Предмет, структура агроэкологии. Основные типы природных экосистем и биомов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение агроэкологии как науки. Её структура. Связь с другими науками. Значение и научные функции экологии в современном мире

Агроэкология - комплексная научная дисциплина, изучающая взаимодействие человека с окружающей средой в процессе сельскохозяйственного производства, влияние сельского хозяйства на природные комплексы и их компоненты, взаимодействия между компонентами агроэкосистем и специфику круговорота в них веществ, перенос энергии, характер функционирования агроэкосистем в условиях техногенных нагрузок. Цели агроэкологии: обеспечение устойчивого производства качественной биологической продукции, максимальное использование природного биоэнергетического потенциала агроэкосистем, сохранение и воспроизводство природно-ресурсной базы аграрного сектора, исключение и минимизация негативного воздействия на окружающую природную среду.

Агроэк. Связана с биологией, химией, географией, физикой, экологией, математикой, почвоведением, зоологией, ботаникой….

Практическое значение экологии. На современном этапе развития человеческого общества, когда в результате научно-технической революции усилилось его воздействие на биосферу, практическое значение Экология необычайно возросло. Экология должна служить научной базой любых мероприятий по использованию и охране природных ресурсов, по сохранению среды в благоприятном для обитания человека состоянии (см. Охрана природы, Природопользование). Познание основных принципов трансформации вещества и энергии в природных экосистемах создаёт теоретическую основу для разработки практических мероприятий по увеличению количества и качества пищевых продуктов, производимых в биосфере. Исследования природных механизмов регуляции численности популяций служат основой планирования и разработки систем мероприятий по управлению численностью экономически важных видов. Знание основных факторов динамики популяции необходимо для ведения борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками и хранителями заболеваний. Так, достижения Экология позволяют перестроить систему борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, перейдя от попыток их полного истребления с помощью пестицидов широкого действия, наносящего большой вред всему биогеоценозу, к действительной регуляции численности определённых видов биологическими и агротехническими методами и только ограниченно -- химическими.

Экология служит теоретической основой для разработки мер по переходу от промысла диких видов растений и животных к их культивированию и к другим формам более рационального их использования. На данных Экология основное рациональное ведение рыболовства, рыбоводства и охотничьего хозяйства.

Экология изучает взаимодействие сельскохозяйственных и природных экосистем, сочетания окультуренных и естественных ландшафтов.

Современные проблемы взаимодействия общества и природы

Наряду с многочисленными преимуществами, присущими индустриальным обществам, для них характерно как возникновение новых, так и обострение уже существующих экологических и ресурсных проблем. По масштабам распространения эти угрожающие благосостоянию человека проблемы можно подразделить на: - локальные: загрязнение подземных вод токсичными веществами, - региональные: повреждение лесов и деградация озер в результате атмосферных выпадений загрязнителей, - глобальные: возможные климатические изменения вследствие увеличения содержания углекислого газа и других газообразных веществ в атмосфере, а также истощения озонового слоя. Совокупное воздействие интенсивного сельского хозяйства, возросшей добычи полезных ископаемых и урбанизации значительно усилило деградацию потенциально возобновимых ресурсов - верхнего почвенного слоя, лесов, пастбищ, а также популяций диких животных и растений. Индустриализация значительно увеличила власть людей над природой и в то же время уменьшила численность населения, живущего в непосредственном контакте с ней. В результате люди, особенно в промышленно развитых странах, еще сильнее уверились в том, что их назначение состоит в покорении природы. Многие серьезные ученые убеждены, что, пока будет сохраняться подобное мироощущение, будут продолжать разрушаться и системы жизнеобеспечения Земли.

Хозяйственная деятельность, распашка степей, вырубка и выжигание под пашню лесов, эксплуатация ископаемых недр, водные ресурсы. Отсюда следуют эрозия почв, наводнения, загрязнения окружающей среды, внесение пестицидов, избыток удобрений.

Глобальные экологические проблемы современности

Климат. Парниковый эффект возникает потому, что углекислый газ, метан, закись азота, попадая в атмосферу, затрудняют отдачу тепла с поверхности планеты, т.е. действуют как стекло в теплице. Источником углекислого газа, связанным с деятельностью человека, является сжигание ископаемого топлива. Расчеты, произведенные учёнными показали, что основным источником парниковых газов являются антропогенные нарушения функционирования микробных сообществ.

Если не принять срочных мер, к середине столетия глобальная температура поднимется на 1,5-4,5°С. Такое, казалось бы, небольшое изменение температуры поверхности планеты приведет к существенным последствиям: резко усилится процесс опустынивания; резко ускорится подъем уровня Мирового океана (за счет таяния полярных льдов).

Полученные данные по прогнозированию изменения экосистем показывают, что парниковый эффект может оказать негативное воздействие на влажнотропические леса, которые приспособлены к существованию в узком диапазоне температур и влажности.

Глобальное потепление климата может привести к изменению структуры и месторасположения биомов Земли.

Итак, в мире в целом вырисовывается картина определенной деградации природной среды в результате потепления климата, уменьшения количества осадков в одних регионах Земли и их увеличения в других, подъема уровня океана и ряда других неблагоприятных следствий парникового эффекта.

