Ресурсы тепла и влаги Великоустюгского района

Тепло и влага, наряду с элементами питания, являются важнейшими факторами жизни растений, поэтому изучение ресурсов тепла и влаги конкретных территорий позволяет более эффективно использовать их земельные ресурсы.

Для этих целей на основе анализа литературных источников и показателей метеостанции Великий Устюг (табл. 1—2) оценены агроклиматические ресурсы Великоустюгского района и проведено его районирование.

Рост и развитие сельскохозяйственных культур связаны с термическими условиями вегетационного периода. Основным показателем при оценке тепловых ресурсов вегетационного периода и периода активной вегетации являются суммы средних суточных температур воздуха с температурой выше +5°С и +10°С. От продолжительности периодов с данными температурами и обеспеченности их теплом зависят вегетация культур, степень их вызревания, урожайность.

Весной с переходом средней суточной температуры воздуха через 5°С, наблюдающимся на территории района с 28 апреля, растения вегетируют. С этого времени начинается отрастание зимующих культур, луговых трав, распускание почек большинства деревьев и кустарников. С 30 сентября вегетация растений прекращается из-за понижения средней суточной температуры воздуха ниже 5°С.

Активная вегетация большинства сельскохозяйственных культур проходит в период со средними суточными температурами воздуха выше 10°С. Переход к указанным температурам в Вели-коустюгском районе наблюдается во второй и начале третьей декады мая. Окончание периода наступает 8—12 сентября.

Продолжительности вегетационного периода, периода активной вегетации и жаркого периода лета (выше 15°С), а также суммы температур за эти периоды дают представление о термических ресурсах, которыми располагают растения в период вегетации. Различия этих характеристик по территории района сравнительно невелики и определяются, прежде всего, широтным положением. Наиболее благоприятными в этом отношении оказались южная и юго-западная части района. Отсюда суммы температур и число дней с температурами выше определенных пределов постепенно уменьшаются, причем к северу более значительно, чем к востоку.

Средняя суточная температура выше 5°С устанавливается на юге района 27 апреля, а на севере — 29 апреля. Осенью раньше всего (30 сентября — 1 октября) температура ниже 5°С устанавливается в восточной части района, где отепляющее влияние Атлантики сравнительно ослаблено. Период с температурами выше 5°С короче на северо-востоке района — 152 дня, а с продвижением к юго-западу он увеличивается до 154— 155 дней.

Более существенны на территории района различия в датах перехода средней суточной температуры через 10°С. На юго-востоке температура выше 10°С устанавливается уже 19 мая, а на северо-западе это происходит только 22 — 23 мая. Продолжительность периода с температурами выше 10°С изменяется от 106 — 107 дней в северо-западной части района до 110 — 111 дней — в юго-восточной. Суммы температур за период активной вегетации на юго-востоке достигают 1630°С, а на северо-западе — всего 1570°С. В отдельные годы с холодной затяжной весной и ранней осенью суммы активных температур сокращаются до 950°С— 1150° С, а в теплые годы увеличиваются до 1500°С —2000°С'. Для сельского хозяйства практическую ценность представляют суммы температур с обеспеченностью 80 — 90 процентов. В Великоустюгском районе в 80 процентах лет суммы активных температур составляют 1420°С.

Жаркий период лета (с температурами выше 15°С) продолжается в среднем около 1,5 месяца: на северо-западе — 53 — 59 дней, с 18 июня до 15 августа, а на юго-востоке — 56 — 61 день, с 17 июня до 16 августа². Сумма температур за жаркий период лета достигает 914°С.

Длительность периода активной вегетации культур может быть уменьшена поздними весенними и ранними осенними заморозками. В отдельные годы заморозки могут прекращаться или начинаться намного раньше или позже средних дат. Имели место случаи, когда заморозки прекращались уже в апреле или наблюдались еще в июне. Появление заморозков отмечалось в иные годы уже в середине августа, иногда же безморозный период продолжался до середины октября³. В результате диапазон колебаний длительности безморозного периода из года в год оказывается довольно большим (от 76 до 147 дней).

Средняя продолжительность безморозного периода колеблется от 104 до 112 дней. На продолжительность безморозного периода большое влияние оказывает рельеф местности. На выпуклых формах рельефа (вершины холмов, верхние части склонов) продолжительность безморозного периода на 20 дней больше, а в долинах небольших рек, логов — на 15 дней меньше по сравнению с открытыми ровными местами. В тихие ясные ночи наиболее морозоопасными участками являются понижения, поляны, осушенные болота. Температура на них на 1,5 —4,0°С ниже, чем на ровном, открытом месте, и заморозки на поверхности почвы прекращаются позже и наступают раньше, чем заморозки в воздухе.

На морозоопасных участках культуры, боящиеся заморозков (огурцы, помидоры), не смогут полностью использовать сумму температур. С этой местной особенностью в длительности безморозного периода необходимо считаться при высадке рассады в грунт.

Значительное влияние на плодово-ягодные и озимые культуры оказывают зимние условия — высота снежного покрова, низкие температуры воздуха и почвы. Промерзание верхних слоев почвы начинается в Великоустюгском районе с наступлением отрицательных температур, в среднем в третьей декаде октября.

Для оценки условий перезимовки растений чаще всего служат два показателя: средний из абсолютных годовых минимумов температуры воздуха и средняя высота снежного покрова. Для Великоустюгского района средний абсолютный минимум равен -40°С⁴. Нормальная перезимовка озимых протекает при температуре почвы на глубине узла кущения от -15°С до -5°С⁵. Снижение температуры на этой глубине до критических значений (-20°С и ниже) вызывает повреждение узла кущения и гибель растения. Благодаря хорошему снежному покрову средний минимум температуры почвы на глубине узла кущения озимых культур в Великоустюгском районе наблюдается в пределах -3°С... -6°С и лишь в отдельные дни зимы температура на глубине узла кущения опускается до-13°С...-16°С⁶.

