169860 (625416), страница 2
Текст из файла (страница 2)
За розмірами антропогенних енергетичних субсидій основні типи агроекосистем поділяють на групи.
Першу групу утворюють екстенсивні агроекосистеми. їх продуктивність низька, ступінь адаптивності високий, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються тривалою обліжно-перелоговою стадією, збереженням балансу між продуктивністю кормових угідь і поголів'ям худоби.
До другої групи належать інтенсивні агроекосистеми. їх продуктивність висока, ступінь адаптивності низький, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються застосуванням сівозмін із травами і сидератами; утилізацією безпідс-тилкового гною, внесенням його на поля.
До третьої групи входять адаптивні агроекосистеми. їх продуктивність помірно висока, ступінь адаптивності високий, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються широким застосуванням сидерації, побічної продукції сільськогосподарських культур, сівозмін із короткою ротацією, адаптивною структурою агроекосистеми, зменшенням біологічного різноманіття, повною утилізацією гною, застосуванням біоме-тодів.
У багатьох аграрних ландшафтах, де природні механізми саморегулювання й оптимізації екологічної ситуації в екосистемах не були порушені, сільське господарство розвивалося ефективно. Тут агроландшафт згубно не впливав на навколишнє середовище, на природні комплекси, що з ним межують.
Проте навіть у стародавньому світі траплялися екологічні катастрофи, пов'язані з деградацією ґрунтів, зникненням водойм, зміною клімату, що негативно впливало на розвиток рослинництва і тваринництва.
У міру розширення агросфери й інтенсифікації сільського господарства екологічні катастрофи ставали дедалі частішими і більш грізними.
Екологічні проблеми сільського господарства особливо загострилися в сучасну епоху науково-технічного прогресу.
Істотною особливістю агроекосистем є поява в них штучного добору і селекції рослин та тварин. Окультурення рослин і одомашнення тварин відбувалося на перших етапах формування сільського господарства (близько 12 - 14 тис. років тому). Спочатку людина проводила штучний добір рослин і тварин стихійно, без чіткого передбачення кінцевих результатів.І тільки з кінця XIII ст. почали здійснювати цілеспрямований добір рослин і тварин.
За відносно короткий період було виведено різноманітні високоврожайні сорти рослин і продуктивні породи тварин, які відповідали соціально-економічним потребам людини.
Важливою особливістю агроекосистем е цілеспрямовані або навмисні антропогенні зміни умов життя культурних рослин і свійських тварин. Штучний добір і селекція рослин і тварин супроводжувались перебудовою інших компонентів екосистем – ґрунту, води тощо.
За допомогою агротехнічних заходів окультурювались природні ґрунти, вони набували нових фізико-хімічних і біологічних властивостей, з'явилися штучно створенні ґрунти (агроземи), що не мають природних аналогів.
Антропогенні зміни ґрунтів в аграрних ландшафтах нерідко призводили до негативних наслідків, таких як ерозія (водна і вітрова), зниження вологості ґрунту і повітря, пов'язане з вирубуванням лісів, засолення і підкислення ґрунтів тощо.
Характерною особливістю аграрних ландшафтів як екосистем е залучення у сферу діяльності людини трофічних ланцюгів і біотичного колообігу. Людина впливає на умови живлення рослин, тварин за допомогою внесення в ґрунт органічних, мінеральних, бактеріальних добрив, збагаченням ґрунту теплиць С02 поліпшує умови мінерального живлення рослин, здійснює годівлю тварин в умовах пасовищного і стійлового утримання.
Агроекосистемам властива розімкненість біотичного колообігу, визначена особливостями їх організації, структурою і функціями, роллю, яку вони виконують. Основне призначення агроекосистем – забезпечення населення продуктами харчування. Це завдання можна вирішити тільки докорінною перебудовою потоків речовин у сільськогосподарських екосистемах і довколишньому середовищі. Більша частина хімічних елементів, зв'язаних у фітомасі, у вигляді зерна, овочів, фруктів, корене- і бульбоплодів мігрує за межі сільськогосподарських екосистем здебільшого для забезпечення міського населення продуктами харчування, а промисловості – сировиною.
Хімічні елементи, вивезені з продуктами рослинництва і тваринництва за межі аграрних ландшафтів, виключаються з біологічного колообігу сільськогосподарських екосистем. Із харчовими відходами й екскрементами людей вони надходять у каналізаційні системи міст, інших населених пунктів, залучаються в геологічний колообіг.
Біологічний колообіг порушується також у результаті припливу в сільськогосподарські екосистеми мінеральних добрив, пестицидів та інших речовин. У них змінюється баланс хімічних речовин приплив – відплив. Це впливає на геохімічну ситуацію й аграрні ландшафти, стан флори і фауни, біологічну продуктивність і відтворю-вальну здатність культурних рослин, свійських тварин, якість продукції рослинництва і тваринництва.
