Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації
Викладено результати оцінки впливу змін клімату на урожайність зернових культур, а також прогноз їх валових зборів на ближню і віддалену перспективу з використанням супутникових даних NOAA. Розглянуто ризики виникнення деградаційних процесів та заходи з пом’якшення їх дії на продуктивність агроекоси...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56922 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації / О.Г. Тараріко, О.В. Сиротенко, Т.В. Ильєнко, Т.Л. Кучма // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 106-116. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860003029859696640 |
|---|---|
| author | Тараріко, О.Г. Сиротенко, О.В. Ильєнко, Т.В. Кучма, Т.Л. |
| author_facet | Тараріко, О.Г. Сиротенко, О.В. Ильєнко, Т.В. Кучма, Т.Л. |
| citation_txt | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації / О.Г. Тараріко, О.В. Сиротенко, Т.В. Ильєнко, Т.Л. Кучма // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 106-116. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| description | Викладено результати оцінки впливу змін клімату на урожайність зернових культур, а також прогноз їх валових зборів на ближню і віддалену перспективу з використанням супутникових даних NOAA. Розглянуто ризики виникнення деградаційних процесів та заходи з пом’якшення їх дії на продуктивність агроекосистем.
Изложены результаты оценки влияния изменений климата на урожайность зерновых культур, а также прогноз их валовых сборов на ближнюю и отдаленную перспективу с использованием спутниковых данных NOAA. Рассмотрены риски возникновения деградационных процессов и мероприятия по смягчению их действия на продуктивность агроэкосистем
The results of the assessment of climate change effects on grain crop yields as well as short-term and long-term croppage prognosis using NOAA satellite data are presented. The rick of degradation processes and activities to mitigate its impact on agroecosystems productivity are considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:36:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
106
УДК 6 3 1 .4 : 6 3 1 .4 7 : 6 3 1 .45 9КП + 6 3 1 .9 5
О .Г .Тараріко , О .В .Сиротенко , Т .В . Ільєнко , Т .Л .Кучма
Інститут агроекології і природокористування, м.Київ
ПРОГНОЗНА ОЦІНКА ВПЛИВУ ЗМІН КЛІМАТУ
НА УРОЖАЙНІСТЬ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР ТА ЇХ ВАЛОВІ ЗБОРИ
В УКРАЇНІ З ВИКОРИСТАННЯМ КОСМІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ
Викладено результати оцінки впливу змін клімату на урожайність зернових
культур, а також прогноз їх валових зборів на ближню і віддалену перспективу з
використанням супутникових даних NOAA. Розглянуто ризики виникнення дегра-
даційних процесів та заходи з пом’якшення їх дії на продуктивність агроекосистем.
КЛЮЧОВІ СЛОВА : зерно, агроекосистема, агроландшафт, температура,
опади, ґрунт, деградація, ерозія, клімат, супутник.
Загострення світової продовольчої проблеми викликано не тільки висо-
кими темпами зростання населення у світі, які випереджають виробництво
продуктів харчування, але й змінами клімату та посилення процесів опусте-
лення, особливо на африканському континенті. На фоні цих змін скорочу-
ється ресурс орнопридатних земель, спостерігається збільшення викорис-
тання зернових ресурсів на виробництво біоенергії. При темпах зростання
населення у світі до 1,5 – 1,6 % у рік збільшення виробництва зерна знахо-
диться в межах лише 1,0 %. Все це створює певну напругу щодо перехідних
запасів продовольства і зокрема зерна у світі.
Україна має високий природно-ресурсний потенціал агросфери і може
забезпечувати не тільки національну, але й в значній мірі загальносвітову
місію продовольчої безпеки. Отже сучасна продовольча ситуація у світі і
прогнозовані зміни клімату вимагають об’єктивного аналізу та оцінки його
впливу на стан основних агроресурсів та виробництво сільськогосподарсь-
кої продукції, зокрема зерна, удосконалення стратегії і тактики формування
сталих високопродуктивних агроекосистем.
Вивчення проблем зміни клімату та оцінки окремих його характерис-
тик, в т. ч. температури та зволоження, в Україні виконуються під егідою та
керівництвом Міністерства охорони навколишнього середовища. Результа-
ти цієї роботи узагальнено у п’яти Національних повідомленнях, останнє з
яких представлено в www.seia.gov.ua/seia/doccatalog/document?id=632557.
Цьому питанню присвячено багаточисельні наукові праці Українського на-
уково-дослідного гідрометеорологічного інституту (УкрНДГМІ) [1 – 5]. В
цих працях значна увага приділяється всім галузям народного господарства,
але недостатньо вивчалось питання щодо впливу змін клімату на екологіч-
ний стан агроландшафтів, систем землекористування та продуктивність аг-
роекосистем, в т.ч. урожайність та валові збори зернових культур. Важли-
вим в цьому відношенні є з одного боку виникнення, в результаті змін клі-
мату, нових ризиків, наприклад розповсюдження посух, а з другого – вирі-
шення проблеми ефективного використання додаткового агроресурсного
потенціалу, наприклад у вигляді тепла.
