Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Условия формирования гидротермического режима зональных почв Среднего Приобья 13
1.1 Физико-географические условия 13
1.2 Атмосферно-климатические условия 30
Глава 2. Термический режим почв 74
2.1 Основные показатели термического режима почв 75
2.2 Закономерности формирования температурного режима почв 77
2.3 Особенности температурного режима зональных почв 104
2.4 Внутрипочвенный теплообмен и теплообмен СИ стемы почва-воздух 123
2.5 Типология почв по температурному режиму 131
Глава 3, Водный убежим почв 136
3.1 Основные показатели водного режима 137
3.2 Агрогидрологические свойства почв 140
3.3 Особенности и пространственно-временные закономерности режима влажности почв 147
3.4 Оценка водного режима 169
3.5 Типология почв сельскохозяйственного освоения по режиму влажности 177
Глава 4. Районирование почвенного климата 182
4.1 О теоретических и методических основах рай онирования почвенного климата 182
4.2 Среднемасштабное районирование почвенного климата 184
Выводы 196
Заключение 197
Лит ература 201
Приложение 219
- Атмосферно-климатические условия
- Закономерности формирования температурного режима почв
- Особенности и пространственно-временные закономерности режима влажности почв
- Среднемасштабное районирование почвенного климата
Введение к работе
Актуальность. Рост объема производства и усложнение структуры народного хозяйства вовлекают в хозяйственный оборот мало- или вовсе неосвоенные территории. Так, в последние десятилетия народнохозяйственная значимость таежных регионов Западной Сибири резко возросла в связи с интенсивным освоением нефтегазоносных месторождений и лесосырьевых богатств. Здесь наряду с промышленным строительством планируется широкое развитие современного сельскохозяйственного производства. От решения задач последнего во многом зависит выполнение Продовольственной программы в этом регионе.
Полное и интенсивное использование внутренних ресурсов территории освоения возможно лишь при. наличии всесторонней научной информации об ее естественных природно-климатических условиях. При этом анализ природно-климатической среды должен исходить из раскрытия тех особенностей, которые оказывают непосредственное влияние на конкретные виды производства. В этой связи исследование гидротермических режимов почв сопряжено с решением целого ряда задач прикладного и теоретического характера. Именно с вопросами тепловла-гообеспеченности почв приходится сталкиваться при освоении зоны рискованного земледелия. Разработка системы земледелия, соответствующей местным природно-климатическим условиям, требует первичного и всестороннего изучения климата. Проблемы расширенного воспроизводства лесных богатств региона решаются при кошлексном учете ресурсов ландшафта в том числе и почвенно-климатических. При строительных и транспортных работах необходимы детальные исследования по промерзанию и оттаиванию почво-грунтов.
Во всех этих случаях основой оценки экологического потенциала территории служат углубленные исследования соотношения тепла и влаги в почвах в межгодовой, динамике, а также сведения о совместных связях элементов климата почв и приземного слоя воздуха. Поз-
нание закономерностей этих связей в природной системе позволит установить возможные изменения экологической обстановки при освоении этой территории и обосновать меры по интенсификации использования почвенно-климатических ресурсов. Необходимость глубокого и всестороннего исследования почвенного климата очевидна. Однако, к настоящему времени не все крупные районы освоения, особенно таежные, изучены в почвенно-климатическом отношении. Почвенный климат Среднего Пряобья практически не исследован. 3 виду слабой изученности гидротермических условий в таежных почвах и в связи с необходимостью обеспечить запросы народного хозяйства трудных для освоения областей диссертационная работа посвящена проблеме климата зональных почв Среднего Приобья в пределах Томской и севера Новосибирской административных областей.
Задачи исследования. Согласно актуальности темы и объекта исследований, основные задачи работы ел едущие:
I. дать полную и всестороннюю характеристику гидротермических условий зональных почв, при этом выявить основные закономерности формирования гидротермического режима почв в связи с природными факторами и хозяйственной деятельностью человека, определить количественные связи гидротермических показателей почвы с ее свойствами, аэроклиматом*и продуктивностью аргоценозов;
?.. установить закономерности пространственно-временной изменчивости тепла и влаги в зональных почвах, исследуя сезонную и межгодовую изменчивость и пространственное размещение как по территории региона, так и по почвенному профилю; 3. провести типологию почв по температурному и водному режимам и
дать среднемасштабное районирование почвенного климата.
