
- •Введение
- •Глава 1
- •1.3. Формирование экологии видов, популяций, биоценозов
- •1.4. «Интегративный» период развития экологии
- •Глава 2
- •2.1. Среда и экологические факторы
- •2.2. Действие экологических факторов на организмы
- •Фактора от его интенсивности (Степанове ких, 1997)
- •Глава 3 экология популяций и сообществ. Биогеоценоз
- •3.1. Популяции
- •3.3. Взаимоотношения организмов в биоценозе
- •3.1. Исход конкуренции двух видов
- •3.4. Структурная организация и
- •3.6. Функционирование естественных экосистем и агроэкосистем
- •3.7. Основные экологические концепции
- •Глава 4 биосфера
- •4.1. Учение в. И. Вернадского о биосфере
- •4.2. Структурная организация веществ и функции живого вещества в биосфере
- •4.3. Биогеохимические круговороты основных химических элементов
- •4.4. Биотехносфера и ноосфера
- •4.2. Влитие антропогенных факторов на биосферу, здоровье и благосостояние населения (Израэль, 1979)
- •4.3. Теядешщн измевення окружающей среды (Лосев и др., 1993)
- •Глава 5 ресурсы биосферы и проблемы продовольствия
- •5.1. Острота продовольственной проблемы
- •5.2. Ресурсы биосферы
- •5.2. Древесные ресурсы мира
- •5.3. Население
- •5.3. Население земного шара (Ваайе, 1968)
- •5,4. Динамика численности людей на Земле (млн. Человек) (Вгони, Капе аt аl., 1994)
- •5.4. Проблемы питания людей
- •5.5. Производство зерновых культур (Впита а! а!., 1994)
- •5.6. Питанне в различных регионах мира
- •5.7. Пропн» развитая сельского хозяйства в
- •5.8. Производство зерна в России, млн т
- •Глава 6
- •Природно-ресурсный потенциал
- •Сельскохозяйственного производства.
- •Ресурсные циклы
- •6.1. Природные ресурсы
- •6.1. Распределение земельных угодий по природным зонам Российской Федерации (государственный доклад «о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 г.»)
- •6.2. Ресурсные циклы
- •Глава 7
- •7.1. Роль сельского хозяйства в формировании первичной биологической продукции
- •7.2. Биомасса (сухое вещество), первичная и вторичная биологическая продуктивность (Реймерс, 1990)
- •7.2. Типы, структура, функции агроэкосистем
- •7.3/ Обобщенная характеристика основных типов шроэкосистем и тактик достижевия сестайнинга (Хазиахметов, Наумова, 1996)
- •7.3. Круговорот веществ
- •Техногенеза
- •8.1.Техногенез
- •8.1. Объем (млн т) и с-гоуиура отходов производства и потребления в мире в 1970 г. (Торчешников и др.. 1981, с изменениями)
- •8.2. Масса загрязняющих веществ, образующихся в процессе хозяйственной деятельности на душу населения и 1 км2 территории (Лосев н др., 1993)
- •8.3. Количество некоторых опасных атмосферных и волна загрязняющих веществ, приходящееся
- •8.2. Загрязнение окружающей среды
- •(Лозановская и др., 1998)
- •8.4. Снижение урожайности сельскохозяйственных культур (%) в зависимости от расстояния до источника вредных выбросов в атмосферу (Балацкий, 1979)
- •8.5. Степень токсичности основных атмосферных
- •Рнс. 8.7. Схематическое изображение типичных симптомов повреждения листьев лиственных деревьев и травянистых растений после воздействия н02:
- •8.6. Агроценотические показатели экологического неблагополучия (Виноградов, 1998)
- •С изменениями)
- •8.7. Методы определения загрязняющих веществ в биосфере (Лозановская и др., 1998, с изменениями)
- •Глава 9
- •9.1. Почвенно-биотическии
0000072
УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
АСВОЕСОЬОСУ
АГРОЭКОЛОГИЯ
Ьу V. А. СЬегткоу апо1 А. I. Сгшкегез
Под редакцией доктора сельскохозяйственных наук В. А, Черникова и кандидата географических наук А. И. Чекереса
Рекомендовано Министерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений по агрономическим специальностям
мозсом «коиоз» 2000
МОСКВА «КОЛОС» 2000
Введение
•
Взаимодействие общества с окружающей природной средой вызвало множество отрицательных последствий, что диктует необходимость последовательного формирования равновесного природопользования. Только при этом условии может быть достигнут разумный баланс во взаимодействии человека и природы, обеспечено грамотное использование естественного базиса развития производительных сил.