О .Г .Тараріко , О .В .Сиротенко , Т .В .Ільєнко , Т .Л .Кучма , 2013
107
Встановлено, що клімат України досить чутливий до глобальних його
змін. Підвищення температури на її території відбувається більш швидкими
темпами в порівнянні з глобальними [2, 3]. Так наприклад, за даними Інсти-
туту зрошуваного землеробства НААН [4] за останні 35 років в підзоні Су-
хого Степу спостерігається стійка тенденція підвищення середньорічної те-
мператури з 9,3 (1973 – 1980 рр.) до 11,3 °С (2006 – 2010 рр.), тобто на 2 °С.
Одночасно зміни середньорічної кількість опадів не мають чіткої закономі-
рності змін у часі, але спостерігається тенденція збільшення опадів зливово-
го характеру та посилення вітрового режиму, що підсилює ризики прояву
водної ерозії та дефляції ґрунтів [5]. Ці ризики зростають в зв’язку з прогно-
зованим значним збільшенням площ посіву просапних культур, в т.ч. куку-
рудзи, соняшнику та сої, а також просуванням їх на північ в зону Полісся, з
низькою протиерозійною стійкістю ґрунтів [6].
Дуже цікавими в цьому відношенні є результати досліджень зміни льо-
дового режиму річок басейну р.Дніпра [7], як індикатору зміни клімату на
території України. Встановлено, що з кінця 80 рр. ХХ ст. замерзання річок
відбувається пізніше на 6 діб, а скресання – раніше на 13 діб. Тривалість
періоду з льодовими явищами зменшилась на 25 діб, а товщина льоду на
8 см, що є досить вагомим доказом суттєвого потепління клімату. Таким
чином все актуальнішою стає оперативна просторова оцінка впливу змін
клімату не тільки на стан агроландшафтів, систем землекористування та
посівів, але й моніторинг прояву різноманітних кризових явищ, що досить
успішно можна вирішувати за допомогою супутникових спостережень [8,9].
Отже метою досліджень є використання супутникових даних для оцінки
впливу змін клімату на території України на урожайність зернових культур
та перспективне прогнозування їх валових зборів.
Для оцінки і прогнозування змін клімату у світовій і вітчизняній практиці
широко використовуються кліматичні моделі, які розроблені в США, Канаді,
Японії, ЄС та інших країнах [10]. Але важливим в цьому відношенні є вико-
ристання космічної інформації, яка дозволяє досить оперативно оцінювати не
тільки зміни клімату, наприклад температурний режим, а їх вплив на рослин-
ність, в т.ч. і агрофітоценози. Важливим також є оперативне визначення
впливу змін клімату на стан та продуктивність посівів сільськогосподарських
культур, в т.ч. просторове розповсюдження таких кризисних явищ як посуха,
вимерзання, хвороби і навіть дефіцит біогенних елементів, наприклад азоту.
Внаслідок змін клімату прогнозується збільшення кількості і глибини
прояву стихійних метеорологічних явищ, що особливо відноситься до збі-
льшення кількості опадів зливового характеру та посилення вітрового ре-
жиму [5]. На фоні значного збільшення площ посіву просапних культур,
тобто інтенсифікації агротехногенного впливу на ґрунтовий покрив [6], мо-
жна прогнозувати розширення площ прояву водної ерозії та катастрофічних
пилових бурь, які можуть поширитись далеко на північ, в т.ч. в зони Лісос-
тепу і Полісся. Все це негативно впливатиме в цілому на екологічний стан
агроландшафтів, їх біорізноманіття, водний баланс, стан малих річок, родю-
чість ґрунтів і, як результат в цілому, на значне падіння продуктивності аг-
роекосистем. Зниження ризиків прояву цих негативних явищ потребуватиме
запровадження системних заходів, в т.ч. більш екологічно досконалої кон-
108
турної організації території сільськогосподарських угідь в умовах складного
рельєфу, запровадження масштабних лісомеліоративних і гідротехнічних за-
ходів у вигляді водозатримуючих валів-терас, залужених водостоків, полеза-
хисних лісосмуг, ґрунтозахисних технологій обробітку ґрунту і посіву, при-
ведення у відповідність до рельєфу структури посівних площ і сівозмін та
більш ефективних ґрунтоводоохоронних технологій обробітку ґрунту [11].
Актуальним в цьому відношенні залишається консервація еродованих та де-
градованих земель з переводом їх у природні угіддя, створення водоохорон-
них та рекреаційних зон. Запровадження цієї системи протиерозійних заходів
повинно, в умовах потепління клімату, підвищення ризиків прояву ерозійних
та посушливих явищ забезпечити охорону земельних, водних та рослинних
ресурсів від деградації і опустелення, а також відновлення біорізноманіття
агроландшафтів та формування високопродуктивних агроекосистем [12].