.Исходный
материал и методы исследований. Работа выполнена на базе многолетних наблюдений гидрометеостанций сети ЗС 7ГКС, расположенных в различных природных зонах исследуемого региона, а также по наблюдениям автора в течение экспедиционных периодов 1972-1975 г.г. * в микроклиматологии климат приземного (0-2 м) слоя воздуха»
на двух стационарах: в с. Яря Бакчарского района и на Нарымской государственной селекционной станции в Колпашевском районе. Схема ключевых участков стационарных полевых наблюдений дана на рис. I и 2.
Исходным материалом послужили погодичные, ежемесячные, ежедекадные, пентадные многолетние и скользящие средние следующих элементов климата: температуры воздуха, почвы на поверхности и на глубинах, в том числе минимальные на глубине узла кущения, даты перехода среднесуточной температуры через -10, -0 и +0, 5, 10, 15С, даты заморозков на поверхности и продолжительность безморозного периодов, даты сева яровой пшеницы и озимой ржи, осадки за теплый период, запасы продуктивной влаги в почве на третью декаду мая и августа, дефицит влажности воздуха, суммарная радиация, радиационный баланс, промерзание почв, снежный покров.
Климатологическая и статистическая обработка вышеперечисленных элементов, выполненная автошм, включала многолетние периоды длительностью в 100, 50, ?0 и ?0 лет в зависимости от цели исследования и наличия фактического материала наблюдений. Погодичные выборки метеоэлементов проведены в КРИС ЗС YVK0.
В основу исследований положены рассчитанные ресурсные показатели суммы среднесуточных температур ^ -ТО, -0 и ^0, 5, 10, І5С в воздухе и почве на различных глубинах, по испаряемости, коэффициенту нагреваемости почв, внутрипочвенные градиенты, коэффициенты увлажнения, суммарный расход влаги.
В работе использованы статистические данные по урожайности рай
онов и хозяйств Г колхозов и совхозов ) по Томской области с 1950
по 1974 г.г.. Урожайности выписана в статуправлении по
следующим культурам: озимая рожь, овес, ячмень, яровая пшеница, картофель, овощи.
В основу микроклиматических исследований положен материал инструментальных микроклиматических наблюдений по тепловому балансу,
Рис. I Пункты микроклиматических наблюдений на стационаре Плотниково Бакчарского района а местоположение микроклиматических пунктов наблюдений; I - естественный луг; 2 - сельскохозяйственное поле; 3 « елово-кедрово-пихтовый зеленомошно-осочковый лес; 4 -елово-березово-осиновый осочково-разиотравный лес (производный от хвойного); 5 - кедровый зеленомошныи лес, коренной; б - заболоченное редколесье; 7,8 - березовый хвойно- вейниковый лес; 9,10 - березово-осиновый лес.
Рис. 2 Пункты микроклиматических наблюдений на стационаре На-рымской Государственной сельскоюзяйственной станции Колпашев
ского района А - местоположение микроклиматических пунктов наблюдений; I - многолетние травы (посев 1968 г.); 2,3,5 - сельскохозяйственные поля; 4 - естественный луг; 6 - заливной луг.
по водному и температурному режимам почв с учетом ландшафтных характеристик - луг, лес, сельскохозяйственное поле, болото.
В процессе исследования в диссертации широко использовались литературные и фондовые материалы по геоморфологии, гидрологии, геологии, климатологии, по почвенному и растительному покрову, по физическим свойствам почв региона.
Исследование гидротермических режимов зональных почв региона проводилась на широкой географической основе. Использовался сравнительно-географический метод как методологическая основа подхода к изучению климата почв.