Разрушение озонового слоя в стратосфере. Сокращение количества озона в стратосфере над нашей страной в среднем составляет около 3%. Уменьшение содержания озона только на 1% ведет к увеличению заболеваемости раком кожи на 5-7%. Озон защищает биоту от гибельной дозы жесткой ультрафиолетовой (УФ) радиации, которая может проникать и через водную толщу до глубины 300 м. Повышение интенсивности УФ-радиации приводит к гибели планктона, бактерий, снижению интенсивности фотосинтеза у растений, а у людей, кроме рака кожи, возникают патологии сетчатки глаза, крови, ЦНС. Разрушение озонового экрана может изменить и общую циркуляцию атмосферы, т.е. климат.

Вода. Одной из острых экологических проблем является проблема пресной воды. Количество чистой воды постоянно уменьшается в связи с ее экстенсивным использованием, а также с неконтролируемым ростом различных загрязнителей и ведением водохозяйственного строительства без учета требований экологии.

Одной из серьезных проблем в ближайшие годы у нас станет загрязнение подземных вод. Неумеренное применение пестицидов и минеральных удобрений привело к значительному загрязнению грунтовых вод.

Кислотные осадки. Экологической проблемой для нашей страны стало увеличение кислотности дождей, снега, тумана в результате выброса в атмосферу окислов серы и азота, образующихся после сжигания топлива. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, разрушают здания, уничтожают жизнь в пресных водах. Кислотные осадки переводят нерастворимые соединения, находящиеся в почве, в растворимые. В результате закисления почв соединения алюминия, кобальта и других металлов могут попадать в выращиваемые растения и в воду в концентрациях, представляющих опасность для здоровья.

Сокращение биологического разнообразия загрязнение, загрязнение морей, нефтью и нефтепродуктами; распашка целины.

Актуальные экологические проблемы с/х

1. Истощение плодородия почв вследствие многолетнего выращивания одной и той же культуры (монокультуры) и исчерпание в этой связи запасов питательных веществ, в частности, азота, фосфора, некоторых микроэлементов, запасов гумуса как такового; накопление в почвах биотоксичных веществ в результате нарушения биохимического баланса;

2. Потеря почвой оптимальной зернисто-мелкокомковатой структуры с ее замещением пылью, образованием вторичной корки, сливных компонентов, уплотнения подпахотного слоя с резким снижением его водопроницаемости в результате обработки почвы тяжелой техникой и неоптимального применения минеральных удобрений и иных стимуляторов роста растений;

3. Накопление в почве токсичных и канцерогенных соединений, в том числе - ртути, свинца, кадмия, цинка, радиоактивных нуклидов, бензапирена; накопление обменного натрия, соды и развитие вторичной щелочности накопление вторичной серной кислоты в результате ее поступления с кислотными осадками или из отходов сульфидов горного производства и, как следствие, выщелачивание из субстрата и вторичное накопление в почве водорода и алюминия. Накопление в почвах избытка нитратов и нитритов в результате неумеренного использования минеральных удобрений или общего нарушения водносолевого баланса; вторичное засолонение почв в связи с изменением уровня грунтовых вод, например под воздействием ирригационных систем; накопление фтора в результате использования для поливов фтороносных подземных вод;

4. Заражение почв и почвенно-грунтовых вод опасными вирусами, гельминтами, патогенными микробами и их переносчиками;

5. Ухудшение почвенного климата в результате изменения величины альбедо поверхности или каких-то региональных климатических событий: аридизация климата, понижения температуры воздуха и изменение срока вегетационного периода, изменение воднотеплового баланса;

6. Региональное понижение поверхности под воздействием откачки подземных вод, добычи из недр нефти и газа, проседания поверхности над горными выработками и развитие в этой связи процессов водной эрозии, суффозии, пучения, просадок поверхности лессовых грунтов, с частичным разрушением гумусового горизонта и иными нарушениями почвенного профиля;

7. Развитие комплекса криогенных геологических процессов, в частности термокарста, солифлюкции, оплывания протаивающих грунтов, термоэрозии (водно-мерзлотной эрозии), пучения поверхности, вторичного повторно-жильного льдообразования с частичной или полной переработкой почвенного профиля;

8. Полное разрушение и уничтожение почвенных горизонтов в результате производства горных работ, экстремальной водной или воздушной эрозии (черные бури), уничтожение почв оползнями, селевыми наносами, затопление их аварийными сливами нефтепродуктов, полное выгорание торфянистых почв в результате пожаров;

9. Отчуждение земель для строительства городов, поселков, промышленных комплексов и иных инженерных потребностей. Использование почв в сельскохозяйственном производстве и развивающиеся в этой связи естественные и антропогенные процессы нашли отражение в таких показателях, как эрозионный снос взвешенного материала в моря и океаны, выросший за последние 50 лет по крайней мере в 10 раз.

Сущность экологизации с/х производства. Группа факторов оказывающих отрицательное воздействие

Экологизация с/х производства - объективно обусловленное необходимость целенапрвленного перехода от сугубо технократической политике к грамотному соединению достижений научно- технического прогресса, с принципами природосообразности при организации и осуществлении различных видов производственной деятельности в сфере агропромышленного комплекса. В понятии интенсификации необходимо включать и природную составляющую.