Устойчивый снежный покров образуется 13 ноября на юге и 15—16 ноября на северо-востоке района. При средней высоте снега 30 сантиметров и более озимые не повреждаются, а в Великоус-тюгском районе к концу зимы высота снежного покрова достигает максимального значения — 77 — 80 сантиметров. Длительное же залегание высокого снежного покрова (более 30 сантиметров) в сочетании с повышенной температурой почвы на глубине узла кущения и небольшим промерзанием создают условия для вы-превания озимых. В условиях Великоустюгского района глубокое промерзание (в среднем на глубину 82 сантиметра) и хорошая цементация почвы сохраняют отрицательную температуру почвы на глубине узла кущения, и благодаря этому выпревание наблюдается редко. Между тем зарегистрированы значительные колебания глубины промерзания: минимальная — 49, а максимальная — 125 сантиметров⁷.

Согласно комплексному показателю суровости зимы⁸, который определяется по формуле К = Тм/С, где Тм — средний из абсолютных минимумов температуры воздуха за самый холодный месяц, С — средняя высота снежного покрова (в сантиметрах) за этот же период, зимы в Великоустюгском районе малосуровые (К = 0,5). Условия перезимовки культур в основном благоприятные. Вымерзание посевов наблюдается в отдельные годы в период предзимья, когда поля не укрыты снегом, а температура воздуха низкая, и весной, если после раннего схода снега наступает сильное похолодание. Выпревание возможно весной при медленном таянии мощного снежного покрова.

Важнейшим фактором роста и развития растений является влага. Атмосферные осадки вегетационного периода на территории района распределяются неравномерно, прослеживается тенденция некоторого убывания их в направлении с юго-запада на северо-восток. В южной части района выпадает более 350 миллиметров осадков в год, на северо-востоке — менее 345. За каждый из летних месяцев (июнь — август) в среднем выпадает 70 — 80 миллиметров⁹.

Осадки из года в год имеют значительные колебания. Наибольшую вероятность имеют тенденции уменьшения осадков за вегетационный период на величину до 50 миллиметров (35 процентов) и увеличения на то же количество (20 процентов).

Почти половина всех дней вегетационного периода (72 — 80) бывает с осадками (исключение — жаркие летние периоды 2000 — 2002 гг.), однако различия по территории района в частоте выпадения осадков несущественны. Среднее число дней с осадками увеличивается от 13—14 дней в мае до 17 — 18 — в сентябре. Во второй половине вегетационного периода возрастают частота выпадения осадков и их продолжительность, так как усиливается циклоническая деятельность.

В течение вегетационного периода условия увлажнения изменяются. Начало и конец периода характеризуются временно избыточным увлажнением почти на всей территории района. Показателем увлажнения территории за вегетационный период является коэффициент Шашко (Md): Md = P/(E-e), где Р — количество осадков за вегетационный период, Е-е — дефицит влажности воздуха. Коэффициент Шашко для Великоустюгского района составляет 0,42, то есть территория в теплый период хорошо увлажнена. В отдельные годы наблюдается некоторое переувлажнение, а в последние 3 года — дефицит осадков.

Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур характеризуют запасы продуктивной влаги в почве и ее режим, которые непрерывно изменяются. Различие в увлажнении почв зависит не только от количества осадков, но и от литологии поверхностных пород (глина, суглинок, супесь, песок), и от периода развития растений. Наибольшие запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в начале вегетации содержат легкие суглинистые почвы (150 — 200 миллиметров), тяжелые суглинистые почвы в это время переувлажнены (230 — 250 миллиметров). В Великоустюгском районе из-за благоприятного сочетания факторов на протяжении всего периода вегетации сельскохозяйственные культуры полностью обеспечены влагой.

В качестве величины, характеризующей степень увлажнения территории за вегетационный период, служит условный показатель увлажнения — ГТК (гидротермический коэффициент Селя-нинова). Он равен отношению суммы осадков за период с t>10°C к испаряемости. Величину испаряемости условно выражают суммой температур воздуха за период с t>10°C, уменьшенной в 10 раз.

В зависимости от величины ГТК на территории района можно выделить 4 зоны увлажнения (рис. 1).

1. Северо-западная, ГТК>2,4.

2. Западная, ГТК = 2,4-2,3.

3. Центральная, ГТК = 2,3-2,2.

4. Восточная, ГТК<2,2.

Термические условия вегетационного периода по зонам отличаются незначительно (табл. 3). Средние месячные температуры воздуха колеблются в пределах 0,1 — 0,3°С. Наиболее высокая температура в июле наблюдается в центральной и восточной зонах

Рис. /. Гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова за вегетационный период (составитель Е. В. Каткова).

Условные обозначения: — 2,3 — значения гидротермического коэффициента

Таблица 1

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО МЕТЕОСТАНЦИИ ВЕЛИКОГО УСТЮГА (Справочник по климату... 1965,1968)

(17,2— 17,3°С), в северо-западной и западной зонах температура июля ниже (16,9— 17,1°С). Различия в продолжительности вегетационного периода и периода активной вегетации на территории района тоже сравнительно невелики. Наиболее благоприятны термические условия в западной и центральной зонах: продолжительность периода со средней суточной температурой выше 5°С больше на 1 —2 дня, с t>10°C — на 4 дня. Наиболее низкие суммы t>10°C имеет северо-западная зона (1570°С), в остальных зонах эти суммы достигают 1630— 1640°С. Средняя продолжительность безморозного периода колеблется от 104 дней в северо-западной зоне до 112 дней в западной и центральной зонах.

Таблица 2