ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УКРАИНЕ : ТЕОРЕТИЧНІ І МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ АГРОКЛІМАТИЧНОЇ ОЦІНКИ ПРОДУКТИВНОСТІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР В УКРАЇНІ

Краткое описание

ОДЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЛЯШЕНКО ГАЛИНА ВИТАЛЬЕВНА

УДК 551.584.631

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УКРАИНЕ

11.00.09 метеорология, климатология, агрометеорология

Диссертация на соискание ученой степени
доктора географических наук

Научный консультант
Мищенко Зинаида Антоновна,
доктор географических наук,
профессор

Одесса -2009

ОГЛАВЛЕНИЕ
Перечень условных обозначений, символов, единиц....... 6
ВВЕДЕНИЕ...... 8
РАЗДЕЛ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР.....18
1.1 Современное состояние исследований агроклиматической
оценки продуктивности сельскохозяйственных культур......19
1.2 Теоретические основы комплексной оценки агроклиматических ресурсов продуктивности сельскохозяйственных культур и разномасштабного агроклиматического районирования территорий .....36
1.3 Методологические и практические аспекты агроклиматической
оценки продуктивности сельскохозяйственных культур ..42
РАЗДЕЛ 2 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ УКРАИНЫ ... 50
2.1 Агроклиматическое обоснование показателей радиационно-
тепловых и влажностных ресурсов территорий ..52
2.2 Комплексная оценка радиационно-тепловых ресурсов ..60
2.2.1 Оценка пространственного распределения
тепловых ресурсов дня и ночи...65
2.2.2 Пространственная изменчивость радиационно-тепловых
ресурсов ...72
2.3 Комплексная оценка ресурсов влаги ...75
2.4 Комплексная оценка режима заморозков.81
РАЗДЕЛ 3 КОМПЛЕКСНОЕ АГРОКЛИМАТИЧЕСКОЕ
РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ УКРАИНЫ...............92
3.1 Принципы и методы агроклиматического районирования территорий..92
3.2 Методика агроклиматического районирования на примере
Украины с использованием ГИС-технологий..94
3.3 Комплексное агроклиматическое районирование территории
Украины.....102
3.4 Агроклиматическое районирование ресурсов влаги......109
3.5 Общее агроклиматическое районирование территории Украины ........116
3.6 Агроклиматическое районирование Украины по условиям заморозкоопасности......129
РАЗДЕЛ 4 ОЦЕНКА АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
УКРАИНЫ С УЧЕТОМ МЕЗО- И МИКРОКЛИМАТА. ..136
4.1 Алгоритм оценки агроклиматических ресурсов с учетом
мезо- и микроклимата .......137
4.2 Инвентаризации видов неоднородностей подстилающей
поверхности Украины для мезо- и микроклиматической
оценки агроклиматических ресурсов.........147
4.3 Агроклиматическое районирование территории Украины с
учетом мезо- и микроклимата ............156
4.3.1 Оценка мезо- и микроклиматической изменчивости
показателей тепловых ресурсов дня и ночи.....156
4.3.2 Пространственная микроклиматическая изменчивость
ресурсов влаги ..170
4.3.3 Мезо- и микроклиматическая изменчивость условий заморозкоопасности под влиянием неоднородностей подстилающей поверхности.175
4.4 Агроклиматическое районирование территорий с учетом мезо- и микроклимата.186
РАЗДЕЛ 5 АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ..197
5.1 Модель агроклиматической оценки формирования
продуктивности сельскохозяйственных культур......198
5.2 Моделирование агроклиматических условий формирования урожайности сельскохозяйственных культур в Украине ...202
5.3 Агроклиматическое районирование продуктивности сельскохозяйственных культур в Украине......208
5.4 Пространственная изменчивость продуктивности сельскохозяйственных культур с учетом влияния
неоднородностей подстилающей поверхности.......229
РАЗДЕЛ 6 МОДЕЛИРОВАНИЕ АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОМ РАЗРЕЗЕ.........247
6.1 Структура агроклиматической модели формирования
продуктивности сельскохозяйственных культур...........................247
6.2 Оценка влияния агроклиматических условий в разрезе этапов развития сельскохозяйственных культур на их продуктивность..258
6.2.1 Агроклиматические ресурсы периода вегетации
кукурузы в Украине...........259
6.2.2 Оценка влияния температурно-влажностных условий на формирование урожаев кукурузы...............264
6.3 Агроклиматическая оценка формирования продуктивности
кукурузы272
6.4 Агроклиматическая оценка формирования интегральной
урожайности кукурузы.281
РАЗДЕЛ 7 АГРО- И МИКРОКЛИМАТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР.......289
7.1 Агро- и микроклиматическая экспертиза размещения сельскохозяйственных культур.. ...289
7.2 Вклад микроклимата в изменение границы размещения сельскохозяйственных культур......304
7.3 Агроклиматическое обоснование оптимизации структуры
посевных площадей под сельскохозяйственными культурами
в Украине. ...........309
ВЫВОДЫ ........323
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...329
ПРИЛОЖЕНИЯ....369

ВВЕДЕНИЕ

Оптимизация размещения сельскохозяйственного производства как одной из ведущих отраслей экономики Украины относится к важнейшей проблеме рациональному природопользованию. Она направлена на формирование экономически целесообразных и экологически сбалансированных региональных агроэкогеосистем или антропогенных ландшафтов. Одной из предпосылкой решения данной проблемы является детальный всесторонний учет природных ресурсов, в ряду которых агроклиматические ресурсы имеют особое значение. По своему определению они отражают степень соответствия климатических условий территорий факторам жизни сельскохозяйственных культур свету, теплу и влаги. Они относятся к неисчерпаемой и, за исключением влаги, нерегулируемой группе ресурсов климата.