Важнейшим элементом интенсивных сельскохозяйственных технологий является защита растений от вредных организмов. По окупаемости затрачиваемых средств эта отрасль относится к числу наиболее рентабельных в сельскохозяйственном производстве. В качестве альтернативных химическому методу борьбы предлагаются агротехнический, биологический, повышение устойчивости растений, генетический и другие методы. Несомненно, что у всех перечисленных методов есть определенные перспективы. Однако ни один из указанных методов не является панацеей, каждый из них имеет свои специфические ограничения. В связи с этим возникли идеи объединения всех существующих методов защиты в какую-то более или менее единую систему, компенсирующую недостатки отдельных методов.

Истощение плодородия почв, потеря почвой оптимальной зернисто- мелкокомковатой структуры, накопление в почве токсичных соединений, заражение почв и вод опасными вирусами, гельминтами, ухудшение почвенного климата, разрушение почвенных горизонтов.

Связь природоохранных проблем с ростом народонаселения

Рост населения не является глобальной экологической проблемой, но он теснейшим образом связан с этого рода проблемами. На опасность роста населения еще в конце XIX в. указывал Т. Мальтус. В последнее время ею серьезно занимаются не только демографы. Об этой проблеме следует серьезно говорить применительно к решению экологических проблем в связи с тем, что процессы, практически неизбежно сопровождающие рост населения, тесно связаны с этими проблемами. Так, рост населения вызывает рост потребления и соответственно возрастут нагрузки на природные ресурсы. К тому же следует учитывать общую тенденцию возрастания потребностей. Существенным следствием роста населения становится рост городов. Рост городов, удовлетворение разнообразных возрастающих потребностей будет сопровождаться увеличением объемов отходов производства и потребления.

Общее загрязнение среды возрастает вследствие увеличения объёма бытовых отходов, роста городов, как наиболее мощный источник загрязнения (вызывает рост заболеваний). Возрастает рост потребления, вследствие чего возрастает нагрузка на природные ресурсы. Система платного природопользования должна стимулировать рациональное использование предприятиями природных ресурсов.

Агроэкосистема, её определение и составляющие. Виды экологических систем. Классификация экологических факторов

А. - экологическая система, объединяющая участок территории (географический ландшафт), занятый хозяйством, производящим сельскохозяйственную продукцию.

В состав А. входят: почвы с их населением (животные, водоросли, грибы, бактерии); поля-агроценозы; скот; фрагменты естественных и полуестественных экосистем (леса, естественные кормовые угодья, болота, водоемы); человек.

Отличия агроэкосистем от природных экосистем: Обеднённость видовым составом, разница в искусственном и естественном отборе, прерывистость циклов, человек вносит дополнительные источники энергии, природная система авторегуляторная, агроценозы управляемые человеком, устойчивость агроэкосистем слабая, усиление нагрузки (одновременен рост и последовательность стадий развития, высокая степень синхронизированности роста растений, что приводит к высокой степени нагрузки на педосферу).

Основные черты А. определяет человек, который стоит на вершине экологической пирамиды и заинтересован в получении максимального количества сельскохозяйственной продукции. При этом, если человек следует экологическому императиву, он сохраняет почвы, биологическое разнообразие, не допускает сельскохозяйственного загрязнения и получает экологически чистую продукцию, а А. приобретает черты устойчивости (сестайнинга).

Существующие на Земле экосистемы разнообразны. У экосистем есть типы и классификация. Выделяют микроэкосистемы (например, ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд и т. д.), макроэкосистемы (континент, океан и др.) и глобальную -- биосфера.

Крупные наземные экосистемы называют биомами. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем. Существует несколько классификаций экосистем.

Основные типы природных экосистем и биомов

Наземные биомы: Вечнозеленый тропический дождевой лес; Полувечнозелеиый тропический лес: выраженный влажный и сухой сезоны; Пустыня: травянистая и кустарниковая; Чапараль -- районы с дождливой зимой и засушливым летом; Тропические грасленц и саванна; Степь умеренной зоны; Листопадный лес умеренной зоны; Бореальные хвойные леса; Тундра: арктическая и альпийская

Типы пресноводных экосистем: Ленточные (стоячие воды): озера, пруды и т. д.; Логические (текучие воды): реки, ручьи и т. д.; Заболоченные угодья: болота и болотистые леса

Типы морских экосистем: Открытый океан (пелагическая); Воды континентального шельфа (прибрежные воды); Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством); Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.д.)

Наземные биомы здесь выделены по естественным или исходным чертам растительности, а типы водных экосистем по геологическим и физическим особенностям.

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:

1) Факторы неживой природы (абиотические)

2) Факторы живой природы (биотические)

Абиотические:

* климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха)

* почвенные (состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость)

* орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона)

* химические (составы газового воздуха, солевой состав воды, кислотность)

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу:

* фитогенные (растения)

* зоогенные (животные)

* микробиогенные (вирусы, бактерии)

* антропогенные (деятельность человека).

Классификация биотических взаимодействий:

1. Нейтрализм - ни одна популяция не влияет на другую.

2. Конкуренция - это использование ресурсов (пищи, воды, света, пространства) одним организмом, который тем самым уменьшает доступность этого ресурса для другого организма.

Антропогенный фактор в агроэкосистемах (понятие антропогенной среды и её составляющие)

Антропогенная среда -- природное пространство, в пределах которого природные компоненты полностью или частично изменены хозяйственной деятельностью. Эта среда представляет собой передовую стадию вовлеченной в изменение человеком природной среды. Антропогенная среда включает в свой состав городскую, сельскую, сельскохозяйственную, промышленную среду и т.д. Необходимая обществу антропогенная среда преобладает над природной средой.( Например: привнос солей, загрязнение окружающей природной среды тяжёлыми металлами, техногенное загрязнение).

