в XI пятилетке являю тся ош ибки планирования при р а зм е­
щ ении рисоводческих хозяйств. В зап адн ой части зоны р и сосея­
ния (см. рис. 3 .1 ), м енее благоприятной по климатическим у сл о ­
виям, соср едоточ ено около 69 % посевны х п лощ адей риса. Н а и б о ­
л ее крупны е хозяйства: им. 50-летия ком сом ола П рим орья (8,8 %
посевны х
п лощ адей
в з о н е ), В адим овский ( 9 ,2 % ) , Л уговой
(4,6 % ), Н оводевичаиский (10,9 % ), построенны е в п оследни е 10—
15 лет, расп олагаю тся в ю ж н ой части зоны , но опять-таки в н аи ­
бол ее
неблагоприятны х
почвенно-клим атических
условиях:
в К М П Р IIIa, III6, П а. В н аи бол ее благоприятной центральной
части р асп ол агается всего несколько хозяйств, общ ая посевная
площ адь п од рисом в них составл яет 8350 га, т. е. всего 17,9 %
общ и х п лощ адей в зоне.
О бщ ий ущ ер б, нанесенный рисосеянию П риморья в XI пяти­
летке в р езул ьтате н абл ю даю щ ейся в настоящ ее время климати­
ческой ф луктуации (О У К ), составил около 170 410 т риса. Р асчет
п роведен по ф орм уле
ОУК = 5 (§ х 1
A P x _ x i)
= 5 (4 4 687 га X 0 ,7 3 т/га) = 170 410 т,
где 5 x i — средн яя годовая посевная площ адь за 1981— 1985 гг.;
A-Px-xi — разн ость м е ж д у средн ей по краю урож айн остью риса
в X и XI пятилетках.
С ниж ение валового сб о р а у р о ж а я риса в XI пятилетке п ро­
и зош ло та к ж е и потом у, что в хозяйствах, располож енны х
в К М П Р Ш а и IIй, почвы преим ущ ественно торфянисты е. Как
показали проведенны е нами и сследования [1 3 9 ], такие почвы х а ­
рак тери зую тся крайне неблагоприятны м тем пературны м реж им ом ,
143
Т А Б Л И Ц А 6.22
О с н о в н ы е п р о и з в о д с т в е н н о -э к о н о м и ч е с к и е п о к а з а т е л и р и с о с е ю щ и х х о з я й с т в в X и X I п я т и л е т к а х
У рож айность рн са, т /г а
Совхоз
С еб естои м ость, руб.
П риб ы ль, ты с. руб.
КМ ПР
р Х1
и м . 5 0 -л е т и я к о м ­
сом ола П рим орья
В адимовский *
Ш а
2 ,7 1
II I 6
2 ,7 6
pX i/?x %
СХ
Схг
3 9 ,3
3 5 ,9
1,75
64
2 3 ,2
1,81
66
2 2 ,7
c x i/cx %
"х
Я Х1
169
59
— 360
158
101
— 428
П а— II6
III6
IIй
2,66
1 ,9 0
71
20,8
3 1 ,9
154
151
326
и м . 5 0 * л ети я С С С Р
II3
2 ,8 3
.2 ,0 8
73
2 4 ,2
3 5 ,2
145
196
— 59
М ельгуновский
IIе
2 ,9 2
2 ,3 7
81
2 4 ,5
3 7 ,6
153
349
—212
«А вангард»
2 ,5 3
2 ,0 9
83
2 8 ,1
4 0 ,2
143
233
И льинский *
1а
I6
Ж ем чуж ны й
V6
2 ,7 8
1 ,8 9
68
2 3 ,4
4 1 ,9
179
345
— 33
К орниловский *
V3
2 ,8 9
2 ,1 3
73
2 3 ,9
4 0 ,8
170
197
— 65
Н овосельский
IV й
2 ,9 2
2 ,3 4
80
2 4 ,3
3 6 ,8
150
760
— 76
С ви яги н ски й *
I*V» 6
ю
А лександровский *
IV
142
31
— 96
Л уговой *
П етровичанский *
Н оводевнчанский
* П осевны е
площ ади
2 ,8 2
2 ,21
3 1 ,0
2,00
2 4 ,9
2,66
2 ,8 9
под
рисом
за
137
2 9 ,6
2 ,2 1
6
163
34,1
3 1 ,1
1 ,9 7
68
и сследуем ы й
период
2 6 ,2
бы ли
42
132
46
3 7 ,1
м е н ь ш е 2 0 0 0 га.
Примечание.
У словны е обозначения: К М П Р — кли м ати чески й м икро п одрай он ;
ри са з а X и X I п яти л етк и ; С х и C x i — ср ед н я я себ естоим ость
п р о и зво дства
1 т риса
# x i — с р е д н я я п р и б ы л ь з а X и XI п я т и л е т к и .
Р х , P x i — ср ед н яя урож айность
X и XI п я т и л е т к и ; П х
за
и
особен н о в холодны е годы. С редняя урож айн ость в этих хо зя й ­
ств ах за 1981 и 1983 гг. составила всего 1,4 т/га, в то время как
в хозя й ствах в н аи бол ее благоприятной центральной части зоны
рисосеяния она равнялась 1,9 т/га. С ледовательно, если бы на
уровне планирования при разм ещ ен ии рисосею щ их хозяйств или
хотя бы оп р еделения первой очереди строительства, помимо ф ак ­
тора близости к бассей н у о. Х анка, учитывались степень бл аго­
приятствования клим атических условий для возделы вания риса
и их возм ож ны е изм енения, то за XI пятилетку, несм отря на ч рез­
вычайно неблагоприятны е погодны е условия, рисоводы края
могли бы получать еж его д н о дополнительно около 8413 т зерна.
Эти цифры получены с помощ ью формулы
ДК — (S„Ky K P x i ) = (16 826 га X 0 ,5 т/га) = 8 413 т,
где А У — годовой дополнительны й валовой сбор риса; S imу — по­
севны е п лощ ади, расп ол ож ен н ы е в неблагоприятны х климатиче­
ских условиях; A P x i — р азн ость средн их за XI пятилетку ур ож аев
в К М П Р IV a и К М П Р Ш а, IIa, III6 (Д Р х 1 = 0 ,5 т /г а ). Общ ий
ущ ерб и з-за клим атических условий в XI пятилетке за счет более
рационального р азм ещ ения молено бы ло уменьш ить на 42 065 т,
т. е. на 25 % •
В лияние погодно-клим атических условий на п рои зводственн о­
эконом ические п оказател и работы рисоводческих хозяйств, расп о­
лож ен н ы х в различны х К М П Р , м ож но оценить с помощ ью д а н ­
ных, приведенны х в та б л . 6.23. С редняя урож айн ость по р ассм ат­
риваемы м хозяйствам в благоприятны е по погодным условиям
годы (Б П ) не сущ ественно р азли чается (от 3,19 т/га в совхозе
Н овосельский д о 2,86 т/га в со в х о зе им. 50-летия ком сом ола П р и ­
м ор ья ). В неблагоприятны е годы (Н П ) эти различия проявляются
сильнее. Такие ж е зак он ом ерн ости отм ечаю тся и дл я эконом иче­
ских показател ей . С ебестоим ость производства риса в Б П и зм е­
няется от 21,39 д о 17,68 р уб., в Н П себестоим ость варьирует от
34,45 д о 26,11 руб. В лияние почвенно-климатических различий
проявляется и в величине прибыли л и бо убытков. В годы с БП
прибыль в совхозе, расп олож ен н ом в К М П Р Ш а, состави ла в с р е д ­
нем 404 тыс. руб., а в Н овосельском (К М П Р IV a) — 1303 тыс. руб.
В Н П первый совхоз несет убытки в среднем за год 109 тыс. руб.,
а второй — получает прибыль 454 тыс. руб. Естественно, что на
величине прибыли сказы ваю тся техническая оснащ енность, куль­
тура зем л едел и я и др уги е факторы. О днако, по данны м П р и м ор ­
ского краевого статистического управления, техническая осн ащ ен ­
ность рисосею щ их хозяйств за XI пятилетку по сравнению с X
не снизилась, а напротив, возросла.