Отже актуальним є оцінка та прогнозування впливу сучасних і майбут-
ніх кліматичних змін на екологічний стан агроландшафтів та продуктив-
ність агроекосистем, в т. ч. із застосуванням сучасних ДЗЗ/ГІС технологій.
Особливо важливе значення в цьому відношенні має прогнозування впливу
змін клімату на урожайність і валові збори зернових культур як основи про-
довольчої безпеки всіх країн світу.
Мета даної статті полягає в аналізі, узагальненні та оцінки впливу змін
клімату на продуктивність агроекосистем та виникнення ризиків щодо уро-
жайності зернових культур. Насамперед це відноситься до посушливих
явищ, водних стресів і деградації ґрунтів. Важливим в цьому відношенні є
обговорення напрямків адаптації аграрного виробництва та рекомендації
для різних рівнів управління як до пом’якшення їх негативної дії, так і ефе-
ктивного використання додаткового агроресурсу у вигляді тепла.
Методика досліджень. Використовувались дані NOAA щодо темпера-
тури земної поверхні (SMТ) i вегетаційних індексів NDVI (нормалізований
різницевий вегетаційний індекс), за 30 років з 1982 по 2012 рр. (сайт STAR
NESDIS NOAA – Satellite Applications and Research of NOAA’s National
Environmental Satellite Data Information Services – Центру використання су-
путників і досліджень Національної служби супутникових даних та інфор-
мації Національного управління по дослідженням океану та атмосфери
США – http://www.star.nesdis.noaa.gov/smcd/emb/vci/VH/) .
Сучасні та очікувані зміни клімату потребують постійної оперативної
інформації щодо їх впливу на найбільш чутливу сферу господарської діяль-
ності, пов’язаною з продовольчою безпекою, тобто сільськогосподарським
виробництвом. Особливо актуальним в цьому відношенні є космічні дані,
які стосуються структури агроландшафтів і систем землекористування,
структури агрофітоценозів, сівозмін, забезпечення вологою, використання
зрошуваних земель, просторового розповсюдження критичних явищ, в т. ч.
посушливих. Важливим також є спостереження за станом посівів, прогнозу-
вання урожайності та валових зборів, особливо зернових культур.
Прикладом ефективного використання космічної інформації може бути
супутникові дані NOAA (Satellite Applications and Research of NOAA’S National
Environmental Satellite Data Information Services), відносне підвищення темпе-
ратури, водних стресів та здоров’я рослинності за період з 1982 по 2012 рр.
109
Їх аналіз щодо визначення зміни температурного режиму на території
України показав зростання потепління к 2012 р. по всім адміністративним
областям від 1,5 до 2,0 °С, в порівнянні з середньо-багаторічним показни-
ком. К 2025 року при збереженні такого темпу підвищення температури те-
мпература може додатково ще підвищитись на 1,2 – 2,0 °С, що особливо
відноситься до південних областей України.
Об’єктивним індикатором кількісної оцінки впливу змін клімату на
стан рослинності, в т.ч. посіви зернових культур, є супутникова інформація,
зокрема такий показник як нормалізований різницевий вегетаційний індекс
(NDVI), який є комбінацією показників, пов’язаних зі зміною спектральних
характеристик рослинного покриву, і визначається як
NDVI = (R2 – R1)/(R2 + R1),
де R1, R2 – відбиття відповідно у ближньому інфрачервоному (0,72 – 1,1 мкм)
та червоному (0,58 – 0,68 мкм) каналах радіометра AVHRR супутника NOAA.
Аналіз динаміки змін індексу NDVI за вегетаційний період 2000 –
2006 рр. і урожайності зернових культур в агротехнічних дослідах за ці роки
показав, що в усіх кліматичних зонах України між ними існує досить тісний
кореляційний зв’язок: Полісся – 0,62; Лісостеп – 0,72; Степ – 0,84. За регре-
сійним аналізом залежність між NDVI і врожайністю озимої пшениці можна
виразити формулами:
y = 48,162 Ln(NDVI) + 80,019 (Полісся);
у = 39,519 Ln(NDVI) + 78,805 (Лісостеп);
у = 47,77 Ln(NDVI) + 96,491 (Степ);
де у – урожайність озимої пшениці.
Отже для перспективного прогнозування урожайності сільськогоспо-
дарських культур, в т.ч. зернових, можна використовувати супутникову інфо-
рмацію, зокрема індекс NDVI. Найбільш тісний зв’язок між урожайністю і
NDVI існує в зоні Степу, що пояснюється високою розораністю території.
Орні землі і відповідно посіви в цій зоні досягають до 85 – 90 % від загальної
площі сільськогосподарських угідь. В зоні Полісся розораність зменшується
до 50 – 60 %. Решту території займають лісові та лучні угіддя. В результаті
зв’язок між урожайністю зернових культур і NDVI знижується до 0,62 (рис.1).
