Aridization of the climate in the Western Caspian region as a factor in reducing the productivity of pasture phytocenoses

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The semi-desert zone of the Western Caspian Sea is subject to severe climatic changes during the growing season of crops, including on natural pasture lands, which causes desertification of territories. The object of consideration of the arid territory of the Western Caspian Sea for climate aridization is the Neftekumsky district, where the factors of abnormal climatic changes characteristic of this zone are most pronounced, affecting, among other things, the productivity of pasture phytocenoses.

The purpose to study the dynamics of changes in climatic conditions in the Western Caspian region with an assessment of the decrease in productivity of pasture phytocenoses.

Results. The results of the analysis of climate change for April - October of the 31-year research period (1993-2023) showed an average annual temperature increase of 0.05 °C with its most intense rate from 2018 to 2023, amounting to 0.11 °C. A similar trend is observed in terms of precipitation, the annual decrease from 2018 to 2023 is 11.8 mm. There is an intensive decrease in the value of the HTC in the period from April to October 2011-2023 at a rate of 0.03 units per year, which indicates an intensive aridization of the climate. Analysis of the data from the register of droughts showed that if in the first decade (1993-2002) periods of severe droughts were observed in 34.3% of cases, then in the last decade (2014-2023) – in 47.1%, therefore, an intensive process of aridization is observed.

Conclusion. An analysis of the data of droughts of the 31-year period by month (April – October) showed that the most severe drought is observed in July (51.6% of years) and August (54.8% of years). If in August 1993-2002 severe droughts were observed in 5 cases of certain years, then in the period 2014-2023 there were 9 units.

Significant fluctuations in pasture productivity have been established in the years of research that differ in agro–climatic conditions (2018-2023). In a favorable year 2021, with a value of 0.64 HTC in April and May, and 1.86 in June, the productivity of wormwood and cereal pasture feed was 1.18 t/ha, in a critically abnormal 2022 with an even 0.2 – 0.25 HTC of April - May, only 0.53 t/ha. A similar pattern was established for ephemeral-cereal and mixed-grass pastures, where productivity decreased by 0.52 and 0.53 t/ha, respectively, compared with 2021.

About the authors

Ludmila P. Rybashlykova

Federal Scientific Center for Agroecology, Integrated Land Reclamation and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: rybashlykova-l@vfanc.ru
ORCID iD: 0000-0002-3675-6243
SPIN-code: 3365-6897

Candidate of Agriculture, Leading Research Scientist

 

Russian Federation, 97, Universitetskiy prospect, Volgograd, 400062, Russian Federation