Авторы работы [121] считаю т, что: « . . . по сравнению с пре­
ды дущ им периодом , когда эф ф ективность рисосеяния бы ла д о ­
статочно высокой, прои сходят серьезны е наруш ения агротехниче­
ских и технологических требований возделы вания риса в сов хо­
за х . Н е вы полняются полностью
агромелиоративны е
приемы,
Ю
З ак аз Л'« 228
145
ТАБЛИЦА 6.23
Основные производственно-экономические показатели рисосеющих хозяйств
в благоприятные и неблагоприятные по погодным условиям годы
Характеристика вегета­
ционного периода
Себестои­
мость, руб.
Прибыль,
тыс. руб.
17,68
26,11
8,43
24,42
1303
454
849
593
Совхоз им. 50-летия комсомола Приморья
2,86
4770
21,39
Благоприятные годы
1,79
2338
Неблагоприятные годы
34,45
Разница
1,07
2432
13,06
Среднее за период
2,20
3882
31,65
1965—1986 гг.
404
—110
514
—54
Благоприятные годы
Неблагоприятные годы
Разница
Среднее за период
1965—1986 гг.
Благоприятные годы
Неблагоприятные годы
Разница
Среднее за период
1965—1986 гг.
Урожайность,
т/га
Продано госу­
дарству, т
Совхоз Новосельский
11118
3,19
2,24
7927
0,95
3191
2,59
8855
Совхоз «Авангард»
2,91
10243
2,34
7255
0,59
2988
2,36
7136
20,13
30,68
10,55
28,02
943
145
798
369
предусм отренны е технологическим и картам и, затягиваю тся сроки
проведения полевы х р абот, не собл ю д ается реж им о р о ш ен и я ..
Н а наш взгляд, тр удно зап одозр ить труж еников ри сосею щ их х о ­
зяйств, в основной их м ассе, в н еж елан ии получать вы сокие ур о ­
ж а и именно в п оследние годы. И , действительно, каким обр азом
в озм о ж н о бы ло в 1981 г. в со в х о зе им. 50-летия ком сом ола П р и ­
морья осущ ествить сев в лучш ие агротехнические сроки на т о р ­
фяниках, если 2 5 м ая почва оттаяла только на 37 см? Н о нельзя
закры вать гл аза и на отдельны е случаи бесхозяйственности.
В частности, в р а б о т е [121] указы вается на некачественное
строительство и реконструкции ирригационны х систем , отсутствие
д р е н а ж а , что ведет к полной зависим ости урож ай н ости от п огод­
ных условий; на н есобл ю ден и е требований соврем енной техн ол о­
гии возделы вания риса; на практически полное отсутствие рисо­
вых севооборотов и на др уги е причины, ведущ и е к сниж ению ур о ­
ж айности.
В лияние погоды на агротехнику возделы вания сельск охозяй ­
ственных культур рассм отрено многими авторами и в частности
в р а б о т а х [94, 9 5 ]. У становлено, что в больш ей степени от п огод­
ных условий зависит урож ай н ость тех
сельскохозяйственны х
культур, которы е имею т н аи бол ее сл ож н ую агротехнику возделы ­
146
вания. К таким сельскохозяйственны м культурам относится и рис
(см . гл. 1).
К ром е того, тр удно предполож ить, что из-за
бесхозя й ствен ­
ности уровень культуры зем л едел и я понизился «вдруг» и од н о ­
врем енно во всех хозяйствах края. Д ан н ы е табл . 6.22 говорят
о том , что сн иж ени е п роизводственно-эконом ических п оказателей
произош ло относительно бы стро от X к XI пятилетке, но если
рассм атри вать изм енение эти х величин погодично, то п р осл еж и ­
вается четкая тенденция сниж ения ур ож ай н ости и прибыли н а­
чиная с 1979 г. и одноврем енно п росл еж и вается и увеличение се­
бестоим ости прои зводства риса. Эти данны е, на наш взгляд, у б е ­
ди тельн о говорят о наличии общ ей к рупном асш табной причины,
которая сущ ественно ухудш и л а эконом ические показатели ри со­
сею щ их хозяйств П рим орского края.
П ри сущ ествую щ ей схем е р азм ещ ения рисосею щ их хозяйств
края м ож н о бы ло бы уменьш ить понесенный рисоводам и ущ ерб
путем изм енения структуры посевны х п лощ адей. Д о недавн его вре­
мени больш ая часть площ адей отводилась п од сорт Н овосель­
ский, в то врем я как климатически оптимальной стратегией яв л я ­
ется ориентация на сорт Д альневосточны й. В табл. 6.24 показано
изм енен и е структуры S и валового сб о р а риса V (в процентах)
по сортам . Так, за XI пятилетку S , отведенны е под сорт Н ов о­
сельский, уменьш ились с 62 % в 1981 г. только д о 43 % в 1985 г.
и, н аобор от, S , заняты е сортом Д альневосточны й, увеличились
всего лиш ь д о 5 6 % . Д оп олни тельн ая продукция, которую могли
бы получить в XI пятилетке рисоводы края при условии, что
ТАБЛИЦА 6.24
Изменение структуры посевных площадей 5 (% ) и валового сбора риса
по сортам Новосельский (S' и V') и Дальневосточный ( S " и V") за 1 9 8 1 —
Характери­
стика струк­
туры
S'
S"
V'
V"
A V i- Q i
AF 2 —1‘ Q2
1981
г.
1982 г.
62
33
58
39
54
42
50
47
—3108
—8241
—2123
—10592
1983 г.
19S4 г.
Фактически
55
44
48
51
1985 г.
49
49
45
52
43
56
36
59
Рассчитано
—2336
0
—8725
—6561
3114
—5642
XI пяти­
летка
52,6
44,8
47,‘4
49,6
—4453
—39761
V (%)
1986
гг.
1986 г.
26
73
23
77
4720
-500
П р и м е ч а н и е . Недостающие до 100 % посевные площади заняты другими
сортами риса; AVi — валовой сбор зерна, полученный при обратном соотношении
посевных площадей (Qi); AVa— валовой сбор зерна, полученный при условии,
что 80 % площадей занято сортом Дальневосточный и 20 % — Новосельский
(Q2); «минус» (—) означает дополнительную продукцию, которую могли бы
получить рисоводы края, ориентируясь на действия Qi и Qz10*
147
сортом Д альневосточны й зан ято 80 % посевны х площ адей, а сор ­
том Н овосельский 2 0 % , состави ла бы 4453 т для Qi и 39 761 т
для Q2 (табл. 6 .2 4 ). П оказательны м в этом плане является
1986 г., когда в П рим орье н абл ю дал ось очень хол одн ое лето, сх о д ­
ное с летними сезон ам и 1981 и 1983 гг., но урож ай н ость риса с о ­
ставила 2,45 т/га. О дной из причин, позволивш ей получить так ую
урож айн ость, явилось р езк ое сокращ ение (до 26 %) посевов сорта
Н овосельский.
Н еудачи рисоводов П риморья в XI и в н ачале X II пятилеток,
которые обусловлены в первую очередь н аблю даю щ ейся клим ати­
ческой ф луктуацией (средняя м есячная
тем п ература
воздуха
в июне по зо н е рисосеяния за X пятилетку составила 17,8 °С,
а за XI снизилась д о 16,3 °С ) в определенной мере подорвали бы­
лой п рести ж этой отрасли сельского хозяйства. В то ж е время
сниж ение уровня урож айн ости риса, а именно ее трендовой с о ­
ставляю щ ей, в первой половине 1980-х годов не является исклю ­
чительным явлением в истории рисоводства. Н априм ер, в П ри м ор­
ском крае, как показано в гл. 1, низкая урож айн ость н абл ю дал ась
в первой половине 1930-х и в сер еди н е 1950-х годов. П о-видим ом у,
и в будущ ем такие колебания трендовой составляю щ ей у р о ж а й ­
ности неизбеж ны . В этом случае п ер ед клим атологам и и агром е­
теорологам и стоит важ ная за д а ч а прогноза клим атических и зм е­
нений, оценки их влияния на хозяйственную деятельность
о бсл уж и ваем ы х отраслей сельского хозяйства и в частности ри со­
водства и своеврем енного доведен и я этой информации как до
работников планирую щ их органов сельскохозяйственного произ­
водства, так и непосредственно д о зем ледельц ев. В этом случае
б у д ет возм ож ность забл аговр ем ен н о р азр аботать и принять н ео б ­
ходим ы е хозяйственны е реш ения, направленны е на сниж ение
потерь по м етеорологическим причинам.