Микроклимат изучался на основе метода полевых исследований. Камеральная обработка материалов выполнена с использованием существующих климатологических и статистических методов. Климатография почвенного климата описана различными методами картирования. Использовался корреляционно-статистический метод анализа связей гид-ротермики почв с компонентами природы, а также с продуктивностью агроценозов.
Научная новизна. Наши проработки позволили получить сведения по практически слабоизученным режимам тепла и влаги зональных почв Среднего Приобья. Установлено, что определяющим в формировании почвенного климата регионального масштаба является радиационный и циркуляционный факторы, внутрирегионального - растительность и почвы.
На основании новых данных выявлены макро- и микроклиматические особенности режимов тепла и влаги в целом по региону и отдельным почвам, даны закономерности их геоморфологического распределения, что нашло отражение на среднемасштабных картах районирования почвенного климата, ресурсов тепла в воздухе и почве и ряд других элементов. Теоретически обоснованы границы трех подзон и 29 районов почвенного климата.
Подтверждено, что размещение элементов почвенного климата по территории подчинено географической зональности.
Выяснены особенности почвенного микроклимата под пологом леса, в связи со свойствами почвенного покрова и при антропогенном воздействии.
В результате комплексных исследований межгодовой изменчивости гидротермических ресурсов аэро- и почвенного климатов найдено, нто в течение большого ряда лет они проходят определенный путь, имеющий циклический характер синусоидальных колебаний. При этом периодичность временных флуктуации Z~t в почве на глубине 20 см соподчинена цикличности атмосферного увлажнения теплого периода.
Наука о е
УПочвеннои климат развивается на стыке двух наук - климатологии
и почвоведения. На базе сопряженного анализа данных этих наук предложена научно-обоснованная типологическая характеристика почв, свойственная территории таежного Приобья, типологические показатели которой могут быть использованы для других регионов.
Установлено на многолетнем материале, что динамика межгодовой изменчивости гидротермического режима почв и воздуха выше, чем сезонная и пространственная, обусловленная растительностью, зональным приходом тепла и свойствами почв.
Выявлена связь между элементами почвенного климата и продуктивностью агроценозов.
Практическая ценность и внедрение. Указанные аспекты научной новизны определяют практическую ценность работы. Полученные материалы по почвенному климату, как впрочем, и любые климатические данные, являются основой для разработок научных подходов к мобилизации климатических ресурсов региона в интересах народного хозяйства. Выявленные региональные и микроклиматические особенности почвенного климата Среднего Приобья позволяют повысить качество планирования по специализации земельных ресурсов и по интенсификации уже освоенных на базе хорошо проводимых инвентаризационных оценочных работ.
Выводы, полученные в результате исследования могут найти приме-
нение в различных прикладных целях. Особую ценность они имеют для сельского хозяйства при обосновании потребностей в освоении новых территорий под пахотные земли, при выявлении направлений агротехнических и мелиоративных приемов регулирования почвенных гидротермических ресурсов, при определении потребностей в удобрениях, а также при бонитировке и определении биологической продуктивности почв.
Существующая периодичность гидротермических ресурсов может быть использована при составлении сверхдолгосрочных прогнозов развития природы, а также при долгосрочном прогнозоровании условий увлажнения на основе цикличности атмосферного увлажнения теплого периода. Кроме того, в прогностических целях по проведению полевых работ могут быть использованы температуры поверхности почвы в период подъема и падения.
Сведения о сезонной ритмике почвенного климата являются основой эколого-фенологической характеристики Среднего Приобья. Рассмотрение отдельных вопросов экологии таежного ландшафта находит применение в лесоводстве при лесоэксплуатации и лесовозобновлении.
Данное диссертационное исследование выполнялось в плане научно-исследовательских работ лаборатории почвенной климатологии института Почвоведения и агрохимии СО АН СССР ( шифр 2.24.61 ). Материалы вошли в научно-технический отчет по теме "Гидротермический режим почв южной тайги, лесостепи и степи юго-востока Западно-Сибирской равнины".
"Гидротермический режим почв Томского Приобья" вошел в виде главы в отчет "Почвенно-климатические условия мелиорации на юго-вое-токе Западной Сибири" по теме: "Прогноз изменений почвенно-мелиоративных условий Срединного региона СССР в связи с переброской части стока сибирских рек на юг страны". Материалы переданы заказнику "Союзводпроект".