References

  1. Antonov, S. A., & Katorgin, I. Yu. (2021). Mapping of climate change characteristics in the Stavropol Territory. Interkarto. Intergis, 27(3), 171-182. https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-3-27-171-182 EDN: https://elibrary.ru/lpbymu
  2. Badakhova, G. Kh., & Knutov, A. V. (2007). Stavropol Territory: Modern climatic conditions. Stavropol: State Unitary Enterprise IC “Regional Communication Networks”. 272 p. ISBN: 978-5-91228-012-2 EDN: https://elibrary.ru/qkglcj
  3. Bananova, V. A., Lazareva, V. G., & Petrov, K. M. (2021). Trends of desertification processes in the northwestern part of the Caspian lowland. Geology, Geography and Global Energy, 1(80), 77-86. EDN: https://elibrary.ru/imirkw
  4. Vasiliev, Yu. I., Voloshenkova, T. V., & Ovechko, N. N. (2013). Methodology for forecasting grain crop yield variation in agroforest landscape in connection with climatic characteristics instability. Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences, 4, 54-57. EDN: https://elibrary.ru/qcnhrj
  5. Voloshenkova, T. V., Antonov, S. A., Kalashnikova, A. A., & Peregudov, S. V. (2023). Climate change trends in arid regions of the Stavropol Territory. Achievements of Science and Technology of Agro-Industrial Complex, 37(11), 5-11. https://doi.org/10.53859/02352451_2023_37_11_5 EDN: https://elibrary.ru/qehdpn
  6. Second assessment report of Roshydromet on climate change and its consequences in the Russian Federation (2014). Moscow: Roshydromet. 1008 p. ISBN: 978-5-9631-0322-7
  7. Global manifestations of climate change in the agro-industrial sector (2004). Ed. by Acad. RASKHN A. L. Ivanov. Moscow. 332 p.
  8. Dedova, E. B., Goldvarg, B. A., & Tsagan-Mandzhiev, N. L. (2020). Land degradation in the Republic of Kalmykia: problems and ways of their restoration. Arid Ecosystems, 26(2), 63-71. EDN: https://elibrary.ru/pqelox
  9. Zaks, A. (1976). Statistical estimation. Statistics Publishing House. 598 p.
  10. Zakharyan, Yu. G., Komarov, A. A., & Yanko, Yu. G. (2023). Assessment of agrotechnology differentiation by three gradations considering global climate change. Modern Problems of Remote Sensing of Earth from Space, 20(3), 67-70. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-3-61-70 EDN: https://elibrary.ru/bfskie
  11. Zolotokrylin, A. N., Cherенкова, E. A., & Titkova, T. B. (2020). Aridization of arid lands in the European part of Russia and its connection with droughts. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya, 2, 207-217. https://doi.org/10.31857/S258755662002017X EDN: https://elibrary.ru/sfckus
  12. Ksenofontov, M. Yu., & Polzikov, D. A. (2020). On the impact of climate changes on the development of agriculture in Russia in the long term. Problems of Forecasting, 3(180), 82-92. EDN: https://elibrary.ru/fsisnb
  13. Manaenkov, A. S., & Rybashlykova, L. P. (2023). Ecological and biological aspects of shrubland reclamation of degraded pastures on hummocky-ridge complexes of Caspian sandy lands. Sustainable Development of Mountain Territories, 15(2), 246-255. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-2-246-255 EDN: https://elibrary.ru/rzrfbx
  14. Pavlova, V. N., Perevedentsev, Yu. P., Karachenkova, A. A., Tagirov, M. Sh., & Mirsaeva, N. A. (2023). Assessment of agroclimatic resources and spring wheat yield in the Republic of Tatarstan. Meteorology and Hydrology, 1, 90-102. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2023-1-90-102 EDN: https://elibrary.ru/hnahvo
  15. Popova, V. V., Bokuchava, D. D., & Matveeva, T. A. (2022). Extreme drought in the East European Plain during the warming period of the mid-20th century: climatic characteristics and analogs in the current climate. Arid Ecosystems, 29(2), 3-11. https://doi.org/10.24412/1993-3916-2023-2-3-11 EDN: https://elibrary.ru/cailxd
  16. Sazhin, A. N., Petrov, S. A., Pogosyan, N. V., Vasiliev, Yu. I., Voloshenkova, T. V., Kozina, O. V., & Monikov, S. N. (2006). Relationship between intra-century humidity changes and circulation epochs and its reflection in natural processes of the Atlantic-European sector of Eurasia. Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Geographical Series, 1, 26-34.
  17. Chernokulsky, A. V., Eliseev, A. V., Kozlov, F. A., Korshunova, N. N., Kurgansky, M. V., Mokhov, I. I., Semenov, V. A., Shvets, N. V., Shikhov, A. N., & Yarynich, Yu. I. (2022). Convective atmospheric hazards in Russia: observed changes according to various data. Meteorology and Hydrology, 5, 27-41. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2022-5-27-41 EDN: https://elibrary.ru/lxtplq
  18. Brückner, E. (1890). Climate fluctuations since 1700: in addition to remarks on the climate fluctuations of the diluvial period. Geographische Abhandlungen, p. 325.
  19. Gourdji, S. M., Sibley, A. M., & Lobell, D. B. (2013). Global crop exposure to critical high temperatures in the reproductive period: historical trends and future projections. Environmental Research Letters, 8(2), 024041. https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/2/024041
  20. Hidalgo-Galvez, M. D., Matías, L., Cambrollé, J., et al. (2023). Impact of climate change on pasture quality in Mediterranean dehesas subjected to different grazing histories. Plant and Soil. https://doi.org/10.1007/s11104-023-05986-9 EDN: https://elibrary.ru/tkytdu
  21. Liu, C., & Allan, R. P. (2013). Observed and simulated precipitation responses in wet and dry regions 1850-2100. Environmental Research Letters, 8, 034002. https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/3/034002 EDN: https://elibrary.ru/sqghb
  22. Manaenkov, A. S., Rybashlykova, L. P., Sivtseva, S. N., & Makhovikova, T. F. (2023). Silvopastoral transformation of desert lands in the Caspian Sea region. Arid Ecosystems, 13(1), 11-19. https://doi.org/10.1134/S2079096123010080 EDN: https://elibrary.ru/kgkatb
  23. Marvel, K., Cook, B., Bonfils, C., et al. (2019). Twentieth-century hydroclimate changes consistent with human influence. Nature, 569(7754), 59-65. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1149-8
  24. Rybashlykova, L. P., Sivceva, S. N., & Makhovikova, T. F. (2023). Relationship between hydrothermal coefficient (HTC) and productivity of pastures in the arid zone of Northwestern Caspian Sea. Journal of Agrometeorology, 25(3), 454-457. https://doi.org/10.54386/jam.v25i3.2220 EDN: https://elibrary.ru/wwnzce
  25. Zolotokrylin, A. N., Cherenkova, E. A., & Titkova, T. B. (2018). Bioclimatic subhumid zone of Russian plains: droughts, desertification, and land degradation. Arid Ecosystems, 8(1), 7-12. https://doi.org/10.1134/S2079096118010122 EDN: https://elibrary.ru/xxrtlf

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».