ЗА КЛ ЮЧ ЕН И Е
В Советском С ою зе основная часть зоны рисосеяния расп о­
л ож ен а вдоль северной границы мирового ар еал а распространения
этой культуры, поэтом у основным ф актором , определяю щ им ур о ­
ж айн ость риса, является теплообеспеченность вегетационного п е­
риода. Д л я получения вы соких и устойчивы х у р о ж а ев в эти х рай ­
о н ах н еобходи м о н аи бол ее полно использовать реально ск лады ва­
ю щ иеся в дан ном году тепловы е ресурсы . Это м ож но осущ ествить,
только зн ая терм ические особенности конкретны х районов ри сосея­
ния, харак тер их изменчивости и степень влияния на урожайностьриса.
С огласно постановлению Ц К К П С С и С овета М инистров СССР
[7 1 ], усилия научно-исследовательских уч реж ден ий и вузов в бли ­
ж айш и е годы дол ж н ы быть направлены на соверш енствование
интенсивны х технологий п р оизводства зер н а и др уги х продуктоврастен и еводства по конкретным зон ам страны на основе комплекс­
ного развития производительны х сил, разр аботк и эфф ективны х
мер по использованию природного и производственного потенци­
алов. В связи с этим возникает необходим ость соверш енствовать
формы и методы гидром етеорологического обеспечения ри совод­
ства с целью н аи бол ее полного использования клим атических и
погодны х ресурсов на соврем енном уровн е для повыш ения в ал о­
вого сбо р а этой ценной крупяной культуры.
П редставлен н ы е в р аботе данны е о ди нам и к е урож айн ости
риса позволили выявить квазисинхронность периодов минимума
(м акси м ум а) тр ен довой составляю щ ей ур ож ай н ости с дол гоп е­
риодными колебаниям и клим ата в северны х рай он ах зоны рисо­
сеяния С оветского С ою за. В ы дел ен и е сопряж енны х территорий
зоны рисосеяния, проведен ное в м онограф ии, м ож ет быть исполь­
зов ан о с целью их взаим ной компенсации в неурож айны е годы.
П риморский край является одним из н аи бол ее н еблагоприят­
ных по климатическим условиям районов зоны рисосеяния С С С Р,
п оэтом у именно зд есь в аж ен учет клим атических и микроклима­
тических особенностей территории при разм ещ ении рисовых чеков
и использование долгосрочны х прогнозов урож айн ости д о сева
культуры. В м онограф ии проведено районирование зоны р и сосея­
ния в П рим орье, излож ены м етодологические основы и д а н о т ео ­
ретическое обосн ован и е схемы долгосрочного синоптико-статистического м етода прогноза ур ож ай н ости риса д о сева. О собенностью
143
клим ата П риморья является наличие квазидвухлетней циклич­
ности аномалий погоды и, как следствие, урож айн ости риса. Д л я
п р огн оза этой цикличности в м онограф ии приводится качественно­
физическая модель.
Р езультаты проведенного исследования и ан ализ работ други х
авторов позволили сдел ать вы вод о том, что сниж ение у р о ж а й ­
ности риса в П рим орском крае в XI пятилетке произош ло в р е­
зу л ь та те действия целого ряда причин. В первую очередь, это и з­
менение климатических условий в этот период, которое прояви­
л о сь в сниж ении ср едн их месячных июньских и средних летних
тем п ератур в о зд у х а (абсолю тны й минимум тем пературы воздуха
в июне за йесь период инструментальны х н аблю дений отмечен
в 1983 г .). Во-вторы х, это ош ибки в планировании при р азм ещ е­
нии рисосею щ их хозяйств, возникш ие вследствие л и бо
полного
игнорирования сведений о сущ ествую щ их и возм ож ны х клим ати­
ческих и зм енениях зоны рисосеяния, ли бо при ориентации на ош и­
бочную климатическую инф орм ацию , в которой не учитывались
имевш ие м есто в прош лом климатические аном алии, а та к ж е р е­
ш ения о разм ещ ении рисосею щ их хозяйств в наим енее благоприят­
ных по почвенным условиям рай он ах с п реобладани ем торф ян и ­
ков. Конечно, имею тся и други е причины падения рентабельности
рисосеяния в П рим орском крае, в частности, указанны е в р аботе
[1 2 1 ], о которы х у ж е говорилось.
Основными направлениям и б о л ее полного использования ресур­
с о в клим ата и м икроклимата в целях повышения урож айн ости
риса и обеспечения ее устойчивости являю тся: детал ь н ое и ссле­
д о в а н и е пространственно-врем енны х характеристик клим ата кон­
кретных районов рисосеяния; оп редел ен и е климатически оптималь­
ны х стратегий потребителя с учетом законов расп ределени я ос­
новных клим атических характеристик; учет будущ и х сценариев
и зм енен и я клим ата и м оделировани е влияния их последствий на
урож айн ость конкретны х сельскохозяйственны х культур; изучение
•социальных аспектов изм енения климата; районирование отдель­
ны х районов рисосеяния по м езо- и м икроклим атообразую щ им
ф актор ам ; устан овлен и е и уточнение количественны х связей
•между микроклиматическими характеристикам и и урож айностью
•на конкретны х рисовых полях.
Д р у го й важ ной составляю щ ей частью гидром етеорологического
■обеспечения рисоводства является со здан и е н адеж н ы х прогнозов
погоды и ур ож айн ости с больш ой заблаговрем енн остью (до сева
культуры ) и р азр аботк а методик их оптимального использования
д л я рационального маневрирования сортам и и площ адям и. Э то
позволит на практике осущ ествлять повышение урож айн ости за
•счет использования агроклиматической и прогностической инф ор­
м ации.
Авторы н адею тся, что вы полненное и сследовани е ок аж ется по­
л езн ы м д л я целей агром етеорологического обеспечения ри совод­
ства и др уги х отр аслей сельского хозяйства, а т а к ж е при п одго­
товке специалистов этого профиля.
150
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. М а т е р и а л ы XXVII съезда КПСС.— М.: Политиздат, 1986.— 352 с.
2. А б д у л а е в X. М., М у м и н о в Ф. А. К методике прогноза урожая:
риса в Узбекистане//Тр. САРНИГМИ.— 1978.— Вып. 56 (137).— С. 34—44.
3. А б д у л а е в X. М. Радиационные факторы и продуктивность рис»
в Узбекистане//Тр. САРНИИ.— 1985.— Вып. 93 (174).— С. 24—25.
4. А г р о к л и м а т и ч е с к и е ресурсы Приморского края.— Л.: Гидроме­
теоиздат., 1973.— 147 с.
5. А к с а р и и а Е. А., П а с о в В. М. Прогноз урожайности яровой пше­
ницы до сева в Казахстане на основе использования особенностей развития,
циркуляции в атмосфере//«Экспресс-информация» ВНИИГМИ—МЦД.— 1978.—
Вып. 1 (51).— С. 12—20.
^ тг
6. А л е к с е е в а С. Ф., С о м о в а В. И., Ш у л ь г и н А. М. ^Изучение
агроклиматических условий в Нечерноземной зоне ЕТС и Западной Сибирив мелиоративных целях//Тр. ВНИИСХМ.— 1981.— Вып. 7.— С. 26—31.
7. А р а к а в а X. Метеорологические условия больших неурожаев риса
в Японии во вторую половину периода Токугава//Изменения климата.— Л.:
Гидрометеоиздат, 1975.— С. 38—56.
8. Б а г р о в Н. А., Б а т ы р е в а О. В. К вопросу об оптимальном числепредсказателей//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1975.— Вып. 159.— С. 3— 13.
9. Б а г р о в Н. А. О статистических свойствах некоторых оценок прогнозов//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1966.— Вып. 9.— С. 3— 10.