Важность детального учета агроклиматических условий, которым присуща значительная пространственно-временная изменчивость, обусловлена тем, что все объекты сельскохозяйственного производства находятся под их действием постоянно и непрерывно в течение всего цикла развития. В силу же больших площадей практически исключено применение защитных мероприятий. Следовательно, их учет при размещении сельскохозяйственного производства может быть основой повышения эффективности отрасли путем беззатратного увеличения устойчивой продуктивности сельскохозяйственных культур.
Агроклиматическое обоснование размещения сельскохозяйственного производства относится к традиционной задаче агроклиматологии, что впервые отмечалось еще в работах основоположников агрометеорологии Воейкова А.И. и Броунова П.И. [31, 47-49]. Принципы и подходы решения проблемы, которые были заложены в фундаментальных работах Селянинова Г.Т., Колоскова П.И., Сапожниковой С.А. и Шашко Д.И.[50, 104-106, 224, 228-229, 258], оставались неизменными в течение длительного времени. Однако методы, с помощью которых решались задачи, изменялись. Развитие теоретической агрометеорологии, включающего совершенствование методов оценки влияния составляющих радиационного, теплового и водного баланса на процессы жизнедеятельности сельскохозяйственных культур, внедрение математического моделирования процессов формирования продуктивности, теоретические и практические достижения в мезо- и микроклиматологии позволяют перейти на качественно новый уровень решения задачи агроклиматического обоснования размещения сельскохозяйственного производства вообще и оптимизации размещения культур в частности.
Актуальность исследований в современных социально-экономических условиях страны обусловлена необходимостью осуществления эффективного агроклиматического обеспечения различных отраслей. В настоящее время исследования в области теоретического и практического растениеводства, в том числе, селекции и проектирования размещения сельскохозяйственной отрасли, разработки технологических приемов возделывания культур, методов борьбы с вредителями и болезнями базируются на материалах агроклиматического районирования Украины, выполненного в 60-70-х годах прошлого столетия.
Изменение глобального и регионального климатов, отмечаемое с 70-х годов прошлого столетия, обусловливает изменения в годовом ходе показателей радиационного, термического и влажностного режимов деятельной поверхности. Произошла также практически полная смена сортового состава многих сельскохозяйственных культур, требования которых к условиям среды отличаются.
Предъявляются новые требования к пространственному разрешению информации об агроклиматических условиях формирования урожайности в связи с изменением в социально-экономической сфере страны и проведении земельной реформы, направленной на создание частных мелких землевладений. Что, в свою очередь, определяет необходимость принципиально нового подхода, позволяющего решать теоретические и прикладные задачи оценки агроклиматических ресурсов в разном масштабе генерализации.
К теоретическим задачам относятся разработка комплексной оценки агроклиматических показателей в их взаимосвязи и взаимообусловленности, адекватно отражающих условия роста, развития и формирования урожая культурных растений, методов их пространственной интерполяции и экстраполяции. Результатом этих научных разработок является оценка агроклиматических ресурсов, их районирование на территории Украины в разном масштабе генерализации и агроклиматическая оценка формирования продуктивности ведущих сельскохозяйственных культур. Прикладное значение научных разработок состоит в агро- и микроклиматическом обосновании оптимизации размещения сельскохозяйственных культур в разрезе от страны и регионов до отдельных участков самого мелкого хозяйства и оптимизации структуры посевных площадей под культурами.
Фундаментальные исследования в области теоретической агрометеорологии позволяют подойти к решению задач агроклиматического обоснования размещения сельскохозяйственных культур на качественно иной основе. Представляет научный интерес исследования по фотосинтезу посевов Ничипоровича А.Н. [195] и предложенная Тоомингом Х.Г. [244] концепция максимальной продуктивности посевов. Глубокие комплексные системные исследования формирования продуктивности сельскохозяйственных культур на основе оценки агроклиматических ресурсов и агроклиматического районирования позволяют осуществлять агроклиматическое обоснование размещения сельскохозяйственных культур с позиции их экономической целесообразности.
