
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Предмет, принципы и законы экологии
- •1.1. Основные принципы и законы экологии
- •1.2. Обобщающая концепция лимитирующих факторов
- •Сведения для расчёта планируемой урожайности
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Факториальная экология
- •2.1. Основные понятия аутэкологии
- •2.2. Оценка биологических условий роста и развития сельскохозяйственных растений
- •Погодные условия вегетационного периода, мс «Тверь»
- •Среднедекадное количество осадков за теплый период года, мм
- •Ориентировочные календарные сроки посева (посадки) и начала уборки полевых культур в Тверской области
- •Сведения для расчета планируемой урожайности по влагообеспеченности
- •Тесты и контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Популяционная экология
- •3.1. Общие сведения о демэкологии
- •3.2. Эколого-биологическая характеристика охраняемых растений и животных
- •Представители растительного и животного мира
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Экология сообществ и экосистем
- •4.1. Понятия синэкологии
- •4.2. Оптимальная нагрузка пастбищных биогеоценозов
- •Норма потребности в пастбище (га) на одну голову взрослого крупного рогатого скота
- •Примерная суточная потребность в зеленом корме на одну голову
- •Продолжительность пастбищного периода Тп, дней
- •Критерии выбора способа улучшения естественных кормовых суходольных угодий
- •4.3. Контрастность почвенного покрова
- •Шкала контрастности почв
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Учение о биосфере
- •5.1.Биосфера – целостная глобальная экологическая система
- •Эволюция развития биосферы
- •5.2. Механическая миграция гумуса и элементов питания
- •5.3 Агроэкологическая роль биологического азота
- •Круговорот основных элементов в биосфере
- •Баланс кислорода в биосфере, млрд. Т/год
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Глава 6. Природные ресурсы, их рациональное использование
- •6.1. Теоретические основы рационального природопользования
- •Структурная схема природных ресурсов
- •6.2. Экологическая оценка качества продуктов питания растительного происхождения
- •Содержание аминокислот в идеальном белке
- •Сводка наиболее вредных видов пищевых добавок: консервантов, красителей, эмульгаторов, разрыхлителей
- •6.3. Геохимический статус элементов рельефа
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Водные ресурсы биосферы
- •7.1. Рациональное использование водных ресурсов
- •7.2. Оценка качества поверхностных вод
- •Пдк основных загрязняющих веществ, попадающих в водный объект
- •Тесты и контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Земельные ресурсы биосферы
- •8.1. Экологические проблемы использования земельных ресурсов
- •Общая структура земельного фонда планеты на конец XX в.
- •Страны, наиболее «страдающие» от голода и недоедания
- •Структура почвенного покрова сельскохозяйственных угодий России
- •Распределение земель по категориям
- •Характеристика качества сельскохозяйственных угодий в рф
- •8.2. Вынос биогенных веществ из природно-аграрных экосистем
- •Вынос биогенного вещества (к) с урожаем
- •8.3. Влияние солнечной энергии на продуктивность сельскохозяйственных растений
- •Приход фар за вегетационный период в Центральном районе и теплотворная способность сухой биомассы сельскохозяйственных культур
- •Сведения для расчета планируемой урожайности по использованию фар и влагообеспеченности
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Экологические последствия загрязнения атмосферы
- •9.1. Воздушные ресурсы биосферы
- •Газовый состав сухого воздуха у земной поверхности (в %)
- •9. 2. Оценка загрязнения воздушной среды
- •Качественная классификация супер-экотоксикантов
- •Изменение показателей качества окружающей среды по степени опасности
- •Пдк наиболее распространённых загрязнителей атмосферы
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Экологическая безопасность
- •Состояние экологической безопасности
- •Особенности влияния нитратов на здоровье человека
- •Дозы азотных удобрений и содержание нитратов в продукции
- •Предельно-допустимые концентрации нитратов в кормах и в продукции
- •Оценка содержания нитратов в сельскохозяйственной продукции
- •Тесты и контрольные вопросы Тесты
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Основы экологического права
- •11.1. Российское экологическое законодательство
- •11.2. Характеристика охраняемых природных территорий
- •Заказники Тверской области
- •Список охраняемых растений, животных, птиц, рыб и насекомых Тверской области
- •11.3. Понятия экологический мониторинг, экологическая экспертиза и аудит
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12. Международное сотрудничество в области экологии
- •12.1. Международное экологическое сотрудничество
- •12.2. Определение экологического ущерба от выбросов загрязняющих веществ
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Общая структура земельного фонда планеты на конец XX в.
Категория земель |
Площадь, млн. га |
Доля в площади суши, % |
Доля в площади земельного фонда,% |
Общая площадь суши |
14 915 |
100,0 |
— |
Земельный фонд |
13 392 |
90,0 |
100 |
Продуктивные земли |
8 725 |
58,8 |
65,2 |
Сельскохозяйственные земли |
4635 |
33,6 |
34,6 |
в том числе пашня |
1372 |
9,3 |
10,2 |
Сады и плантации |
101 |
0,9 |
0,8 |
Луга и пастбища |
3162 |
23,4 |
23,6 |
Леса и кустарники |
4090 |
25,2 |
30,6 |
Малопродуктивные и непродуктивные земли |
4667 |
31,2 |
34,8 |
В том числе: |
|
|
|
селитьба, промышленные и транспортные объекты |
442 |
3,0 |
3,3 |
озера, реки, водохранилища |
317 |
2,1 |
2,4 |
тундра и лесотундра |
733 |
4,9 |
5,4 |
болота |
350 |
2,3 |
2,6 |
пустыни |
930 |
6,2 |
6,9 |
земли, нарушенные человеком |
448 |
3,0 |
3,3 |
пески и овраги |
269 |
1,8 |
2,0 |
ледники и снежники |
1178 |
7,9 |
8,8 |
Учитывая количество проживающего на определенной территории населения, можно вывести показатель обеспеченности земельными ресурсами. В настоящий момент, при учёте всех категорий земельных ресурсов, он составляет около 2 га на душу населения. Однако более важным является показатель обеспеченности сельскохозяйственными землями, который в целом по миру составляет менее 0,7 гектара, а пахотных земель приходится около 0,2 гектар на каждого жителя планеты. Этот показатель стремительно уменьшается по мере увеличения численности населения планеты: еще в 70-х годах прошлого века он составлял 0,45 га на каждого жителя Земли, а в конце XX - начале XXI вв. - 0,28 га.
Но эти усредненные цифры любопытны лишь при рассмотрении динамики общемировых процессов, а реальную картину обеспеченности пахотными угодьями представляют показатели по отдельным странам. Так, в различных районах мира показатель обеспеченности пахотными угодьями варьирует от 2,6 га в Австралии до 0,04 га в Японии и Нидерландах. Кроме Австралии высокие показатели удельной площади пашни характерны для Канады и Казахстана. В России этот показатель составляет 0,86 га; в США, Аргентине и Украине он варьирует в пределах 0,6- 0,7 га; во Франции - 0,3 га. Население быстрорастущих крупнейших государств Азии - Китая и Индии - обеспечено пахотными угодьями несопоставимо меньше: 0,10 и 0,16 на душу населения соответственно.
Кроме этого, весьма существенны различия в структуре земельного фонда между странами и крупными регионами мира. При среднем показателе по миру 10,4% земельного фонда планеты, максимальные площади пашни характерны для Азии (15,7%) и Европы (12,8%), минимальная доля распаханных земель в Южной Америке (5,5%), Африке (6,1%), Австралии и Океании (6,2%).
Наибольшие площади сельскохозяйственных угодий в целом в общей структуре земельного фонда характерны для стран Азии, а также Австралии и Океании. Но если в Азии около 30% сельскохозяйственных угодий заняты под пашни, то в Австралии и Океании доля пахотных земель существенно меньше - 11%, в то время как сельскохозяйственные земли преимущественно представлены пастбищами. Высокая доля пастбищ характерна также для Африки и Южной Америки. Наиболее высокими показателями доли пашни характеризуются Европейские государства - 59,3% и Северная Америка - 40,8%. Например: на равнинах Венгрии, Румынии, ФРГ и Франции доля пахотных земель составляет около 70%. В России сельскохозяйственные угодья занимают около 13% земельного фонда страны, в том числе пашни - 7,5%. Но Россия, обладающая самым большим фондом земель в мире, является исключением из общемировых тенденций.
Использование земельных ресурсов. По разным оценкам, до начала неолитической революции около 70% суши занимали леса (7-10 тыс. лет назад). Первые шаги в освоении почвенного покрова для выращивания сельскохозяйственных культур были предприняты в древних приречных цивилизациях. Так, древние египтяне имели опыт возделывания плодородных аллювиальных почв долины Нила, а люди, живущие на территории Двуречья, заложили основы ирригационного земледелия, осушая долинные болотистые почвы и сооружая каналы и запруды-водохранилища для орошения аридных территорий.
Рост населения на всех этапах развития цивилизаций обусловливал необходимость в увеличении площади обрабатываемых земель. Около 300 лет назад стали интенсивно распахиваться степи, прерии и саваны; для использования почв горных территорий во многих странах Азии широко начал использоваться опыт террасирования склонов; 150 лет назад стали применяться минеральные удобрения, к которым 50 лет назад прибавились гербициды и пестициды для борьбы с сорняками и вредителями полевых культур.
Резкий рост численности населения в XX в. привел к большей потребности в продуктах питания и соответственно к увеличению пахотных площадей. К середине XX в. площади неосвоенных земель, пригодных для сельского хозяйства, заметно сократились. За вторую половину прошлого века были «расчищены» оставшиеся пригодные территории, распаханы последние площади целинных степей, количество пахотных земель увеличилось почти вдвое. Увеличение площади пашни явно не поспевало за стремительным ростом населения в развивающихся странах, и в наиболее плотно заселённых регионах третьего мира стал проявляться дефицит земельных ресурсов, возникла проблема голода. Высокие показатели урожайности на орошаемых полях частично решили проблему голода, но дефицит земельных ресурсов привёл к многочисленным этническим и социально-политическим конфликтам. Одним из факторов, затрудняющих сельскохозяйственное использование почв и лимитирующих развитие земледелия, является недостаток влаги. Так, около 28% площади суши расположены в зоне недостаточного увлажнения. Сельскохозяйственное освоение затруднено также в районах с уплотнёнными почвами (23%), маломощными почвами (22%), избыточно увлажнёнными (10%), многолетне-мёрзлыми почвами (6%). И только почвы 11% площади суши не имеют явных ограничений для сельского хозяйства.
