Экологические основы сохранения и воспроизводства почв

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………...		3
1. Агроэкология  как новейший раздел экологии……………………….		4
	1.1. Краткая история создания агроэкологии, её проблемы и задачи….	4
	1.2. Агроэкосистемы как основной объект изучения агроэкологии…...	6
2. Экологические основы сохранения и воспроизводства почв………..		8
	2.1. Экологические проблемы агроэкосистем…………………………...	8
	2.2. Основные направления природоохранной деятельности………….	13
Заключение……………………………………………………………………...		18
Список использованной литературы ……………………………………….		19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Сельскохозяйственная экология, или агроэкология — раздел прикладной экологии, изучающий взаимоотношения культивируемых человеком организмов, их популяций и сообществ с окружающей средой.

Повышение плодородия почв является оной из самых важных проблем в сельскохозяйственном производстве. Поэтому охрану почв и рациональное их использование под воздействием антропогенного фактора вычленяют из системы, разрабатывающей общие принципы сохранения и восстановления природных ресурсов. Научной базой охраны окружающей среды обосновано считается экология, которая занимается, прежде всего, прогнозированием и оценкой возможных отрицательных последствий вызванных вмешательством хозяйственной деятельности человека в экосистему.

В последнее время важное значение приобретает изучение агроэкологии, практическое применение которой находится в области сохранения и рационального использования природных ресурсов. В частности одним из важнейших объектов агроэкологии является почва, оптимизация свойств которой предполагает сохранение и повышение плодородия. Таким образом, актуальность выбранной для исследования темы несомненна. Цель данной работы – сформировать представление об агроэкологии как науке, имеющей огромное практическое значение.

Для достижения поставленной цели предполагается решить ряд логически взаимосвязанных задач:

- представить краткое историческое описание возникновения агроэкологии как отрасли науки, определить её проблемы и задачи;

- рассмотреть агроэкосистему как основной объект изучения агроэкологии;

- охарактеризовать основные экологические проблемы агроэкосистем;

- изучить основные направления природоохранной деятельности в отношении агроэкосистем.

 

1. Агроэкология как новейший раздел экологии

1.1. Краткая история  создания агроэкологии, её проблемы  и задачи

 

Агроэкология, или сельскохозяйственная экология, - комплекс наук, исследующих возможности сельскохозяйственного использования земель для получения растениеводческой и животноводческой продукции при одновременном сохранении сельскохозяйственных ресурсов (почв, естественных кормовых угодий, гидрологических характеристик агроландшафтов), биологического разнообразия и защите экологической среды обитания человека и производимой продукции от сельскохозяйственного загрязнения. [6, с. 8]

Агроэкология сформировалась как раздел экологии во второй половине ХХ века. Особенно быстро агроэкология развивается в последние два десятилетия в связи с резким ухудшением экологической ситуации в агросфере. 
  Идеи сохранения ресурсов сельского хозяйства высказывались уже в античные времена римскими прагматиками Колумеллой, Варроном и Плинием Старшим. Предтечи современной агроэкологии - А. Т.  Болотов (1738-1833) и В. Р. Вильямс (1863-1939). Оба обосновывали необходимость оптимального соотношения между площадью пашни, естественных кормовых угодий и леса и поголовьем скота, при котором обеспечиваются частичная замкнутость круговоротов питательных веществ и сохранение плодородия почв - основного ресурса сельскохозяйственного производства. [5]

Учеными-агроэкологами решаются проблемы совершенствования структуры сельскохозяйственных земель за счет сокращения площади пашни на сильноэродированных почвах и севооборотов за счет использования почвовосстанавливающих культур; восстановления в почвах бездефицитного баланса питательных элементов и органических веществ за счет улучшения систем удобрений.