Результаты чсследований в виде картографического материала вошли в атлас по Томской области и в почвенно-климатический атлас по
Новосибирской, последний передан партийным, хозяйственным, проектным организациям города.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на У научном совещании географов Сибири и Лальнего Востока (Владивосток, октябрь 1973), на научной конференции "Совре -менные проблемы и методы исследования агро- и микроклимата (Таллин, 1976), на УІ совещании географов Сибири и Лальнего Востока (Иркутск, сентябрь 1978) и на региональном советании "Земельные ресурсы Сибири" (Новосибирск, ноябрь Ї982).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 44 работах объемом статей 12 п.л. и 2R карт.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Объем работы составил 237 страниц, из них текста ~ 137 страниц, таблиц - 38, рисунков - 32 страницы. Список литературы содержит 193 наименования, приложение на страницах 219-237.
Атмосферно-климатические условия
Радиационное тепло. Характеристика радиационного режима - радиационный баланс ( R. ) - представляет энегретическую основу процессов тепло- и влагообмена в приземном слое воздуха и в почве. Данных о ft исследуемого района недостаточно. Систематические наблюдения & ведутся только на метеостанциях Александровское и Колпашево. В связи с этим в летние периоды 1972-1975 г.г. выполнены дополнительные полевые исследования за радиационным балансом и его составляющими. Наряду с экспериментально полученными характеристиками использованы также расчетные: Я по методикам З.И. Пи-воваровой ( 1966 ) и А.Р. Константинова ( 1966 ), суммарная радиация ( Q. ) по методикам В.Н. Украинцев а С 1939 ) и B.C. Мезенцева ( 1961 ). Отметим, что величины GL для исследуемого региона, полученные по формуле Мезенцева ( 0. = 0,12 Ztg Ю9 + -18,35 ) , где равная или Ztg lOc - сумма среднесуточных температур воздуха вышё 10 С ), наиболее близки к величинам по справочнику С табл.1.2 ) и использованы нами для характеристики теплого периода. При средних условиях облачности характерна такая закономерность: от низких широт к высоким происходит довольно быстрое убывание суммарной радиации ( на 4-М ккал/см год ), менее значительное - пря- мой радиации ( на 4-5 ккал/см год ) и самое низкое - радиационного баланса ( на 2-5 ккал/см год ). Облачность снижает поступление прямой радиации в Приобье более чем на 60 %% поэтому ее фактические значения ниже возможных на 60 ккал/см год. 3 то же время облачность увеличивает рассеянную радиацию так, что в реальных условиях годовой приход суммарной ра-диации составляет 80-95 ккал/смтод. На долю же радиационного баланса в годовом выводе приходится только 32-37 % суммарной радиации. Годовое значение радиационного баланса изменяется от 26 до 35 Р ккал/см ( табл.1.3 ), возрастая с севера на юг. Период с отрицательным радиационным балансом С X-III ) подчеркивает зональные, климатические различия и длится в зоне средней тайги б месяцев, ЮЖНОЙ - 5 и в подтайге - 4 месяца. Переход радиационного баланса от отрицательных значений к положительным происходит в первой декаде марта на юге и в третьей - на севере, а осенью - в начале ноября и в конце октября. Если проследить накопление тепла и холода в воздухе и в почве по периодам в соответствии с радиационным балансом, то четко прослеживается совпадение в наступлении холодного периода в воздухе и на поверхности почвы и сдвиг его на глубинах за счет свойств почвенного покрова.