В аграрних ландшафтах змінений потік енергії. В них разом із сонячною енергією використовують додаткові енергетичні ресурси для обробітку, зрошення, осушення, удобрення ґрунту, захисту рослин від шкідників, хвороб, бур'янів тощо.
Дуже велика енергоємність агроекосистем закритого ґрунту.
Значні кількості додаткової енергії потрібні і для виробництва тваринницької продукції. Енергетичні субсидії необхідні для будівництва тваринницьких приміщень, підтримання в них оптимального мікроклімату (тепло, освітлення та ін.), лікування тварин.
Сільськогосподарські екосистеми різняться від природних характером їх регулювання та керування ними. Природні біоценози є саморегулювальними, самовідтворювальними системами. В усіх сільськогосподарських екосистемах (польових, садових, пасовищних, фермських) механізми саморегулювання і самовідтворення порушені. Процеси, які відбуваються в агроекосистемах, регулюються не стільки механізмами саморегулювання і самовдосконалення, скільки людиною. Людина виконує роль «внутрішнього» і «зовнішнього» регулятора. В міру поглиблення інтенсифікації і спеціалізації сільськогосподарського виробництва характер керування агроекосисте-мами змінювався, ставав дедалі менше «внутрішнім» і все більше «зовнішнім». Упродовж більшої частини історії сільського господарства США основним регулятором сільськогосподарських економічних екосистем був фермер, зацікавлений у тім, щоб передати ферму своїм нащадкам у найліпшому стані. Сільськогосподарські екосистеми, керовані фермерами, пристосовувались до місцевих екологічних умов, реагували на них адекватно. Останнім часом регуляційні функції від фермера переходять до інших власників – корпорацій, кооперативів, федерального уряду, які знаходяться далеко від господарств (ферм) і зацікавлені не стільки у збереженні сільськогосподарських угідь, скільки в отриманні максимальної кількості рослинницької і тваринницької продукції.
Різкий перехід від «внутрішнього» до «зовнішнього» керування сільським господарством стався і в нашій країні в період перетворення одноосібних господарств на колективні. Сільським господарством почали керувати з центру – району, області, столиці. Механізм керування агроекосистемами з адекватного, екологічного перейшов у неекологічний. Сільськогосподарські екосистеми деградували і гинули. Тому необхідно розробити досконаліші, обґрунтовані методи керування ними, навчитися створювати агроекосистеми, які б функціонували за принципом природних екосистем.3.Екологічні чинники агроекосистем
Сучасну класифікацію екологічних чинників запропонував М.Ф. Реймерс. В її основу покладено принципи обліку особливостей екологічних чинників за їх походженням, характером дії на живі системи, іншими ознаками. За часом виникнення екологічні чинники поділяють на три групи: еволюційні, історичні і діючі.
Еволюційний чинник – це чинник середовища, що впливає на організми, популяції, біоценози, екологічні системи, в тім числі й на біосферу. Він існує з часу виникнення рослинних і тваринних організмів та озонового шару.
Історичний чинник, як і еволюційний, є постійно діючим екологічним чинником. На відміну від еволюційного він є результатом історичного розвитку людства, його господарської діяльності. Наприклад, поля, сади, культурні пасовища, тваринницькі ферми і комплекси, інші антропогенні компоненти аграрних ландшафтів – екологічні чинники, пов'язані з сільськогосподарською діяльністю людей.
Діючий чинник – це сучасний екологічний чинник. Таким є меліорація земель, що забезпечує розвиток високопродуктивного рослинництва, тваринництва інших галузей. Екологічні чинники поділяють на періодичні і неперіодичні.
Періодичні чинники є циклічно змінними. Це, наприклад, періодичні зміни умов середовища зі зміною пір року. До періодичних змін організм адаптується. Суворий облік циклічних змін екологічних чинників при веденні сільського господарства вкрай потрібний. Відповідно до пори року сіють сільськогосподарські культури, збирають урожай, організовують пасовищне і стійлове утримання тварин тощо.
Неперіодичні чинники середовища виникають раптово, наприклад дощ, град, буря. Однією з гострих проблем сільського господарства є розробка надійних методів запобігання і захисту від дії несприятливих неперіодичних чинників (заморозків у період цвітіння рослин, засухи чи затоплення посівів тощо), що унеможливлює отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур, підвищення продуктивності тварин.
За черговістю виникнення екологічні чинники поділяють на первинні і вторинні. Первинні є вихідними, вторинні – їхніми наслідками. Так, формування степових, лісостепових, поліських біоценозів зумовлене особливостями кліматичних умов того чи іншого регіону України. Клімат, у свою чергу, залежить від кількості сонячної радіації, форми Землі, швидкості її обертання навколо власної осі і навколо Сонця.
