Шпаргалка по "Природоведению"

Естественные экосистемы используют единственный источник энергии – солнце. Агроценозы получают наряду с солнечной энергией дополнительное количество энергии, которое  вносит в них человек, контролируя видовой состав растений, их урожайность, обеспечивая защиту культивируемых  растений от вредителей и неблагоприятных климатических условий.

Все более широкое применение гербицидов, инсектицидов, удобрений, а также мелиорация почв с каждым годом повышают энергетические вложения человека в агроценозы.

Действие неблагоприятных факторов одинаково отражается на всех растениях агроценоза. Угнетение роста и развития основной культуры не может быть компенсировано за счет других видов растений. В результате устойчивость продуктивности агроценоза ниже, чем в естественных экосистемах. 

Наличие широкого спектра растений с различными фенологическими ритмами позволяет фитоценозу как целостной системе осуществлять продукционный процесс в течение всего вегетационного периода непрерывно, наиболее полно и экономно расходуя ресурсы тепла, влаги питательных элементов.

В агроценозах период вегетации культивируемых растений короче вегетационного сезона. В противоположность естественным фитоценозам, где виды различного биологического ритма достигают максимальной биомассы в разное время вегетационного сезона, в агроценозе рост растений одновременен и последовательность стадий развития в высокой степени синхронизирована. Таким образом, время взаимодействия фитокомпонента с другими компонентами (например с почвой) намного короче в агроценозе, что не может не сказаться на интенсивности обменных процессов в системе в целом.

Наиболее существенная разница в степени скомпенсированности круговорота внутри экосистемы. Круговороты химических элементов в природных экосистемах близки к скомпенсированности. Приход вещества в цикл за определенный период в среднем приблизительно равен выходу вещества из него. Антропогенное воздействие нарушает скомпенсированность биологического круговорота. В агроценозах часть вещества изымается  из экосистемы безвозвратно, что приводит к отрицательной декомпенсации геохимических циклов. Отчуждение  с урожаем значительной части питательных веществ не всегда компенсируется за счет внесения удобрений  и это нарушает гомеостаз системы.

Природные экосистемы являются системами авторегуляторными, а агроценозы – управляемыми человеком. Для того чтобы обеспечить пищу человек  в агроценозе контролирует или изменяет в значительной степени влияние природных факторов, а также дает преимущества в росте и развитии только компонентам продуцирующим пищу.

Устойчивость агроэкосистем полностью зависит от человека, без его поддержки они быстро распадаются или дичают например мелиорируемые земли превращаются в болота, насаждения лесных культур в лес. Зерновые культуры могут существовать не более одного года, многолетние травы 3-4 года, плодовые культуры –20-30 лет, а затем они распадаются и отмирают. Полезащитные лесные полосы, являющиеся элементами агроэкосистемы, в степной зоне существуют не менее 30 лет. Однако без поддержки человеком (рубки, ухода, дополнения) они постепенно дичают, превращаясь в естественные экосистемы.

Скорость инфиль­трации воды в почвенную толщу в аграрных биогеоценозах намного ниже, чем в природных. Просачивание воды в почву в определен­ной мере зависит от поверхностного стока. Чем меньше воды стека­ет с поверхности земли, тем больше ее впитывается в почву. Умень­шению стока в природных БГЦ способствует покрывающая почву растительность во время ее вегетации. В аграрных БГЦ культивируе­мые растения произрастают ограниченный срок: от времени высева семян до уборки урожая. В остальное время года почва либо оголена после вспашки, либо слегка прикрыта пожнивными остатками, по­чти не препятствующими стоку воды. Почвы аграрных БГЦ по сравнению с природными содержат меньше органических коллои­дов, обладающих водоудерживающей способностью. Видовое раз­нообразие растений и животных в природных биогеоценозах (натурбиогеоценозах) большое, в аграрных — малое. В натурбиогеоценозах популяции растений разных видов приобрели способность к сообитанию. В процессе длительной эволюции они приспособи­лись друг к другу, их экологические ниши хорошо дифференциро­ваны. Иная картина в агробиогеоценозах — в них экологические ниши дифференцированы слабо, во взаимоотношениях друг с дру­гом у растений резко выражена конкуренция за питательные веще­ства и другие ресурсы.