Однако, продолжительность периода с отрицательным радиационным балансом почти на календарный месяц меньше продолжительности периода с отрицательными температурами в воздухе. Естественные флуктуации радиации, имеющие общий характер, наряду с влиянием антропогенного фактора вносят в кривую векового хода радиации существенные отклонения. Согласно исследованиям 3.W. Пивоваровой ( I97D ), в конце 50-х, в 60-х и в начале 70-х годов настоящего столетия наблюдался рост радиации ( в % к норме ), что выразилось по Среднему Приобью в отклонении средней величины ради- ационного баланса за период с 1959 по 1975 г.г. от среднемноголет-ней, полученной по данным справочника. За эти 17 лет рост радиа-ционного баланса в среднем за год составил 6,6 ккал/см . Увеличение происходило в течение всего года, о чем свидетельствуют данные таблицы 1.4. Максимальные суммы радиационного баланса в реги-оне могут быть более 8-9 ккал/см в мае, июне, июле. В январе, в связи со снижением суммарной радиации и резким увеличением альбедо снежного покрова, возможны наибольшие отрицательные величины. Максимум интенсивности радиационного баланса наблюдается в июне, в отдельных районах южно-таежной подзоны в июле ( например в Кол-пашево ). Интенсивно изменяется радиационный баланс в переходные периоды: апрель-май, август-сентябрь.
Закономерности формирования температурного режима почв
Закономерности формирования температурного режима почв Температурные условия в почвах таежного Приобья, так же как и для других территорий, во многом зависят от баланса лучистой энергии. Продолжительность периодов с отрицательным и положительным R. и периодов накопления тепла и холода в воздухе может совпадать с соответствующими периодами на поверхности почвы ( рис. 2.1 ). В почвенном же профиле за счет свойств почвенного покрова происходит сдвиг в наступлении этих периодов и изменение продолжительности. Внутрисезонная и суточная изменчивость приходно-расходной части радиационного баланса создает подобную изменчивость термических характеристик почвннного климата. Уменьшение дневного прихода радиационного тепла приводит к перераспределению его составляющих, в частности, при пасмурной погоде снижается отраженная радиация и радиационный баланс С табл. 2.1 ). Почва, получающая больше тепла, нагревается сильнее, температура ее излучающей поверхности выше, в результате и расходная часть радиационного баланса у таких почв больше. В июле 1972 года за счет большего прихода прямой и рассеянной радиации R. дерново-подзолистой почвы со вторым гумусовым горизонтом был в два раза выше, чем для перегнойно-подзолистой гле-евой почвы, в то же время и расходная часть - эффективное излучение С Тдф ), отраженная радиация ( R. ), альбедо ( А ) для дерново-подзолистой почвы со вторым гумусовым горизонтом также были выше. В итоге температуры дерново-подзолистой почвы со вторым гумусовым го ризонтом были выше в сравнении с перегнойно-подзолистой глеевой. Совместный анализ температуры почвы и теплопотока, поступающего в почву, показал, что температура имеет более плавный суточный ход, а время наступления экстремальных значений температуры и теплопо-тока сдвинуто ( рис. 2.2 и 2.3 ). Для различных глубин сдвиг по времени неоднозначен. Так, для глубины 5 см временной сдвиг составляет сутки.
Отмечается однородность изменений температуры почвы и теплопотока как в течение суток, так и за длительные отрезки времени только для поверхности почвы. Суммарный теплопоток в слое не определяет температуру почвы на его уровнях ( рис. 2.2 ). Очевидно, интенсивные биохимические процессы, связанные с образованием и разложением гумусовых веществ сопровождаются выделением тепла, которое также как радиационное, определяет температуру почвы физического момента. Эти вопросы практически не исследованы. Связь между теплоресурсами в пахотном слое ( на уровне 20 см ) и подчиняется уравнению прямой. Для равнинных территорий почвенно-биоклиматических областей уравнение имеет вид С Димо, 1972 ): У = 13,95 + 0,01Х, где У -R- , X - It„20 We . Коэффициент связи -2, = 0,95 + 0,03. Для ресурсов в воздухе связь с R почти такая же - 0,96 + 0,02, т.