Развиваются исследования по контурно-мелиоративному и биологическом земледелию, селекции культур, устойчивых к вредителям, болезням и неблагоприятным экологическим условиям. Разрабатываются биологические методы защиты посевов от насекомых-вредителей и сорных растений. Изучаются вопросы приведения в соответствие поголовья скота и его структуры и реальных возможностей кормопроизводствава - емкости естественных пастбищ, которые деградируют из-за перегрузок в их эксплуатации в 2-5 раз.  [6]

Главная задача агроэкологии - активизация биологического потенциала агроэкосистем и составляющих их элементов на всех уровнях (от отдельного растения и животного до всей агроэкосистемы) и замена значительной части антропогенной энергии внутренней энергией биологических процессов.

Агроэкология ориентирует на:

- селекцию адаптивных сортов растений и пород животных; 
создание гетерогенных сортовых агропопуляций и сортосмесей растений и смешанных возрастных и породных групп скота;

- использование севооборотов, поликультур;

- формирование системы полезных симбиотических связей за счет повышения биологического разнообразия агроэкосистемы;

- экологическую оптимизацию структуры агроэкосистем.

Важный аспект агроэкологии - разработка методов воздействия на почвы и их население (фауну, микроорганизмы) с целью активизации процессов биологической азотфиксации, гумификации, деструкции остатков пестицидов и управления процессами минерализации органического вещества и нитрификации. Весь комплекс экологически обоснованных воздействий человека на почву объединяется адаптивной системой земледелия. [7]

 

 

 

 

1.2. Агроэкосистема как основной объект изучения агроэкологии

Основным объектом изучения сельскохозяйственной экологии является агроэкосистема. Агроэкосистема — это искусственно созданная и регулярно поддерживаемая человеком экосистема сельскохозяйственных ландшафтов (полей, искусственных пастбищ, огородов, садов, виноградников, лесных насаждений и т.п.). Агроэкосистемы занимают примерно 10% всей поверхности суши (около 1,5 млрд га), но при этом поставляют человечеству более 90% всей пищевой энергии. [4]

Основой агросистемы является искусственный фитоценоз, состоящий из сельскохозяйственных растений, который обычно дополняется сообществом животных — насекомых, птиц, млекопитающих, земноводных. Агроэкосистема находится в непосредственной связи с естественными условиями среды — почвой, почвенной и атмосферной влагой, почвенными микроорганизмами.

Агроэкосистемы имеют некоторые черты, роднящие их с природными экосистемами. Это сходство обусловлено тем, что развитие и рост культурных растений в период вегетации происходит под действием солнечной энергии, как и в природных экосистемах. Однако для функционирования агроэкосистем кроме энергии солнечного света необходимы дополнительные виды энергии, связанные с проведением сева и уборки урожая, обработкой почвы, применением минеральных удобрений и пестицидов.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высоких урожаев, и поэтому их продуктивность выше биологической продуктивности природных биогеоценозов, хотя в значительной степени зависит от экономических и технических возможностей человека. Кроме того, при создании агроэкосистемы человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается прежде всего в ее упрощении. Зачастую человек создает сильно упрощенную монокультурную систему с господством популяций одного вида растений или животных. Примерами таких монокультурных систем является посадка хлопчатника, риса, чайного куста, винограда.

В природных экосистемах первичная растительная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ, тогда как в агроэкосистемах урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на откорм скоту. Таким образом, в агроэкосистеме происходит удаление чистой растительной продукции, которая не поступает в цепи питания биоценоза, а, следовательно, наблюдается разрыв круговорота веществ в данном биогеоценозе.

Поскольку культивируемые человеком виды растений и животных созданы за счет искусственного отбора, направленного в основном на увеличение продуктивности, то такие виды неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами. Агроэкосистемы крайне неустойчивы и неспособны к саморегуляции, поэтому они не могут существовать без поддержки человека. [8]

В сфере аграрного производства на протяжении веков осуществляется процесс конструирования искусственного биогеоценотического покрова, реализуемый путем разработки и внедрения различных систем земледелия. И здесь в первую очередь необходимо разумно учитывать и максимально использовать естественный базис производства, определяемый ландшафтными особенностями конкретной территории. В ряду многоплановых аспектов столь актуальной проблемы, как экологизация сельского хозяйства, грамотные учет и оценка ландшафтной доминанты являются основополагающими и поэтому требует первоочередного внимания. Оптимизация природной среды — это поиск сбалансированного соотношения между эксплуатацией экосистем (рациональным использованием естественных ресурсов), их охраной и целенаправленным преобразованием. [7]

Между тем деятельность человека приводит к значительным и устойчивым изменениям природной среды. В следующей части работы рассмотрим основные экологические проблемы агроэкосистем, возникающие в результате воздействия на них антропогенного фактора.