Враховуючи, що в зоні Степу і Лісостепу в структурі земельних угідь по-
а б в
Р и с . 1 . Кореляційна залежність між урожайністю зернових культур і показни-
ком NDVI: Полісся (а), Лісостеп (б), Степ (в).
2
110
сіви займають до 80 – 90 % сільсько-
господарських угідь, супутникова інфор-
мація є досить надійним індикатором при
визначенні як стану посівів, так і їх продук-
тивності. Проаналізована супутникова ін-
формація NOAA щодо зміни температури за
період з 1982 по 2012 рр. свідчить про її
закономірне підвищення у всіх природно-
кліматичних зонах і областях України. Не-
обхідно також відмітити, що зміни тепло-
вого режиму за цей період позитивно впли-
нули на розвиток рослинності, про що свід-
чить порівняння динаміки NDVI та темпе-
ратури. Як приклад, на рис.2 наведено ди-
наміку цих змін у Волинській, Полтавській
і Херсонській областях, які територіально
розташовані в зонах Полісся, Лісостепу і
Степу. Алгебраїчні тренди цих змін свід-
чать, що при збереженні існуючого темпу,
у майбутньому до 2025, 2050, 2100 рр. під-
вищення температури супроводжувати-
меться відповідним збільшенням показни-
ка NDVI в порівнянні з періодом 1982 –
2012 рр. (рис.2), що в цілому співпадає з
закономірністю підвищення урожайності
зернових культур в зонах Лісостепу і Сте-
пу за даними довгострокових агротехніч-
них дослідів [13] як на фоні природної ро-
дючості ґрунту (контроль), так і при застосуванні добрив.
За період з 1982 по 2012 рр. в зоні Полісся (Волинська обл.) температу-
ра в середньому за вегетаційний період в порівнянні з багаторічним показ-
ником підвищилась на 0,9 – 1,2 °С, в зоні Лісостепу (Полтавська обл.) – на
1,2 – 1,3 °С і в зоні Степу (Херсонська обл.) – на 2,0 – 2,1 °С. Отже най-
більш високими темпами температура підвищується в зоні Степу (рис.2).
Якщо зробити градацію середньої температури по адміністративним
областям через 2 °С, то на рис.3 видно, що за цей період (1982 – 2012 рр.)
межі природно-кліматичних зон майже співпадають з існуючими нині.
Якщо ж припустити, що в подальшому такий темп підвищення темпе-
ратури збережеться, то к 2025 р. зональні межі значно зміняться в результа-
ті її підвищення в порівнянні з 1982 – 2012 рр.: в середньому в зоні Полісся
до 14,7 – 15,4 °С, Лісостепу – 16,2 – 19 °С, Степу – 19,2 – 22,1 °С, що за ве-
гетаційний період відповідно вище за середньобагаторічний показник на 1,2
– 1,9; 1,5 – 2,0 та 2,0 – 2,5 °С. До 2050 р. за трендом прогнозується подальше
підвищення температури в зоні Полісся ще на 1,2 – 1,9 °С, Лісостепу 1,5 –
2,0 °С і Степу – більше ніж на 2,0 – 2,8 °С, а прогнозовані значення серед-
ньої за вегетаційний період температури становитимуть відповідно 15,3 –
16; 17 – 19,8; 19,8 – 22,9 °С.
Р и с . 2 . Динаміка підвищення
температури та NDVI за 1982 –
2012 рр. та їх алгебраїчний
тренд до 2050 та 2100 рр.: По-
лісся (а), Лісостеп (б), Степ (в).
а
б
в
111
а б
в г
Р и с . 3 . Територіальний розподіл середньої за вегетацію температури за період
1982 – 2012 рр. (а) та прогноз на 2025 (б), 2050 (в) і 2100 рр. (г).
До 2100 р. температурний фон ще додатково підвищиться і складатиме
в зоні Полісся 15,8 – 17 °С, Лісостепу 18 – 20,5 °С і Степу 20,5 – 24,2 °С, що
вище в порівнянні з історичним періодом (1982 – 2012 рр.) відповідно на 2,3
– 3,0; 3,0 – 3,5 і 3,0 – 4,4 °С.
Щодо показника NDVI то в порівнянні з точкою лінії тренду на 2012 р.
в зоні Полісся (Волинська область) за трендовою оцінкою він збільшується
до 2025, 2050 і 2100 р. відповідно на 3 – 6; 8 – 15 та 14 – 20 %. В зоні Лісос-
тепу, наприклад у Київській області, це збільшення відповідно знаходиться
в межах 2,5 – 3,0; 7 – 10 і 12 – 13 %, а в зоні Степу (Херсонська область)
збільшення показника NDVI за трендом гіпотетично складе к 2025 р. – до
2,3 %, 2050 р. – до 8,5 % і на 2100 р. – до 18 %. Як було показано вище, зна-
чення показника NDVI знаходиться в досить тісному зв’язку з урожаєм зер-
нових культур, особливо в зонах Степу і Лісостепу, що дозволяє виконати
перспективну оптимістичну прогнозну оцінку в часі впливу кліматичних
змін на продуктивність, зокрема зернових культур.
