- •4. Екосистеми 73
- •2.1. Розвиток екологічних знань та їх роль у становленні цивілізації
- •2.2. Ідея системності в екології
- •2.3. Соціальні аспекти екології
- •2.4. Об’єкти вивчення в екології
- •2.5. Методи екологічних досліджень
- •2.6. Короткий нарис історії екології. Українська екологічна школа
- •2.7. Екологія початку XXI століття
- •3.1. Поняття біосфери
- •3.2. Структура біосфери
- •Жива речовина
- •3.3. Потік енергії на земній кулі
- •3.4. Біогеохімічні цикли
- •3.5. Місце людини в біосфері
- •3.6. Поняття середовища
- •3.7. Загальні закони екології
- •4.1. Екосистеми – основні структурні одиниці біосфери
- •4.2. Абіотичні компоненти екосистем. Ресурси та умови існування
- •Територія
- •Сонячна радіація
- •Газовий склад повітря
- •4.3. Ґрунт як бюкосний елемент екосистем
- •4.4. Живі організми в екосистемах. Біоценози
- •4.5. Життя в ґрунті
- •4.6. Трофічні ланцюги та трофічні піраміди
- •4.7. Концентрація речовин у трофічних ланцюгах
- •4.8. Розвиток та еволюція екосистем
- •4.9. Сукцесії
- •4.10. Штучні екосистеми – екосфери
- •5.2. Тундри
- •5.3. Лісові екосистеми помірного поясу
- •5.4. Вічнозелений тропічний дощовий ліс
- •5.5. Степи
- •5.6. Пустелі
- •5.7. Екосистеми луків
- •5.8. Болота
- •5.9. Прісноводні екосистеми
- •5.10 Океанічні й морські екосистеми
- •5.11. Принципи екологічного районування
- •6.1. Поняття популяції
- •6.2. Особливості популяцій рослин та тварин
- •6.3. Екологічні ніші
- •6.5. Стратегії життя рослин та тварин
- •6.6. Розмір популяції
- •6.7. Просторова структура популяції
- •6.8. Внутрішньопопуляційна структура
- •6.9. Динаміка популяцій
- •25 50 75 100% Ності, Наведвно на рис. 6.6.
- •6.10. Популяція як об’єкт використання, моніторингу та управління
- •7.1. Автотрофне та гетеротрофне живлення
- •7.2. Особливості живлення мікроорганізмів, рослин, тварин і людини
- •7.4. Генетичні фактори продуктивності
- •7.5. Екологічний контроль продуктивності
- •7.6. Ценотичний контроль продуктивності. Біопродукція в різних біомах
- •7.7. Принципи лімітування біопродукції. Управління продукційним процесом
- •8.2. Загальні принципи стабільності та стійкості бюсистем та екосистем
- •8.3. Адаптація
- •8.4. Стійкість організмів, популяцій та екосистем
- •9.1. Науково-технічний прогрес і проблеми екології
- •9.2. Джерела екологічної кризи XX століття та її вплив на біосферу
- •Виробництв
- •9.3.1. Забруднення атмосфери
- •9.3.2. Забруднення та деградація ґрунту
- •9.3.3. Забруднення Світового океану та континентальних вод
- •9.3.4. Фізичні фактори забруднення середовища
- •9.3.5. Радіоактивне забруднення навколишнього середовища
- •9.4. Військові аспекти деградації біосфери
- •9.6. Живі організми в умовах антропогенного стресу. Трансформація і деградація біоти землі
- •9.7. Територіальні аспекти антропогенного забруднення навколишнього середовища. Стан навколишнього середовища україни
- •Поясніть, чому миючі засоби, що вміщують фосфор, завдають шкоди природному середовищу.
- •Назвіть канали несприятливої дії на природне середовище військової промисловості та локальних воєн.
- •10.2. Агроекосистеми
- •10.4. Сільськогосподарські рослини і тварини -продукт добору та генетичного конструювання
- •10.5. Енергетичний аналіз агроекосистем
- •Витрати на підтримку екосистеми в стані, придатному для використання;
- •Витрати на відшкодування речовин, що вилучаються з агроекосистем з урожаєм та продукцією.
- •10.6. Співжиття в агроекосистемах. Бур’яни, хвороби та шкідники
- •Аерофіти – справжні бур’яни, пов’язані з культурними рослинами протягом багатьох тисячоліть;
- •Апофіти – вихідці з місцевої флори.