Таким образом, возможности экстенсивного земледелия, т.е. вовлечение новых площадей под пахотные угодья, достаточно ограничены из-за малого резерва земель, пригодных для сельского хозяйства. В развитых странах существующий уровень освоенности можно считать предельным, а введение в оборот новых земель в развивающихся странах возможно за счёт либо сведения лесов, либо распашки пастбищ или территорий, малопригодных для сельского хозяйства. Но для получения устойчивых урожаев на новых освоенных территориях требуются большие финансовые вложения, наличие водных и энергетических ресурсов. Кроме того, уничтожение естественных экосистем приведёт к ещё более серьёзным экологическим последствиям.
Земельные ресурсы и продукты питания. Таким образом, на каждого жителя планеты сейчас приходится 0,20 га пахотных земель. Много это или мало? С одной стороны, это в 2 раза меньше, чем в середине прошлого века. С другой стороны, интенсивность землепользования в процессе производства продуктов питания ежегодно увеличивается. И за последние 20 лет урожайность зерновых культур возросла в среднем на 25% в Азиатском и Тихоокеанском регионах, на 37% - в Западной Азии, на 40% - в Латинской Америке и странах Карибского бассейна. Средний мировой показатель количества пищевых продуктов, получаемых с 1 га земли, увеличился с 1,8 тонны в 80-х годах до 2,5 тонн сегодня. И несмотря на высокие темпы роста урожайности культур, определённый предел всё-таки существует. Он связан не только с ограниченностью размеров планеты, но и с количеством солнечной радиации, с эффективностью использования солнечного света растениями.
В основе большинства прогнозных оценок соотношения ресурсов и народонаселения в будущем лежат модели, базирующиеся на параметрах плотности населения, на учёте потенциальной продуктивности сельскохозяйственных земель, доступности водных и энергетических ресурсов. И естественно, большинство прогнозов обращено к быстрорастущим, развивающимся странам, имеющим высокую плотность населения. По прогнозам ФАО, к 2030 г. будет распахано еще 57 млн. га на Африканском континенте и 41 млн. га в Латинской Америке. А к 2050 г. на каждого жителя двух наиболее населенных стран мира - Индии и Китая - будет приходиться менее 0,10 га пахотных земель.
Если допустить, что биотехнологии позволят в течение ближайшего времени обеспечить продовольственными ресурсами большую часть населения планеты, всё равно проблема голода во многих развивающихся странах останется, поскольку ежегодный прирост в 80 млн. человек требует постоянного «наращивания оборотов» производства продуктов питания.
В последние десятилетия в научный и практический обиход вошло понятие «продовольственная безопасность» как одна из глобальных проблем человечества. Так, начиная с 70-х годов прошлого столетия, продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) разрабатывает международную стратегию продовольственной безопасности для обеспечения потребностей в пищевых продуктах и питьевой воде каждого жителя планеты.
В настоящее время в мире существуют два полюса в потреблении продовольствия: 1) хроническое переедание в развитых странах и 2) хронический голод во многих странах третьего мира. При этом цифры, свидетельствующие как о количестве переедающих, так и недоедающих, сопоставимы - 850 млн. человек. Более 3/4 мирового продовольствия потребляют развитые страны, имеющие 15% населения Земли, в то время как другие 15%, находящиеся в нижней части лестницы благосостояния мира, хронически недоедают. По причине голода, недоедания и сопутствующих им болезней в этих странах ежегодно умирают около 40 млн. человек, включая 13 млн. детей.
Географически широкий пояс голода и недоедания протягивается по обе стороны экватора в Южной Америке, большей части Африки и в Азии. В Азиатском регионе, отличающемся высокой плотностью населения и самыми высокими показателями численности, проживает около 70% недоедающего населения мира. Другим беднейшим регионом мира с высоким процентом голодающих людей (40% общей численности населения) является Тропическая Африка (табл. 8.2).
Эти цифры могли быть несоизмеримо большими, если бы не ряд научно-технических достижений во второй половине XX столетия, получивших название «зелёная революция». Данный термин вошёл в употребление в 60-х годах прошлого столетия и означал резкое повышение продуктивности сельскохозяйственных земель за счёт механизации сельского хозяйства, ирригационных мероприятии, выведения более эффективных сортов растении и пород домашнего скота методами селекции и генной инженерии. Часто вторую половину XX века называют эрой химизации из-за массового применения на полях пестицидов и минеральных удобрении.
Таблица 8.2