22.2. Устойчивость и изменчивость агроэкосистем

- Оптимизация природной среды — это поиск сбалансированного соотно­шения между эксплуатацией экосистем (рациональным использованием есте­ственных ресурсов), их охраной и целе­направленным преобразованием. Меж­ду тем деятельность человека приводит к значительным и устойчивым измене­ниям природной среды. В агроэкосис-темах, как известно, к таковым относят процессы эрозии и дефляции; загрязне­ние почв и природных вод химически­ми веществами, вымываемыми из мине­ральных удобрений и ядохимикатов;.зв-трофирование водоемов; уплотнение, подкисление и понижение биологичес­кой активности почв; изменение видо­вого состава, численности и распреде­ления флоры и фауны и т. д.

В связи с этим очевидна необходи­мость в системе средостабилизирующих мероприятий. Теоретическим обосно­ванием разработки системы обеспече­ния устойчивости агроэкосистем при­звана служить формирующаяся эколо­гия агроландшафта, которая изучает структуры и особенности функциони­рования агроэкосистем в конкретных условиях и при антропогенных воздей­ствиях, а также балансы веществ и энер­гии. При этом необходимо системно учитывать характер взаимосвязей и вза­имозависимостей между структурными элементами агроландшафта, иерархи­ческие уровни соответствующих струк­тур.

„ Как отмечал А.Г.Исаченко (1980), охрана и рациональное использование отдельных компонентов природной среды не имеет реального смысла вне

оптимизации более сложных целостных территориальных единиц, какой и явля­ется ландшафт.

Рассматривая предпосылки форми­рования устойчивых агроэкосистем, не­обходимо основываться на ландшафт-но-экологическом подходе, который предполагает изучение природных яв­лений и процессов, а также инвентари­зацию их ресурсного потенциала; оцен­ку природных систем применительно к возможным видам использования; про­гнозирование вероятных изменений природных комплексов в результате их использования; разработку подходов к управлению процессами изменения природных комплексов из-за антропо­генного воздействия, определение пу­тей и способов их регулирования; обо­снование и разработку рекомендаций по оптимизации агроландшафтов. ', Природные системы характеризуют­ся радом свойств^ определяющих их (систем) отношение к внешним воздей­ствиям, таких, как целостность, устой­чивость, эластичность, инерция, ем­кость, допустимые пределы изменений. Кратко охарактеризуем эти свойства.

Целостность — внутреннее единство экосистем, обусловленное тесными вза­имосвязями между составляющими их компонентами.

Устойчивость — способность к само­сохранению и саморегулированию в пределах, не превышающих определен­ных критических величин (допустимых пределов изменений). Речь идет о спо­собности экосистем сохранять свою структуру и основные функции при внешних воздействиях (в том числе ант­ропогенных). Особую роль здесь играет биота, которая, трансформируя абиоти­ческую среду, смягчает внешние воз­действия.

Различают резистентную и упругую устойчивость. В первом случае имеется в виду свойство системы сопротивлять­ся нарушениям, поддерживать свою структуру и функции, во втором — спо­собность восстанавливать свое состоя­ние (т. е. важнейшие на определенном временном интервале характеристики) после того, как структура и функции си­стемы были нарушены.

Изменчивость — способность экоси­стем переходить из одного состояния в

437

другое под влиянием внешних сил или факторов саморазвития. По глубине трансформации систем различают из­менения в ходе функционирования, ди­намики и развития. Функционирова­ние — это совокупность процессов пе­редачи и превращения вещества и энер­гии, поддерживающая систему в определенном состоянии. Здесь проис­ходят небольшие количественные изме­нения, которые носят ритмичный су­точный и сезонный характер. Динамика представляет собой обратимые измене­ния, которые происходят в рамках структуры системы. К ним, например, относят многолетние периодические колебания, так называемые «восстано­вительные смены». В процессе динами­ки происходят более глубокие измене­ния, чем в процессе функционирова­ния. Но они не ведут к качественной пе­рестройке структуры, а лишь медленно подготавливают ее. Развитие (эволю­ция) — это необратимые изменения си­стем с коренной перестройкой структу­ры и формированием новых ландшаф­тов, что связано как с внешними воз­действиями (природными и антропо­генными), так и с внутренними ценоти-ческими (саморазвитие). Такие экосис­темы теряют устойчивость.

Эластичность — способность в неко­торых пределах менять свое состояние под влиянием внешних факторов и воз­вращаться в исходное состояние при прекращении их действия.

Инерция — способность природных систем в некоторых пределах противо­стоять действию внешних факторов без изменения своего состояния.

Емкость — способность абсорбиро­вать без изменения своего состояния чужеродные воздействия внешних фак­торов (посторонние вещества, избыточ­ную энергию и т. п.).

Допустимые пределы изменений — максимальный и минимальный преде­лы параметров состояния природной системы, внутри которых она обладает устойчивостью и не разрушается.

В связи с рассматриваемыми свой­ствами природных систем представляет интерес предложенная Ю. А. Израэлем (1984) графическая схема состояния некоторой системы во времени при различных нагрузках (рис. 22.2). Как

Время (t)

Рис. 22.2. График функции состояния элементов