10. Б а г р о в Н. А., К о н д р а т ь е в К. В., П е д ь Д. А., У г р ю м о в А. И.
Долгосрочные метеорологические прогнозы.— Л.: Гидрометеоиздат, 1985.— 248 с..
11. Б а й д а л М. X., Н е у ш к и н А. И. Макроциркуляционные факторы
и прогноз засух в основных сельскохозяйственных районах.— Л.: Гидрометеоиз­
дат, 1979.— 140 с.
12. Б л ю т г е н И.
География климатов. Т. 2.— М.: Изд-во Прогресс,
1973.— 402 с.
13. Б о й к о О. В., С и р о т е н к о О. Д. Численная модель микроклимати­
ческого режима посевов сельскохозяйственных культур//Тр. ВНИИСХМ.—
1981.— № 2.— С. 35—50.
14. Б о н д а р е н к о Н. Ф., П о л у э к т о в Р. А., Я к у ш е в В. П. Ими­
тационные модели и методы принятия решений при программировании уро­
жаев//Докл. ВАСХНИЛ.— 1986.— № 2.— С. 5—7.
15. Б о н д а р е н к о Н. Ф., Ж у к о в с к и й Е. Е., М у ш к и н И. Г. и др.
Моделирование продуктивности агроэкосистем.— Л.: Гидрометеоиздат, 1982.—
264 с.
16. Б о р и с е н к о в Е. П., П о л о з о в В. В. Экспертная оценка изменений
климата до конца XX — начала XXI вв.//Тр. ГГО.— Вып. 503.— С. 40—50.
17. Б р а г и н с к а я Л. Л. Об исследованиях по экономически оптималь­
ному использованию климатологической информации в сельском хозяйстве//
Агрометеорология — Продовольственной программе СССР. Доклады участников.
Всесоюзной конференции «Гидрометеорологическое обеспечение мероприятий по
выполнению Продовольственной программы СССР».— Днепропетровск, октябрь
1983 г.— Л.: Гидрометеоиздат.— 1986.— С. 3— 12.
18. Б у д ы к о М. И. Климат в прошлом и будущем.— Л.: Гндрометеоиз­
дат, 1980.— 350 с.
151
19. Б у т В. И. Термические условия возделывания риса в Астраханской
■области.— Л.: Гидрометеоиздат, 1980.— 64 с.
20. В а с и л ь е в а Л. Г., Г о л у б е в а Т. А. Погодные условия в связи
■с некоторыми особенностями микроклимата//Тр.
ГГО.— 1974.— Вып. 339.—
-с. 120—138.
21. В и ш н е в с к а я В. Д. Влияние слоя затопления на температуру воды
л почвы на рисовом поле//Тр. ДВНИГМИ.— 1978.— Вып. 74.— С. 63—69.
22. В и ш н е в с к а я В. Д. Тепловой баланс рисовых полей в условиях
Приморского края//Сборник работ по гидрологии.— М.: Гидрометеоиздат, 1978,
-№ 13.— С. 82—90.
23. В о л к о н с к и й Н. Ю., В о л к о н с к и й Ю. Н. Оптимальная органи­
зация специализированного обеспечения прогиозами//Метеорология и гидроло­
гия.— 1985.— № 12.— С. 12—19.
24. В о р о н и н а В. Ф. О характере связи между положением гидрологи­
ческого фронта в северо-западной части Тихого океана и формами циркуляции
,по Гирсу//Тр. ДВНИГМИ.— 1977.— Вып. 61 — С. 48—56.
25. В о р о н и н а В. Ф. О роли субарктической фронтальной зоны в се­
веро-западной части Тихого океана в формировании антицикломического поля
над Охотским морем//Тр. ДВНИГМИ.— 1977.— Вып. 63.— С. 164— 172.
26. Г а л к и н Г. А., Г л а д к о в а Л. Г. Производство риса в СССР//Экономика сельского хозяйства.— 1982.— № 9.— С. 90—91.
27. Г а л к и н Г. А., З а й ц е в 10. В. Роль температурного фактора в фор­
мировании урожайности риса в Краснодарском крае//Бюлл. науч.-техн. информ.
ВНИИ риса,— Краснодар.— 1985.— С. 33—38.
28. Г л у х И. С. Связь атмосферных процессов с основными элементами
климата и гидроклиматическая характеристика аномальных по водности лет
северных и центральных районов Западной Сибири//Материалы метеор, иссле­
дований.— М.: 1987.— № 4.— С. 93—100.
29. Г о л ь д б е р г И. А. Мезо- и микроклиматическое районирование Ле­
нинградской области//Тр. ГГО.— 1977.— Вып. 385.— С. 39—49.
30. Г р и н г о ф И. Г.. С и р о т е н к о О. Д., Г о р б а ч е в В. А. Основные
направления совершенствования системы гидрометеорологического обеспечения
агропромышленного комплекса//Метеорология и гидрология.— 1987.— № 1.—•
С. 5—13.
31. Г р у з а Г. В., Р а н ь к о в а Э. Я. Структура и изменчивость наблю­
даемого климата. Температура воздуха Северного полушария.— Л.: Гидроме­
теоиздат, 1980.— 72 с.
32. Г у л и н о в а Н. В. Теплообеспеченность формирования урожая риса на
Северном
Кавказе//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1971.— Вып. 85.— С. 75—86.
33. Д а в и т а я Ф. Ф. Методы сельскохозяйственной оценки климатов и
-агроклиматическое районирование/Лекции по сельскохозяйственной метеороло­
гии.— Л.: Гидрометеоиздат, 1966.— С. 241—270.
34. Д е г т я р е в а Г. В. Прогноз урожая яровой пшеницы до ее посева
по инерционным факторам//Метеорология и гидрология.— 1973.— № 4. С. 77—84.
35. Д ж о у н с П., В иг л и Т., К е л л и П. Колебания приземной темпе­
ратуры воздуха. Ч. 1. Северное полушарие, 1881—1980. Пер. с англ.— М.: Всесоюзн. центр переводов.— 1983.— 28 с.
36. Д ж у л а й А. П. Влияние микроклимата затопленного рисового поля
на продолжительность вегетационного периода и продуктивность риса//Биологические основы орошаемого земледелия.— М.: Наука, 1966.— С. 445—449.
37. Д р о з д о в О. А. Временная структура частоты засух и ее связь с урожайностыо//Тр. ГГО.— 1976,— Вып. 378.— С. 136— 145.
38. Е р ы г и н П. С. Физиология риса//Физиология сельскохозяйственных
растений. Т. 5, ч. 2.— М.: Изд-во МГУ, 1969.— С. 119—240.
39. Е с и п о в А. Г. Водный режим культуры риса.— Хабаровск.— 1936.—
194 с.
40. Ж а п б а с б а е в М. Агроклиматические условия произрастания риса
в континентальном климате (в Казахстане).— Л.: Гидрометеоиздат, 1969.— 168с.
41. Д и т о р ч у к А. Т., Ж и т о р ч у к Ю. В. О возможности использова­
ния информации в процессе отбора предикторов для физико-статистических схем
прогноза погоды//Тр. ГГО.— 1981.— Вып. 446 — С. 93—98.
152
42.
Ж и т о р ч у к Ю. В., С т р а ш н е н к о Л. Е. Оптимизация структуру
посевных площадей сельскохозяйственных культур с учетом климатологической
информации//Тр. ГГО.— 1983.—-Вып. 466.— С. 104—109.
43 Ж у к о в В. А. Принцип оценки неблагоприятных погодных условии
в системе «климат-урожай» с целью оптимизации размещения сельскохозяйст­
венного производства//Тр. ВНИИСХМ— 1981— Вып. 4.— С. 13—31.
44. Ж у к о в с к и й Е. Е. Метеорологическая информация и экономическиерешения.— Л.: Гидрометеоиздат, 1 9 8 1 .-3 0 2 с.
45. 3 а б с л и н В. Н. Прогнозирование урожаев по взаимно коррелирован­
ным метеорологическим фактора?.! методом гребневой регрессии//Метеорология
и гидрология.— 1983.— № 8.— С. 104—108.
