ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВАПОТРАНПИРАЦИИ 7
1.1 Современная концепция водного баланса почв 7
1.2 Глобальные изменения климата и актуальность моделирования
эвапотранспирации для с/х 11
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТА ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ . 13
2.1 Прямые методы измерения эвапотранпирации 13
2.2 Методы расчета потенциальной эвапотранспирации 15
ГЛАВА 3. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТЕПНОЙ И
ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОН АЛТАЙСКОГО КРАЯ 29
3.1 Агроклиматическая характеристика лесостепной и степной зон
Алтайского края и особенности ведения сельского хозяйства 29
3.2 История создания и приборная база агрометеорологических стационаров
АлтГУ в степной и лесостепной зонах АК 31
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭВАПОТРАНСПИРАЦИИ ЛЕСОСТЕПНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН АЛТАЙСКОГО КРАЯ 34
4.1 Результаты расчета потенциальной эвапотранпирации по ГМС стационара
АлтГУ«Полуямки» 34
4.2 Результаты расчета потенциальной эвапотранспирации по ГМС
стационара АлтГУ «Первомайский» 40
4.3 Возможности применения метода расчета потенциальной
эвапотранспирации для искусственного орошения в лесостепной и степной зонах Алтайского края 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 49
Для Алтайского края сельское хозяйство является одной из ведущих отраслей экономики. В степной и лесостепной зонах этого региона, несмотря на сложные для ведения сельского хозяйства климатические условия, расположены фермерские хозяйства, которые производят основную долю сельскохозяйственной продукции края. Изучение климатических параметров, которые относятся к наименее регулируемым факторам земледелия, является безусловно актуальной задачей. Одной из проблем растениеводства в степной и лесостепной зоны является одна из особенностей регионального климата - дефицит осадков и их неравномерное распределение в течение вегетационного периода. Одним из путей решения данной проблемы является искусственное орошение. Для расчета норм, частоты и сроков полива в мировой практике накоплен большой методический опыт. Существуют подходы, которые совершенно оправдано используют в подобных моделях такой показатель как эвапотранспирация (суммарное испарение). Все имеющиеся методы определения эвапотранспирации делятся на методы полевых измерений, расчетные методы и эмпирические зависимости.
В расчетных методах эвапотранспирации (потенциальной эвапотранспирации), как правило, используются метеорологические данные, которые не всегда и не в полном объеме возможно получить. Поэтому существует проблема обеспеченности климатическими данными, а стало быть возникает интересная в фундаментальном и практическом аспекте задача, сравнительного анализа результатов расчета потенциальной эвапотранспирации при различной обеспеченности климатическими данными. В мировой практике общепризнан метод Пенмана-Монтейта (англ. сокр. РМ РЛО-56), рекомендованный Продовольственной сельскохозяйственной организацией ООН (ФАО) для расчета потенциальной эвапотранспирации в различных регионах мира. Работы по расчету потенциальной эвапотранспирации с применением данного метода на территории Западной Сибири и Алтайского края крае известны только для подзоны сухой степи.
Цель данной работы: расчет потенциальной эвапотранспирации в степной и лесостепной зонах Алтайского края с применением метода Пенмана- Монтейта при различной обеспеченности климатическими данными.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- Проанализировать мировой опыт изучения потенциальной
эвапотранспирации;
- Изучить методы оценки потенциальной эвапотранспирации;
- Представить географическую характеристику степной и лесостепной зон Алтайского края;
- Провести анализ результатов расчета потенциальной эвапотранспирации с различной обеспеченностью метеорологическими данными лесостепной и степной зон Алтайского края;
- Предложить общие рекомендации по возможности применения расчетов потенциальной эвапотранспирации для искусственного орошения в степной и лесостепной зонах Алтайского края.
Объект исследования - процесс эвапотранспирации в степной и лесостепной зонах Алтайского края.
Предмет - анализ и адаптация расчетных методов потенциальной эвапотранспирации для условий степной и лесостепной зон Алтайского края.
Для расчета потенциальной эвапотранспирации используются несколько различных методов. Однако в качестве стандартного метода применяется модель Пенмана-Монтейта, рекомендованная Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (Food and Agriculture Organization, FAO). При данном методе в расчет включены параметры, которые могут быть определены или вычислены из климатических данных: температуры, влажности и скорости ветра.
В итоге проведенного научного исследования достигнуты следующие результаты:
1. Как показывает мировой опыт, расчетные методы не являются универсальными и создать такой метод расчета суммарного испарения в настоящее время не представляется возможным. Каждый из методов пригоден лишь для конкретных природно-хозяйственных условий зон.
2. При расчете потенциальной эвапотранспирации за июнь 2015-2016 гг. выявлено, что как в подзоне сухой степи (стационар «Полуямки») так и в лесостепи (стационар «Первомайский») важную роль играет температурный и ветровой режим.
3. Сравнительный анализ расчета потенциальной эвапотранспирации с различной обеспеченностью метеоданными выявил следующие особенности: в сухой степи большую роль при расчетах играет температурный и ветровой режим, а в лесостепи помимо температуры и ветра еще и влажность воздуха.
4. Различия в расчетах между зонами за июнь 2015-2016 составили около 20 мм, что объясняется более высокой теплообеспеченностью в подзоне сухой степи.
5. Расчет потенциальной эвапотранспирации с использованием программного обеспечения, предложенного ФАО и с применением специализированного пакета R «эвапотранспирация» показал хорошую сходимость результатов, что в целом открывает возможность применения, рассмотренного метода на территории степной и лесостепной зон Алтайского края для расчета норм, частоты и сроков полива в искусственном орошении.