е. связь между радиационным теплом и его преобразованием в теплосодержание воздуха и почвы прямая и очень тесная. Теснота связей ресурсов тепла в воздухе и в почве с Я обусловливает и высокие коэффициенты корреляции между теплоресурсами в пахотном слое почв и в воздухе на уровне 2 м от поверхности земли. Найденные нами при помощи ЭВМ Наири линейные уравнения связи и коэффициенты корреляции между этими показателями для различных почв региона, имеют следующие выражения: для среднеподзолистой легкоглинистой С Бакчар ) -г = 0,63, X = 0,77У + 292; для дерново-подзолистой легкосуглинистой ( Каргасок ) г = 0,58, X =0,597+ 577; для дерново-слабоподзолистой суглинистой ( Парабель ) ъ = 0,77, X = 0,8бУ + 86; для дерново-подзолистой суглинистой С Александровское ) г = 0,58, X = 0,43У + 682; для дерново-подщолистой супес-чанной ( КОжевникояо ) ъ = 0,82, X = 0,92У + 240; для серой опод-золенной суглинистой С Молчаново ) z= 0,71, X = 0,777 + 371, где: X - теплоресурсы в пахотном слое на глубине 20 см, У - теплоресурсы в воздухе. Как видно, в пределах исследуемого региона с юга на север теснота связи несколько снижается в связи с закономерным изменением атмосферного увлажнения, влажности почв, зимнего охлаждения и т.д.. Зависимость между средними температурами воздуха и почвы на глубине 20 см для каждого месяца теплого периода с мая по сентябрь изменяется не только по территории, но и в течение сезона. В качестве примера временной изменчивости этой зависимости приводим коэффициенты и уравнения регрессии для некоторых почв региона ( табл.2.2 ). Многие исследователи указывают не ведущую роль дождевой влаги как источника тепла для прогревания почв» І19ЯІ По мнению И.Е. Трофимовойш условиях средней тайги температурный режим суглинистых почв зависит не столько от теплообес-печенности сезона, сколько от обилия дождей. Ланные о температурном режиме почв южной тайги Приобья указывают на своеобразный характер влияния атмосферных осадков на температурный режим почв региона. Влияние атмосферных осадков лета на температуру почв происходит дифференцировано. Только обильные осадки в первой половине лета способствуют интенсивному прогреванию почв. В июне при выпадении 25-40 мм осадков интенсивность нарастания тепла по почвенному профилю поч-выгаалась в 2-4 раза. Во влажном 1975 году интенсивность нарастания тепла в почвах под пологом леса на уровне 120 и 160 см была выше, чем в 1974 и 1973 годах ( 0,8 против обычных 0, 3-0,2С в пентаду ). При холодных почвах отепляющий эффект теплой дождевой влаги в верхнем слое ( 0-20 см ) проявляется сразу после выпадения дождя, глубже - спустя пентаду и позже в зависимости от глубины слоя и количества выпавших осадков. Отепляющий эффект осадков в летний период для более теплых почв безлесных участков менее выражен в сравнении с почвами под пологом леса. По мере прогревания почв отепляющая роль
Особенности и пространственно-временные закономерности режима влажности почв
К настоящему времени установлены лишь некоторые закономерности формирования и изменения запасов продуктивной влаги в почвах в зависимости от комплеква условий их определяющих. В частности, в работах С.А. Ве-риго/(1949), Е.Н. Романовой (1977), Ю.И. Чиркова (19/62,1969), В.Г. Омельянова (1975) показана зависимость запасов продуктивной влаги в почвах от элементов рельефа, от произрастающих культур, приемов агротехники и от метеоусловий, таких как осадки, промерзание почв, высота снежного покрова. Формирование влагозапасов в почве - сложный процесс. Весенние запасы влаги в почве представляют интегральный показатель увлажнения территории и формируются в результате тепло-и влагообмена в приземном слое воздуха и почве. Физико-географические условия формирования весенних запасов продуктивной влаги в почвах Среднего Приобья отражает упрощенное уравнение водного баланса, имеющее вид: $ - +5" 4.г F -9 -У , где приходную часть составляют атмосферные ооадки за сентябрь, окябрь, май (Т.хк ,у ) и запасы воды в снеге на декаду максимальной высоты ( Хо/. ), а расходную - испарение за сентябрь-октябрь, апрель-май (E -x i -v ) и поверхностный сток ( У "). WM и № т - запасы продуктивной влаги в метровом слое почв на 3 декаду мая и августа. Рассмотрим количественные значения приходно-расходных статей водного баланса почв. Среднемноголетние запасы продуктивной влаги в почве по агройону с яровой пшеницей на 3 декаду августа ( U%, ) представлены по материалам наблюдений метеостанций. Они отражают фактическое увлажнение почвы на конец вегетационного периода. Среднемноголетние атмосферные осадки ( Zx/xxv/ ) получены путем осреднения сумм ежегодных осадков за сентябрь, октябрь и май. Запасы воды в снеге (Хсн ) рас-читаны с учетом ежегодной высоты снежного покрова на декаду его максимальной мощности, наблюденной на метеостанциях. Запасы воды в снеге уточнялись по картографическим данным запасов воды в снеге Сенникова P.M. Сергеева ҐІ972) и А.П. СлядневаЖ1965).