Сложность решения задачи пространственной интерполяции агроклиматической информации применительно к территории Украины состоит в значительной изменчивости агроклиматических ресурсов, обусловленных природными неоднородностями подстилающей поверхности и сортимента возделываемых сельскохозяйственных культур. То есть, необходим системный подход к оценке агроклиматических ресурсов и их районирования для территорий разного масштаба генерализации с последующей оценкой агроклиматически обоснованной продуктивности культур.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Проведенные автором исследования вошли в НИР Одесского государственного экологического университета:
Використання супутникової інформації та засобів дистанційного зондування Землі для цілей гідрометеорологічного та екологічного забезпечення народного господарства”, Розділ Інтерпретація супутникової інформації для прогнозування врожайності сільськогосподарських культур”, № ДР 0196U013470, 1997-1998 гг. исполнитель;
Оцінка агрокліматичних ресурсів вирощування основних сільськогосподарських культур і розробка рекомендацій до оптимізації структури посівних площ в Україні”, № ДР 0198U009073, інв.№0204U000240, 1999-2003 гг., ответственный исполнитель;
Розробити методи оцінки і районування мікрокліматичної мінливості радіаційно-теплових ресурсів України для оптимізації розміщення сільськогосподарських культур”, № ДР 0103U001737, 2003 г., інв. № 0203U008515, ответственный исполнитель;
Розробити алгоритм і методи оцінки посушливих явищ та їх впливу на врожайність зернових культур в Україні”, № ДР 0104U002664, інв.№ 0205U002029, 2004-2006 гг., исполнитель.
Цель и задачи исследования. Целью работы является развитие теории агроклиматической оценки условий формирования продуктивности сельскохозяйственных культур. Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих задач:
- сформулировать и обосновать теоретические и методологические основы агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур;
- разработать структуру и создать банк данных агроклиматической информации для детальной оценки агроклиматических ресурсов, разномасштабного агроклиматического районирования территории Украины и агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур;
- предложить подходы, разработать алгоритм и выполнить детальную оценку агроклиматических ресурсов в Украине;
- обосновать и реализовать на примере Украины метод комплексного агроклиматического районирования территорий;
- разработать алгоритм и усовершенствовать методику оценки пространственного перераспределения агроклиматических ресурсов под влиянием неоднородностей подстилающей поверхности;
- осуществить на примере тепловых ресурсов дня и ночи, ресурсов влаги и условий заморозкоопасности на основе инвентаризации подстилающей поверхности разномасштабное агроклиматическое районирование;
- выполнить агроклиматическую оценку формирования продуктивности основных сельскохозяйственных культур в Украине в пределах агроклиматического районирования Украины;
- исследовать, на примере кукурузы, влияние агроклиматических условий в течение вегетационного периода на формирование продуктивности культур;
- усовершенствовать методические подходы агро- и микроклиматического обоснования оптимизации размещения сельскохозяйственных культур;
- обосновать и осуществить на примере Украины оптимизацию структуры посевных площадей основных сельскохозяйственных культур (озимой пшеницы, ярового ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и картофеля) в пределах выполненного разномасштабного агроклиматического районирования.
Объект исследования агроклиматические ресурсы формирования продуктивности сельскохозяйственных культур в Украине.
Предмет исследования пространственная изменчивость агроклиматических ресурсов Украины как предпосылки различного уровня продуктивности сельскохозяйственных культур.
Методы исследования направлены на реализацию комплексного подхода решения данной проблемы. Задачи оценки агроклиматических ресурсов и агроклиматического районирования выполнялись с применением методов агроклиматических расчетов и обобщений, статистического, корреляционно регрессионного анализа, теории вероятностей, картографического метода, теории распознавания образов, кластерного анализа, ГИС-технологий; расчеты продуктивности сельскохозяйственных культур и оценки благоприятности агроклиматических ресурсов - выполнялись с применением метода математического моделирования; задача оптимизация структуры площадей под культурами на основе агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур симплекс-метод (вариант метода линейного программировании).
Исходными материалами исследований были данные актинометрических, метеорологических и агрометеорологических станций и постов Украины за период с1961 по 2000 год, материалы справочников по климату и агроклиматическим ресурсам, а также данные по урожайности сельскохозяйственных культур Статуправления Украины.
Научная новизна работы состоит в обосновании системного подхода к решению проблемы комплексного агроклиматического районирования территорий в мелком, среднем и крупном масштабах с последующей агроклиматической оценкой формирования продуктивности сельскохозяйственных культур, позволяющей, в рамках общегосударственной проблемы рационального природопользования, оптимизировать размещение сельскохозяйственных культур.
