Помощь студентам в учебе
МОНИТОРИНГ АКТУАЛЬНОЙ ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ЗАПАДНО-КУЛУНДИНСКОЙ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
|
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МИРОВОЙ ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ
ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ 8
1.1 Современная концепция водного баланса почв 8
1.2 Подходы к изучению эвапотранспирации 12
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТА ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ... 17
2.1 Методы расчета потенциальной эвапотранспирации 17
2.2 Прямые методы измерения актуальной эвапотранспирации 22
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОПРОСЫ ОРОШЕНИЯ ЗАПАДНО-КУЛУНДИНСКОЙ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ 27
3.1 Физико-географические и агроклиматические условия Западно-
Кулундинской зоны 27
3.2 Исследования водного баланса в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне 33
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА АКТУАЛЬНОЙ
ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ЗАПАДНО-КУЛУНДИНСКОЙ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ 40
4.1 Алгоритм расчета актуальной эвапотранспирации 40
4.2 Результаты анализа актуальной эвапотранспирации за вегетационныепериоды 2016-2019 гг. и рекомендации для орошения в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне Алтайского края 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 56
ПРИЛОЖЕНИЕ 64
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МИРОВОЙ ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ
ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ 8
1.1 Современная концепция водного баланса почв 8
1.2 Подходы к изучению эвапотранспирации 12
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТА ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ... 17
2.1 Методы расчета потенциальной эвапотранспирации 17
2.2 Прямые методы измерения актуальной эвапотранспирации 22
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОПРОСЫ ОРОШЕНИЯ ЗАПАДНО-КУЛУНДИНСКОЙ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ 27
3.1 Физико-географические и агроклиматические условия Западно-
Кулундинской зоны 27
3.2 Исследования водного баланса в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне 33
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА АКТУАЛЬНОЙ
ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ЗАПАДНО-КУЛУНДИНСКОЙ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ 40
4.1 Алгоритм расчета актуальной эвапотранспирации 40
4.2 Результаты анализа актуальной эвапотранспирации за вегетационныепериоды 2016-2019 гг. и рекомендации для орошения в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне Алтайского края 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 56
ПРИЛОЖЕНИЕ 64
Кулундинская степь - уникальная территория площадью 5,3 млн. га, имеющая важное значение для развития агропромышленного комплекса Алтайского края. По природно-климатическим условиям этот район типичный район засушливой зоны, с условиями недостаточного увлажнения в период вегетационного произрастания главных сельскохозяйственных культур.
Знания о круговороте энергии и влаги в системе растительность-почва- атмосфера, а также уровне водопотребления сельскохозяйственных культур крайне важны для управления региональными водными ресурсами. Отдельные процессы на региональном уровне, которые оказывают влияние на водный баланс, остаются по-прежнему недостаточно хорошо изучены. Прежде всего, речь идет об эвапотранспирации. Эвапотранспирация представляет собой суммарное испарение влаги из почвы и с поверхности растительности и позволяет оценить влагообеспеченность земель сельскохозяйственного назначения. Эвапотранспирация определяет водопотребление растительности, динамику накопления биомассы растений, является важнейшей характеристикой роста и развития растений. Как водопотребление растительности также применяется в задачах регулирования водного режима посева, в автоматизированных системах орошения, служит для определения поливных норм, водного стресса растений, сроков полива и экономической эффективности оросительных приёмов.
Пространственное распределение эвапотранспирации может быть использовано для прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур в региональном и локальном масштабах на территории России, для мониторинга засух и водного стресса растений.
Оценка величины совокупной эвапотранспирации и ее мониторинг имеет важное прикладное значение для подбора и обоснования технологии возделывания сельскохозяйственных культур, а также оценки потенциальной продуктивности культур по климату. Также данная величина выступает информационным базисом оценки критичности климатических условий в растениеводстве.
Непосредственное измерение величины эвапотранспирации требует больших финансовых затрат и проведения сложных инженерно-технических мероприятий, при этом, как правило, не учитывается пространственная неоднородность изучаемой величины. В связи с этим актуальной проблемой становится автоматизированная оценка эвапотранспирации.
Целью данной работы является оптимизация метода расчета актуальной эвапотранспирации при помощи лизиметрической станции для мониторинга в сухой степи.
Реализация поставленной цели предполагает необходимость решения следующих задач:
- рассмотреть мировой опыт изучения эвапотранспирации и проанализировать существующие методы расчета эвапотранспирации;
- провести исследование элементов водного баланса в Западно- Кулундинской агроклиматической зоне;
- провести расчет актуальной эвапотранспирации по данным лизиметрической и метеорологической станции;
- дать рекомендации по орошению в сухой степи на основе полученных расчетов.
Объектом исследования выступают процессы эвапотранспирации в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне Алтайского края.
Предметом исследования являются методы расчета актуальной эвапотранспирации для организации мониторинга.
Методологической основой исследования послужили такие методы научного познания, как логический, системный, сравнительный анализ и синтез, а также статистические методы обработки информации.
Теоретическую базу исследования составляют научные труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам поиска оптимального метода расчета эвапотранспирации, а также публикации в периодической печати по теме исследования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Представлен алгоритм обработки данных для расчета актуальной эвапотранспирации;
2. Проведен анализ актуальной эвапотранспирации по данным лизиметрической и метеорологической станции.
Источниками информации для написания работы по теме "Мониторинг актуальной эвапотранспирации Западно-Кулундинской агроклиматической зоны Алтайского края" послужила научная литература. При работе было использовано 71 источник литературы. Все они оказали важное значение при написании данной работы. В работе использовались материалы, полученные с лизиметрической станции (с. Полуямки, Михайловский район, Алтайский край).