46. З а й ц е в Ю. В., Г а л к и н Г. А. Формирование урожайности риса,
на Кубани в зависимости от термического фактора//Вестн. с.-х. науки.— 1985.
№ 8,— С. 82—85.
47. И б р а г и м о в Э. А. Некоторые^ особенности формирования фитоклиматического режима рисовых плантаций//Изв. АН АзССР. 1975. № о.
q 21_30
48 . Й з р а э л ь 10. А. Роль атмосферных, геофизических наук в обеспече­
нии Продовольственной программы//Метеорология и гидрология. 1982.
Х% . И л ь и н с к и й О. К. Охотский антициклон//Тр. ДВНИГМИ.— 1959.—
Вып. 7. — С. 10—32.
„
50 И л ь и н с к и й О. К. Опыт выделения форм циркуляции над Дальним
Востоком//Тр. ДВНИГМИ.— 1965.— Вып. 20.— С. 26—45.
51 И н с т р у к ц и я по оценке оправдываемости агрометеорологических
поогнозов/Под ред. Е. С. У л а н о в о й.— М.: Гидрометеоиздат, 1983.— 17 с.
52. К а л а ч и к о в а В. С., Н и к о л а е в а Е. В. Календарь форм атмо­
сферной циркуляции над Дальним Востоком.— Владивосток, 1985;— 58 с.
53. К а л е н д о в А. А., Ф о м и н М. Г., П а н ч е н к о Г. В., Г л у б о к ов В. Н. О связях типов погоды с формами атмосферной циркуляции//
Тр. ДВНИЙ.— 1986.— 126.— С. 24—41.
54. К а у ш и л а К. Микроклимат и его учет в сельскохозяйственном про­
изводстве— Л.: Гидрометеоиздат, 1981.— 142 с.
55. К о р н Г., К о р н Т. Справочник по математике для научных работни­
ков и инженеров/Пер. со 2-го амер. перераб. изд.— М., 1984.— 831 с.
56. К р а сн я н с к а я В. П.
Разработка методов агрометеорологических
прогнозов урожайности
валового сбора
зерновых и зернобобовых культур
в Приморье//Тр. ДВНИИ.— 1984.— Вып. 112.— 120 с.
57. К р и в о л а п о е И. Е. Рис на Дальнем Востоке— Владивосток, 1971.—
315 с.
58. К р ы н д и н А. Н. Крупномасштабный тепло- и влагообмен между океа­
ном и'атмосферой и долгосрочный прогноз погоды//Тр. Гидрометцентра СССР.—
1970.— Вып. 64.— С. 91— 102.
59 Л е л е к о З . А. К прогнозу урожайности риса//Тр. Гидрометцентра
СССР.— 1980.— Вып. 214.— С. 75—78.
60 Л е л е к о 3. А. Зависимость температуры воды в рисовом чеке от
температуры воздуха//Сборник работ Ростовской ГМО.— 1980 — Вып. 18.—
С. 60—62.
61. Л е с к о в а Е. А. Экстремально теплые и экстремально холодные синоп­
тические сезоны зимы в Восточной Азии//Тр. ДВНИГМИ.— 1960.— Вып. 10.—
С. 3—37.
62. Л и с о г у р с к и й Н. И.,
П е т р и ч е в А. 3..
К о т л я р о в а В. С.,
К вопросу о вертикальной мощности летнего муссона над Советским Дальним
Востоком//Тр. ДВНИИ.— 1986.— Вып. 119.— С. 78—86.
63. Л о р е н ц Э. Предсказуемость климата//Физические основы теории
климата и его моделирования/Пер. с англ.— Л.: Гидрометеоиздат, 1977.
С. 137— 141.
64. М а к л а к о в а Н. А., Р е ш е т о в а В. Д. Физико-статистические связи
изменений давления у земли с состоянием барического поля в тропосфере и стра­
тосфере//Тр. ЦАО.— 1982.— Вып. 146.— С. 23—32.
153
65. М а с я г л н Г. П. Синоптико-статистические методы прогноза некото­
рых гидрометеорологических элементов и урожая картофеля //Тр. ДВНИГМИ—
1978.— Вып. 74.— С. 3—8.
66. М е т о д и ч е с к и е указания по технологии возделывания риса.— М
1979.— 95 с.
67. М е т о д и ч е с к и е указания по проведению оперативных испытаний
новых методов гидрометеорологических прогнозов/Под ред. А. И. У г р ю м о в а.— Л.: Гидрометеоиздат, 1977.— 101 с.
68. М у с а е л я н Ш. А. О природе сверхдлинных атмосферных процес­
сов.— Л.: Гидрометеоиздат, 1 9 7 8.-142 с.
69. Н е у н ы л о в Б. А., К р и в о л а п о е И. Е. Проблемы рисосеяния на
Дальнем Востоке.— Владивосток, 1970.— 75 с.
70. О б у х о в А. М., - К у р г а н с к и й М. В., Т а т а р с к а я М. С. Дина­
мические условия возникновения засух и других крупномасштабных погодных
-аномалий//Метеорология и гидрология.— 1984.— № 10.— С. 5— 13.
7 1 . 0 с о в е р ш е н с т в о в а н и и научного обеспечения развития агропро­
мышленного комплекса страны: Постановление ЦК КПСС и Совета Министров
СССР//Правда.— 1987.— 33 авг.
у
72. П а в л о в Н. И. К- вопросу об изменении периода квазидвухлетней
цикличности ветра в экваториальной стратосфере//Тр. ДВНИИ.— 1985.—
•Вып. 118.— С. 3—13.
73. П а в^л о в а В. Н., С и р о т ей к о О. Д. Об использовании динамиче­
ских моделей для оценки влияния возможных изменений климата на урожай­
ность
сельскохозяйственных
культур//Тр.
ВНИИСХМ,— 1985.— Вып. 10.—
С. 81—90.
74. П а к у л и н Э. В., Т л е н б е к о в О. К. Тепловоднобалансовые иссле­
дования на рисовых полях в низовьях реки Или//Тр. КазНИИ— 1980 —
Вып. 129.— С. 34—40.
'
75. П а с о в В. М. Путь увеличения заблаговременности составления про­
гноза урожая сельскохозяйственных культур//Тр. ИЭМ.— 1971.— Вып. 22.—
С. 82—88.
76. П а с о в В. М., П о л е в о й А. Н. Некоторые итоги работ по созданию
методов прогноза урожайности зерновых культур//Тр. ВНИИСХМ — 1980 —
Вып. 1.— С. 22—30.
77. П а с о в В. М.. А к с а р и и а Е. А., З и н ч е н к о В. П. Методическое
указание по составлению прогноза урожайности яровой пшеницы до сева в ос­
новных районах ее выращивания,— М.: Гидрометеоиздат, 1982.— 30 с.
78. П е д ь Д. А. Некоторые климатические особенности циркуляционного
вихря северного полушария//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1973,— Вып. 115 —
С. 25—44.
79. П е д ь Д. А. О влиянии колебаний циркумполярного вихря на форми­
рование условий погоды//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1976.— Вып. 173.__
С. 45—57,
80. П е д ь Д. А. О колебании циркумполярного вихря в северном полушарии//Тр. Гидрометцентра СССР.— 1975.— Вып. 167.— С. 71—81.
81. П е с т е р е в а Н. М. О прогностических возможностях некоторых пара­
метров циркумполярного вихря применительно к долгосрочному прогнозу уро­
жая риса в Приморском крае//Тр. ДВНИИ.— 1985.— Вып. 121.— С. 10—19.
82. П е с т е р е в а Н. М. Обоснование схемы синоптико-статистического ме­
тода прогноза урожая риса до посева//Региональные вопросы синоптической
метеорологии и климатологии/Дальневост. ун-т.— Владивосток 1982 — Вып 4 —
С. 179—188.— Деп. в ИЦ ВНИИГМИ—МЦД, № 171, гмД-82.
83. П е с т е р е в а Н. М. О связи между ледовитостью Охотского моря и
урожаем риса в Приморье//Региональные вопросы синоптической метеорологии
и климатологии/Дальневост. ун-т — Владивосток, 1982.— Вып я — С 189— 197 —
Деп. в ИЦ ВНИИГМИ—МЦД, № 171, гдМ-82.