Автором впервые:
- обоснованы теоретические и методологические подходы комплексной оценки агроклиматических ресурсов продуктивности сельскохозяйственных культур и разномасштабного районирования территории Украины;
- выполнена детальная комплексная оценка агроклиматических ресурсов и выявлено региональные и локальные особенности их распределения на территории Украины;
- осуществлено, с применением ГИС-технологий, комплексное мелкомасштабное (М 1:1500000) агроклиматическое районирование территории Украины;
- разработан алгоритм расчетов пространственного перераспределения показателей агроклиматических ресурсов и, на примере тепловых ресурсов дня и ночи, ресурсов влаги и условий заморозкоопасности, выполнено агроклиматическое районирование территории Украины в среднем и крупном масштабе с учетом мезо- и микроклимата;
- предложен новый метод агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур, который реализован на примере основных культур Украины (озимой пшеницы, ярового ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и картофеля, в границах выделенных агроклиматических макрорайонов и подрайонов);
- обоснован и реализован на примере кукурузы, сахарной свеклы, картофеля и винограда подход агро- и микроклиматической экспертизы размещения сельскохозяйственных культур;
- выполнено агроклиматическое обоснование и реализовано на примере озимой пшеницы, ярового ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и картофеля подход оптимизации структуры посевных площадей в Украине.
Практическое значение исследований. Автором разработаны подходы практического применения результатов исследований для проведения агро- и микроклиматической экспертизы размещения сельскохозяйственных культур на территориях любого масштаба; предложена методика оценки изменения зональных границ размещения сельскохозяйственных культур с учетом мезо- и микроклимата; проведена оптимизация структуры посевных площадей сельскохозяйственных культур на основе их агроклиматически возможной продуктивности.
Личный вклад соискателя. Системный подход агроклиматической оценки продуктивности сельскохозяйственных культур, включающий теоретическое обоснование и методические приемы применения ГИС-технологий при комплексном районировании радиационно-тепловых ресурсов и условий заморозкоопасности, метод исследования пространственной изменчивости продуктивности сельскохозяйственных культур автором предложены и реализованы самостоятельно. Автор непосредственно принимал участие и был ответственным исполнителем отдельных разделов НИР, указанных в соответственных научно-технических отчетах. Автор благодарен за плодотворную многолетнюю совместную работу и консультации со стороны д. геогр.н., проф. Мищенко З.А. и Полевого А.Н. Во всех совместных работах автор принимал участие в постановке проблемы, формулировании задач, выполнении расчетов и анализе полученных результатов,
В совместных работах с Власовым В.В., Власовой Е.Ю., Шапошниковой О.Ф., Калиной Т.Е. автором обоснованы методы и выполнены расчеты агро- и микроклиматических ресурсов территорий, в совместных работах с Барсуковой Е.А., Мельник Э.Б., Суздаловой В.И. автору принадлежит постановка задачи и анализ полученных результатов.
Апробация Основные положения и результаты исследований докладывались на международных научных и научно-практических конференциях Сучасна географія та навколишнє природне середовище” (Винница, 1999 г.); Научные и прикладные аспекты оценки изменений климата и использования климатических ресурсов” (Минск, 2000 г.); Геоекологічні і біоекологічні проблеми Північного Причорномор’я” (Тирасполь, 2001 г.); Перспективи розвитку науково-практичного забезпечення та ефективності використання гідрометеорологічної інформації в галузях національної економіки в сучасних умовах”(Киев, 2001 г.); Актуальные проблемы функционирования, кадастра и организации территорий”. (Кишинев, 2000 г.); Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища-2002” (Одеса, 2002 г.); Проблеми розвитку земельних відносин, землеустрою і земельного кадастру в умовах ринкової економіки” (Харьков, 2004 г.); «Научно-прикладные аспекты дальнейшего развития и интенсификации виноградо-винодельческой отрасли» (Россия, Дагестан, 2006 г); «Новые технологии производства и переработки винограда для интенсификации отечественной виноградо-винодельческой отрасли» (Россия, Новочеркасск, 2006 г.); «Агротехнологические и экологические аспекты развития виноградо-винодельческой отрасли», посвященной 100-летию Е.И.Захаровой» (Россия, Новочеркасск, 2007 г.); з’їзді географічної спілки України (Черновцы, 2003 г.); на научно-технической конференции научных и научно-педагогических сотрудников ОДЕКУ (Одесса, 2005 г.); на Международном симпозиуме Виноградарство XXI столетия” (Одесса, 2006 г.); на нарадах семінарах Гідрометцентру України Обмін досвідом гідрометеорологічного забезпечення сільськогосподарського виробництва України в сучасних умовах (Ялта, 2001 г.); ”Проведення агрометеорологічних спостережень” (Львов, 2003 г.); ”Погода і зернове господарство України” (Дніпропетровськ, 2004 г.);
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 59 научных публикациях, из них 24 в ведущих научных изданиях, рекомендованных ВАК Украины, 3 депонированные статьи, 10 докладов, 10 тезисов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи разделов, выводов, списка использованных источников из 361 наименований, в том числе 111 иностранной. Полный объем диссертации составляет 428 страниц, в том числе 43 рисунков, 58 таблиц, 6 приложений на 64 страницах.