Преобладающая разновидность агроэкосистем – искусственные фитоценозы или агрофитоценозы – совокупность культурных и сорных растений в пределах экологически однородного участка по условиям возделывания культуры или группы культур с близкими агроэкологическими требованиями. В агрофитоценозах наблюдаются практически те же формы взаимоотношений, что и в естественных сообществах. На уровне агропопуляций взаимодействия растений друг с другом и с сорняками можно регулировать нормой высева семян, геометрией посева, сроками посевов. Выделяют:

окультуренные (планомерно эксплуатируемые луга и пастбища)

полукультурные (сеянные многолетние луга)

культурные (постоянно регулируемые многолетние насаждения, полевые и огородные культуры)

интенсивно культурные (парниковые, тепличные, оранжерейные культуры, гидропоника, аэропоника и другие требующие создания и поддержания особых почвенных водных и воздушных условий)

Управление всеми вышеперечисленными разновидностями агроэкосистем осуществляется из вне  и подчинено внешним целям.

Таким образом агроэкосистемы являются особой формой материального мира с определенной совокупностью экологических, экономических и социальных явлений. Базисом для создания любой агроэкосистемы является почва - сосредоточие процессов видоизмемнения веществ и трансформация потоков энергии, главное звено управления агроэкосистемами

Интенсивные механизированные агроэкосистемы получают до 20* 10  Дж/га. Такие системы преобладают в развитых странах

По размеру антропогенной энергетической субсидии агроэкосистемы делятся на:

Экстенсивные

Интенсивные

Адаптивные

Последние являются наиболее приемлимыми  с экологической точки зрения, поскольку включают в себя так называемый сестайнинг (от англ. поддерживающий) сестайнинг обеспечивается на основе экологического императива, предусматривающего систему запретов на ресурсоразрушающие методы природопользования.

В сельскохозяйственных экосистемах (агробиогеоценозах, паст­бищных и ферменных БГЦ) пищевые цепи вовлечены в сферу дея­тельности человека. В них изменена экологическая пирамида. На вершине экологической пирамиды встал человек. Своеобразие экологической пирамиды, на вершине которой находится чело­век, — специфический признак любой сельскохозяйственной экосистемы.

74. Оптимизация агроландшафтов и организация устойчивых агросистем

В развитии систем земледелия отражается активность заселения отдельных регионов и территорий в зависимости от благоприятности климатических условий и плотности заселения. Общая черта – увеличение экологической нагрузки на природу и превращение ее в окружающую среду. Залежная и переложная системы земледелия широко применялись в степных районах с большими площадями ровной поверхности и редким населением. Население было редким потому, что степь - ландшафт трудный для жилья, зимой нет топлива, а летом нет воды. Участки целинной земли распахивались под зерновые хлеба, которые и выращивались, пока получались экономически окупаемые урожаи. Когда, через 4-10 лет урожаи уменьшались (из-за распыления структуры, ухудшения водно-воздушного и пищевого режимов) настолько, что пахать, сеять и убирать становилось невыгодно, участок забрасывался. Со временем растительность восстанавливалась естественным образом - самозарастанием. Под влиянием многолетней лугово-степной растительности структура и плодородие восстанавливались и через какое-то время участок снова распахивали. Подсечно-огневая система земледелия применялась в лесных районах. На участках с ровным рельефом подсекали и сжигали лес, после чего удавалось получать несколько хороших урожаев хлеба. За эти годы готовили другой участок, который засевали после истощения запасов минеральной пищи в золе, как удобрении. Залежно-переложная и подсечно-огневая системы земледелия использовались в режиме так называемой «наезжей пашни», то есть на этих землях постоянно не жили, а приезжали только на время выполнения работ. Вблизи селений применялись выгонная и паровая системы земледелия. Агроландшафт – ландшафт, на участке которого растительность заменена агроценозами. В составе агроландшафта основную роль играет агробиоценоз. В его основе находятся искусственно созданные, обедненные видами и регулярно поддерживаемые человеком сообщества. Агробиоценоз включает те же компоненты (автотрофный и гетеротрофный), что и естественные сообщества, но набор видов довольно специфичен, что обусловлено направлением сельскохозяйственного производства. Агробиоценозы отличаются высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких видов (сортов, пород) растений или животных. Выращиваемые культуры и разводимые животные подвергаются искусственному, а не естественному отбору. Как экологические системы агороландшафты неустойчивы: характеризуются слабо выраженной способностью к саморегуляции, без поддержки человеком они быстро распадаются.