Необхідно мати на увазі, що такий сценарій змін клімату, особливо на
віддалену перспективу, може бути лише при збереженні сучасного (1982 –
2012 рр.) темпу підвищення температури і є мабуть малоймовірним. Але ж і
для такого сценарію змін клімату, необхідно мати відповідні варіанти плану
дій з адаптації аграрного виробництва. Їх розробка і запровадження безумо-
вно буде ефективним і при значно менших коливаннях температури. Але
при всіх можливих сценаріях впливу змін клімату на аграрне виробництво
адаптаційні заходи потребуватимуть значного збільшення об’ємів як науко-
вих досліджень, так і фінансових ресурсів.
З точки зору стратегії збереження продовольчої безпеки в цих умовах,
досить важливими є віддалені (до 2100 р.) прогнозні оцінки щодо урожай-
ності основних зернових культур та їх валових зборів. З цією метою нами
був використаний комбінований метод прогнозу, в т.ч. з використання мо-
112
делей урожайності, кліматичних моделей [15], супутникової інформації
NOAA [8] та алгебраїчних трендів.
В табл.1 в розрізі основних ґрунтово-кліматичних зон за період 1995 –
2009 рр. представлено фактичний урожай різних культур як за статистич-
ними даними, так і прогнозний урожай за кліматичною моделлю GFDL-
30 %, яка передбачає збільшення СО2 у атмосфері на 30 % [15]. В стовпчику
3 наведено рівень урожайності, розрахований за базовою динамічною мо-
деллю урожаю А.М.Польового [14, 15], а в стовпчиках 4 і 5 – розрахований
нами прогнозний урожай основних зернових культур отриманий за алгебра-
їчним трендом показника NDVI. Встановлено, що підвищення продуктивно-
сті основних зернових культур, в порівнянні з середньою за 1995 – 2009 рр.,
а також сценарієм GFDL-30 % к 2050 та 2100 рр. за трендом показника
NDVI може збільшитись відповідно до 8 – 15 та 12 – 20 %.
Цікаво порівняти отримані прогнозні оцінки урожайності, зокрема озимої
пшениці, з трендом підвищення урожайності в довгострокових агротехнічних
дослідах в різних агрокліматичних зонах як на фоні природної родючості
ґрунту (контроль), тобто при мінімальному агротехногенному втручанні у фор-
Т а б л и ц я 1 .Урожайність зернових культур за статистичними даними, прогноз за
кліматичною моделлю [15] і даними NDVI.
культури
статистичні дані
(1995 – 2009 рр.)
[14, 15]
за кліматичним сцена-
рієм GFDL-30 % (2030
– 2040 рр.) [14, 15]
прогноз за NDVI
2050 р. 2100 р.
Полісся
озима пшениця 25,3 30,5 34,0 39,8
озиме жито 16,4 20,2 22,5 26,3
ячмінь озимий 19,9 28,6 31,9 37,3
ячмінь ярий 22,3 32,3 36,0 42,1
овес 16,5 24,1 27,0 31,6
горох 16,6 20,5 22,8 26,7
Лісостеп
озима пшениця 29,0 39,4 42,7 48,6
озиме жито 20,7 31,0 33,6 38,2
ячмінь озимий 22,3 37,5 40,6 46,2
ячмінь ярий 22,8 31,9 34,5 39,3
овес 19,6 28,1 30,3 34,5
горох 18,2 23,0 24,7 28,1
Степ
озима пшениця 26,3 37,5 44,1 54,1
озиме жито 19,4 30,2 35,5 42,6
ячмінь озимий 19,4 34,4 40,5 48,5
ячмінь ярий 17,8 29,9 35,2 42,2
овес 15,8 26,2 30,8 37,0
горох 15,4 20,2 23,8 28,6
113
Р и с . 4 . Динаміка врожайності озимої
пшениці по гороху за 1955 – 2010 рр.
(Полтавська дослідна станція): конт-
роль (1), добрива (2) [13].
мування урожаю, так і на фоні доб-
рив, фактору який най більш значуще
впливає на урожайність зернових
культур. Як приклад можна навести
урожайні дані за 1994 – 2009 рр. в агротехнічному досліді Полтавської дос-
лідної станції (Лісостеп) [13], де чітко прослідковується як на контролі, так і
при застосуванні добрив, тренд росту урожайності озимої пшениці в часі.