Деятельность человека направлена на овладение веществом, энергией и информацией — основополагающими элементами материальной и духовной базы любой общественной формации. Уровень технологических и технических систем, характер социально-экономических отношений, с одной стороны, предопределяют масштабы этих процессов, а с другой —степень и направленность воздействия на первичную биосферу. В последнее время воздействие это значительно усилилось, природные системы преимущественно находятся в аномальном (нарушенном) состоянии, имеют место кризисные явления и даже разрушение природных систем. Налицо противоречие между достижениями научно-технического прогресса, определяющего функциональные особенности нынешней биотехносферы, и динамикой экологических параметров. Не случайно столь пристальное внимание уделяется проблеме «безопасности прогресса».
Многоплановая проблема безопасности прогресса, научно обоснованное и целенаправленное решение которой определяет возможности устойчивого развития цивилизации, наряду с системой технологических, технических, экономических и иных решений требует также всесторонних анализа и оценки взаимодействия человека с окружающей природной, производственной и бытовой средами обитания для предотвращения возникновения экстремальных ситуаций, зон постоянного риска, а в конечном итоге для реального достижения безопасности жизнедеятельности.
Первичная биосфера (как, впрочем, и биотехносфера) является одновременно биологической, геофизической, кибернетической, термодинамической и химической системой, поэтому поиск оптимальных решений, безусловно, непрост. Важно выработать природосообразное поведение, основанное на знании сущности проблемы взаимодействия общества и природы. Для выработки конструктивной позиции, для грамотных практических действий очень важно систематизированное обучение всех участников производственного процесса сущности взаимодействия человека и природы в увязке со спецификой отраслей народного хозяйства.
В соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» (1991) существенно возрастают требования к грамотности специалистов в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Специалист любой сферы деятельности должен понимать смысл современных проблем взаимодействия общества и природы, разбираться в причинной обусловленности возможных негативных воздействий тех или иных производств на окружающую природную среду, уметь квалифицированно оценивать характер, направленность и последствия влияния конкретной хозяйственной деятельности на природу, увязывая решение производственных задач с соблюдением природоохранных требований, уметь планировать и организовывать природоохранную работу, вырабатывать и принимать научно обоснованные решения по вопросам охраны природы. Было бы ошибкой считать, что в природоохранных делах можно обойтись одними директивными установками и законодательными актами, выделением необходимых средств и т. п. Охрана природы — это не только сумма проблем, но и нечто гораздо большее: образ мышления, важная сфера формирования современного мировоззрения. Результативность государственных мер по охране природы во многом зависит от творческой инициативы людей, заинтересованного участия в проведении природоохранных мероприятий различных категорий населения и прежде всего лиц чьи действия или решения оказывают прямое или косвенное влияние на состояние окружающей природной среды.
Как тут не вспомнить строки известного русского писателя Ивана Васильева: «Что творишь ты, земляк!.. Почему ты не думаешь? Не думаешь о том, что будет завтра с твоим домом, с твоими детьми, с землей, которая тебя кормит?.. Ну скажи, пожалуйста, на что тебе будут миллионы куриных яиц, которые ты собираешь сегодня на фабрике, если завтра не станет вот этого леса, если болота и озера превратятся в зловонные лужи и ты не отыщешь чистой водицы, чтобы утолить жажду, если зеленый покров земли сдерешь колесами и ветер поднимет тучи песка и понесет в твои окна и двери? Ведь ты бросишь все и подашься куда-нибудь. А там что же, опять за свое, опять бездумье? Земля велика, но и у нее предел есть.