В антропогенную среду входит: квазиприродная среда (окультуренные ландшафты, объекты не способные к самоподдержанию среды); артеприродная среда ( искусственное окружение людей, здания, сооружения, в сочетании с природными элементами почвой, растительностью, воздухом, светом); окружающая человеком среда ( совокупность абиотических, биотических и социальных факторов в сочетании с квазиприродной и артеприродной средами).

Антропизированная среда - природное пространство, претерпевшее некоторые изменения в результате хозяйственной деятельности. Здесь, несмотря на хозяйственную деятельность человека, в большей степени сохранена природная среда. В этой среде в сочетании природного и антропогенного преобладает природный компонент, примером чему служат сельские поселения в горах, в дельтах рек, среди болот и т.д.

Природно-ресурсный потенциал с/х производства. Современное состояние и особенности использования

Сочетание природных условий и ресурсов формирует природно-ресурсный потенциал. Природный потенциал-мера потенциальной способности какой- либо природной системы удовлетворять многообразные потребности общества. Применительно к той или иной территории о её природно- ресурсном потенциале судят главным образом по степени разнообразия природных условий, набору, количественному и качественному составу и доступности природных ресурсов, степени соответствия показателей качества среды принятым нормам и стандартам. Экологический потенциал часть природно-ресурсного потенциала.

Экологический потенциал территории - способность природной среды воспроизводить определённый уровень качества обитания в течение длительного периода.

Современное состояние природно-ресурсного потенциала с/х производства характеризуется наличием плодородных и пригодных почв для возделывания с/х культур, количества осадков, оптимальный вегетативный период, наличие земельных ресурсов, проблема загрязнения воды, засоленность, применение удобрений и ядохимикатов.

Организация и планирование природоохранной работы на предприятиях агропромышленного комплекса

Природоохранная деятельность включает широкий круг мероприятий административно-правового, экономического и производственно-технического характера. Административно-правовая часть включает создание необходимой законодательной базы в области охраны природы, нормирование опасных факторов создание системы контроля за соблюдением установленных норм. Экономическая часть включает решение вопросов финансирования природоохранных мероприятий, увязку их проведения с текущими экономическими задачами, с развитием производственной и социальной сфер. Производственно-техническая (инженерная) часть связана с возведением всевозможных природоохранных сооружений, реконструкцией существующих и строительством новых предприятий, удовлетворяющих современным экологическим требованиям, проведением агролесомелиоративных и прочих мероприятий, направленных на защиту природной среды.

Принципы организации природоохранной деятельности включают: Плановость состоит в том, что никакие природоохранные работ не должны выполняться без предварительного разработанной и утвержденной программы, без соответствующей проектной документации.

Комплексность природоохранной деятельности обычно реализуется на уровне составления экологических программ и состоит в учете всего комплекса взаимодействующих природных и антропогенных факторов.

Региональность (территориальность) состоит в том, что природоохранные мероприятия оказываются наиболее эффективными, когда они ориентированы на конкретный регион. Регионы отличаются своими природными условиями, характером промышленного и аграрного производства, социальным и национальным составом, полностью населения и т.д. Учет этих факторов требует особого подхода к каждому региону.

Приоритетность и относительная оптимальность связаны с тем, что в реальных условиях невозможно сразу решить все экологические проблемы рассматриваемого региона. Правильным подходом к этому является разделение возникающих задач по их важности (приоритетности) и установление разумной последовательности их решения, учитывающей реальные финансовые и технические возможности. При этом выбираемый комплекс природоохранных мероприятий должен быть по возможности оптимизирован применительно к реальным условиям.

Неразрывность экологических задач с текущими производственными задачами состоит в том, что экологические задачи возникают практически повсеместно. Например, строительство даже самого простого здания при игнорировании экологических ограничений может привести к уничтожению почвенного слоя на застраиваемом участке, засорению окружающей территории строительным мусором, ее размывку, уничтожению древесно-кустарниковой растительности, изменение режима подземных вод и т.д. По этой причине соответствующие нормативные документы, все генеральные планы развития городов, сельских районов, проекты объектов промышленного, гражданского, гидротехнического и др. видов строительства должны содержать разделы по охране окружающей среды. Это особенно относится к объектам природообустройства.

Проблемы загрязнения почв и пути их решения. Загрязнение почв при с/х производстве. Виды загрязнений. Понятие рекультивации земель

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ - содержание в почвах химических соединений, радиоактивных элементов, патогенных организмов в количествах, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека, окружающую природную среду, плодородие земель сельскохозяйственного назначения.

Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы.

К веществам, всегда имеющимся в почве, но концентрация которых может возрастать в результате деятельности человека, относятся металлы, пестициды. Из металлов в почве часто обнаруживают избыточные концентрации свинца, ртути, кадмия, меди, фтора и др.

Загрязнение почв нефтью в местах её добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

Принято различать естественное и антропогенное загрязнение почвы. Естественное загрязнение почв возникает в результате природных процессов в биосфере, происходящих без участия человека и приводящих к поступлению в почву химических веществ из атмосферы, литосферы или гидросферы, например, в результате выветривания горных пород или выпадения осадков в виде дождя или снега, вымывающих загрязняющие ингредиенты из атмосферы.