84. П е с т е р е в а Н. М. Некоторые особенности атмосферной циркуляции
над Дальним Востоком и теплового состояния подстилающей поверхности
в годы с высокими и низкими урожаями риса в Приморском крае//Региоиальные вопросы синоптической метеорологии и климатологии/Дальневост. ун-т.—
154
Владивосток, 1984.— Вып. 5.— С. 46—60.— Деп. в ИЦ ВНИИГМИ—МЦД,
№ 317, гмД-84.
85. П е с т е р е в а Н. М. Об использовании климатических данных и долго­
срочных прогнозов погоды при принятии хозяйственных решений в рисоводствеПриморского края//Тезисы докл. на сов. молод, уч. и специал. Дальнего Вос­
тока.— Владивосток, 1984.— С. 21—22.
86. П е с т е р е в а Н. М. Прогноз урожая риса до посева в Приморском
крае//Проблемы моделирования атмосферной циркуляции и использования гид­
рометеорологической информации в народном хозяйстве Дальнего Востока/
Дальневост. ун-т.— Владивосток.— 1987.— С. 88—101.
87. П е с т е р е в а Н. М. Долгосрочный синоптико-статистическнй прогноз:
теплообеспеченностн вегетационного периода//Тр. ДВНИИ.— 1988.— Вып. 141.—
С. 28—40.
88. П е с т е р е в а Н. М. Методическое указание о принятии хозяйственных
решений по данным о климате.— Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1987.—
24 с.
89. П и н с к ер А. А. Климатическая характеристика засушливых периодов
в Приморье в мае и игоне//Тр. ДВНИГМИ.— 1975.— Вып. 51.— С. 137—147.
90. П о г о с я н X. П., П а в л о в с к а я А. А., Ш а б е л ь н и к о в а М. В.
Взаимосвязь процессов в тропосфере и стратосфере Северного полушария.—
Л.: Гидрометеоиздат, 1985.— 129 с.
91. П о д о й и и ц ы н Г. И. Полезащитные лесные полосы на рисовых по­
лях.— Владивосток, 1959.— 75 с.
92. П о л е в о й А. Н.
О прогнозе случайной составляющей временных
рядов урожайности ярового ячменя//Метеорология и гидрология.— 1975.— № 4.—
С. 84—90.
93. П о л е в о й А. Н. Теория и расчет продуктивности сельскохозяйствен­
ных культур.— Л.: Гидрометеоиздат, 1983.— 176 с.
94. П р о д о в о л ь с т в е н н а я программа СССР на период до 1990 года
и меры по ее реалнзации//Партийная жизнь.— 1982.— № 12.
95. П р о с у н ко В. М., Ч и р к о в IO. И. Метод прогноза среднеобласт­
ного урожая риса иа Украине//Метеорология и гидрология.— 1979.— № 8 . —
С. 91—94.
96. П р о с у н к о В. М. Агроклиматические ресурсы и продуктивность
риса.— Л.: Гидрометеоиздат, 1985.— 100 с.
97. П у ш к а р е в а В. И. Аэросиноптнческие условия устойчивых сильныхморозов в Амурской области и Хабаровском крае//Тр. ДВНИГМИ.— 1975.—
Вып. 51.— С. 73—88.
98. Р а к и п о в а Л. Р., Я к о в л е в а Н. И., А н д р е е в а Л. К. Влияниевесеннего геомагнитного индекса Кт> на колебание урожайности сельскохозяйст­
венных культур//Тр. ГГО.— 1981.— Вып. 443.— С. 20—23.
99. Р а м е д ж К. Метеорология муссонов.— Л.: Гидрометеоиздат, 1976.—
335 с.
100. Р а ф а и л о в а X. X. Использование характеристик стратосферы, тро­
посферы и подстилающей поверхности в долгосрочных прогнозах погоды.— Л.:
Гидрометеоиздат, 1973.— 317 с.
101. Р о з и н С. Я. История развития рисосеяния и краткая климатическая1
характеристика районов рисосеяния на Украине//Тр. ВНИИ риса.— 1971.—
Вып. 1.— С. 44—51.
102. Р о м а н о в а Е. Н., М о с о л о в а Г. И., Б е р е с н е в а И. А. Микроклиматология и ее значение для сельского хозяйства.— Л.: Гидрометеоиздат,
1 9 8 3 .-2 4 5 с.
103. Р оч ев а Э. В., Л о г и н о в В. Ф. О влиянии океана на формирование
засух/Д р. ГГО.— 1979.— Вып. 403.— С. 58—72.
104. Р у д н ч е в а Л. М. Влияние особенностей циркуляции атмосферы на’
формирование температуры воздуха в Восточной Сибири и на Дальнем Вос­
токе/Др. Гидрометцентра СССР.— 1973.— Вып. 115.
. 105. Р у к о в о д с т в о по изучению микроклимата для целей сельскохо­
зяйственного производства.— Л.: Гидрометеоиздат, 1979.— 152 с.
106.
Р у к о в о д ст в о
по краткосрочным прогнозам погоды. 4 . 4 . —
Л.: Гидрометеоиздат, 1965.— 214 с.
15&
107. Р у к о в о д с т в о по агрометеорологическим прогнозам.— JL: Гидро­
метеоиздат. 1984.— Т. 1, 308 с., т. 2, 264 с.
108. С а ж и н А. Н. Современные климатические тенденции в Нижнем По­
волжье//Природа и хозяйственная деятельность в Нижнем Поволжье — Волго­
град, 1986.— С. 28—36.
109. С в и н у х о в Г. В. Синоптико-статистические методы прогноза погоды
на Дальнем Востоке//Тр. ДВНИГМИ.— 1977.— Вып. 65.— 168 с.
110. С в и н у х о в Г. В., У ш а к о в а Р. Н. Прогноз аномалий средней
месячной температуры воздуха в теплое полугодие по Восточной Сибири и
Дальнему Востоку с большой заблаговременностью//Тр. ДВНИГМИ.— 1980.—
Вып. 82.— С. 3—9.
111. С в и н у х о в а Р. Э. Календарь форм атмосферной циркуляции над
Дальним Востоком.— Владивосток: ДВНИГМИ, 1975.— 57 с.
112. С е л я н и н о в Г. Т. Климатическое районирование СССР для сель­
скохозяйственных целей//Памяти акад. Л. С. Берга.— М.: АН СССР, 1955.—
С. 12—24.
113. С и р о т е и к о О. Д. Физико-статистическое моделирование в агрометеорологии//Метеорология и гидрология.— 1978.— № 3,— С. 80—89.
114. С к в о р ц о в А. А. Орошение сельскохозяйственных полей и микро­
климат.— Л.: Гидрометеоиздат, 1964.— 275 с.
115. С м е т а н и н А. П., В о л к о в а Н. П. Зависимость пустозериости
риса от пониженных температур периода цветения//Тр. ВНИИ риса.— 1972.—
Вып. 2.— С. 8—15.
116. С о р о ч а н О. Г. Некоторые соображения о природе летнего муссона
Восточной Азии//Тр. ГГО.— 1956.— Вып. 71.— С. 184— 189.
117. С п р а в о чн и к по климату СССР — Вып. 26, ч. 1—4./Л.: Гидроме■теоиздат, 1966—1969.
118. С т о л ы п и и а Н. В. Сезонные изменения интенсивности циркуляции
в стратосфере северного полушария.— Л.: Гидрометеоиздат, 1981.— 78 с,
119. Т а т а р с к а я М. И. Ортогональные разложения полей температуры
и влажности нижней тропосферы//Изв. АН СССР.— Физика атмосферы п океа­
на.— 1974.— Т. 10.— № 3.— С. 78—91.
120. Т е р - М к р т ч я н М. Г. О применении дискриминантного анализа для
•улучшения статистических прогнозов по методу множественной регрессии//Тр.
Гидрометцентра СССР.— 1970.— Вып. 64.— С. 130—139.
121. Т у р А. К., К о р л я к о в А. С., Н о с о в с к и й С. Комплексное освое­
ние земель под рис в Приморском крае//Владивосток, ротапринт ДОТВС,
1985.— 106 с.