Не дивлячись на те, що на контролі винос азоту, фосфору і калію з кожним
роком збільшується, тобто родючість ґрунту має знижуватись, урожай ози-
мої пшениці за роками підвищується, що ми пов’язуємо з позитивною дією
змін потепління клімату (рис.4). Аналогічна закономірність також отримана
в зоні Степу на Запорізькій дослідній станції, а також підтверджується ста-
тистичними даними по Львівській, Київській і Одеській областях за період з
1955 по 2010 рр. [16].
Таким чином, зміна клімату, в т.ч. підвищення температури на сучас-
ному етапі, позитивно впливає на урожай зернових культур, про що свідчать,
як було показано вище, експериментальні дані довгострокових агротехнічних
дослідів, статистичні матеріали по трьом областям за 1955 – 2010 рр., які від-
повідно характеризують зони Полісся, Лісостепу і Степу, а також супутни-
кова інформація і зокрема закономірне зростання показника NDVI.
Отже, якщо в майбутньому збережеться закономірність позитивного
впливу зміни клімату на урожайність зернових культур, то при подальшому
підвищенні температури, звичайно до певної межі, можна прогнозувати оп-
тимістичний сценарій, особливо на ближню перспективу, тобто до 2025 р.,
щодо підвищення продуктивності зернових культур. Якщо взяти за вихідні
показники площі посіву зернових, їх продуктивності, об’єм валових зборів
зерна передбачених програмою «Зерно України-2015» [6, 17] та за трендом
як температури, так і показника NDVI к 2050 р. можна прогнозувати збіль-
шення урожайності зернових з 4,4 (2015 р.) до 5,5 т/га, а к 2100 р., відповід-
но, до 7,0 т/га. За цієї урожайності валовий збір зерна, навіть за умови зме-
ншення площі посіву зернових з 16,2 до 15 млн. га, як необхідної умови
удосконалення структури агроландшафтів у бік зменшення розораності,
збільшиться відповідно до 105,0 млн. т (табл.2).
Але ж ефективно використати додатковий тепловий ресурс, а також
зменшити різноманітні ризики підвищення температури, можливо лише за
умови розробки і запровадження цілої системи адаптаційних заходів.
До них відносяться екологічна оптимізація структури агроландшафтів і
систем землекористування на основі зменшення розораності сільськогоспо-
дарських угідь і відповідного підвищення їх лісистості, мінімалізація дегра-
даційних процесів та відтворення родючості ґрунтів шляхом досягненням
бездефіцитного балансу гумусу і біогенних елементів в агроекосистемах,
розробка ефективних систем захисту рослин від шкідників і хвороб, запро-
вадження водозберігаючих технологій зрошення, створення нових посухо-
114
Т а б л и ц я 2 .Прогнозована урожайність і валові збори зернових культур на пері-
од до 2050 і 2100 рр.
культури
показники
площа посіву,
млн. га
урожайність,
т/га
виробництво,
млн. т
2015 р. [1, 2]
зернові (всього), в т.ч.:
кукурудза
пшениця
ячмінь
16,2
5,0
5,3
3,4
4,4
6,0
4,2
3,5
71,7
30,2
22,0
11,8
2050 р. (за трендом NDVI)
зернові (всього), в т.ч.:
кукурудза
пшениця
ячмінь
15,0
6,0
5,0
3,0
5,5
7,0
5,5
4,0
82,0
42,0
27,5
12,0
2100 р. (за трендом NDVI)
зернові (всього), в т.ч.:
кукурудза
пшениця
ячмінь
15,0
6,0
5,0
3,0
7,0
10,0
7,0
4,0
105,0
60,0
35,0
12,0
стійких сортів і гібридівта інших заходів з формування сталих агроекосис-
тем, здатних функціонувати в більш жорстких кліматичних умовах. Все це
потребуватиме значного збільшення об’єму наукових досліджень, концент-
рації інтелектуального потенціалу та фінансових ресурсів на пріоритетних
напрямках адаптації, більш тісної інтеграції наукової і практичної діяльнос-
ті в контексті відтворення агроресурсного потенціалу та сталого розвитку
сільських територій.
Висновки.
1. Нині чи не найважливішою екологічною, науковою і виробничою
проблемою АПК України є його вчасна адаптація до змін клімату. Необхід-
но не тільки виконати прогнозні оцінки їх впливу на сільськогосподарське
виробництво, але і спрогнозувати майбутні довгострокові ризики прояву
кризисних кліматичних явищ та продовольчої безпеки, а також розробити
відповідну систему ефективних адапційних заходів.
2. Важливим в цьому відношенні є використання сучасних інформацій-
них ресурсів, в т.ч. космічних. У співпраці з науковими установами НАН
України необхідно вирішити проблеми залучення космічної інформації у
сферу моніторингу агросфери, наукової, виробничої і управлінської діяль-
ності АПК. З цією метою доцільним є розгортання НТП «Агрокосмос» та
створення відповідного міжвідомчого інформаційно-аналітичного центру
для оперативного і перспективного надання відповідних прогнозних оцінок
і рекомендацій виробництву на різних рівнях управління.