 

2. Экологические основы сохранения и воспроизводства почв

2.1. Экологические  проблемы агроэкосистем

Мировая наука с тревогой оценивает возможные последствия для нашей планеты тех глубоких изменений природной среды, которые вызваны индустриальной и земледельческой деятельностью человека.

Возникновение и формирование биосферы на Земле протекало не менее 3,5—4 млрд. лет. Появление человека и его развитие, продолжающееся около 2 млн. лет, коренным образом изменило состояние биосферы. Сначала скотоводство и земледелие, затем создание городов и всех видов коммуникаций, опустошительные войны, техногенное загрязнение и разрушение отдельных компонентов биосферы — все это вместе взятое превратило человека в главную силу, преобразующую и во многом разрушающую природу планеты, особенно за последнее столетие. Наряду с атмосферой и гидросферой негативным антропогенным воздействиям подвергается и почвенный покров, или педосфера.

Всего в мире обрабатываемые почвы, за исключением пастбищ, занимают сегодня около 11% суши, а испорченные земли — овраги, выработанные карьеры, пустоши с разрушенным почвенным слоем — 3%, т.е. более 25% обрабатываемых земель. Если же считать и земли, выведенные из землепользования в связи с засолением, подтоплением и т.п., то за время своего существования человечество потеряло половину всех земель суши, пригодных для сельского хозяйства. Ежегодно в мире из-за деградации почв и отчуждения земель на несельскохозяйственные нужды теряется около 7 млн. га пахотных почв, т.е. площадь, которая могла бы прокормить 21 млн. человек.  [8]

В агроэкосистемах к числу основных экологических проблем относят процессы эрозии и дефляции; загрязнение почв и природных вод химическими веществами, вымываемыми из минеральных удобрений и ядохимикатов; эвтрофирование водоемов; уплотнение, подкисление и понижение биологической активности почв; изменение видового состава, численности и распределения флоры и фауны и т. д. [4]

Эрозией называется процесс смыва почвы текущей водой. Аналогичный процесс, производимый ветром, — дефляцией.

Эрозию при стоке воды подразделяют на поверхностную — смыв плодородного слоя и подстилающей породы со всей поверхности почвы и линейную — смыв почвы и подстилающей породы по определенной линии.

Эродированные почвы на орошаемых участках отличаются обесструктуренностью, высокой плотностью, низкой водопроницаемостью и влагоемкостью. [4]

Ущерб от ирригационной эрозии многообразен: уменьшается мощность гумусового горизонта, вымываются питательные вещества, непроизводительно расходуются поливные воды, заиляются и загрязняются удобрениями и пестицидами водоприемники, размываются каналы, дороги, возникают овраги ирригационного происхождения, снижается урожайность возделываемых культур и качество сельскохозяйственной продукции.

Уплотнение почв возникает от воздействия ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов. От плотности почвы зависят ее водно-воздушные, тепловые и биологические свойства. С уплотнением почв уменьшается их общая пористость, ухудшается доступ влаги к растениям, снижаются аэрация и скорость фильтрации воды, затрудняется распространение корней. Механизация сельскохозяйственных работ негативно влияет на плотность почвы, в особенности в условиях орошения. [7]

Дегумификация почв. Органическое вещество является важнейшей составляющей частью почвы, его содержание и формы в наибольшей степени определяют основное свойство почвы — плодородие. Плодородие почв (по И.С. Кауричеву) — это способность почв удовлетворять потребность растений в питательных элементах, воде, обеспечивать корневую систему достаточным количеством воздуха, тепла и благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития.