4.3. Культурные агрогеосистемы

Высказанные соображения о способах создания культурных (оптимизированных) ландшафтов начинают реализовываться в научных и практических проработках по ландшафтному земледелию. Именно сельскохозяйственное производство, несмотря на кажущееся несильное влияние на природные системы, но благодаря широкомасштабному развитию является мощным природоизменяющим фактором.

Важность этого вида природопользования и значительные негативные экологические последствия заставили аграриев в первую очередь обратиться к системному анализу своей деятельности, переходить к адаптивным природосберегающим технологиям.

Агрогеосистема – это техноприродная ресурсо-воспроизводящая и средообразующая гео(эко)система, она служит объектом сельскохозяйственной деятельности и одновременно, средой обитания культурных растений, домашних животных и человека. В ней человеком эксплуатируется уникальный природный процесс, свойственный зеленым растениям, – фотосинтез, создающий живое вещество из неорганических веществ, энергетической основой которого является солнечное излучение.

Агрогесистема во многом отличается от природной, целинной геосистемы.

Прежде всего, это коренная трансформация биогеохимического круговорота веществ. Если в природных геосистемах лишь около 10 % первичной биологической продукции, создаваемой зелеными растениями, утилизируется в трофических (питательных) цепях травоядными и всеядными животными, а остальная растительная масса после отмирания идет на расширенное воспроизводство плодородия почвы, то в пахотных агрогеосистемах отчуждение с убранным урожаем подавляющей части биомассы (см. табл. 3.9) приводит к резкому дисбалансу биогеохимического круговорота.

Как следствие, происходит обеднение почв гумусом, питательными элементами, разрушается структура пахотного горизонта. Почва теряет свое плодородие, становится податливой к эрозионным процессам. Возникает необходимость восстановления плодородия почвы за счет внесения органических и минеральных удобрений. К этому добавляется и другая химическая нагрузка: разнообразные ядохимикаты, химмелиоранты (известь, гипс).

Как уже отмечалось, агрогеосистемы менее устойчивы из-за уменьшения разнообразия растительного покрова.

Создание культурных агрогеосистем предполагает адаптивное растениеводство;

контурное земледелие;

биологические (альтернативные) системы полеводства с отказом от ядохимикатов и с сокращением минеральных удобрений;

минимизацию обработки почвы;

переход от монокультурных посевов к поликультуре;

рациональную организацию территории.

В концепции ландшафтного земледелия много внимания уделяется оптимальному насыщению агрогеосистем морфологическими элементами экологического назначения. Они могут быть как природными, так и специально созданными. В составе культурной агрогеосистемы обязательно должна быть экологическая инфраструктура, которая поддерживает геосистему в динамически устойчивом состоянии (см. разд. 12.3).

Глава 5. Природно-техногенные комплексы природообустройства

Природообустройство – сложное дорогостоящее ресурсо- и энергоемкое мероприятие, проводимое длительное время, для его осуществления необходимо создание комплекса инженерных сооружений и устройств, надежно функционирующих в разнообразных природных условиях, часто экстремальных, при переменных погодных условиях.

Поэтому на больших площадях строятся инженерные системы природообустройства, т. е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, предназначенные вместе с мероприятиями для достижения той или иной цели.

Инженерные системы природообустройства вместе с природными объектами, на которых они построены и которые они призваны модифицировать в нужном человеку направлении, образуют техноприродные системы, которые принято называть природно-техногенными комплексами, подчеркивая значимость техногенных элементов.

Природно-техногенный комплекс (ПТК) состоит из двух основных частей: природной и техногенной, он включает средства управления и управляемую подсистему, которые можно представить в виде схемы (рис. 4.1).

Для организации управления необходим ряд элементов:

рецептор – часть комплекса, которая воспринимает и передает информацию об управляемом объекте (измерители влажности почвы, температуры воздуха, уровня воды в реке и др.);

эффектор – та часть, с помощью которой оказывается воздействие на управляемый параметр (насосы, каналы, трубопроводы, дождевальная техника, дрены, шлюзы и т.п.);

блок принятия решений, который, соотнося поступающую от рецептора информацию с необходимым результатом, вырабатывает решения, позволяющие оптимальным способом достичь определенную социально-экономическую цель. Блок принятия решений управляется лицом, принимающим решения. На современном этапе принятие решений поддерживается использованием экспертных систем, баз данных и геоинформационных систем, систем мониторинга, дистанционного зондирования, которые позволяют реализовать принципы адекватности воздействий и предсказуемости.

У термина природно-техногенный комплекс природообустройства есть синонимы. Подобные объекты еще называют геотехническими системами и техноприродными системами (удачный вариант, подчёркивающий первичность природы в этом комплексе).

Нельзя путать природно-техногенный комплекс с природно-территориальным комплексом, т.е. с крупной геосистемой ранга ландшафта, а также с производственно-территориальным комплексом, т.е. группой предприятий и учреждений, выполняющих определенную экономическую функцию и связанных производственными циклами и потоками, совместным использованием территории, природных и трудовых ресурсов и производственной инфраструктуры.

Не следует отождествлять инженерные системы природообустройства с природно-техногенными комплексами природообустройства. Последние помимо сооружений и устройств включают обустраиваемые природные объекты, на них создаются комплексы природопользования. На мелиорируемых землях есть мелиоративная система, а также обязательно сельскохозяйственные предприятия растениеводства, вместе с мелиорированными почвами, подземными водами и др. они образуют комплекс. На обустроенных водных объектах помимо средств регулирования речного стока есть гидроэлектростанции, средства судоходства, рыболовства, все они работают в тесном взаимодействии, вместе с водосбором и рекой образуют большую квазиприродную систему, или комплекс.

Природно-техногенные комплексы природообустройства сложны в правовом отношении. Например, в соответствии с Водным кодексом РФ реки являются общенародным достоянием и находятся в государственной собственности, а насосная станция на ее берегу может принадлежать юридическому или физическому лицу, подключенная к ней мелиоративная система – другому лицу. Так, Закон РФ о мелиорации земель предполагает наличие государственных мелиоративных систем, систем коллективного пользования (субъектов Федерации, муниципальных органов, группы лиц) или индивидуального пользования. В соответствии с Земельным кодексом РФ земли для размещения мелиоративной системы могут быть в собственности ее владельцев. Мелиорируемые земли могут находиться в собственности других физических и юридических лиц. В связи с этим возникают противоречия между здравым смыслом и юридическими нормами. По смыслу водоисточник, водоприемник, мелиоративная сеть, линии энергоснабжения, дорожная сеть, мелиорируемые земли - единый природно-техногенный комплекс, а в правовом отношении это собственность разных субъектов. Надо отдавать себе отчет в том, что юридические нормы, в отличие от объективных законов природы, являются субъективными, предметом соглашения между людьми и в любой момент времени могут быть изменены.