Грустно глядеть на твои следы... вот в десяти шагах от крайнего дома —болото. Оно было сухое, росли на нем березы и сосны, заслоняли деревню от огромного, расплывшегося на десятки гектаров зловонного поля, так называемого навозохранилища. Болото ты подтопил. Насыпал через ручеек дамбу, чтобы сократить дорогу к ферме, вода поднялась —лес погиб. Он стою мертвый, птицы в нем не живут.
...Еще десять шагов — картофельные бурты, кучи прелой соломы, сухие сосны. Каждую весну бульдозер сгребает всю гниль, валит под откос — там уже вал образовался, сосняк задохся, повалился, открыв уже мертвое болото с другой стороны.
А с третьей в это подтопленное болото текут обильные навозные ручьи. Теперь повернись, выбери любую из десяти дорог, коими располосован молодой сосновый бор на жалкие лоскутки, и пройди по ней еще сотню шагов — увидишь, как расползается, низвергая сосны и березы под обрыв, другая язва земли — карьер... Если этого не понимать, то...»*.
От экологической грамотности специалистов сельского хозяйства зависят защита окружающей среды от прямого загрязнения и разрушения, снижение ресурсе-, материале- и энергоемкости сельскохозяйственного производства, внедрение малоотходных технологических систем и процессов, минимизация потерь сельскохозяйственной продукции, внедрение природосообразных систем ведения земледелия, животноводства, оптимизация ландшафта сельскохозяйственных районов, производство экологически чистой продукции и т. д. Принципиально важно придать экологическую направленность сельскохозяйственным технологиям с учетом дальнейших путей развития научно-технического прогресса, особенностей специализации и концентрации по природно-хозяйственным зонам. Концепция природосообразности должна быть заложена в производственные системы, а при оценке производительности следует учитывать соотношение полученной продукции с объемом использованных ресурсов и удаленных отходов.
Требования рационального природопользования должны учитываться во
И. Васильев. Дело и только дело. — М.: Правда, 1987. С. 49—50.
всех подсистемах современного агропромышленного комплекса (сфера производства средств производства для сельского хозяйства; сфера материально-технического обслуживания сельского хозяйства; собственно сельскохозяйственное производство; заготовка, хранение, первичная переработка и реализация сельскохозяйственной продукции).
Действенность и эффективность охраны природы в сельском хозяйстве зависят от экологического предвидения специалистов, их умения увязывать вопросы развития производства с природоохранными задачами.
Принято считать, что интенсификация сельского хозяйства — это последовательно возрастающее вложение средств производства и труда на единицу земельной площади и на голову скота. Она осуществляется на основе укрепления материальной базы, увеличения производства минеральных и органических удобрений, химических средств защиты растений. Между тем заместить силы природы человеческим трудом невозможно. И в индустрии, и в земледелии человек может только пользоваться действием сил природы, если он познал механизм их действия. И не случайно результатом процесса интенсификации сельского хозяйства стали существенные негативные воздействия на природные комплексы и их компоненты, отрицательные изменения в состоянии окружающей природной среды.
Неправомерно сводить научно-технический прогресс в сельском хозяйстве лишь к количественному росту материально-технических средств, используемых в отрасли. Важно учитывать не только социально-экономические, но и экологические требования.
В условиях интенсификации сложилось своего рода нигилистическое отношение к необходимости последовательного осмысленного учета естественной основы производства. Между тем аграрный сектор экономики связан с воспроизводством живых организмов — растений и животных и поэтому сохраняет специфику производственных процессов, обусловленную природными факторами. Выведение новых сортов и пород, создание прогрессивных технологий, внедрение механизации, химизации, мелиорации направлены на повышение уровня рационального использования природного базиса, его производительной силы. Более высокому уровню экономической активности должны соответствовать более совершенные организация и регулирование процессов природопользования.
Современные процессы интенсификации характеризуются весьма высокой энерго- и ресурсоемкостью. В итоге все более возрастает энергетическая «иена» каждой пищевой калории. Так, на производство пищи, имеющей энергетическую ценность I Дж, к началу 80-х годов расходовалось до 10 Дж энергии, а на хранение и переработку требовалось еще 5...7 Дж. Повышение урожайности с 2 до 4 т/га обусловливает десятикратное увеличение затрат энергии ископаемого топлива. Существует природно-обусловленный предел допустимого привнесения в агроэкосистемы искусственной энергии, да и возможности наращивания ее производства не безграничны. Адаптированные же (т. е. максимально учитывающие природный фон) системы сельского хозяйства, как правило, менее энергоемки.
Между прочим, фермеры весьма заинтересованно относятся к целесообразности и возможности всестороннего учета экологических требований при создании и ведении своих хозяйств.
«Экологи зация» сельскохозяйственного производства — объективно обусловленная необходимость целенаправленного перехода от сугубо технократической политики к грамотному соединению достижений научно-технического прогресса с принципами природосообразности при организации и осуществлении различных видов производственной деятельности в сфере агропромышленного комплекса. В понятие интенсификации необходимо включать и природную составляющую.
Рассмотренные проблемы и призвана изучать и решать агроэкология
(сельскохозяйственная экология). Следует отметить, что общепринятого определения этого понятия пока еще нет. В «Словаре-справочнике по экологии» (Кондратюк, Хархота, 1987) сказано: агроэкология, агроценология, аг-рарэкология, культурфитоценология, агрофитоценология — наука об агро-ценозах. Агроэкология исследует связи между организмами в агроценозах, влияние на них среды, роль организмов в создании определенной биоцено-тической среды, а также структуру, продуктивность, типы агроценозов и их районирование. Общая цель агроэкологии — использование биоценотичес-ких закономерностей культурной растительности для повышения ее продуктивности и качества. В словаре-справочнике «Природопользование» (Рей-мерс, 1990) говорится: агроценология (агроэкология) — научная дисциплина об агроценозах, рассматривающая в качестве центрального объекта вид или сорт, ради которого создается агроценоз; экология сельскохозяйственная:
1) аутозкология и синэкология культурных растений и домашних животных;
2) экология (часть биологии — биоэкология, изучающая отношения организмов... между собой и окружающей средой...) всех культивируемых растений. В толковом терминологическом словаре «Экология и охрана окружающей среды» (1998) агроэкологией (сельскохозяйственной экологией) назван раздел прикладной экологии, изучающий влияние факторов среды (биотических и абиотических) на продуктивность культурных растений, а также структуру и динамику сообществ организмов, обитающих на сельскохозяйственных полях, влияние агробиоценозов на жизнедеятельность культивируемых растений.
Следует обратить внимание на ограниченность, односторонность этих определений. В результате вне поля зрения оказываются многоплановые вопросы взаимодействия агропромышленного комплекса с окружающей природной средой, природная и антропогенная обусловленность таких взаимодействий, их причинно-следственные взаимосвязи и взаимозависимости и т. д.
Более исчерпывающим и соответствующим сущности рассматриваемых проблем может быть следующее определение: агроэкология — это комплексная научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека с окружающей средой в процессе сельскохозяйственного производства, влияние сельского хозяйства на природные комплексы и их компоненты, взаимодействие между компонентами агроэкосистем и специфику круговорота в них веществ, перенос энергии, характер функционирования агроэкосистем в условиях техногенных нагрузок. Цели агроэкологии: обеспечение устойчивого производства качественной биологической продукции, максимальное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем, сохранение и воспроизводство природно-ресурсной базы аграрного сектора, исключение и минимизация негативного воздействия на окружающую природную среду.
В предлагаемом учебнике преимущественное освещение получили естественно-научные аспекты агроэкологии, что далеко не исчерпывает пласт актуальных проблем, связанных с экологизацией сельского хозяйства,
Рукопись учебника подготовлена при содействии Федеральной целевой программы «Интеграция»; проектов ТЕМР115 («Совершенствование агро-экологического образования») и ТАС15 («Укрепление сельскохозяйственных реформ посредством образования»).