122. У л а н о в а Е. С., С и р о т е н к о О. Д. Методы статистического ана.лиза в агрометеорологии.— Л.: Гидрометеоиздат, 1968.— 198 с.
123. У л а н о в а Е. С. Агрометеорологические условия и продуктивность
.зерновых культур//Метеорология и гидрология.— 1984.— № 5.— С. 95— 100.
124. У л а н о в а Е. С. Агрометеорологическое'обеспечение агропромышлен­
ного комплекса СССР в свете решений XXVII съезда КПСС//Метеорология
и гидрология.— 1986.— № П. — С. 5—12.
125. У с т и н о в а О. К., Ш о с т а к 3. А., В а р ч е в а С. Е. Агрометеоро­
логические аспекты программирования урожая//Обзорная информация.-—Об­
нинск, 1986.— Вып. 5.— 28 с.
126. Ф е д о с е е в А. П. Погода и эффективность удобрений.— Л.: Гидро­
метеоиздат, 1985.— 144 с.
127. Ф е д о с е е в А. П. Агротехника и погода.— Л.: Гидрометеоиздат,
1979.— 240 с.
н
а
,
128. Ф о м и н М. Г. Местные генетические типы погоды по югу Дальнего
Востока для теплого полугодия.— Владивосток: ДВНИИ, 1980.— 155 с.
129. Х р а м ц о в а В. К. Краткая характеристика климатических условий
Приморского края в различные месяцы года.— Владивосток: ДВНИГМИ,
1977.— 89 с.
130. Х р о м о в С. П. Муссоны в общей циркуляции атмосферы//А. И. Во­
ейков и современные проблемы климатологии.— Л.: Гидрометеоиздат, 1956 —
■С. 282.
156
131. Х р о м о в С. П., М а м о н т о в а Л. И. Метеорологический словарь.—
Л.: Гидрометеоиздат, 1974.— 568 с.
132. Х у д я к о в а А. И., М и х а и л е н к о Т. Д. Особенности метеороло­
гических условий экстремальных по урожайности картофеля лет в Приморье//
Тр. ДВНИГМИ.— 1978 — Вып. 75.— С. 3—9.
133. Ч е р н ы ш е в а Л. С. Особенности температурного режима, формируе­
мого слоем затопления и растениями риса, иа рисовом поле//Тр. ДВНИГМИ.—
1974 .— Вып. 48.— С. 24—29.
134. Ч е р н ы ш е в а Л. С., П о д о й н и ц ы н а Д . Н. Оценка возможностей
определения продуктивности посевов риса методом спектрофотометрических
измерений//Тр. ДВНИГМИ.— 1982.— Вып. 98.— С. 43—53.
135. Ч е р н ы ш е в а Л. С. Расчет урожая риса в Приморском крае//
Тр. ДВНИГМИ.— 1982.— Вып. 98.— С. 17—21.
136. Ч е р н ы ш е в а Л. С., П е с т е р е в а Н . М. О микроклиматической
неоднородности рисовых массивов Приморского края//Тр. ДВНИГМИ.— 1985.—
Вып. 121.— С. 115—121.
137. Ч и р к о в 10. И. Агрометеорологические условия и продуктивность
кукурузы.— Л.: Гидрометеоиздат, 1969.— 251 с.
138. Ч и р к о в Ю. И., Ч е р н ы ш е в а Л. С., П е с т е р е в а Н. М. Райо­
нирование рисосеющей зоны Приморского края по микроклнматообразующим
факторам//Метеорология и гидрология.— 1982.— № 11.— С. 93—97.
139. Ч и р к о в 10. И., П е с т е р е в а Н. М. Особенности термического
режима рисовых полей с различным типом почв//Изв. ТСХА.— 1983.— № 2 . —
С. 192— 195.
140. Ч и р к о в 10. И., П е с т е р е в а Н. М. О влиянии различных типов
погоды на урожай риса в Приморском крае//Метеорология и гидрология —
1983.— № 5.— С. 103—108.
141. Ч и р к о в 10. И., П е с т е р е в а Н. М. Агрометеорологические основы
прогноза урожая риса на Дальнем Востоке//Докл. ТСХА.— 1983.— С. 38—43.
142. Ч и р к о в 10. И. Ресурсы климата и продуктивность земледелия//
Земля и Вселенная.— 1982.— № 6.— С. 32—34.
143. Ч и р к о в 10. И., К о н о н о в а Н. К. Экстремумы последнего 20-летня
и колебания урожайности зерновых культур//Метеорология и гидрология.—
1984.— № 11.— С. 102— 106.
144. Ш а ш к о Д. И. Формы территориального учета и сравнительной
оценки агрометеорологических условий роста растенин//Тр. ВНИИСХМ, 1981.—
Вып. 7.— С. 45—59.
145. Ю д и н М. И., М и р в и с В. М. Применение информационного под­
хода к задаче долгосрочного прогноза//Тр. ГГО.— 1981.— Вып. 446.— С. 3— 11.
146. B a r n e t t Т. P. Large scale variation of the temperature field in the
N. P. Ocean//Nav. Res.— 1976.— Vol. 29, N 3.— P. 28—37.
147. В a r n e t t T. P. Climat prediction: new techniques. A new perspective on
climat dynamics?//Long-Range Forecast. Res. Rept./Ser. WMO.— 1986.— N 6/2,—
P. 645—651.
148. D a v i s R. Predictability of sea surface temperature and sea level pres­
sure anomalies over the North Pacific Ocean//Phys. Oceanogr.— 1976.— Vol. 6,
N 3.— P. 78—91.
149. G e o r g e K. Climatic role of snow covers: sea level, ice dim. chage./
Assem. Int. Unuin. Geod. and Geophys.— Canberra, 1979. Washington. 1981.— 74 P.
150. H a n z a m a M. Oceanographycal consideration on the bad rise crop in
the Tohoku district of Japan//Oceanogr. Mag.— 1949.— N 3.— P. 53—61.
151. H i s h i d a K. N i s h y a m a K- On the variation of heat exchange and
evaporation at sea surface in the Western North Pacific Ocean//J. Oceanogr. Soc.
Japan.— 1969.— Vol. 25, N 1.— P. 25—34.
152. K a t z R. W. Sensitivity analysis of statistical crop — weather models//
Agr. Meteorol.— 1979.— Vol. 2, N 4.— P. 291—300.
153. K e d z i o r a K-. K a r l i n s k y K. Wplyw struktury krajobrasn na klimat
lokalny i mikroclimat//Zesz. probl post. nauk.— 1979.— Vol. 5, N 228.— P. 129— 140.
154. K r i s h n a m u r t h y V. The importance of agrometeorology in agricul­
tural development projects and the role of WMO in strengthening agrometeorological activities in developing countries//J. Biometeorol.— 1984.— N 28.— P. 23—31.
157
155. L a s z l o E. A. Termes szetbontasa a kornyezeii tenyezok hatasainak
aranyai szrint//Folder ert.— 1976.-— Vol. 25, N 1.— P. 73—79.
156. M s Q u i g y J a m e s D. Climat variability and crop yield in high and
low temperature regions//Food-clim./Interact. Proc. Int. Workhop.— Berlin, 1980 —
N 1.— P. 89—96.
157. M u r a t a Y. Estimation and simulation of rise yield from climatic factors//Agr. Meteorol.— 1975 — Vol. 15. N 1.— P. 89—96.
158. N a m i a s J. Thermal communication between the lower the troposphere//
J. Phys. Oceanogr.— 1973.— Vol. 3, N 4,— P. 473—485.
159. N a m i a s J. Negative ocean-air feedback systems over the North Pacific
in the transition from warm to cold seasons//Ann. Meteorol.— 1976.— N 11 —
P. 263—274.
160. N a m i a s J. Remarks on the potential for long-range forecasting//Bull.
Amer. Meteorol. Soc.— 1985.— Vol. 66, N 2.— P. 165— 173.