Список литературы

ВЫВОДЫ

В диссертации обосновано и осуществлено новое решение проблемы агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур на основе последовательной оценки агроклиматических ресурсов и агроклиматического районирования территорий в разном масштабе генерализации, предложены подходы практического использования полученных результатов для агрометеорологического обеспечения сельскохозяйственной отрасли Украины.
Основные научные и практические результаты.
1. В Украине агрометеорологическое обеспечение сельскохозяйственной отрасли охватывает два направления - режимный и прогностический. Обеспечение режимной информацией базируется на результатах оценки агроклиматических ресурсов и агроклиматического районирования территорий, выполненных в 70-и годы прошлого века. Прогностическое направление охватывает результаты инженерных решений, в том числе, составление прогнозов формирования урожайности сельскохозяйственных культур по текущим агрометеорологическим условиям. Исследования агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур проводятся в последнее десятилетие и носят разрозненный характер, непригодный для оптимизации размещения сельскохозяйственных культур. Для решения поставленной проблемы предложен системный подход и разработана модель, с помощью которой выполняется последовательная поэтапная оценка агроклиматических ресурсов, агроклиматическое районирование территории Украины в разном масштабе генерализации со последующей агроклиматической оценкой формирования продуктивности сельскохозяйственных культур.
2. Выполнено теоретическое и методологическое обоснование системного подхода агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур, который базируется на основных законах земледелия и концепции максимальной продуктивности растений. Разработана структура и создан банк агроклиматической информации.
3. Осуществлена количественная оценка и проведено обобщение пространственного распределения составляющих агроклиматических ресурсов на территории Украины, которые определяют рост, развитие и формирование продуктивности сельскохозяйственных культур, отличающихся по требованиям к радиационно-тепловым ресурсам и ресурсам влаги: продолжительности солнечного сияния (, ), сумм суммарной и фотосинтетически активной радиации (, , , ), сумм среднесуточных, дневных и ночных температур воздуха (, , , ), гидротермического коэффициента Селянинова (ГТК), количества осадков (, ), сумм дефицитов влажности воздуха (, ), запасов продуктивной влаги на начало, конец и средних за периоды (, , , ), суммарного влагопотребления (, ), влагопотребности (, ) и влагообеспеченности (, ). Все показатели рассчитаны за периоды с температурой выше 5 и 10 ºС, всего 31 показатель.
Установлены закономерности пространственного распределения показателей, которые характеризуют агроклиматические ресурсы для двух групп сельскохозяйственных культур. Полученная серия регрессионных уравнений связи показателей с географическими параметрами. Выявлено региональные и локальные особенности пространственного распределения показателей агроклиматических ресурсов, которые отличаются чувствительностью к неоднородностям подстилающейся поверхности.
4. На основании разработанной методики уплотнения агроклиматической информации впервые осуществлены новое комплексное агроклиматическое районирование территории Украины. Выделено семь макрорайонов по тепловым ресурсам, каждый из которых по ресурсам влаги подразделяется на подрайоны (от одного до пяти), всего 20. С целью сохранения преемственности выделение макрорайонов и подрайонов выполнялось по традиционным показателям: сумме температур за период с температурой выше 10 ºС и гидротермического коэффициента Селянинова. В дальнейшем, по методике уплотнения агроклиматической информации для каждого из макрорайонов и подрайонов представлена детальная информация по 31 показателю.
5. Впервые картографирование агроклиматических ресурсов, как один из необходимых элементов агроклиматического районирования осуществлено с применением ГИС-технологий, программы ArcView (версия 3.1), подпрограммы пространственного анализа, которая базируется на кластерном анализе и теории распознавания образов. Составлена серия тематических карт (карты тепловых ресурсов дня и ночи, комплексная карта радиационно-тепловых ресурсов, ресурсов влаги) и комплексная карта агроклиматических ресурсов. Комплексная карта содержит двойную нагрузку - в виде изолиний выделены агроклиматические макрорайоны по радиационно-тепловым ресурсам, а в виде цветного эллюминирования - ресурсы влаги.
6. Разработан алгоритм мезо- и микроклиматической изменчивости составляющих агроклиматических ресурсов. Проведена инвентаризация подстилающейся поверхности Украины с целью оценки возможного перераспределения величин показателей агроклиматических ресурсов. Впервые для Украины в пределах выделенных макрорайонов и подрайонов выполнены расчеты мезо- и микроклиматической изменчивости агроклиматических ресурсов под влиянием неоднородностей подстилающейся поверхности с последующим разномасштабным районированием ресурсов тепла, влаги и заморозкоопасности. Районирование выполнено по суммам дневных и ночных температур, отношения средних за период запасов продуктивной влаги в почве к наименьшей полевой влагоемкости и продолжительности беззаморозкового периода. В каждом из макрорайонов и подрайоны выделены мезарайони по типам рельефа (по глубине вертикального расчленения рельефа) и микрорайоны по элементами рельефа (форма рельефа, местоположение на склоне, экспозиция и крутизна склонов).