При расчете испарения влаги с поверхности почвы ( /F ) была использованы методика Украинского НИГми ( Константинов, Астахова, Ле-венко, 1971 ), по которой испарение рассчитывалось по погодичным месячным данным температуры и влажности воздуха, с учетом сезонных поправок. Поверхностный сток талых вод в Западной Сибири бывает ежегодно и зависит от мощности снежного покрова и осеннего увлажнения почв. Исследования показали" ( Орлов, Путилин,1980 ), что коэффициент поверхностного стока талых вод на юго-востоке Западной Сибири высокий ( 60-70 % ). Мы воспользовались этим выводом и рассчитали сток в районе метеостанций как величину, равную 60 % запасов воды в снеге. Расчетные величины запасов продуктивной влаги на 3 декаду мая, полученные за многолетний период по выше приведенному уравнению, хорошо согласуются с фактическими среднемноголетними запасами продуктивной влаги, измеренными на метеостанциях и осредненными за этот же период ( табл. 3.5 ). Из данных табл. 3.5 видно, что пополнение почвенных влагозапасов к 3 декаде мае в регионе составляет 45-60 мм. Объем весеннего влагонакопления в почвах таежного Приобья прежде всего зависит от остаточной влаги на конец вегетации. Осенние запасы продуктивной влаги при прочих равных условиях служат предпосылкой к оценке весеннего увлажнения почв. При этом роль осенних и зимне-весенних атмосферных осадков в.. формировании весенних влагозапасов неоднозначна. Накопление почвенной влаги осенью идет за счет обложных малоинтенсивных осадков октября и последней декады сентября. Повсеместно до 80 % атмосферных осадков октября идет на пополнение влаги в почвах. Осадки сентября только частично усваиваются / почвами, так как 70-90 % их испаряется. В мае существует дефицит атмосферных осадков, который составляет в подзоне южной тайги 40 %, а в подтайге - 90 %. Испарение в апреле равно 15 мм. В итоге, осадки IX, X и 7 компенсируют затраты влаги на испарение за IX-X и 17-7 и только запасы воды в снеге составляют существенную часть атмосферного увлажнения почв. В результате наличия мощного снежного покрова и понижения весеннего стока в сравнении с лесостепной ЗОНОЙ, объем весенних влагозапасов за счет талых вод в таежном Приобье резко возрастает и составляет основной резерв влагонакопления в почвах. Приведенное уравнение водного баланса можно использовать в прогностических целях при характеристике весеннего увлажнения почв. В теплый период года в водном режиме почв определенное значение приобретает миграция влаги в профиле почв, интенсивность которой в значительной степени зависит от содержания в почве легкоподвижной влаги, оттаивания почвогрунта и характера рельефа.
Среднемасштабное районирование почвенного климата
Районирование почвенного климата среднетаежного Лриобья выполнено нами на природно-климатической основе и опирается на ряд принципиальных положений, разработанных А.П. Слядневым (1974) при выполнении схемы почвенно-климатического районирования Западной Сибири и сопредельных территорий.
