Rolevye_igry_po_ekologii

Экология города

150

Кроссворд № 14

По горизонтали: 3 — быстрорастущее дерево для озелене* ния городов с загрязненной атмосферой; 5 — вспенивающиеся моющие средства; 6 — идеальный экологический город; 8 — ос* новной загрязнитель атмосферы в городе; 9 — физическое заг* рязнение городской среды, порождаемое однообразной архи* тектурой; 10 — ядовитый туман; 14 — растение*концентратор свинца; 15 — гигантский город.

По вертикали: 1 — наблюдение за состоянием среды; 2 — вещества, разрушающие озоновый слой; 4 — повышение доли городского населения; 7 — повторное использование веществ; 11 — эколог, назвавший города «паразитами биосферы»; 12 — зеленое покрытие; 13 — радиоактивный газ, загрязняющий нижние этажи зданий.

Материал для организации олимпиад

151

Блиц викторина

1.Доля городского населения в мире (60%).

2.Доля городского населения в Российской Федерации (70%).

3.Доля городского населения в Японии (80%).

4.Прогнозируемый уровень урбанизации к середине ХХI столетия (80%).

5.Вариант загрязнения, вызываемый однообразной архи* тектурой (видеозагрязнение).

6.Основные компоненты кислых дождей (оксиды серы и азота).

7.Ядовитый туман над городом (смог).

8.Главные виновники разрушения озонового слоя (фреоны).

9.Влияние трамвая на окружающую среду (шумовое загряз* нение).

10.Город с населением более 10 млн человек (мегаполис).

11.Примеры мегаполисов мира (Нью*Йорк, Сидней, Каль* кутта, Токио ...).

12.Небольшие экологические обустроенные города (экосити).

13.Название экологического норматива уровня загрязне* ния окружающей среды (ПДК).

14.Наблюдение за состоянием окружающей среды (эколо* гический мониторинг).

15.Самая «мусорная» страна мира (США).

16.Среднее количество бытового мусора в год на одного горожанина (300–700 кг).

17.Наиболее эффективный способ сбора мусора (фракци* онирование).

18.Наиболее распространенный вариант переработки му* сора в развитых странах (сжигание).

19.Главный недостаток способа переработки мусора сжи* ганием (загрязнение атмосферы).

20.Название пластиков, которые быстро разрушаются в ок* ружающей среде (биодеградабельные).

21.Самая устойчивая к загрязнению атмосферы древесная порода (тополь).

22.Массив естественного леса в черте города (лесопарк).

23.Результат аккумулирующей деятельности города (куль* турный слой).

24.Вдыхание табачного дыма некурящими (пассивное курение).

25.Материал, используемый при изготовлении мягкой ме* бели, который при старении загрязняет атмосферу квартиры пылью (поролон).

Экология города

152

26.Вспенивающие вещества (детергенты).

27.Фракции моющих средств, вызывающие эвтрофикацию водоемов (фосфаты).

28.Электромагнитное загрязнение квартиры (электросмог).

29.Радиоактивный газ, загрязняющий воздух в нижних эта* жах зданий (радон).

30.Предельно допустимая годовая доза бытовой радиации (500 миллибэр).

31.Комнатное растение, обладающее бактерицидным дей* ствием (герань).

32.Комнатные растения, очищающие воздух от химическо* го загрязнения (алоэ, хлорофитум).

33.Главный фактор загрязнения городской атмосферы (ав* томобиль).

34.Основные загрязняющие вещества, выбрасываемые в ат* мосферу автомобилем (оксид углерода, оксиды азота, формаль* дегид, резиновая пыль).

35.Оптимальный расход бензина автомобилем на 100 км пути

(4 л).

36.Бразильский город с самой развитой системой обще* ственного транспорта (Куритиба).

37.Универсальный эффективный способ улучшения город* ской среды (озеленение).

38.Желательная площадь древесных насаждений на одного горожанина с учетом пригородной зеленой зоны (300 кв. м).

39.К какому типу относится экосистема города (антропо* генная гетеротрофная).

40.Можно ли создать равновесную городскую экосистему

(нет).

41.Кто назвал города «паразитами биосферы»? (Ю. Одум).

42.Решению какой глобальной экологической проблемы по* могают города? (демографической).

РАЗДЕЛ 3.

СЕЛЬСКО

ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ

ЭКОСИСТЕМЫ

Несмотря на то, что свыше 30% суши планеты заняты сельс* кохозяйственными угодьями, и обеспечение продуктами пита* ния ныне живущего и будущих поколений (продовольственная безопасность) — ключевое звено концепции устойчивого раз* вития мирового сообщества, в школьной экологии, как уже от* мечалось, разделу о сельскохозяйственных экосистемах (агро* экосистемах) уделяется недостаточное внимание.

Сведения по сельскохозяйственной экологии в школьных учебниках, если исключить «Экологию России», написанную нами, крайне куцые. По страницам учебников гуляют представ* ления об антиэкологичной «зеленой» и биотехнологической революциях, об идиллическом биодинамическом земледелии и т. д. А знания основ сельскохозяйственной экологии необходи* мы не только сельскому школьнику, но и городскому.

По этой причине спектр вопросов, обсуждаемых в данном разделе, более широкий, чем в других. Общие представления об агроэкосистеме и основных подходах к экологизации сельского хозяйства рассматриваются в ток*шоу об устойчивой агроэко* системе, вопросам экологии культурных растений (а также сор* ных и рудеральных) посвящаются экологические спектакли, объе* диненные в сериал «Клуб цивилизованных растений». Все прочие разделы экологии сельского хозяйства рассмотрены в экологи* ческих беседах, заключающих настоящий раздел.

Центральной идеей предлагаемого материала выступает идея компромиссной системы ведения сельского хозяйства. Авторы убеждены, что ни высокоинтенсивные технологии вы* ращивания биотехнологических (трансгенных) сортов растений и разведения аналогичных пород животных, ни экологически чистое альтернативное земледелие не могут обеспечить продо* вольственную безопасность. Эту проблему может решить лишь экологически ориентированная интенсификация сельского хо* зяйства на основе адаптивных сортов растений и пород живот* ных при умеренных, но обязательных антропогенных субсиди* ях энергии и вещества в форме затрат на удобрение, пестициды, кормовые добавки, обработку почвы и др.

СЦЕНАРИИ РОЛЕВЫХ ИГР

Ток шоу «Устойчивая агроэкосистема»

Современное сельское хозяйство переживает экологический кризис — усиливаются процессы разрушения почв и травостоев естественных кормовых угодий; водоемы загрязняются удобре ниями, пестицидами и животноводческими стоками; снижает ся качество (и практически не растет количество) сельскохо зяйственной продукции, ухудшается состояние здоровья сельского и потребляющего загрязненные продукты городского на селения. Выходом из этой кризисной ситуации является перевод сельского хозяйства на агроэкологическую основу с целью созда ния устойчивой агроэкосистемы, т. е. обеспечения ее самопод держания (сестайнинга).

Для усвоения учащимися основных принципов сестайнинга агроэкосистем предлагается это ток шоу. Мы приводим вари ант игры с полным набором экспертов, но их число может быть уменьшено до шести, например, можно объединить роли земле дела и механизатора, а вместо химика и специалиста по биоме тоду ввести роль специалиста по защите растений.

Участники ток шоу:

Ведущий (эколог) Земледел Селекционер Механизатор Зоотехник Агрохимик

Специалист по биометоду Экономист Выступающие из зала

ВЕДУЩИЙ. Уважаемые коллеги! Я не сообщу вам ничего принципиально нового, если скажу, что в настоящее время наша планета Земля находится в преддверии опасного экологическо* го кризиса. Причиной этого является не только пагубное влия* ние на природу промышленного загрязнения и исчерпание ре* сурсов нефти или железной руды. Большой вклад в нарушение биосферы вносит современное сельское хозяйство.

Мы собрались для того, чтобы провести «мозговой штурм» этой проблемы. На встречу приглашены специалисты*экспер*

Сценарии ролевых игр

155

ты, которые будут отвечать на ваши вопросы и возглавят раз* работку концепции экологически безопасного сельского хо* зяйства. Кроме того, как мне известно, в зале собралось нема* ло эрудитов, хорошо знающих отдельные стороны этой проблемы. Надеюсь, что они будут активно участвовать в дис* куссии, и вначале мой вопрос не к экспертам, а к залу: какие негативные последствия антиэкологичного ведения сельского хозяйства вы знаете?

ВЫСТУПЛЕНИЯ ИЗ ЗАЛА.

—В настоящее время на территории России разрушено уже 60% почв, которые частично или полностью потеряли свое пло* дородие.

—Во всем мире происходит дегумификация пахотных почв: скорость минерализации органического вещества оказывается выше, чем образование гумуса. В итоге формируются выпахан* ные малогумусные почвы — агроземы. Степные районы Рос* сии, где основные почвы — черноземы, уже потеряли до поло* вины органического вещества.

—Почвы загрязнены тяжелыми металлами, которые как при* меси содержатся в удобрениях (особенно в фосфорных), и нит* ратами.

—Падает продуктивность сенокосов и пастбищ из*за чрез* мерно сильного выпаса.

—Из*за применения пестицидов снижается биологическое разнообразие — гибнут птицы, насекомые, пестициды угнета* ют деятельность многих групп микроорганизмов в почве.

—Сельское хозяйство отрицательно влияет на гидрологи* ческий режим ландшафтов: реки мелеют от высоких водозабо* ров, воды загрязняются остатками удобрений, пестицидов и жи* вотноводческими стоками.

—Сельское хозяйство потребляет все больше энергии, осо* бенно в развитых странах. Если все страны перейдут на высо* кое насыщение агроэкосистем искусственной энергией (за счет удобрений, полива, горючего для сельскохозяйственных машин

ит. д.), то придется утроить количество энергии для нужд сель* ского хозяйства. Энергетический кризис, который сегодня уже сказывается во многих странах, обострится.

—Ухудшается качество многих сельскохозяйственных про* дуктов: насыщенные нитратами овощи плохо сохраняются, об* работанные пестицидами фрукты имеют горький вкус и опасны для здоровья, насыщенное химикалиями молоко не годится для производства сыра.

ВЕДУЩИЙ. Большое спасибо. Вы нарисовали достаточно полную картину бед сельского хозяйства и облегчили мою даль*

Сельскохозяйственные экосистемы

156

нейшую работу. Я буду обращаться к экспертам с просьбой ука* зать свой выход из создавшейся ситуации. Эксперты могут вы* ступать и повторно, но лишь с краткими дополнениями. Наде* юсь, что добровольцы из зала будут и дальше участвовать в «мозговом штурме» проблемы. Итак, кто из экспертов будет говорить первым. Я полагаю, что раз главный ресурс в сельском хозяйстве почва, то первым должен взять слово земледел.

ЗЕМЛЕДЕЛ. Спасибо за предложение быть первым. Почвы в современном сельском хозяйстве действительно сильно стра* дают. Мои коллеги, когда перечисляли негативные черты со* временного сельского хозяйства, не указали основных причин разрушения почв. Их три:

—глубокая плужная обработка, когда «с ног на голову» ста* вится 20–30*сантиметровые слои почвы;

—монокультура, когда на одном поле много лет подряд вы* ращивается одна и та же культура;

—высокие дозы минеральных удобрений, которые разру* шают гумус.

Кроме того, отрицательно влияет на состояние почв вовле* чение в пашню склоновых земель.

ВЕДУЩИЙ. В России очень много районов со сложным ре* льефом. Не могли бы вы сказать, как правильно использовать пашню на склонах?

ЗЕМЛЕДЕЛ. На склонах применяется специальная проти* воэрозионная почвозащитная обработка (пахота поперек скло* на с глубокими бороздами) и в севооборот включаются только культуры сплошного сева (зерновые, травы), а пропашные ис*

ключаются. Наконец, на склонах, крутизна которых превышает 10°, проводят залужение пашни многолетними травами или за* саживают их лесом. В последние годы выведение из пашни скло* новых земель проводится практически во всех районах России.

ВЕДУЩИЙ. Сегодня говорят об адаптивно*ландшафтном земледелии. Что это такое?

ЗЕМЛЕДЕЛ. Адаптивно*ландшафтное земледелие — это экологически безопасное земледелие, при котором для пашни разных элементов ландшафта подбираются свои экологически безопасные технологии обработки.

В основе этого земледелия лежит строгое следование сево* оборотов и чередование глубокой отвальной и мелкой безот* вальной вспашки. Севооборот составляется таким образом, что* бы выдерживался баланс между культурами, разрушающими почву (зерновыми и пропашными, которые выносят из почвы много питательных веществ и способствуют разрушению гуму* са), и восстанавливающими ее — бобовыми, на корнях которых

Сценарии ролевых игр

157

есть клубеньки с бактериями, фиксирующими атмосферный азот, и многолетними травами, под дерниной которых активно протекает процесс накопления гумуса. И, как я уже говорил, при определении состава севооборота и выборе системы обра* ботки почвы учитываются особенности рельефа.

АГРОХИМИК. Позвольте дополнить выступление коллеги. Поскольку с поля убирается урожай, то за счет севооборота поддержать баланс можно только для азота, который фиксиру* ется биологическим путем. Калийные и фосфорные удобрения придется вносить, чтобы компенсировать разницу между при* ходом и расходом.