7. Теоретически обоснована и разработана методология последовательной разномасштабной агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур. Впервые для территории Украины по единой методологии с применением разработанной модели проведен численный эксперимент и получена количественная информация возможной по агроклиматическим ресурсам и бонитету почв урожайности шести основных сельскохозяйственных культур - озимой пшеницы, ярового ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы и картофеля. Обобщение информации по урожайности сельскохозяйственных культур проведено в пределах выделенных агроклиматических макрорайонов и подрайонов.
8. Определен диапазон изменчивости урожаев культур во временном разрезе (средние многолетние величины и максимально возможные в отдельные года). Предоставлена количественная сравнительная оценка степени благоприятности агроклиматических ресурсов для каждой из культур и степень их использования при современном уровне технологии выращивания в разрезе выделенных агроклиматических макрорайонов и подрайонов.
9. На основании оценки перераспределения агроклиматических ресурсов под влиянием мезо- и микроклимата дана оценка пространственной изменчивости урожаев указанных культур в разных местоположениях рельефа.
10. Осуществленная детализация агроклиматической оценки формирования продуктивности сельскохозяйственных культур с учетом агроклиматических условий в течение этапов органогенеза культур. С применением адаптированной к поставленной задаче динамической агроклиматической модели Полевого А. М. проведено многофакторный численный эксперимент, по результатам которого выявлены особенности динамики функций влияния температуры воздуха, влажности почвы и обобщенной функции влияния температуры и влаги на фотосинтез культур. Различия функций влияния обусловливают разность в динамике накопления биомассы культур соответственно для потенциальных и агроклиматически возможных уровней урожайности ().
11.На основании полученных результатов исследований оценки агроклиматических ресурсов и разномасштабного агроклиматического районирования обоснована методология агро- и микроклиматической экспертизы размещения сельскохозяйственных культур. Реализация подхода осуществлена на примере кукурузы и винограда. В пределах одного макрорайона выполнена оптимизация размещения разных сортов культур по мезо- и микрорайонам. Определена оценка вклада мезо- и микроклимата на изменение зональных границ размещения сельскохозяйственных культур.
12. Выполнено агроклиматическое обоснование оптимизации структуры посевных площадей под сельскохозяйственными культурами. Впервые для Украины с применением симплекс-метода, как модифицированного метода линейного программирования, осуществлен численный эксперимент по оптимизации посевных площадей под каждой из шести сельскохозяйственных культур и в целом для зернового клина в пределах выделенных агроклиматических макрорайонов и подрайонов. Как целевая функция принималась максимизация валового сбора культур, а коэффициент целевой функции содержит данные по урожайности культур, возможных по агроклиматическим ресурсам.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Державна цільова програма розвитку українського села на період до 2015 року. Київ, 2008. - 40 с.
2. Концепція державної цільової програми „Зерно України 2009-2015”. -Київ, 2008. - 13 с.
3. Агроклиматические ресурсы и микроклимат Молдавии // Под ред. З.А. Мищенко. Кишинев: Штиинца, 1988. 161 с.
4. Агроклиматические ресурсы природных зон СССР и их использование. // Под ред. Ф.Ф. Давитая, И.А. Гольцберг. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 160 с.
5. Агроклиматические ресурсы территории социалистических стран Европы. София: Изд. Болгарской АН, 1971. 33 с.
6. Агроклиматический атлас Украинской СССР // Под ред. С.А.Сапожниковой. К.: Урожай, 1964. 36 с.
7. Агроклиматическое районирование пяти основных сельскохозяйственных культур на территории социалистических стран Европы. София: БАМ, 1979. 123 с. - 14 карт.
8. Агроклиматический атлас мира. М. - Л.: ГУГК. Гидрометеоиздат, 1972. 186 с.
9. Адаменко В.Н. Мелиоративная микроклиматология / В.Н. Адаменко. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 184 с.
10. Аджиев А.А. Анализ и прогноз метеопараметров в мезорайоне применительно к планированию сельскохозяйственного производства: автореф. дисс. на соиск. науч. степ. канд. физ.-мат. наук / А.А. Аджиев. Нальчик: ВГФИ, 2000. 20 с.
11. Айзенштат Б.А. Метод определения радиационного баланса склонов /Б.А. Айзенштат //Метеорология и гидрология.- 1952.- № 2.С.24-28.
12. Алпатьев А.М. Влагооборот культурных растений / А.М. Алпатьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 248 с.