- •10.7. Фактори стабілізації агросистем. Сівозміни. Меліорація
- •10.8. Інтенсифікація сільського господарства
- •10.9. Відходи сільськогосподарського виробництва. Забруднення природного середовища
- •11.2. Енергетика
- •11.3. Промислові об’єкти як екосистеми
- •11.4. Географія промислового виробництва. Транспортні системи
- •11.5. Науково-технічний прогрес та екологія
- •11.6. Вплив промислового виробництва на біосферу
- •12.1. Інфраструктура міст
- •12.3. Енергетичні системи міст
- •12.4. Екологія міського транспорту
- •12.5. Екологічне середовище в містах. Мезо- та мікроклімат
- •12.6. Рослини і тварини в місті
- •12.9. Міста майбутнього
- •13.1. Екологічна конверсія – актуальна проблема цивілізованого людства
- •13.2. Демографічні фактори
- •13.3. Соціальна екологія
- •13.4. Роль громадського екологічного руху в екологічній оптимізації виробництва
- •13.5. Екологічна експертиза і екологічні паспорти
- •13.6. Екологічна конверсія в промисловості
- •13.7. Екологічна конверсія в сільському господарстві
- •13.8. Екологізащя енергетики
- •13.9. Програма екологічної конверсії промисловості та сільського господарства україни
- •14.1. Екологія і моральність. Цивілізоване використання природних угідь
- •14.2. Природоохоронні концепції
- •14.3. Охорона генофонду. Червона книга україни
- •14.4. Охорона ценофонду. Зелена книга україни
- •14.5. Охорона екосистем. Національні парки, заповідники, заказники, пам’ятники природи, екологічні стежки
- •14.6. Моніторинг. Методи та форми контролю стану екосистем
- •14.7. Екологічне нормування антропогенних навантажень
- •14.8. Соціально-організаційні та правові основи охорони природи
- •14.9. Економічні критерії в екології
- •Оптимізаційний.
- •14.10. Екологічна політика. Охорона природи на державному і міждержавному рівнях
- •15.1. Екологічні процеси і природокористування як об’єкти математичного моделювання
- •15.2. Метод моделювання в екології
- •15.3 Описова і прогностична цінність екологічних моделей
- •15.4. Основні етапи побудови екологічних математичних моделей
- •15.5. Аналіз часових рядів arima і нейронні мережі як новий підхід до прогнозування
- •Післямова
- •Словник основних понять і термінів екології
- •Монографії з проблем екології
10.6. Співжиття в агроекосистемах. Бур’яни, хвороби та шкідники
Однією з важливих характеристик агроекосистем є співвідношення в них посіву, пасовищ та поголів’я домашніх тварин. Звичайно у виробництві це співвідношення оцінюється за кількістю поголів’я худоби на гектар ріллі. Нормативи утримання тварин
залежать від родючості ґрунту й типів його господарського використання. Згідно з балансовими розрахунками для Східної Європи з урахуванням кругообігу речовин у системі «ферма – гній -посів – навколишнє середовище» на 1 га ріллі доцільно мати від 0,8-1,1 до 2,2-3,0 умовних голів великої рогатої худоби. Відхилення від цих параметрів має завжди однакові наслідки: або дефіцит гною та деградація ґрунту через заміщення органічних добрив мінеральними, або деградація агроекосистеми в силу необхідності інтенсифікації процесу кормовиробництва.
Має значення синхронізація життєдіяльності вищих рослин і мікроорганізмів у ґрунті. Вона визначає родючість ґрунту, стабілізує запаси поживних речовин і замикає кругообіг речовин. Співжиття в ґрунті зовні мало помітне, але дуже важливе. Відомо, що в середньому в товщі орної землі на 1 га живе 500 кг дощових черв’яків, 50 кг нематод, 40 кг ґрунтових ракоподібних
і 20 кг змій та гризунів. На кожний квадратний метр ріллі припадає 2-3 кг внутрішньоґрунтової живої речовини, з якої 1,5 кг складають корені рослин.
У межах окремого посіву чи стада стійкість видів забезпечується їхнім генетичним різноманіттям і проживанням у стабільному екологічному середовищі. Якщо практика сільського господарства враховує другу половину цього принципу й намагається вирівняти та оптимізувати умови існування в агроеко-системах, то перша частина порушується. Рослинництво й тваринництво спираються на посіви і стада, сформовані з генетично однорідних груп рослин або тварин. Цим значною мірою визначається вразливість агроекосистем шкідниками, бур’янами та хворобами. Вони знаходять тут для себе сприятливе середовище у вигляді сконцентрованих кормів і ресурсів.
Зовні найбільш очевидними співмешканцями культурних рослин і домашніх тварин в агроекосистемах є бур’яни та кома-хи-шкідники. За походженням бур’яни поділяються на дві основні групи:
Аерофіти – справжні бур’яни, пов’язані з культурними рослинами протягом багатьох тисячоліть;
Апофіти – вихідці з місцевої флори.
Загальна кількість видів бур’янів, шкідників, патогенних мікроорганізмів обчислюється десятками тисяч. Бур’яни знижують потенційний урожай сільськогосподарських рослин на 10-12%, шкідники і хвороби забирають до 26% агропродукції.
Боротьба з бур’янами і шкідниками здійснюється в сучасному сільському господарстві головним чином завдяки хімічним препаратам, що отримали загальну назву пестицидів. Залежно від характеру дії пестицидів їх поділяють на гербіциди – засоби знищення бур’янів, інсектициди – препарати для боротьби а комахами, фунгіциди – речовини, що пригнічують патогенні гриби і т.п. Світовий асортимент пестицидів налічує близько 900 основних типів. В Україні застосовується більше 170 видів.