115
3. Враховуючи інерційний характер сільськогосподарського виробниц-
тва, його залежність від погодних умов, актуальним є завчасна розробка
адаптаційних заходів. Важливим в цьому відношенні є наукове обґрунту-
вання заходів з найбільш ефективного використання додаткового агроресу-
рсного потенціалу у вигляді тепла, а з другого – мінімалізації можливих ри-
зиків у вигляді різноманітних екстремальних явищ, які можуть суттєво по-
гіршити не тільки екологічний стан агроландшафтів, але й значно знизити
продуктивність агроекосистем, що насамперед відноситься до посилення
глибини і просторового розповсюдження посушливих явищ.
4. В зв’язку з потеплінням загостриться проблема втрат вологи на випа-
ровування та поверхневий стік, в т.ч. в межах водозбірних басейнів малих
річок. Тому важливим є затримання в агроландшафтах та раціонального ви-
користання поверхневого стоку, що особливо актуально в умовах складного
рельєфу. За рахунок удосконалення технологічних прийомів управління по-
верхневим стоком, можливо додатково залучати до 400 м3/га вологи. Вирі-
шення цього питання пов’язано із запровадженням ґрунтоводоохоронної
контурно-меліоративної системи землекористування, яка була розроблена і
апробована у виробничих умовах в 1980 – 1990 рр. В нових соціально-
економічних умовах, ця система землекористування потребує корегування
організаційних принципів її розробки, проектування та впровадження з ура-
хування порцелизації (паювання) землекористування. В сучасних умовах
приватної власності на земельні ресурси сільськогосподарського призна-
чення, проектування ґрунтоводоохоронних заходів постійної дії, до яких
відноситься контурна організація території, лісомеліоративні і гідротехнічні
заходи, необхідно виконувати в межах водозбірних басейнів малих річок, а
виконання цих робіт повинно фінансуватись за рахунок централізованих
фондів. Агротехнічні заходи, до яких відносяться сівозміни, технології об-
робітку ґрунту і посіву, залуження виконуються кожним землевласником і
землекористувачем за проектами землеустрою за свій рахунок.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. П’яте Національне повідомлення України з питань зміни клімату.
[Електронний ресурс] // Держекоінвестагентство: сайт.– Режим доступу:
www.seia.gov.ua/seia/doccatalog/document/id=632557
2. МГЭИК, 2007: Изменение климата, 2007: Обобщающий доклад. Вклад рабочих
групп I, II, III в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы
экспертов по изменению климата / Р.К.Пачаури, А.Райзингер и основная груп-
па авторов.– МГЭИК, Женева, Швейцария, 2007.– 104 с.
3. Тараріко О.Г., Сиротенко О.В., Ільєнко Т.В., Величко В.А. Космічний моніто-
ринг посушливих явищ // Вісник аграрної науки.– 2012.– № 10.– С.16-20.
4. Вожегова Р.A. Адаптація землеробства степової зони до умов підвищення по-
сушливості клімату.– 2012 Режим доступу: http://unt.org.ua/adaptats-ya-
zemlerobstva-stepovo-zoni-do-umov-p-dvishchennya-posushlivost-kl-matu.
5. Кононова Н.К. Флуктуации циркуляции атмосферы северного полушария за
1899-2002 гг. Экстремальные периоды // Материалы Всемирной конференции
по изменению климата.– М., 2002.– С.411.
6. Петриченко В.Ф., Безуглий М.Д., Жук В.М., Іващенко О.О. Нова стратегія виробни-
цтва зернових та олійних культур в Україні.– Київ: Аграрна наука, 2012.– 48 с.
116
7. Струтинська В.М. Вплив змін клімату на термічний та льодовий режими річок
басейну Дніпра (в межах України) з другої половини ХХ ст. / Дис… канд.
географ.– Київ: Київський національний університет, 2008.– 135 с.
8. Kogan F.N. Global drought watch from space // Bulletin of the American
Meteorological Society.– 1997.– № 78.– P.621-636.
9. AVHRR Level 1b Product Guide Ref.: EUM/OPS-EPS/MAN/04/0029 Issue: v3A
Date: 21 Jan 2011 / http://oiswww.eumetsat.org/WEBOPS/eps-pg/AVHRR/AVHRR-
PG-6ProdFormDis.htm.
10. Друге Національне повідомлення України з питань зміни клімату.– Київ:
Інтерпрес ЛТД, 2006.
11. Тараріко О.Г., Москаленко В.М. Каталог заходів з оптимізації структури агро-
ландшафтів та захисту земель від ерозії.– Київ: Фітосоціоцентр, 2002.– 69 с.