ВОПРОС ИЗ ЗАЛА. Удобрения ведут к разрушению струк* туры почвы, убивают микрофлору и загрязняют почву тяжелы* ми металлами. Не лучше ли пойти по пути чистого альтернатив* ного земледелия и вообще отказаться от химических удобрений, а применять только навоз?

АГРОХИМИК. Я знаком с опытом альтернативного земле* делия, которое получило распространение в ФРГ, США, Авст* ралии, Англии и в некоторых других странах. Во всех случаях платой за отказ от удобрений является довольно значительное снижение урожаев. Поскольку народонаселение увеличивает* ся, это плохо.

ВОПРОС ИЗ ЗАЛА. Могут ли удобрения быть экологически безопасными?

АГРОХИМИК. Могут. Опыт показывает, что если приме* нять минеральные удобрения вместе с органическими (наво* зом, соломой) и использовать невысокие дозы (не выше 100– 200 кг/га действующего вещества), то почвы не разрушаются и качество продукции не ухудшается. Фосфорные удобрения, действительно, являются сегодня источником загрязнения почвы тяжелыми металлами и их необходимо очищать промыш* ленным путем.

ВОПРОС ИЗ ЗАЛА. Растения используют не более полови* ны внесенных удобрений, остальное вымывается в грунтовые воды и попадает в реки, озера, колодцы. Как уменьшить этот вред?

ХИМИК. И в этом случае есть выход.

Во*первых, сегодня создаются более сложные удобрения, в которых питательные элементы находятся в комплексе с органи* ческими смолами, «выдающими» их в почву по частям по мере того, как падает концентрация этих элементов в почвенном растворе.

Во*вторых, удобрения можно вносить дробно и именно тог* да, когда растениям нужен тот или иной элемент питания. О том, что у растений «появился аппетит» на калий или фосфор, узна* ют по состоянию их листьев.

Сельскохозяйственные экосистемы

158

И, наконец, есть специальные экологически относительно безопасные способы внесения удобрений — узкими «строчка* ми» и с заделкой в почву.

Конечно, полностью ликвидировать вынос удобрений из почвы в водоемы нельзя, но можно его резко уменьшить. А не* большое количество удобрений, которое попадает в водоем, не будет ему во вред. Возрастет биологическая продукция планк* тона, и озеро станет более рыбным.

ВЫСТУПЛЕНИЕ ИЗ ЗАЛА. Я хочу дополнить выступле* ния коллег. В севооборот нужно обязательно включать сиде* ральные культуры — донник, люпин, крестоцветные. Эти культуры накапливают биомассу, богатую азотом, а потом эту биомассу не убирают, а запахивают в почву. Эффектив* ность такого зеленого удобрения выше, чем навоза. Сидераль* ные растения имеют глубокую корневую систему, и они мо* гут возвращать в пахотный слой почвы те удобрения, которые вмыты в более глубокие горизонты дождевыми или снеговы* ми водами.

ЗЕМЛЕДЕЛ. Спасибо Вам, коллега, я просто не успел рас* сказать о сидератах. Действительно, сидераты — это основа экологического земледелия. Особенно успешно их применяют в ФРГ, где используют сидеральные смеси из 5–7 видов. Сиде* раты в районах с достаточно теплым климатом выращивают как промежуточные культуры — до или после основной. В этом слу* чае они не снижают урожая основной культуры, позволяют бо* лее полно использовать ресурсы солнечного света, и заставля* ют каждый гектар работать не только на урожай, но и на собственное плодородие.

ВЕДУЩИЙ. Я рад, что возникла такая активная дискуссия о судьбе почв как основных компонентов сельскохозяйственных экосистем. Действительно, современный уровень знаний по* зволяет использовать почву так, чтобы она не истощалась. На* родная мудрость говорит, что почву мы не получаем в наслед* ство, а берем в долг у потомков. А долги, как известно, надо платить! Я думаю, что пора перейти от почв к растениям как основным организмам, которые фиксируют солнечную энер* гию и, в конечном счете, не только дают урожай, но и формиру* ют почву с помощью микроорганизмов и почвенных животных. Вам слово, эксперт*селекционер.

СЕЛЕКЦИОНЕР. Селекционеры могут внести немалый вклад в повышение устойчивости агроэкосистем, если они бу* дут руководствоваться подходом, который получил название адаптивного. Формула адаптивного подхода предельно проста: получать на каждую единицу введенной в агроэкосистему ант*