13. Алпатьев А.М. Влагообороты в природе и их преобразование / А.М. Алпатьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1954. 248 с.
14. Амирджанов А.Г. Солнечная радиация и продуктивность винограда / А.Г. Амирджанов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 208 с.
15. Арутюнян А.Ф. База данных для размещения виноградников в Армении /А.Ф. Арутюнян, А.С. Погосян // Виноделие и виноградарство. 2002. - № 4. С.17.
16. Атлас Одеської області До 70-річчя заснування./ Під ред..Топчієва О.Г. Одеса: ТОВ „Хорс”, 2002. 80 с.
17. Атлас природных условий и естественных ресурсов в Украинской ССР. М.: ГУГК, 1978. 183 с.
18. Ацци Дж. Сельскохозяйственная экология / Дж. Ацци. М.: Сельхозгиз, 1959. 479 с.
19. Базилевич Н.И. Продуктивность растительного покрова земли, общие закономерности размещения и связь с факторами климата / Н.И. Базилевич, А.В. Дроздов, Л.Е. Родин // Журнал общей биологии. 1989. - №3. С.261-271.
20. Барабаш М. Б. Зміна клімату та коливання врожайності зернових культур в Україні в XX і на початку XXI століття / М. Б. Барабаш, Т.І. Адаменко // Матеріали наради-семінару Обмін досвідом гідрометеорологічного забезпечення сільськогосподарського виробництва у сучасних умовах ”. Ялта, 2001. С. 66-74.
21. Барсукова О.А. Агрокліматична оцінка продуктивності ярого ячменю на Україні / О.А. Барсукова, Г.В. Ляшенко // Метеорология, климатология и гидрология. Одесса, 2002. - Вып. 46. С. 204-210.
22. Бердников С.В. Пространственно распределенная модель биосферы / С.В. Бердников, Д.А. Саранча, Н.В. Белотелов // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. С.181-199.
23. Бихеле И.Г. Математическое моделирование транспирации и фотосинтеза растений при недостатке почвенной влаги / И.Г. Бихеле, Х.А. Молдау, Ю.К.Росс. Л.: Гидрометеоиздат, 1980.223 с.
24. Біоенергетична оцінка сільськогосподарського виробництва: науково-методичне забезпечення // Під ред. Ю.О. Тараріка. К.: Аграрна наука, 2005. 200 с.
25. Бойко А.П. Математическое моделирование суточного хода суммарного испарения с посевов сельскохозяйственных культур / А.П. Бойко, С.Г. Сафаров, О.Д. Сиротенко // Труды ВНИИСХМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - № 26. С. 23-23.
26. Бойко П.І.Екологічно збалансовані сівозміни основа біологічного землеробства / П.І. Бойко, В.О. Бородань, Н.П. Коваленко // Вісник аграрної науки. 2005. - № 2. - С. 9-13.
27. Бойченко С.Г. Сценарії можливої трансформації природних зон на території України при глобальному потеплінні. Географія та геоморфологія: міжвідомчий науковий збірник / С.Г. Бойченко. К.: ВГЛ «Обрій», 2004. Вип. 45. С. 56-63.
28. Божко Л.Е. Оценка агроклиматических условий выращивания огурцов в степной зоне Украины / Л.Е. Божко, Т.В. Налюшниченко// Метеорологія, кліматологія та гідрологія. - Одеса: Екологія, 2004. Вип. 48. С. 206-212.
29. Бондаренко Н.Ф. Физические основы мелиорации почв / Н.Ф. Бондаренко. М.: Колос, 1975. 257 с.
30. Борисова О.А. Оптимизация структуры посевных площадей с учетом агроклиматических ресурсов территории как задача стохастического программирования / О.А. Борисова // Труды ВНИИСХМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - Вып. 24. С. 30-38.
31. Броунов П.И. Климатические и сельскохозяйственные районы России / П.И. Броунов // Избранные сочинения. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. Т. 2. - С. 272-291.
32. Бреславец М.Е. Экономико-математические методы в организации и планировании сельскохозяйственного производства / М.Е. Бреславец. М.: Экономика, 1971. С. 13-14, 17-57.
33. Будыко М.И. Тепловой баланс земной поверхности / М.И. Будыко. Л.: Гидрометеоиздат. - 1956. 256 с.
34. Будыко М.И. Изменения климата в связи с планом преобразования природы засушливых районов СССР / [М.И. Будыко, О.А. Дроздов, М.И. Львович и др. ]. Л.: Гидрометеоиздат, 1952. 206 с.
35. Будыко М.И. Использование солнечной энергии природным растительным покровом на территории СССР / М.И. Будыко, Н.А.Ефимова // Ботанический журнал. - 1968. - Т. 53. - № 10. С.1384-1389.
36. Варчева С.В. Оценка биоклиматического потенциала агроландшафтов / С.В. Варчева, В.А. Долгий-Трач // Труды ВНИИСХМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1998. - Вып.3. С.42-53.