12. Методика оцінки придатності деградованих та малопродуктивних земель для
створення лісомеліоративних насаджень (Методичні рекомендації).– Київ,
2006.– 28 с.
13. Тараріко Ю.О. Енергозберігаючі агроекосистеми. Оцінка та раціональне вико-
ристання агроресурсного потенціалу України.– Київ: ДІА, 2011.– 576 с.
14. Польовий А.М., Кульбіда М.І., Адаменко Т.І., Трофімова І.В. Моделювання
впливу зміни клімату на агрокліматичні умови вирощування та фотосинтетич-
ну продуктивність озимої пшениці в Україні // Український гідрометеорологіч-
ний журнал.– 2007.– № 2.– С.76-91.
15. Оцінка впливу кліматичних змін на галузі економіки України / За ред.
С.М.Степаненка, А.М.Польового.– Одеса: Екологія, 2011.– 696 с.
16. Мельник П.П., Орлюк М.І., Роменець А.А. Вплив магнітного поля землі на вро-
жайність пшениці озимої на території України // Збалансоване природокорис-
тування.– 2012.– № 1.– С.53-61.
17. Безуглий М.Д. Присяжнюк М.В. Сучасний стан реформування аграрно-
промислового комплексу України.– Київ: Аграрна наука, 2012.– 46 с.
Материал поступил в редакцию 2 3 .0 8 .20 1 3 г .
АННОТАЦИЯ Изложены результаты оценки влияния изменений климата на уро-
жайность зерновых культур, а также прогноз их валовых сборов на ближнюю и от-
даленную перспективу с использованием спутниковых данных NOAA. Рассмотрены
риски возникновения деградационных процессов и мероприятия по смягчению их
действия на продуктивность агроэкосистем
ABSTRACT The results of the assessment of climate change effects on grain crop yields
as well as short-term and long-term croppage prognosis using NOAA satellite data are
presented. The rick of degradation processes and activities to mitigate its impact on
agroecosystems productivity are considered.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56922 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1726-9903 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:36:59Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Тараріко, О.Г. Сиротенко, О.В. Ильєнко, Т.В. Кучма, Т.Л. 2014-03-01T13:30:51Z 2014-03-01T13:30:51Z 2013 Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації / О.Г. Тараріко, О.В. Сиротенко, Т.В. Ильєнко, Т.Л. Кучма // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 106-116. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 1726-9903 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56922 631.4:631.47:631.459КП+631.95 Викладено результати оцінки впливу змін клімату на урожайність зернових культур, а також прогноз їх валових зборів на ближню і віддалену перспективу з використанням супутникових даних NOAA. Розглянуто ризики виникнення деградаційних процесів та заходи з пом’якшення їх дії на продуктивність агроекосистем. Изложены результаты оценки влияния изменений климата на урожайность зерновых культур, а также прогноз их валовых сборов на ближнюю и отдаленную перспективу с использованием спутниковых данных NOAA. Рассмотрены риски возникновения деградационных процессов и мероприятия по смягчению их действия на продуктивность агроэкосистем The results of the assessment of climate change effects on grain crop yields as well as short-term and long-term croppage prognosis using NOAA satellite data are presented. The rick of degradation processes and activities to mitigate its impact on agroecosystems productivity are considered. uk Морський гідрофізичний інститут НАН України Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Анализ гидрометеорологических полей по данным моделирования и долговременного мониторинга Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації Article published earlier |
| spellingShingle | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації Тараріко, О.Г. Сиротенко, О.В. Ильєнко, Т.В. Кучма, Т.Л. Анализ гидрометеорологических полей по данным моделирования и долговременного мониторинга |
| title | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації |
| title_full | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації |
| title_fullStr | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації |
| title_full_unstemmed | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації |
| title_short | Прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в Україні з використанням космічної інформації |
| title_sort | прогнозна оцінка впливу змін клімату на урожайність зернових культур та їх валові збори в україні з використанням космічної інформації |
| topic | Анализ гидрометеорологических полей по данным моделирования и долговременного мониторинга |
| topic_facet | Анализ гидрометеорологических полей по данным моделирования и долговременного мониторинга |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56922 |
| work_keys_str_mv | AT tararíkoog prognoznaocínkavplivuzmínklímatunaurožainístʹzernovihkulʹturtaíhvalovízborivukraínízvikoristannâmkosmíčnoíínformacíí AT sirotenkoov prognoznaocínkavplivuzmínklímatunaurožainístʹzernovihkulʹturtaíhvalovízborivukraínízvikoristannâmkosmíčnoíínformacíí AT ilʹênkotv prognoznaocínkavplivuzmínklímatunaurožainístʹzernovihkulʹturtaíhvalovízborivukraínízvikoristannâmkosmíčnoíínformacíí AT kučmatl prognoznaocínkavplivuzmínklímatunaurožainístʹzernovihkulʹturtaíhvalovízborivukraínízvikoristannâmkosmíčnoíínformacíí |