Використання хімічних речовин для боротьби зі шкідниками, хворобами і бур’янами має довгу історію. Ще Гомер писав про очисну дію препаратів сірки. Але «переможний» хід пестицидів почався а 40-50-х років XX століття. Відкрив його сумнозвісний ДДТ. Пестициди поділяються на два покоління. Пестициди першого покоління – це неорганічні речовини з вираженою токсичною дією. Пестициди другого покоління – синтетичні органічні сполуки. Вважається, що пестициди першого покоління мали широкий спектр дії, знищуючи чи пригнічуючи всі організми, і були стійкими, довго зберігалися в природному середовищі, а пестициди другого покоління менш стійкі й мають велику вибірковість дії. Але ця вибірковість не така велика, як
хотілося б. Такі препарати справді швидко розкладаються в ґрунті, та однак продукти їх розпаду інколи виявляються більш токсичними, більш стійкими, ніж вихідний пестицид. Тому ан-тиекологічність їхніх властивостей збереглася в повному обсязі. Пестицидам властиві особливості, які роблять їх масове застосування неможливим. Перша полягає в тому, що пестицидів, які б діяли лише на один вид живого організму, немає і, скоріш за все, ніколи не буде. Вони так чи інакше впливають не тільки на той вид, з яким ведеться боротьба, але й на його паразитів і конкурентів. Більшість із них тією чи іншою мірою токсичні для людини. Друга особливість полягає в тому, що внаслідок генетичного різноманіття в межах виду завжди знаходяться форми, несприйнятливі до даного пестициду. На загальному тлі пестицидних обробок такі форми швидко розмножуються і сумарна чисельність шкідників майже не знижується. Можливо, що йде мікро-еволюційний процес, який призводить до виникнення мутацій, не чутливих до даного пестициду.
Найбільш несприятливою екологічною особливістю пестицидів є здатність багатьох із них переміщатися по харчових ланцюгах і концентруватися в організмах, що знаходяться на вершині ланцюга живлення. Тому від пестициду першими і найбільшою мірою найчастіше страждають не комахи-фітофаги, проти яких спрямований пестицид, а консументи першого і другого порядку
- хижі комахи, комахоїдні птахи, тобто ті групи організмів, що є природними обмежувачами кількості шкідників у посівах. Від гербіцидів нерідко в першу чергу гинуть не бур’яни, на які спрямована дія гербіциду, а комахи-фітофаги, що харчуються цими бур’янами. Таким чином, головна шкода від пестицидів – це руйнування нормальних ланцюгів живлення в співтовариствах.
Інформації про нешкідливість пестицидів для людини поки що дуже мало. У США із загальної кількості використовуваних пестицидів тільки 10% перевірені на мутагенну активність, 30%
- на канцерогенну і 40% – на тератогенну. Решта пестицидів надходять у виробництво без усякої перевірки.
Пестициди відрізняються стійкістю. Обстеження, виконане у 1990 році в Україні, показало, що в ряді регіонів пестициди проникли у ґрунтові води на глибину до 220 м. А всього в підземних водах виявлено 40 видів залишкових кількостей пестицидів та їхніх метаболітів. До цього часу в ґрунтах і воді реєструється ДДТ, використання якого в Україні давно заборонене. Особливо схильні накопичувати залишкову кількість пестицидів агроеко-системи лісостепової зони. Обстеження продукції рослинництва в Україні показало, що 25% її містить залишкову кількість пестицидів, у тому числі 5,1% – у кількостях, які перевищують максимально допустимий рівень. Не випадково, що у світі щорічно
реєструється до 3 млн. отруєнь від пестицидів і 20 тисяч смертельних випадків.
Ще в 1930-х роках відомий вчений О.О. Любищев показав, що в сільському господарстві оцінки шкідників як абсолютно небажаних і таких, що завдають тільки шкоди, не вірні. Саморегуляція агросистем досить висока, якщо не пригнічувати її надмірно великими дозами пестицидів. Правильна агротехніка зі збереженням популяцій корисної фауни в посівах значно ефективніша, ніж застосування пестицидів. /. Павлов (1991) писав: «На мою думку, здійснення мрій деяких селекціонерів про створення сорту, непридатного в їжу комахам, шляхом вбудовування в тканини рослин спеціальних відлякуючих речовин, привело б до катастрофи. Це блокада природних трофічних ланцюгів: немає комах – гине велика кількість інших тварин і рослин».
Шкідливість і корисність бур’янів, як і шкода від комах-шкідників, визначається їх кількістю. Більш правильно говорити про контроль бур’янів і шкідників, а не про боротьбу з ними з метою повного їх знищення. Масове розмноження окремих видів у посівах зумовлене відсутністю ворогів і надлишком трофічних ресурсів. У напрямку контролю й регулювання чисельності бур’янів і шкідників лежить стратегічний успіх конструювання високопродуктивних агросистем.