Наиболее опасно для природных экосистем и человека антропогенное загрязнение почвы, особенно техногенного происхождения. Наиболее характерными загрязнителями являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы и другие вещества промышленного происхождения.

Источники поступления загрязнителей в почву. Можно выделить следующие основные виды источников загрязнения почвы:

1) атмосферные осадки в виде дождя, снега и др.;

2) сброс твердых и жидких отходов промышленного и бытового происхождения;

3) использование пестицидов и удобрений в сельскохозяйственном производстве.

Виды загрязнения почв

загрязнения неорганическими отходами и выбросами;

загрязнения тяжёлыми металлами(Fe, Mn, Cu, Zn, Pb);

загрязнения радиоактивными веществами ( Ba, U);

загрязнения пестицидами.

Рекультивация земель - искусственное воссоздание плодородия почвы и растительного покрова, нарушенное вследствие горных разработок, строительства дорог и каналов, плотин и т.д. Рекультивация земель включает:

- восстановление рельефа: засыпку оврагов, карьеров, уничтожение отвалов горных пород и т.д.;

- восстановление почв и растительности;

- лесовосстановление;

- создание новых ландшафтов.

Экологические подходы к нормированию антропогенных нагрузок в агроэкосистемах

Антропогенная нагрузка - степень прямого или косвенного воздействия человека и его хозяйствования на окружающую природу или на отдельные ее экологические компоненты и элементы.

В основу экологического нормирования положено изучение действия загрязняющих веществ не на отдельные организмы, а на систему в целом. В данном случае предполагается получение оптимальной биопродуктивности при минимальном воздействии на окружающую природную среду. В качестве критерия воздействия предусматривается использовать показатель предельнодопустимой экологической нагрузки (ПДЭН), т.е. такой уровень нагрузки, при котором сохраняется нормальное функционирование экосистемы.

Нормальное функционирование экосистем в условиях загрязнения предполагает в первую очередь сохранение систем биотрансформации и детоксикации (удаление токсинов). В качестве оценочных при этом используют следующие показатели: самоочищающаяся способность почвы, степень концентрирования химического элемента в растении, показатель содержания токсиканта в почве и коэффициент концентрации, равный отношению концентрации ингридиента в загрязнённой почве к фоновой концентрации (фоновая концентрация загрязняющего вещества - количество загрязняющего вещества, содержащееся в единице объема природной среды, подверженной антропогенному воздействию).

С/х, как механизм формирования первичной биологической продукции, факторы её интенсификации

ПЕРВИЧНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКЦИЯ - способность организмов производить органическое вещество в процессе своей жизнедеятельности, прирост биомассы (фитомассы) автотрофных организмов за единицу времени.

В процессе взаимодействия с природой человечество постоянно решало первейшую задачу жизнеобеспечения - производство продуктов питания, это является самым первым условием жизни непосредственных производителей и всякого производства вообще.

Процесс усовершенствования систем земледелия стимулирует рост производства продовольственных ресурсов, способствует увеличению значения аграрного сектора в формировании первичной биологической продукции.

Интенсификация сельского хозяйства, последовательное возрастающее вложение средств производства и труда на единицу земельной площади, а в животноводстве на голову скота, применение достижений науки и передового опыта, улучшение методов ведения хозяйства и технологии производства для систематического повышения продуктивности животных, земли и получения с каждого гектара наибольшего количества продукции при наименьших затратах труда и средств на единицу продукции.

Интенсификация сельского хозяйства базируется на непрерывном техническом прогрессе, осуществляется на основе укрепления материально-технической базы, увеличения производства минеральных и органических удобрений, средств защиты растений, химических препаратов для животноводства, комплексной механизации в земледелии и животноводстве; развития орошения, мелиорации и известкования кислых почв; внедрения достижении передового опыта; совершенствования структуры посевных площадей; развития интенсивных пропашных и технических культур; замены малоурожайных высокоурожайными сортовыми посевами; последовательной специализации как по зонам, так и внутри хозяйств; строительства крупных комплексов и фабрик по производству мяса, молока, яиц и овощей с широким применением автоматики и электроники; достижений биохимии, микробиологии и т. д.; повышения материальной заинтересованности работников в получении большего количества продукции.

Последствия техногенного воздействия на агроэкосистемы

Как считают большинство ученых и специалистов, нынешнее состояние окружающей среды, в том числе почвенного покрова и агроэкосистем, оценивается как кризисное, а во многих регионах - близкое к катастрофе.

Техногенный пресс на агроэкосистемы происходит в результате как промышленного (промышленность, энергетика, транспорт), хозяйственно-бытового, так и сельскохозяйственного загрязнения. Угрожающие масштабы принимают разрушение, загрязнение и деградация почв. Особенно сильному разрушительному воздействию подвергаются участки земли, на которых ведется добыча полезных ископаемых, строятся предприятия по переработке минерального сырья, прокладываются нефте- и газопроводы. Техногенез, т.е неизбежные и негативные изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека, достиг таких масштабов, что может рассматриваться как угроза национальной безопасности.

Последствия воздействия техногенеза на агроэкосистемы всем известны: происходит сокращение продуктивности сельскохозяйственных растений и животных, ухудшается качество продукции. Таким образом, техногенез в наши дни является одной из основных причин обострения продовольственной проблемы в общем и острой нехватки экологически безопасной продукции в целом.