Зональные и провинциальные границы в данном районировании почвенного климата выявлены как на основании сопряженного анализа физико-географического, ботанического, почвенного, природно-климатического районировании, так и в соответствии с исследованием климатических особенностей почв территории по данным наблюдений гидро-метеосети FMC и полевого опыта. Климатические особенности рассмотрены в результате всестороннего анализа показателей температурного и водного режимов зональных автоморфных почв.
Сравнение схем районирования почвенного климата, выполненных для отдельных регионов юго-востока Западной Сибири С Лзгба,1972; Кравцов,197 0мелъянов,1976; Позднякова,1973 ) показало, что установившейся системы почвенно-климатических показателей для выделения зональных и провинциальных границ, а тнкже гпаниц таксономов низшего ранга нет. Однако, из этих схем явствует подход в выборе зональных характеристик почвенного климата. Во-первых - использование показателей климата пахотного слоя, как наиболее важного в микробиологическом, почвообразовательном и агропроизводственном отношении. Во-вторых, при оценке зональных тепловых условий чаще всего используется показатель 2. tn ZjO C.
При оценке режима влажности чаще всего используются запасы продуктивной влаги в метровом слое почв, реже - в пахотном слое, приуроченные ко времени сева яровых культур. Таким образом, в основу выделения границ зональных климатов таежного Приобья положены наиболее важные показатели термического и водного режимов автоморфных почв, объективно отражающие внутрипоч-венную и временно-пространственную изменчивость тепла и влаги в них ( табл. 4.1 ). 3 соответствии с размещением зонально-провинциальных показателей почвенного климата в среднетаежном Приобье выделяем зональные почвенные климаты ( рис. 4.1 ): среднетаежныя климат длительно-сезоннопромерзающих почв влажных и переувлажненных холодных летом и умеренно холодных зимой; южнотаежный климат длительно-сезонно-промерзающих почв влажных и достаточно увлажненных умеренно холодных летом и холодных зимой; подтаежный климат длительно-сезоннп-промерзающих почв достаточно увлажненных и слабо иссушенных умеренно теплых летом и холодных зимой. Зональные условия тепла и влаги в почвах внутри климатических подзон нарушаются под воздействием местных природных факторов с выявлением климатических районов. Климатический район соответствует территориальному природному комплексу и является границами местных почвенных климатов геокомплексов. В формировании почвенных климатов территориальных геокомплексов участвуют растительный покров, почвы в соответствии с их водно-физическими свойствами, рель-еФ и антропогенная деятельность человека. Из них определяющими на наш взгляд, является характер растительного покрова, в подтайте -наряду с растительностью и антропогенная освоенность. Основными климатическими показателями при выявлении местных климатов почв и выделении районов приняты: температура на поверхности почвы в июле, суммы активных температур 10С на поверхности и на глубине 20 см почвы, морозоопасность вегетационного периода на поверхности почвы, диапазон активной влаги почв ( ДАВ ), коэффициент увлажнения Сляднева-Сенникова К ) и ресурсный коэффициент почвенного климата ( РКП. Ресурсный коэффициент почвенного климата С РКЇЇК ) представляет отношение суммарного расхода влаги за вегетационный период (M W i-vm к сумме биологических температур в пахотном слое на глубине 20 см, Согласно формуле ресурсный коэффициент почвенного климата отражает влагопотребление агроценоза на единицу биологически активных почвенных темперятур ( на 100С ). При обосновании границ подзон и районов использовались также материалы по урожайности сельскохозяйственных культур. Ч частности, довольно четко прослеживается граница между южнотаежной и подтаежной подзонами почвенного климата по линии равных коэффициентов корреляции С граничным условием выбрзли г 0,8 ) межрайонных урожаев яровой пшеницы по 14 районам Томской области за 22 года. В итоге получено, что на исследованной территории Западной Сибири дифференциация почвенных климатов более значительна не по условиям увлажнения, а по теплоресурсам. Ресурсный показатель РКПК одновременно является определяющим при выделении границ как зоналъны: так и местных климатов почв. Провинциальность климатов почв проявляется в обособлении лево- и правобережья Среднего Приобья по термическим условиям пахотного (0-20 см) слоя за летний период и по характеру межгодовой изменчивости почвенного увлажнения.
