
- •Основные закономерности роста и развития растений. Формирование первичной продукции экосистем
- •§ 5.1. Количественные оценки живого вещества Земли
- •§ 5.2. Солнечная энергия: использование и изучение
- •§ 5.3. Образование и разложение биологической продукции
- •5.3.1. Фотосинтез и транспирация растений
- •Суша: 253 103,5 172,5 184
- •Океан: 88 36 60 64
- •5.3.2. Дыхание растений и другие типы катоболизма
- •§ 5.4. Продуктивность экологических систем
- •Продуктивность агроценозов, ц сухого веса/(га*год)
- •Изменения урожайности и повторяемости низких урожаев зерновых культур при глобальном потеплени (2030 / 1995)
Продуктивность агроценозов, ц сухого веса/(га*год)
Тип с/х технологии |
Продуктивность |
Собирательство С/х без энергетических субсидий Субсидируемое зерновое с/х Теоретически возможный максимум для водорослей |
0,004…0,2 0,5…20 20…100 100…800 |
Осенью 1994 года Россия одобрила Рамочную конвенцию об изменении климата. Это вызвало к жизни ряд научных проектов, оценивающих последст-вия глобального дифференцированного потепления. Например, во ВНИИ сельско-хозяйственной метеорологи на основе моделирования энерго- и массообмена в системе “климат – почва – урожай” изучена вероятность низких урожаев как одной из угроз национальной безопасности страны1. При этом учитывалось воз-можное увеличение к 2030 году содержания углекислого газа в 1,2 раза, озона – в 1,3 раза, снижение почвенного плодородия на 20 % от уровня 90-х годов, а также сохранение максимального уровня плодородия.
Оказалось, что рост содержания углекислого газа способен компенсировать отрицательные последствия аридизации. Правда, эффект может быть нейтра-лизован аэрозольным загрязнением атмосферы, деградацией почв и другими про-цессами. Наихудший вариант, связанный с потерей трети урожая, реализуется в случае резкого сокращения эмиссии углекислого газа, загрязнения приземной атмосферы и деградации почв на фоне продолжающегося потепления (в силу тепловой энерции Океана). При современном состоянии климата почвозащитные мероприятия способны увеличить урожай зерновых на 120 %, а кормовых культур – в 2 раза. Оптимизация землепользования в условиях более теплого и влажного климата привела бы к росту продуктивности в 1,5 раза.
В целом результаты моделирования позволили сформулировать три сценария развития отечественного сельского хозяйства.
1. Сохраняются современный технологический уровень сельского хозяйства и скорость деградации почв. В этом случае ожидается существенное ухуд-шение продовольственной ситуации при варианте аридного потепления либо незначительное снижение урожаев при гумидном потеплении.
2. Реализуются мероприятия по сохранению почвенного плодородия на уровне 90-х годов. Это ведет к социально-экономическому кризису в условиях аридного потепления либо к существенному увеличению биопродуктивности при гумидном потеплении.
3. Повсеместно внедряются передовые аграрные технологии. При таком варианте темпы развития отрасли будут соответствовать социальному заказу в условиях аридного потепления либо ожидается увеличение продуктивности в 2,5 раза в условиях гумидного потепления1.
Особое внимание уделялось катастрофическим последствиям потепления, которые возможны в случае совпадения максимумов деградации почв и социально-экономического кризиса на фоне продолжающейся аридизации (табл. 5.3).
Таблица 5.3
Изменения урожайности и повторяемости низких урожаев зерновых культур при глобальном потеплени (2030 / 1995)
Район, область |
Урожайность, % |
Повторяемость, кол-во раз |
||
гумидное п. |
аридное п. |
гумидное п. |
аридное п. |
|
Северо-Западный |
-1 |
-7 |
0,5 |
0,4 |
Центральный |
-10 |
-20 |
1,1 |
1,4 |
Московская область |
-9 |
-18 |
0,8 |
0,7 |
Калужская область |
-5 |
-13 |
0,7 |
0,5 |
Орловская область |
-16 |
-22 |
1,4 |
1,1 |
Центр.-Черноземный |
-23 |
-22 |
1,7 |
1,2 |
Курская область |
-19 |
-22 |
1,2 |
0,8 |
Краснодарский край |
-37 |
-28 |
7,1 |
5,2 |
Россия в целом |
-24 |
-26 |
2,3 |
1,9 |
Географическое положение зон наибольшего ущерба крайне неблагоприятно: максимальное снижение урожайности произойдет в главных зернопроизводящие регионах страны. При этом в Северо-Западном экономическом районе повторяемость низких урожаев уменьшится в 2 раза, а в Краснодарском крае возрастет в 6 раз при вероятной потере трети урожая.
Поэтому предполагаемое сокращение эмиссии парниковых газов, вероятно, не является абсолютным благом для России. Но практически в любом случае продуктивность агроценозов может быть увеличина на 70 % путем повышения плодородия почв. Если же будет реализована программа адаптации агроценозов к новым климатическим условиям, включающая перераспределение угодий, внедрение влагосберегающих технологий и выведение сортов, адаптированных к новому климату, перспективы развития страны вполне благоприятны. Однако, при сохранении нынешнего экономического еще несколько десятилений, последствия могут оказаться катастрофическими.
1 Снакин В.В. Экология и охрана природы. Словарь-справочник. М.: Academia, 2000.
2 Считается, что по сравнению с растениями масса современных животных в 10-100 тысяч раз меньше.
1 Тепловой поток недр и энергия лунных приливов тесно не связаны с современной солнечной радиацией.
1 Транспирация (от лат. spiro – выдыхаю или англ. transpire – выделяться) – испарение влаги с поверхности листьев. Благодаря транспирации в растениях возникает ток воды от корневой системы к листьям.
1 Хемосинтезирующие микроорганизмы обнаружил в 1887 году один из основоположников микробиологии С.Н. Виноградский (1856-1953). В 1893 году им впервые были выделены азотфиксирующие бактерии.
1 Катаболизм (от греч. katabole – сбрасывание вниз) – совокупность реакций обмена веществ организма, обеспечивающих распад сложных органических веществ до более простых с выделением метаболической энергии. Противопоставляется реакциям анаболизма (от греч. ana-bole – подъем), направленных на ассимиляцию вещества и энергии из внешней среды и образование органических соединений.
1 Сиротенко О.Д., Абашина Е.В., Павлов В.Н.. Чувствительность сельского хозяйства России к изменениям климата, химического состава атмосферы и плодородия почв // Метеорология и гидрология. № 4. 1995, с. 107-114.
1 Согласно прогнозам ООН, в случае гумидного потепления хозяйства европейской территории России станут надежными экспортерами продовольственного зерна для Северной Африки.