В условиях усиливающегося техногенеза ведение сельскохозяйственного производства в целом и его отдельных отраслей должно быть дифференцировано не только исходя из почвенно-климатических и организационно-хозяйственных условий, но и с учетом экологической обстановки территории, что менее важно с точки зрения получения экологически безопасной продукции.

Возрастание антропогенного пресса на агроэкосистемы, связанное с интенсификацией продукционного процесса растений, вызывает накопление в продуктах растениеводства различных токсических веществ. Это связано с тем, что многие химические вещества не исследовали с учетом возможных превращений в окружающей среде, биоаккумуляции и влияния на различные компоненты экосистем. Такой подход породил проблему нитратов, пестицидов, тяжелых металлов в растениях, которая и сегодня представляет реальную угрозу для здоровья людей.

Экологические проблемы интенсификации с/х производства. Понятие энергоемкости

Интенсификация - увеличение продуктивной силы в какой-либо деятельности или предприятии, напр., сельского хозяйства в данном имении и т. п.

Сельское хозяйство создаёт большее воздействие на природную среду, чем любая другая отрасль народного хозяйства. Причина этого в том, что сельское хозяйство требует огромных площадей. В результате меняются ландшафты целых континентов. Сельскохозяйственные ландшафты оказались неустойчивы, что привело к ряду локальных и региональных экологических катастроф. Так неправильная мелиорация стала причиной засоления почв и потери большей части возделываемых земель, а также перевыпас скота и земледелие ведут к опустыниванию.

Сильнее всего на природную среду воздействует земледелие. Его факторы воздействия таковы: сведение природной растительности на сельхозугодья, распашка земель; обработка (рыхление) почвы, особенно с применением отвального плуга; применение минеральных удобрений и ядохимикатов; мелиорация земель.

И сильнее всего воздействие на сами почвы: разрушение почвенных экосистем; потеря гумуса; разрушение структуры и уплотнение почвы; водяная и ветровая эрозия почв;

Существуют определённые способы и технологии ведения сельского хозяйства, которые смягчают или полностью устраняют негативные факторы, например, технологии точного земледелия.

Животноводство влияет на природу меньше. Его факторы воздействия таковы:

перевыпас - то есть выпас скота в количествах превышающих способности пастбищ к восстановлению; непереработанные отходы животноводческих комплексов.

К общим нарушениям, вызываемым сельскохозяйственной деятельностью можно отнести: загрязнение поверхностных вод (рек, озёр, морей) и деградация водных экосистем при эвтрофикации; загрязнение грунтовых вод; сведение лесов и деградация лесных экосистем (обезлесивание); нарушение водного режима на значительных территориях (при осушении или орошении); опустынивание в результате комплексного нарушения почв и растительного покрова; уничтожение природных мест обитаний многих видов живых организмов и как следствие вымирание и исчезновение редких и прочих видов. Актуальна ещё одна проблема: уменьшение в продукции растениеводства содержания витаминов и микроэлементов и накопление в продукции как растениеводства, так и животноводства вредных веществ (нитратов, пестицидов, гормонов, антибиотиков и т. п.). Причина ? деградация почв, что ведёт к снижению уровня микроэлементов и интенсификация производства, особенно в животноводстве.

Современные процессы интенсификации характеризуются весьма высокой энергоёмкостью. В итоге всё более возрастает энергетическая цена каждой пищевой калории. Существует природно- обусловленный предел допустимого привнесения в агроэкосистемы искусственной энергии, возможности наращивания её производства не безграничны. Адаптированные системы с/х как правило менее энергоёмки.

Причины загрязнения природной среды, изменения показателей качества продукции

Существует связь между качеством продукции и качеством окружающей среды: чем выше качество продукции (с учетом экологической оценки использования отходов и результатов природоохранной деятельности в процессе производства), тем выше качество окружающей среды. Преодолением негативных воздействий с помощью обоснованной системы норм и нормативов, с увязкой расчетных методов ПДВ, ПДС и средозащитных мероприятий; разумным (комплексным, экономичным) использованием природных ресурсов, отвечающим экологическим особенностям определенной территории; экологической ориентации хозяйственной деятельности, планирование и обоснование управленческих решений, выражающихся в прогрессивных направлениях взаимодействия природы и общества, экологической аттестации рабочих мест, технологии выпускаемой продукции.

В растения азот поступает из почвы, а затем через продовольственные и кормовые культуры попадает в организмы животных и человека. Ныне сельскохозяйственные культуры чуть ли не полностью получают минеральный азот из химических удобрений, так как навоза и других органических удобрений уже не хватает для обедненных азотом почв. Однако в отличие от органических удобрений в химических удобрениях не происходит свободного выделения в природных условиях питательных веществ.

Значит, не получается и “гармонического” питания сельскохозяйственных культур, удовлетворяющего требования их роста. В результате происходит избыточное азотное питание растений и вследствие этого накопление в нем нитратов.

Излишек азотных удобрений ведет к снижению качества растительной продукции, ухудшению ее вкусовых свойств, снижению выносливости растений к болезням и вредителям, что, в свою очередь, вынуждает земледельца увеличивать применение ядохимикатов. Они также накапливаются в растениях. Повышенное содержание нитратов приводит к образованию нитратов, вредных для здоровья человека. Употребление такой продукции может вызвать у человека серьезные отравления, и даже смерть.