75. Основы производства экологически безопасных продуктов питания

Экологически безопасная сельскохозяйственная продукция -  продукция, которая в течение принятого для различных ее видов «жизненного цикла» (производство - переработка - потребление) соответствует установленным органолептическим, общегигиеническим, технологическим и токсикологическим нормативам.  Острые проблемы современности проблемы недоедания и голода - усугубляются необоснованными болезнями и смертностью в результате употребления некачественных продуктов. Известно, что здоровье человека на 80% зависит от чистоты продуктов питания. Сегодня в России примерно 30-40% продукции загрязнено нежелательными ингредиентами. Загрязнение продукции растениеводства и животноводства различными загрязнителями обусловлено множеством взаимосвязанных, идущих с различной интенсивностью процессов в сопряженных средах и компонентах экосистем. При этом во многих регионах возрастает не только прямое действие химических веществ, но и модифицирующее их влияние на механизмы образования и негативного действия, что в настоящее время трудно недооценивать.  В современных условиях к сельскохозяйственному производству предъявляют два требования: оно должно быть экономически рентабельным и экологически безопасным.  Как показывает мировой опыт, этого можно достичь путем оптимизации всех звеньев АПК, и в первую очередь, адаптируя его к конкретным природным условиям. Проблема совмещения устойчивого обеспечения населения продовольствием и одновременного сохранения окружающей среды от разрушения и загрязнения, безусловно, является весьма сложной, требующей системного подхода и интеграции различных наук.

В ряде западных стран альтернатив­ное земледелие получило название «сельское хозяйство выживания». В 1972 г. в Версале (Франция) была созда­на Международная организация орга­нического земледелия (IFOAM). Перво­начально в нее входили только ученые-аграрники, считавшие, что традицион­ное земледелие развивается в неверном направлении.

Большой интерес к альтернативному ведению сельского хозяйства в конце 80-х годов был обусловлен и тем, что значительно возрос спрос на биологи­чески чистые продукты питания. IFOAM включает около 300 экологичес­ких союзов из десятков стран.

Законодательное регулирование альтернативного земледелия осуществ­ляют в Австрии, Дании, Испании и Франции.

Все больше внимания альтернатив­ному земледелию уделяют и в России. Основным пропагандистом альтерна­тивного сельского хозяйства призвана стать ассоциация фермеров России АЛЬТАГРО при поддержке IFOAM.

В России также есть примеры успеш­ного длительного использования прин­ципов альтернативного земледелия. Так, в Муромцевском районе Омской области 16 хозяйств отказались от при­менения пестицидов при возделывании зерновых культур. Средний урожай в них был больше, чем в среднем по обла­сти. Отказа­лись от применения пестицидов хозяй­ства объединения «Омский бекон». В Белореченском районе Краснодарского края многие хозяйства работают по беспестицидной технологии выращивания риса и гречихи. Кубанским сельскохо­зяйственным институтом разработаны и внедрены в практику технологические приемы возделывания риса с малым расходом воды и без гербицидов.

Определенную работу по усилению экологической направленности АПК проводят российские фермеры, сотруд­ничая с кафедрами МСХА им. К. А. Ти­мирязева, где давно ведут исследования по альтернативному земледелию в Рос­сии.

В целом доля экологически чистых хозяйств пока не превышает 1...2 % об­щего их числа, а вклад в общую продук­цию сельского хозяйства весьма и весь­ма незначителен.

76. Основы экологически безопасного применения агрохимикатов.

Агрохимикаты – удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных (Гербициды, Фунгициды, Инсектициды, Протравители семян, Ядохимикаты). Агрохимикаты классифицируются по степени опасности: для условий производства, для условий применения и хранении, для условий транспортировки.

Использование агрохимикатов не должно приводить к превышению Гигиеническим нормативам содержания в почве, воздухе, водных объектах, сельскохозяйственной продукции опасных и токсических веществ, радионуклидов, солей тяжелых металлов и др., нарушению естественного микробиоценоза почв.

Применение агрохимикатов ограниченного использования осуществляется только лицами, имеющими специальную профессиональную подготовку. Лица, привлекаемые для работы  агрохимикатами (постоянно или временно), в установленном порядке проходят медицинский осмотр, а также инструктаж по технике безопасности с регистрацией в специальном журнале. Работа с  агрохимикатами осуществляется с использованием соответствующих средств индивидуальной защиты, указанных в нормативной и технической документации на препарате и в тарной этикетке. Во время работ запрещается принимать пищу, пить, снимать средства индивидуальной защиты. Все работы по применению  агрохимикатов регистрируются в специальном журнале за подписью руководителя работ и должностных лиц организаций, где проводились указанные работы. Хранение  агрохимикатов допускается только в специально предназначенных для этого агрохимических комплексах (складах). Территория комплексов должна отвечать требованиям действующих санитарных норм и правил и природоохранным требованиям.