161. P a r r y M a r t i n I., C a r t e r T i m o t h y R., K o n i j n N i c o l a a s T.
IIASA/UNEP Climate Impacts Projects: The vulnerability of food production in
climacesensitive areas//Bull. Amer. Meteorol. Soc.— 1985.— Vol. 66. N 10 —
P. 1300—1311.
162. P h i l l i p s D a v i d W. Marketing climatology for today’s user//CIimatol.
Bull.— 1986.— Vol 20, N 2.— P. 3— 15.
163. S a m u l H u d a A. K., C h i l d y a l B. P., M o m а г V. S. Contribution
of climat variables in predicting rise yield//Agr. Meteorol.— 1975.— Vol. 15. N 1.—
P. 71—87.
164. S a w a d a T. A study on the statistic forecast of summer temperature
over the Northern Japan, using the amount of sea ice over Okhotsk sea//J. Met.
Soc. Japan,— 1957.— N 35.— P. 28—43.
165. S a w y e r J. S. Notes of the possible physical causes of long-term wea­
ther anomalies//WMO Technical Note.— 1965.— N 6.— P. 227—249.
166. S h a l l Т. T. Large-scale sea ice, sea surface temperature anomalies in
the north-western North Pacific, their significance for foreshadowing the weather
in Northern Japan and Far Eastern USSR//J. Meteorol. Soc. Japan.— 1972.—
Vol. 50. N 6.— P. 32—43.
167. U c h i j i m a Z. Yield variability of crops in Japan//J. Meteorol. Soc..
Japan.— 1972.— Vol. 50, N 6.— P. 17—25.
168. W a d a H. A study on the behaviour of the polar vortex and its appli­
cation to long-range weather forecasting//The Geophys. Mag.— 1962.— Vol. 31»
N 2.— P. 77— 105.
169. W a d a H., A c a k u r a T. Studies on the seasonal forecasting of summer
season in Japan//J. Met. Res — 1967.— Vol. 19, N 3.— P. 44—52.
170. W a d a H. Manual of seasonal weather forecasting in Japan.— Vol. 1.—
1971.— 235 p., vol. 2.— 1972.— 468 p.
О Г ЛАВ ЛЕН ИЕ
Предисловие
.................................................................................................................
Основные обозначения
.............................................................................................
3
6
Введение
........................................................................................................................
Глава 1. Особенности возделывания риса в северных районах ареала рас­
пространения
.............................................................................................
1.1. Районы рисосеяния в СоветскомС о ю з е ....................................... ....
1.2. Биологические особенности культуры риса и его требования
к условиям внешней с р е д ы .................................................................
1.2.1. Сорта р и с а .....................................................................................
1.2.2. Требования риса к условиямвнешней с р е д ы ...................
1.2.3. Агротехника возделывания и севообороты в рисоводче­
ских х о зя й с т в а х .............................................................................
1.3. Пространственно-временная изменчивость и оценка вклада со­
ставляющих урожая риса в северных районахрисосеяния. . .
1.3.1. Выбор оптимальной трендовой составляющей урожая
риса
.................................................................................................
1.3.2. Оценка вклада составляющих урожайности риса . . . .
1.3.3. Связь между урожайностью риса и других сельскохо­
зяйственных культур
.................................................................
1.4. Особенности климатических условий северных районов рисо­
сеяния
.............................................................................................
Глава 2. Влияние климатических и погодных аномалий на урожайность
риса
.........................................................................................................
2.1. Изменчивость климата зоны рисосеяния за период инструмен­
тальных н а б л ю д е н и й .................... * ..............................................
2.2. Погодные аномалии и их влияние на урожайность риса . . . .
2.2.1. Особенности теплообеспеченнос! и вегетационного периода
в высокоурожайные и низкоурожайные годы. . . . .
2.2.2. Пространственно-временные особенности распределения
числа дней с различными типами погоды по зоне рисо­
сеяния
.......................................................................................
Глава 3. Районирование рисосеющей зоны по мезо- и микроклиматообразующим факторам (на примере Приморского к р а я ) .....................
3.1. Современное состояние микроклиматических исследований для
целей сельскохозяйственного производства
..........................
3.2. Районирование зоны рисосеяния по' мезо- и микроклиматооб­
разующим факторам ......................................................................
3.3. Проявление микроклиматических неоднородностей рисовых
массивов в отдельных микроклиматических р а й о н а х ..........
3.4. Микроклиматическая неоднородность рисовых полей с различ­
ным типом п о ч в ...............................................................................
Глава 4. Методологические основы синоптико-статистического прогноза
урожайности риса
.....................................................................................
4.1. Основные методы прогноза урожайности сельскохозяйственных
культур ...................................................................................................
8
15
—
17
—
18
21
22
23
28
33
35
40
—
50
—
57
61
—
64
69
72
77
—
159
4.2. Теоретическое обоснование схемы долгосрочного прогноза
средней по краю урожайности р и с а ................................................
4.3. Особенности атмосферной циркуляции над Дальним Востоком
в годы с высоким и низким урожаями р и с а ................................
4.4. Особенности теплового состояния подстилающей поверхности
4.5. Физическая схема связи развития атмосферных процессов
над Дальним Востоком с условиями формирования урожайно­
сти р и с а .....................................................................................................
92
Глава 5. Качественно-физическая модель квазидвухлетней цикличности
урожайности риса в Приморском крае и синоптико-статистический метод ее п р о г н о з а ................................................................................
98
80
84
89
5.1. Качественно-физическая модель квазидвухлетней цикличности
аномалий погоды и урожайности риса в Приморском крае . .
5.2. Формализация синоптико-статистического метода прогноза
урожайности риса
................................................................................
5.3. Схемы прогноза урожайности риса до с е в а ................................
5.4. Комплексирование и методика оценки прогноза урожайности
сельскохозяйственных культур
........................................................
5.5. Корректировочные прогнозы урожайности после сева . . . .
111
П4
Глава 6. Использование климатической н прогностической информации
в рисоводстве .................................................................................................
117
6.1. Использование климатической информации при принятии хо­
зяйственных решений в р исов одств е................................................
6.2. Методика сверхдолгосрочного прогноза трендовой составляю­
щей урожайности р и с а ........................................................................
6.3. Использование долгосрочного прогноза урожайности при нахо­
ждении оптимальной ст р а т е г и и ........................................................
6.4. Блок-схема метеорологического обслуживаниярисоводства
6.5. Возможности биокомпенсации в р и со в о д ст в е............................
6.6. Численные эксперименты по использованию режимной и про­
гностической информации в р и с о в о д ст в е....................................
Заключение
—
104
107
—
126
132
136
138
142
.............................. .......................................................................................
149
Список л и т е р а т у р ы ........................................................................................................
151
М онограф ия
Юрий Иванович Чирков
, Нина Михайловна Пестерева
И С П О ЛЬЗО ВА Н И Е
РЕС УРС О В КЛИМ АТА
И ПО ГОДЫ
В РИСОВОДСТВЕ
Р е д а к т о р 3 . Н . П н л ь н н к ов а. Х у д о ж н и к Б . Л . К аган ови ч . Т ех н и ч еск и й р ед а к т о р Г. В . И в к о в а .
К ор рек тор Л . И . Х р о м о в а . И Б № 1876. С д а н о в н а б о р 07.09.89. П о д п и с а н о в печ ать 02.03.90.
М -19528. Ф ор м ат бОХЭО'/ю- Б у м а г а к н и ж н а я . Л и т е р а т у р н а я га р н и т у р а . П е ч а т ь в ы сокая.
П е ч . л . 10,0. К р .-о т т . 10,25. У ч .-и зд . л. 11,5!. Т и р а ж 950 э к з . И н д е к с П Р Л -4 3 . З а к а з № 228.
Ц е н а 1 р 70 к. Г и д р о м е т е о и з д а т . 199226. Л е н и н г р а д , у л . Б е р и н га , д . 38.
Л ен и н г р а д ск а я т и п о г р а ф и я № 4 о р д е н а Т р у д о в о г о К р а с н о г о З н а м е н и Л е н и н г р а д ск о г о
о б ъ е д и н е н и я «Т ехн и ч еск ая книга» и м . Е вгенни С ок ол о в о й Г о с у д а р ст в ен н о г о к о м и т ет а С С С Р
п о п еч а т и . 190000, Л е н и н г р а д , П р ач еч н ы й п ер еу л о к , 6.