Особенно резко проявляется отрицательное действие удобрений и ядохимикатов при выращивании овощей в закрытом грунте. Это происходит потому, что в теплицах вредные вещества не могут беспрепятственно испаряться и уноситься потоками воздуха. После испарения они оседают на растения. Растения способны накапливать в себе практически все вредные вещества. Вот почему особенно опасна сельскохозяйственная продукция, выращиваемая вблизи промышленных предприятий и крупных автодорог.

Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации, зон экологического бедствия

В России с каждым годом становится все больше регионов, где состояние окружающей среды приближается к экологической катастрофе, жизнь людей становится крайне опасной. И население вправе требовать, чтобы эти регионы были объявлены зонами экологического бедствия. (Чернобыльская катастрофа, Южный Урал, практически во всех краях и областях такие зоны есть).

(Критерии): В Законе «Об охране окружающей природной среды» записано, что «участки территории РФ, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей среде, которые угрожают здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных», объявляются зонами чрезвычайной экологической ситуации (ст.58).

Далее ст.59, «участки территории, где в результате хозяйственной деятельности либо иной произошли глубокие необратимые изменения окружающей среды и повлекли за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природоохранного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны» объявляются зонами экологического бедствия.

Это устанавливает Государственная экологическая экспертиза (ГЭЭ). Состояние здоровья населения оценивается совокупностью критериев и показателей загрязнения окружающей среды атмосферного воздуха, вод и почв.

Зоны чрезвычайной экологической ситуации или зоны экологического бедствия устанавливаются по одному или нескольким основным и дополнительным показателям, окружающим более высокую степень экологического неблагополучия.

Понятие: природоёмкость, ресурсоёмкость, экологоёмкость

Важным показателем эффективности функционирования природно-продуктовой системы является природоемкость. Этот показатель хорошо характеризует тип и уровень эколого-экономического развития. Среди экономических критериев уменьшение природоемкости экономики в динамике является эффективным критерием устойчивого развития. Можно выделить два типа показателей природоемкости:

- удельные затраты природных ресурсов в расчете на единицу конечного результата (конечной продукции). (Часто этот показатель определяется как собственно показатель природоемкости). Здесь величина природоемкости зависит от эффективности использования природных ресурсов во всей цепи, соединяющей первичные природные ресурсы, продукцию, получаемую на их основе, и непосредственно конечные стадии технологических процессов, связанных с преобразованием природного вещества;

- удельные величины загрязнений в расчете на единицу конечного результата (конечной продукции). В качестве загрязнений могут быть взяты различные загрязняющие вещества, газы, отходы. Величина этого показателя во многом зависит от уровня «безотходности» технологии, эффективности очистных сооружений и пр.

Можно выделить два уровня показателей природоемкости: макроуровень, уровень всей экономики и продуктовый, отраслевой уровень. На первом уровне это могут быть показатели природоемкости, отражающие макроэкономические показатели: затраты природных ресурсов (ресурса), объемы выбросов/сбросов загрязняющих веществ и отходов на единицу валового внутреннего продукта, национального дохода и т.д. Измерения этих показателей могут производиться как в стоимостной форме (например, руб./руб.), так и в натурально-стоимостной (например, тонн/руб: производство (потребление) нефти на единицу ВВП). На макроуровне показатели природоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) можно определить: как затраты используемых природных ресурсов (или ресурса) (N) на единицу ВВП:

e_n= N/ВВП

или как объемы загрязняющих веществ (Z) на единицу ВВП:

e_z= Z/ВВП

где e_n -- коэффициент удельных затрат природных ресурсов;

e_z -- коэффициент удельных загрязнений.

Ресурсоёмкость- расход энергии воды, воздуха, земельных и иных природных ресурсов(Р_н) в расчёте на единицу полезной продукции или услуги(Р_н) получаемой на основе данного процесса:

М=Р_н/П_н

Экологоемкость- уровень вредных воздействий на окр среду(Н_н) в расчете на единицу полезной продукции или услуги(П_н) получаемой на основе данного процесса:

Э=Н_н/П_н

Классификация загрязнений окр. среды

агроэкология природоохранный народонаселение

Под загрязнением окружающей среды понимают поступление в биосферу любых твердых, жидких и газообразных веществ или видов энергии (теплоты, звука, радиоактивности и тому подобное) в количествах, которые вредно влияют для человека, животных и растений как непосредственно, беспричинно и непрямым путем.

Непосредственно объектами загрязнения являются: атмосфера, вода, почва.

Объектами загрязнения являются составляющие биогеоценозу: растения, животные, грибы, микроорганизмы.

Вмешательство человека в естественные процессы в биосфере, которое вызывает нежелательные для экосистем антропогенные изменения, можно сгруппировать после следующими видами загрязнений: ингредиентне загрязнение -- загрязнение совокупностью веществ, количественно или качественно враждебных естественным биогеоценозам (ингредиент - составная фрагмент сложного соединения или смеси); параметрическое загрязнение связано с изменением качественных параметров окружающей среды (параметр окружающей среды - одно из его свойств, например, степень шума, радиации, освещенности); биоценотичное загрязнение заключается во влиянии для количество и структуру популяции живых организмов; стациально-деструктивное загрязнение (стация-- поселок существования популяции, деструкция - разрушение) вызывает перемена ландшафтов и экологических систем в процессе природопользование.

