169833 (Экология в сельском хозяйстве), страница 3

6. Неизменяемость завершающих (климаксных) стадий сукцессий относительна. Динамические процессы при этом не приостанавливаются, а лишь замедляются. Продолжаются динамические процессы, обуславливаемые изменениями среды обитания, сменой поколений организмов и другими явлениями. Относительно большой удельный вес занимают динамические процессы циклического (флуктуационного) плана.

7. В зрелой стадии климаксного сообщества биомасса обычно достигает максимальных или близких к максимальным значений. Неоднозначна продуктивность отдельных сообществ на стадии климакса.

Обычно считается, что по мере развития сукцессионного процесса продуктивность увеличивается и достигает максимума на промежуточных стадиях, а затем в климаксном сообществе резко уменьшается. Последнее связывают, во-первых, с тем, что в это время максимум первичной продукции потребляется консументами, а, во-вторых, экосистема развивает чрезвычайно большую массу ассимиляционного аппарата, что ведет к дефициту освещенности, следствием чего является снижение интенсивности фотосинтеза при одновременном возрастании потерь продуктов ассимиляции на дыхание самих автотрофов.

4. Задачи защитного лесоразведения

Комплекс организационно-хозяйственных, лесокультурных и лесоводственных мероприятий по созданию, выращиванию и использованию лесных насаждений для защиты сельскохозяйственных угодий, железных и шоссейных дорог, водоемов, населенных пунктов, промышленных предприятий и аграрных объектов от неблагоприятных природных явлений и техногенного воздействия (дефляция и эрозия почв, засухи, суховеи, пыльные бури, песчаные и снежные заносы, наводнения, сели, запыленность и загрязнение воздуха, почвы, воды, технический шум, эмиссии промышленных предприятий и транспортных средств). Защитное лесоразведение способствует улучшению почвенно-климатических и гидрологических условий местности, рациональному использованию земель и водных ресурсов, вовлечению в хозяйственный оборот малопродуктивных и нарушенных техногенным использованием земель (песков, оврагов, отвалов горных ресурсодобывающих и др. предприятий), благоустройству территории, улучшению дизайна агроландшафта, повышению продуктивности сельскохозяйственных угодий и, в итоге, созданию благоприятных условий для жизнедеятельности человека.

3 ащитное лесоразведение зародилось в Китае – более 1000 лет назад здесь стали создавать защитные лесные насаждения (на дамбах, по берегам каналов и рек). В России защитное лесоразведение началось в XVII–XVIII вв. с создания лесных насаждений в условиях степи для выращивания товарной древесины вблизи мест ее потребления. Мелиоративное значение защитных лесных насаждений было выявлено позднее. Первые массивные насаждения дуба в степных условиях были заложены в 1696 г. вблизи Таганрога, в последующие годы – в др. местах Приазовья и низовьях Дона, а также в районе Новороссийска. В 1804–1814 гг. II. Я. Данилевским был заложен сосновый бор на голых сыпучих песках по берегу р. Северский Донец на Харьковщине. Облесением Прибалтийских песчаных дюн в эти же годы занимался Битнер. В 1807–1837 гг. В.Я. Ломиковскийв своем имении на Полтавщине создал систему полезащитных и др. защитных лесных насаждений, разработал т. н. «древопольный» метод ведения сельского хозяйства, сочетавший земледелие с защитным лесоразведением. Более 400 га защитных лесных насаждений в тяжелых лесорастительных условиях Херсонских степей были заложены и выращены В.П. Скаржин-ским. Созданием противоэрозионных лесных насаждений и облесением овражно-балочных земель с 1821 г. занимались Ф. X. Майер, II. Н. Шатилов и II. II. Шатилов в имении Моховое Орловской губ. С 1843 г. начата организация государственных степных лесничеств – Велико-Анадольского, а затем Бердянского, Рацинского, Владимирского, Донского, Миусского, Уральского и др., задачей которых являлось создание искусственных лесонасаждений в неблагоприятных природно-климатических условиях. В 1845 г. начаты работы по облесению Терско-Кумских песков в Ставрополье, с 1870 г. – Алешковских песков в низовье Днепра, с 1878 г. – Арче-динских песков в Придонье. По инициативе Н.К. Генко в 1884 г. начаты посадки широких лесных полос по водораздельным плато в Поволжье. К 1906 г. было заложено 18 тыс. га лесных полос. Облесением песков и оврагов занимались специальные песчано-овражные партии под общим руководством А.Н. Котякова. В конце XIX в. защитные лесные насаждения создавались на Кубани, в Саратовской и Самарской губ. В 60-х годах XIX в. Н.К. Срединским высажены древесные растения в виде полос вдоль железных дорог для защиты их от снежных заносов. Н. II. Корольков с 1890 г. выращивал лесные насаждения для предотвращения водной эрозии в горных условиях. Важнейшая веха развития защитного лесоразведения в России – работы Особой экспедиции Лесного департамента (1892–1899 гг.) под руководством В.В. Докучаева по испытанию и учету различных способов ведения лесного хозяйства в степных условиях. Эти работы положили начало комплексному экологическому изучению степей и разработке научных методов их облесения. На Каменно-Степном, Старобельском и Велико-Анадольском стационарных участках проводили опытные работы по рациональной организации территории, созданию различных видов защитных лесных насаждений, искусственных водоемов, высокопродуктивных орошаемых сельскохозяйственных угодий (полей, сенокосов, пастбищ), что позволило впервые научно обосновать роль защитных лесных насаждений в агросистемах. В советский период защитное лесоразведение получило дальнейшее развитие. В Постановлении Совета Труда и Обороны от 29 апреля 1921 г. «О борьбе с засухой» Центральному лесному отделу вменялось в обязанность развитие в государственном масштабе работ по укреплению песков и оврагов путем создания древесных насаждений, особенно в Саратовской, Самарской, Царицынской, Астраханской, Тульской и Донской областях, устройству снегосборных полос и изгородей, облесению вырубок, гарей и др. безлесных пространств в засушливых районах и по берегам рек. В 1928–1932 гг. было заложено 212 тыс. га лесных полос, в 1933–1937 гг. – 278 тыс. га. Постановлением СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 26 октября 1938 г. «О мерах обеспечения устойчивого урожая в засушливых районах юго-востока СССР» была утверждена новая программа по защитному лесоразведению степных территорий. До 1941 г. в СССР было создано более 900 тыс. га защитных лесных насаждений.