37. Васил’єв І.А. Метод картографування запасів продуктивної вологи у ґрунті за допомогою геоінформаційних систем (ГІС) / І.А. Васил’єв// Метеорологія, гідрологія і кліматологія. Одеса, 1998. - Вип. 38. С.175-183.
38. Васильев И.А. Фенологическое картирование средствами ГИС IDRISI. / И.А. Васильев // Метеорологія, гідрологія і кліматологія. Одеса, 1998. - Вип. 38. С.184.-191.
39. Вериго С.А. Почвенная влага / С.А. Вериго, Л.А. Разумова. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 327 с.
40. Витченко А.Н. Агроклиматическая оценка условий формирования урожая сельскохозяйственных культур / А.Н. Витченко //Актуальные проблемы общественных и естественных наук. Минск: Изд-во Вышэйшая школа, 1981. С. 145-146.
41. Витченко А.Н. Методика агроэкологической оценки сельскохозяйственной продуктивности ландшафтов Белоруссии / А.Н. Витченко, А.Н. Полевой // Вестник Белорусского университета. Сер. 2: химия, биология, география. 1986. - № 2. С. 56 59.
42. Власов В.В. Вопросы комплексной оценки ампелоэкологических ресурсов на территории Северного Причерноморья / В.В. Власов, Г.В. Ляшенко, О.Ю. Власова // Новые технологии производства и переработки винограда для интенсификации отечественной виноградовинодельческой отрасли: материалы международной научно-практической конференции, 8-9 августа 2006 г., Новочеркасск. Новочеркасск, 2006. - С.22-27.
43. Власов В.В. Комплексная оценка ампелоэкологических ресурсов на примере отдельного административного района Одесской области / В.В. Власов, Г.В. Ляшенко, О.Ю. Власова // Агротехнологические и экологические аспекты развития виноградовинодельческой отрасли: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию Е.И. Захаровой, 23-25 мая 2007 г., Новочеркасск. Новочеркасск, 2007. - С. 69-74.
44. Власов В.В. Екологічний паспорт районованих в Україні сортів винограду / В.В. Власов, И.В. Шевченко, Г.В. Ляшенко // ВиноГрад. 2008. - № 7. С. 22-25.
45. Власов В.В. Экологические аспекты размещения виноградно винодельческой отрасли в Украине / В.В. Власов, Г.В. Ляшенко //ВиноГрад.- 2008. - №10. С.49 51.
46. Власов В. В. Характеристика просторового розподілу агрокліматичних ресурсів на півдні України як складової загальних ампелоекологічних ресурсів / В. В. Власов, Г. В. Ляшенко // Виноградарство і виноробство: міжв. тем. наук. зб. Одеса: ННЦ «ІВіВ ім. В.Є. Таїрова», 2009. Вип. 46 (2). С. 9-15.
47. Воейков А.И. Избранные сочинения. Сельскохозяйственная метеорология / А.И. Воейков. Л.: Гидрометеоиздат, 1957. 259 с.
48. Воейков А.И. Климаты земного шара, в особенности России / А.И. Воейков // СПб. Л., 1984. 640 с.
49. Воейков А.И. Сельскохозяйственная метеорология / А.И. Воейков // Избранные сочинения. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 256 с.
50. Вопросы агроклиматического районирования СССР // Под. ред. Г.Т. Селянинова, Ф.Ф. Давитая. М.: Гидрометеоиздат, 1958. 172 с.
51. Всемирная конференция по климату. ЦМО, конференция экспертов- климат и человечество // Расширенные тезисы докладов. Женева, 1979. 406 с.
52. Всемирный метеорологический день 2000 г. ВМО-50 лет службы. Послание Годвина О.П. Обаси, Генерального секретаря ВМО // Метеорология и гидрология. 2000. - № 3. С.116-121.
53. Галич М.А. Агроекологічні основи використання земельних ресурсів Житомирщини. / М.А. Галич, В.П. Стрельченко. Житомир. -2004. 181 с.
54. Галямин Е.П. Об использовании методов математического моделирования для расчета продуктивности сельскохозяйственных культур при различных режимах орошения / Е.П. Галямин, С.О. Сиптиц // Биологические основы орошаемого земледелия. М.: Наука, 1974. С. 145-149.
55. Гейгер Р. Климат приземного слоя воздуха / Р. Гейгер. М.: Изд-во иностр. лит., 1960. 486 с.
56. Гойса Н.И. Радиационные факторы и продуктивность сельскохозяйственных культур / Н.И. Гойса // Труды УкрНИГМИ. К., 1978. - Вып. 164. С. 49-72.
57. Гойса Н.И. Гидрометеорологический режим и продуктивность сельскохозяйственных культур. / Н.И. Гойса, Р.С. Олейник, А.Д. Рогаченко. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 230 с.
58.&n