Влияние урбанизации на состояние земельного фонда

Несколько десятилетий тому назад термин урбанизация начали широко потреблять для характеристики и оценки развития всемирно-исторических процессов концентрации и интенсификации общения, интеграции всё более разнообразных форм практической жизнедеятельности человека.

Урбанизация в мировом смысле слова как многогранный глобальный социально-экономический процесс, связанный с развитием производительных сил, форм социального общения, концентрацией научно-технических функций. Урбанизация в узком смысле слова как рост доли городского населения. Понятие урбанизированности территории как показатель уровня урбанизации. Понятие «ложной урбанизации» в развивающихся странах.

Главные особенности современной урбанизации. Рост городского населения и его доли в общем населении мира. Опережающий рост больших городов.

Понятие экологических факторов. Их классификация

Экологический фактор -- любое, далее неделимое, условие среды обитания, оказывающее воздействие на организм, хотя бы на протяжении одной стадии онтогенеза. Среда включает в себя все тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.

Экологические факторы -- температура, влажность, ветер, конкуренты и т. д. -- отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Степень изменчивости каждого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания.

Классификация экологических факторов

Принято выделять биотические, антропогенные и абиотические экологические факторы.

Биотические факторы -- всё множество факторов среды, связанных с деятельностью живых организмов. К ним относятся фитогенные (растения), зоогенные (животные), микробиогенные (микроорганизмы) факторы.

Антропогенные факторы -- всё множество факторов, связанных с деятельностью человека. К ним относятся физические (использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.), химические (использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; биологические (продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания), социальные (связанные с отношениями людей и жизнью в обществе) факторы. Абиотические факторы -- всё множество факторов, связанных с процессами в неживой природе. К ним относятся климатические (температурный режим, влажность, давление), эдафогенные (механический состав, воздухопроницаемость, плотность почвы), орографические (рельеф, высота над уровнем моря), химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность), физические (шум, магнитные поля, теплопроводность, радиоактивность, космическое излучение). Часто встречающаяся классификация экологических факторов (факторов среды)

ПО ВРЕМЕНИ: эволюционный, исторический, действующий

ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ (классификация по Мончадскому): Первичные периодические факторы - к этим факторам происходит адаптация в первую очередь. Как правило все они возникают вследствие вращения Земли вокруг своей оси и вокруг солнца. У организмов возникает годовая, сезонная, суточная адаптации. Этот вид адаптаций является наиболее древним. Влияет на протяженность ареала.

Вторичные периодические факторы - являются следствием изменения первичных факторов. Например, влажность воздуха, осадки. Малое влияние на протяженность ареала, но большая роль в изменении численности в самом ареале. Не периодические - к ним относятся пожары, грозы, ураганы и пр.

ПО ОЧЕРЕДНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: первичный, вторичный

ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ: космический, абиотический (он же абиогенный), биогенный, биологический, биотический, природно-антропогенный, антропогенный (в том числе техногенный, загрязнения среды), антропический (в том числе беспокойства)

ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ: атмосферный, водный (он же влажности), геоморфологический, эдафический, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный

ПО ХАРАКТЕРУ: вещественно-энергетический, физический (геофизический, термический), биогенный (он же биотический), информационный, химический (солености, кислотности), комплексный (экологический, эволюции, системообразующий, географический, климатический)

ПО ОБЪЕКТУ: индивидуальный, групповой (социальный, этологический, социально-экономический, социально-психологический, видовой (в том числе человеческий, жизни общества)

ПО УСЛОВИЯМ СРЕДЫ: зависящий от плотности, не зависящий от плотности

ПО СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ: летальный, экстремальный, лимитирующий, беспокоящий, мутагенный, тератогенный; канцерогенный

ПО СПЕКТРУ ВОЗДЕЙСТВИЯ: избирательный, общего действия

Понятие об агроэкосистемах. Их классификация. Свойства. Современные тенденции изменения агроэкосистем

В свете современных представлений агроэкосистемы (агробиогеоценозы) - вторичные, изменённые человеком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы; их основу составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. Эти сообщества формируют и регулируют люди для получения сельскохозяйственной продукции. Агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Выращиваемые культуры и разводимые животные подвергаются искусственному, а не естественному отбору. Как экологические системы агроэкосистемы неустойчивы: у них слабо выражена способность к саморегулированию, без поддержки человеком они быстро распадаются или дичают и трансформируются в естественные биогеоценозы (например, мелиорированные земли - в болота, насаждения лесных культур - в лес).

Выделено пять видов землепользования, по каждому из которых классифицированы агроэкосистемы:

1. Земледельческое, или полевое, землепользование - богарные, орошаемые агроэкосистемы (ротации зерновых, бобовых, кормовых, овощных, бахчевых, технических и лекарственных, культур).

2. Плантационно-садовое землепользование - плантационные агроэкосистемы (чайный куст, дерево какао, кофейное дерево, сахарный тростник), садовые агроэкосистемы (плодовые сады, ягодники, виноградники).

3. Пастбищное землепользование - пастбищные агроэкосистемы (отгонные пастбища: тундровые, пустынные, горные, лесные пастбища; улучшенные пастбища; сенокосы; окультуренные луга).

4. Смешанное землепользование - смешанные агроэкосистемы, характеризующиеся равнозначным соотношением и сочетанием нескольких видов землепользования, а так же процессов получения как первичной, так м вторичной биологической продукции.