Знания о круговороте энергии и влаги в системе растительность-почва- атмосфера, а также уровне водопотребления сельскохозяйственных культур крайне важны для управления региональными водными ресурсами. Отдельные процессы на региональном уровне, которые оказывают влияние на водный баланс, остаются по-прежнему недостаточно хорошо изучены. Прежде всего, речь идет об эвапотранспирации. Эвапотранспирация представляет собой суммарное испарение влаги из почвы и с поверхности растительности и позволяет оценить влагообеспеченность земель сельскохозяйственного назначения. Эвапотранспирация определяет водопотребление растительности, динамику накопления биомассы растений, является важнейшей характеристикой роста и развития растений. Как водопотребление растительности также применяется в задачах регулирования водного режима посева, в автоматизированных системах орошения, служит для определения поливных норм, водного стресса растений, сроков полива и экономической эффективности оросительных приёмов.
Пространственное распределение эвапотранспирации может быть использовано для прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур в региональном и локальном масштабах на территории России, для мониторинга засух и водного стресса растений.
Оценка величины совокупной эвапотранспирации и ее мониторинг имеет важное прикладное значение для подбора и обоснования технологии возделывания сельскохозяйственных культур, а также оценки потенциальной продуктивности культур по климату. Также данная величина выступает информационным базисом оценки критичности климатических условий в растениеводстве.
Непосредственное измерение величины эвапотранспирации требует больших финансовых затрат и проведения сложных инженерно-технических мероприятий, при этом, как правило, не учитывается пространственная неоднородность изучаемой величины. В связи с этим актуальной проблемой становится автоматизированная оценка эвапотранспирации.
Целью данной работы является оптимизация метода расчета актуальной эвапотранспирации при помощи лизиметрической станции для мониторинга в сухой степи.
Реализация поставленной цели предполагает необходимость решения следующих задач:
- рассмотреть мировой опыт изучения эвапотранспирации и проанализировать существующие методы расчета эвапотранспирации;
- провести исследование элементов водного баланса в Западно- Кулундинской агроклиматической зоне;
- провести расчет актуальной эвапотранспирации по данным лизиметрической и метеорологической станции;
- дать рекомендации по орошению в сухой степи на основе полученных расчетов.
Объектом исследования выступают процессы эвапотранспирации в Западно-Кулундинской агроклиматической зоне Алтайского края.
Предметом исследования являются методы расчета актуальной эвапотранспирации для организации мониторинга.
Методологической основой исследования послужили такие методы научного познания, как логический, системный, сравнительный анализ и синтез, а также статистические методы обработки информации.
Теоретическую базу исследования составляют научные труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам поиска оптимального метода расчета эвапотранспирации, а также публикации в периодической печати по теме исследования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Представлен алгоритм обработки данных для расчета актуальной эвапотранспирации;
2. Проведен анализ актуальной эвапотранспирации по данным лизиметрической и метеорологической станции.
Источниками информации для написания работы по теме "Мониторинг актуальной эвапотранспирации Западно-Кулундинской агроклиматической зоны Алтайского края" послужила научная литература. При работе было использовано 71 источник литературы. Все они оказали важное значение при написании данной работы. В работе использовались материалы, полученные с лизиметрической станции (с. Полуямки, Михайловский район, Алтайский край).
В ходе проведенного научного исследования были получены основные выводы и результаты:
1. Существуют различные методы получения оценок актуальной эвапотранспирации. Распространенным и наиболее точным методом расчета актуальной эвапотранспирации является лизиметрический метод. В точных весовых лизиметрах, где потери воды измеряются напрямую по изменению массы, эвапотранспирация может быть получена с точностью до нескольких сотых долей миллиметра.
2. Полученные результаты актуальной эвапотранспирации монолитов за
вегетационные периоды 2016-2019 гг. варьировались от 180 мм до 400 мм. Различия в данных ЕТа между степной растительностью и пашней за выбранные периоды 2016-2019 гг. составило 32%. Среднемноголетнее превышение измеренной величины ЕТа по первому монолиту (пашня) над суммой выпавших осадков, зафиксированных лизиметрической станцией составило 59%, по второму монолиту (степная растительность) - 120%.
Результат анализа показывает высокий вклад транспирации степной растительности.
3. Проведенный корреляционный анализ выявил зависимость между актуальной эвапотранспирацией (естественная степная растительность), температурой воздуха и солнечной радиацией.
4. Результаты проведенных исследований позволят в дальнейшем выбирать и адаптировать оптимальные технологии земледелия в сухостепной, степной и лесостепной зонах Алтайского края и Западной Сибири.
1. Существуют различные методы получения оценок актуальной эвапотранспирации. Распространенным и наиболее точным методом расчета актуальной эвапотранспирации является лизиметрический метод. В точных весовых лизиметрах, где потери воды измеряются напрямую по изменению массы, эвапотранспирация может быть получена с точностью до нескольких сотых долей миллиметра.
2. Полученные результаты актуальной эвапотранспирации монолитов за
вегетационные периоды 2016-2019 гг. варьировались от 180 мм до 400 мм. Различия в данных ЕТа между степной растительностью и пашней за выбранные периоды 2016-2019 гг. составило 32%. Среднемноголетнее превышение измеренной величины ЕТа по первому монолиту (пашня) над суммой выпавших осадков, зафиксированных лизиметрической станцией составило 59%, по второму монолиту (степная растительность) - 120%.
Результат анализа показывает высокий вклад транспирации степной растительности.
3. Проведенный корреляционный анализ выявил зависимость между актуальной эвапотранспирацией (естественная степная растительность), температурой воздуха и солнечной радиацией.
4. Результаты проведенных исследований позволят в дальнейшем выбирать и адаптировать оптимальные технологии земледелия в сухостепной, степной и лесостепной зонах Алтайского края и Западной Сибири.