В послевоенные годы защитное лесоразведение продолжало развиваться. Постановлением ЦК ВКП(б) и СМ СССР от 20 октября 1948 г. была утверждена программа коренного улучшения сельского хозяйства в засушливых районах страны. С 1949 по 1965 г. планировалось заложить на площади 5,7 млн. га системы защитных лесных насаждений. Для проведения изысканий и проектирования защитных лесных насаждений было организовано Всесоюзное объединение «Агролесопроект» (позднее институт «Союзгипролесхоз», а затем – «Росгипролес»), для руководства работами по защитное лесоразведение – Главное управление полезащитного лесоразведения при СМ СССР.

Программа работ по защитному лесоразведению была утверждена Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 20 марта 1967 г. «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии», в к-ром планировалось в 1968–1970 гг. заложить 324 тыс. га полезащитных лесных полос и 827 тыс. га лесонасаждений в оврагах, балках, на песках и др. неудобных землях. В последующие годы объемы закладки защитное лесоразведение уменьшились. Значительные площади защитного лесоразведения погибли из-за недостаточного количества и качества агротехнического ухода и лесоводственного ухода. К 1991 г. на территории СССР числилось 5,6 млн га защитных лесных насаждений (без государственных защитных лесных полос и защитных лесонасаждений несельскохозяйственного назначения). На начало 1994 г. в агрокомплексе России имелось 2750 тыс. га защитных лесных насаждений, из них 1008 тыс. га – противоэрозионных насаждений, 1233 тыс. – полезащитных лесных насаждений, 90 тыс. – защитного лесоразведения на аридных пастбищах, 360 тыс. – на песках, 52 тыс. га – по берегам малых рек и вокруг поселков. Потребность в защитных лесонасаждениях всех видов для экологического и социального благоустройства сельскохозяйственных угодий России определяется в объеме 14 млн. га, или 5,8% общей площади сельскохозяйственных угодий. Ученые ВНИАЛМИ разработали Федеральную программу развития агролесомелиоративных работ в России до 2015 г.

Лесным кодексом РФ (1997) массивные защитные лесные насаждения и государственные лесные полосы включены в состав лесного фонда. Их использование, охрана, защита и воспроизводство регулируются лесным законодательством. Порядок защитного лесоразведения на землях сельскохозяйственного назначения, ухода за древесной и кустарниковой растительностью, ее использование, охрана и защита, а также государственный контроль за выполнением этих действий определяются законодательством РФ. Данное положение распространяется на древесную растительность, расположенную на землях железнодорожного и автомобильного транспорта, а также на землях водного фонда. Во многих зарубежных странах (Китае, США, Бельгии, Германии, Польше, Венгрии и др.) широкое развитие получило защитное лесоразведение на орошаемых землях, вдоль каналов, дамб, вокруг водохранилищ, вдоль дорог, вокруг крупных городов, для защиты садов и виноградников, предотвращения эрозии почв. В основном выращивают быстрорастущие древесные породы, которые используются и как источник хозяйственно-ценной древесины.

