Тема 9. Сільськогосподарські ландшафти

1. Агроекосистеми, їх історія розвитку.

2. Таксономія агроекосистем.

3. Основні елементи агробіоценозу.

4. Заходи, щодо підвищення продуктивності сільськогосподарських культур.

5. Впливи хімізації сільського господарства на природу.

6. Альтернативне землеробство.

7. Ландшафтний підхід у землекористуванні.

1. Агроекосистеми. Історія розвитку

Як було зазначено раніше, в процесі розвитку суспільства змінюються характер і масштаби дії людини на природу.

Розвиток сільського господарства здебільщого супроводжувався повним знищенням первинного рослинного покриву. На великих просторах звільнялося місце для небагатьох видів рослин, найбільш придатних для харчування і тому відібраних людиною. Ці види рослин поступово окультурювали, постійно обробляли.

Розповсюдження сільськогосподарських культур мало величезний, зрідка катастрофічний вплив на наземні екосистеми. Замість природних біоценозів, екосистем, ландшафтів з’явилися агросфера, агроекосистеми, агроценози, аграрні ландшафти та ін.

Під агросферою розуміють глобальну систему, що об’єднує всю територію Землі, перетворену сільськогосподарською діяльністю людини.

Агроекосистеми – це екосистеми, змінені людиною в процесі сільськогосподарського виробництва: поля, городи, сади, виноградники та ін.

Основою агроекосистем є агроценози.

Агроценози – біоценози на землях сільськогосподарського користування, створені для отримання сільськогосподарської продукції, регулярно підтримувані людиною біотичні спільноти, що мають малу екологічну надійність, але високу продуктивність (врожайність) одного чи кількох вибраних видів (сортів, порід) рослин або тварин.

Екосистему, що сформувалася внаслідок сільськогосподарського перетворення ландшафту, називають аграрним (сільськогосподарським) ландшафтом.

Агроекосистеми до початку XX століття, за Соколовим та ін. (1994), були ще достатньо різноманітні: цілинні землі, ліси, обмежені райони багатогалузевого осілого господарства характеризувалися незначною зміною мешканців. Агроекосистеми мали своїх первинних виробників (дикорослі рослини), якими людина харчувалася безпосередньо або опосередковано через дичину, домашніх тварин. Первинні виробники – автотрофи забезпечували людину рослинним волокном, лісоматеріалами.

Людина була основним консументом цієї екосистеми, в якій було також чимало диких і домашніх тварин, що мали велику сумарну масу. Вся споживана людиною продукція трансформувалася годі у відходи, що руйнувалися і перероблялися редуцентами або деструкторами до простих речовин (нітрати, фосфати, інші мінеральні сполуки), які знов використовувалися автотрофами в процесі фотосинтезу.

Самоочищення земель і вол тут здійснювалося повністю, і кругообіг речовин в екосистемі не порушувався. Кількість сонячної енергії, отримуваної людиною у вигляді хімічної енергії в процесі обміну речовин під час харчування (близько 4000 ккал/добу на людину), дорівнювала приблизно такій самій кількості енергії, яку людина використовувала у вигляді теплової (спалювання дров) і механічної (тяглова сила) енергії.

До XIX століття в процесі аграрної цивілізації використовувалася енергія, накопичена за вегетаційний період первинними консументами, а також акумульована впродовж багатьох років деревами. Загальна ж кількість енергії, використовувана людиною (близько 22 000 ккал/лобу). лише удвічі перевищувала енергоспоживання людиною неоліту (близько 10 000 ккал/лобу).

Таким чином, за становлення аграрної цивілізації екосистема людини мала високий рівень гомеостазу. Незважаючи на антропогенну зміну або заміщення екосистем. діяльність людини вписувалася в біогеохімічний кругообіг і не змінювала припливів енергії в біосферу.

Незворотні, глобальні зміни біосфери Землі під впливом сільськогосподарського виробництва різко посилилися в XX столітті. У 70—90-х рр. впровадження інтенсивних технологій (монокультура, високопродуктивні, але незахищені сорти, агрохімікати) супроводжувалося водною і вітровою ерозією, вторинним засоленням, ґрунтостомленням, деградацією ґрунтів, збідненням едафону і мезофауни, зменшенням лісистості, збільшенням розораності та ін.

Щохвилини на 1 см² верхнього шару земної атмосфери надходить 2 калорії сонячної енергії – так звана сонячна постійна. Використання рослинами світлової енергії порівняно невелике. Тільки частина сонячного спектра, так звана ФАР (фотосинтетична активна радіація з довжиною хвилі 380-710 нм, 21-46% сонячної радіації) використовується в процесі фотосинтезу. У зоні помірного клімату на сільськогосподарських землях ККД фотосинтезу не перевищує 1,5-2%, а найчастіше дорівнює 0,5%.

Антропогенне перетворення природних ландшафтів на аграрні відбувалося впродовж тисячоліть. Першими системами землеробства були примітивні – підсічно-вогняна, лісопольова, перелогова. Вони відповідали низькому рівню розвитку продуктивних сил суспільства: первіснообщинним. рабовласницьким і феодальним виробничим відносинам.

За підсічно-вогняної системи в лісових районах спалювання лісу забезпечувало ґрунт фосфором, калієм, кальцієм і іншими зольними елементами, знищення шкідників і зародків хвороб, прискорення мінералізації органічної речовини гранту.

Вирощувані людиною на таких полях сільськогосподарські культури давати врожай не більше двох-п’яти років. Надані ґрунт втрачав сприятливі властивості, сильно засмічувався, і врожаї оброблюваних культур різко знижуватися, поля, що втратили родючість, покидали. Природна рослинність у перебігу сукцесійних процесів поступово відроджувалася, а родючість ґрунтів відновлювалася.

Поступово на зміну підсічно-вогняній системі прийшла лісопольова система землеробства. Тут в основу було покладено чергування посівів однорічних рослин з лісом.

З розвитком тваринництва з’являється можливість продовжити час використання відвойованої у лісу ріллі завдяки внесенню до ґрунту гною. Та все ж епізодичне угноювання невеликими дозами не могло забезпечити збереження і велике підвищення родючості ґрунту. З потенційно родючими чорноземними ґрунтами в степових районах використовувалася система перелогового землеробства. Суть її полягала у відтворенні родючості ґрунту за допомогою багаторічної трав’янистої рослинності. Сільськогосподарські культури обробляли впродовж шести-десяти років, а після виснаження і засмічення ґрунту поле залишали в переліг на 25-30 років.

На зміну примітивним системам прийшла парова система землеробства. Це був крок вперед. Парова система землеробства дала змогу втроє-вчетверо розширити площі під посівами зернових культур, підвищити інтенсивність використання землі і збільшити виробництво зерна.

Характерні для цієї системи землеробства зерно-парові сівозміни з короткою ротацією, де після чистої пари розміщувати зернові впродовж одного-трьох років.

Парова система землеробства була в Україні основною аж до 20-х років XX століття. Надалі вона розвинулася в зернопарову ґрунтозахисну систему землеробства. Розвитком парової системи в регіонах з хорошим зволоженням за рахунок опадів і розвиненим тваринництвом з’явилася в середині XX століття багатоділянкова трав’яна система землеробства. Більш як половину всієї плоті орнопридатної землі за цієї системи відводилася під луки і випаси.

На основі вдосконалення парової і багатопільно-трав’яної систем землеробства виниклі поліпшені зернові системи землеробства.