За походженням розрізняють чинники космічні, абіотичні, біотичні, безживні, антропогенні, антропічні і природно-антропогенні.
Космічні чинники мають космічне походження. До них належать потік космічного пилу, космічні поля, промені Сонця та ін. Дуже важливим для функціонування агроекосистем є такий чинник, як сонячна радіація, що слугує джерелом енергії, яку рослини використовують у процесі фотосинтезу. Рослинництво можна розглядати як систему заходів щодо інтенсифікації фотосинтезу культурних рослин.
Абіотичні чинники – це чинники неживої природи. В наземних екосистемах такими є: кліматичні – світло, тепло, повітря (його склад і рух), волога (в тім числі опади в різних формах, вологість повітря і ґрунту та ін.); едафічні (ґрунтові) – гранулометричний і хімічний склад ґрунтів, їх фізичні властивості; орографічні – умови рельєфу. На водяні організми впливає комплекс гідрологічних чинників (гідрофізичні, гідрохімічні). Абіотичні чинники можуть справляти на організм пряму і побічну дію. Наприклад, температура середовища, що діє на організми рослин або тварин безпосередньо, визначає їх тепловий баланс, перебіг у них фізіологічних процесів. Разом з тим температура як абіотичний чинник може здійснювати на них і космічний вплив.
Біотичний чинник – сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших, а також на безживне середовище їх існування. Кожен організм постійно піддається прямому або побічному впливу інших істот, вступає в зв'язок з представниками свого та інших видів – рослинами, тваринами, мікроорганізмами, залежить від них і сам на них діє. На основі цього і виділяють біотичні чинники.
Фітогенні чинники – це вплив рослин (як прямий, так і побічний) на середовище. Прямим впливом є механічні контакти, симбіоз, паразитизм, оселення епіфітів тощо. Наприклад, в агроценозах повитиця польова паразитує на конюшині, люцерні, виці та інших рослинах.
За механічного контакту, симбіозу рослини впливають одна на одну, виділяють різні фізіологічне активні речовини (вітаміни, антибіотики, ферменти, фітонциди, глюкозиди та ін.), які здатні стимулювати або пригнічувати ріст інших рослин. Побічним впливом можуть бути сприятливі і несприятливі для даного виду зміни таких екологічних чинників, як світло, волога, ґрунтове живлення. Наприклад, більшість бур'янів в агроекосистемах несприятливо впливають на ґрунт, де ростуть культурні рослини. Так, пирій повзучий виділяє агропірен, який пригнічує не тільки ріст культурних рослин, а й проростання їх насіння. З іншого боку, вмілим використанням фітонцидних властивостей культур можна домогтися підвищення не тільки врожаю, а й якості продукції, обійтися без пестицидів (люцерна рятує картоплю від фузаріозного в'янення та раку, кріп серед огірків збільшує тривалість їх плодоношення, корисне сусідство яблуні і малини – при цьому малина менше пошкоджується сірою гниллю, а яблуня – паршею).
Зоогенні чинники – це вплив тварин (поїдання, витоптування, інші механічні впливи, запилення, поширення насіння тощо) на середовище, їх можна використовувати для біологічного захисту рослин. Наприклад, відомого яйцепаразита трихограму застосовують для боротьби з капустяною, озимою та іншими совками, кукурудзяним метеликом, гороховою плодожеркою; таких ентомофагів, як інтродуковані хижі комахи подізус і перилюс – проти яйцевідкла-дань і личинок колорадського жука на картоплі і баклажанах.
Мікробогенні чинники – це вплив мікроорганізмів і грибів (наприклад, паразитизм) на середовище. Мікроорганізми (бактерії і гриби) впливають на ризосферу й патогенні організми. Зміна мік-робонаселення ризосфери відбивається на живленні рослин, на їх стійкості до бактеріальних або інфекційних уражень. Одна вища рослина може бути проміжним хазяїном патогенного мікроорганізму, який спричинює захворювання іншої рослини. Наприклад, деякі види молочаїв є проміжним хазяїном іржі гороху (в суїдіальній стадії), тому наявність у посівах гороху молочаю небезпечна.
Антропогенні чинники відбивають вплив діяльності людини на навколишнє середовище. З їх дією пов'язане знищення продуктів еволюції – багатьох видів рослин і тварин, дуже складних систем їх сумісного існування – біоценозів. Руйнування конкретних екосистем найчастіше зумовлене безпосереднім впливом на них (пожежі, різкі зміни ґрунтового покрову і водного режиму, забруднення різними техногенними речовинами); змінами, пов'язаними з постійним вилученням фіто- і зоомаси, особливо в агроекосистемах, без компенсації їх утрат; антроподинамічними змінами; докорінними перетвореннями природних екосистем на агроекосистеми.
За характером дії екологічні чинники поділяють на інформаційні, речовино-енергетичні, фізичні, хімічні і комплексні.