5. Эвтрофикация водоемов под влиянием хозяйственной деятельности человека

Интенсификация сельскохозяйственного производства существенно меняет хозяйственно-биологический круговорот веществ, что нередко приводит к обострению экологических проблем, связанных с функционированием агроэкосистем, в том числе обусловленных состоянием поверхностных и подземных вод, которые не только загрязняются токсичными веществами, но и находятся под воздействием процессов усиленного эвтрофирования (от греч. Eutrophe – тучность, жирность, усиленное питание). Являясь фактором-участником в процессах эвтрофирования, сельское хозяйство может оказаться в крайне неблагополучной ситуации при водообеспечении селитебных территорий, животноводческих комплексов и орошаемых массивов. Под эвтрофированием нередко понимают обогащение вод питательными веществами, вызывающее массовое развитие водорослей. Однако это всего лишь видимая часть сложного естественно-антропогенного процесса, в котором превалируют природные процессы, а воздействие человека играет роль мощного катализатора. Таким образом, эвтрофирование (эвтрофикация) вод – это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под воздействием антропогенных или естественных факторов.

Эвтрофирование водоемов как за рубежом, так и в нашей стране интенсивно изучалось в период Международного десятилетия водных проблем (1980–1990 гг.). начальным этапом процесса эвтрофирования признано избыточное поступление биогенных элементов в водотоки и водоемы. Однако этот процесс не ограничивается поверхностными водами, поэтому в последние годы термин «эвтрофирование» применяют и для характеристики состояния подземных вод, а также загрязнения зон морей и Мирового океана.

В геологических масштабах времени водоемы постепенно обогащаются биогенами и заполняются поступающими с суши наносами, т.е. эвтрофирование – составная часть природного процесса. Как подчеркивают некоторые исследователи, по своей сущности – это естественный процесс «старения» водоемов, проявляющийся в повышенной продукции органического вещества. Однако хозяйственная деятельность человека значительно ускоряет процесс эвтрофирования: за несколько десятилетий антропогенный фактор эвтрофирования привел к изменениям, которые в естественном ритме произошли бы в водоемах за десятки тысяч лет. Этому способствовало строительство каскадов ГЭС и водохранилищ, рекреационные мероприятия, судоходство, сбросы промышленных, коммунально-бытовых и животноводческих сточных вод, ливневые стоки селитебных территорий и т.д.

Наиболее быстро процесс антропогенного эвтрофирования развивается в водоемах, площади водосборов которых осваиваются сельскохозяйственным производством. Факторы интесификации растениеводства и животноводства (механизация, мелиорация и особенно химизация и промышленное производство) стали мощным ускорителем процесса эвтрофирования вод.

Изучение и описание экологических процессов, происходящих внутри водоемов, позволили разработать ряд моделей эвтрофирования озер и водохранилищ при различных путях поступления биогенов. В одних водоемах основной причиной эвтрофирования является поступление биогенов с водосборной площади, в других выделение их из донных отложений.

Явным признаком эвтрофирования как процесса нарушения экологического равновесия водоема следует считать изменение соотношения между двумя формами водных растений: бентосной и фитопланктонной.

Бентосные (от греч. Benthos – глубина) растения развиваются, прикрепившись или укоренившись на дне; это погруженная водная растительность, которая получает необходимые элементы из донных отложений и из воды, что способствует самоочищению водоема. Основное условие устойчивого фотосинтеза бентосных растений – проникновение сквозь толщу воды достаточного количества света, что находится в прямой зависимости от второй жизненной формы растений водоема – фитопланктона (от греч. Phyto – растение и planktos – блуждающий), который представлен множеством видов водорослей. При высокой численности планктона вода становится мутной, а ее цвет темно-зеленым (цветение воды), в результате поглощается почти весь солнечный свет и бентосные растения могут развиваться только на мелководье, когда часть их выступает над поверхностью воды. При этом глубоководные части водоемов лишаются поступления растворенного кислорода.

Олиготрофные озера. Их воды бедны минеральным азотом и особенно фосфором, встречающимся в виде следов. Благодаря низкой плотности биоценоза в воде присутствует много кислорода, а содержание СОз невелико, вследствие чего, в частности, отмечается нерастворимость соединений железа. Вода прозрачная, синего или зеленого цвета. К такому типу относят глубокие озера с песчаными берегами.

Кислород из атмосферы растворяется в воде крайне медленно. Следовательно, бентосные растения не только обеспечивают пищу и убежище водным животным, но и поддерживают необходимую концентрацию растворенного Оз на глубине, выделяя его непосредственно в воду, в результате в водоеме, обедненном питательными элементами, может существовать богатый, разнообразный биоценоз из рыб, моллюсков и бентосных растений, которыми они питаются.

Эвтрофные озера. Их воды богаты азотом и фосфором. Обилие организмов ведет к истощению кислорода Б глубинных слоях во время фаз застоя. Вода малопрозрачная, от зеленовато-коричневой до коричневой.

Обогащение биогенами. При эрозии и выщелачивании водоем постепенно заполняется наносами и обогащается биогенами, накопление которых способствует развитию фитопланктона, а значит, помутнению воды и затенению бентосной растительности. Кислород, выделяемый планктоном при фотосинтезе, перенасыщает верхний слой воды и улетучивается с ее поверхности, в ясный день легко видеть, как из скоплений нитчатых водорослей всплывают пузырьки кислорода.