Лекция 3 Научные основы систем земледелия

1.Законы развития и функционирования ландшафтов.

2. Понятие об агроландшафтах, классификация агроландшафтов

4. 
   Экологическая ниша
   

Одно из направлений оздоровления экологической ситуации —использование экологически безопасных технологий в системах земледелия посредством приведения их в соответствие с законами, закономерностями и правилами, действующими в экологии. В первую очередь это относится к законам и закономерностям, касающимся развития и функционирования ландшафтов.

Названный закон создает предпосылку адаптировать сельскохозяйственные культуры и технологии их возделывания к конкретным условиям агроландшафта.

любое изменение в экосистеме приводит к развитию цепных реакций, ведущих к нейтрализации этих изменений или формированию новых взаимосвязей и новых систем;

изменение компонентов природных экосистем происходит нелинейно, т. е. изменение одного из показателей может вызвать более сильные или слабые отклонения его от других показателей или всей системе в целом;

перемены, происходящие в крупных экосистемах, необратимы;

проходя по экологической иерархии снизу вверх, от места воздействия до биосферы в целом, они изменяют глобальные процессы и сводят их на новый эволюционный уровень;

Любые локальные преобразования природы вызывают в глобальной совокупности биосферы ответные реакции, приводящие к относительной изменчивости эколого-экономического потенциа|ла.

Сущность этого закона заключается в том, что количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода— величина постоянная. Отсюда следует, что при использованииI агроландшафта необходимо добиваться увеличения полезной биологической продукции, уменьшив вредоносную форму живой материи (сорняки, вредители и др.).

|. Смысл данного закона состоит в том, что по прошествии длительного времени для получения из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается в среднем все больше энергии. За последнее столетие в развитых странах количество энергии, затрачиваемое на производство единицы сельскохозяйственной продукции, возросло в 10—15 раз, в то время как производительность выросла всего в 2—3 раза. Резко увеличились энергетические расходы на одного человека — с 70 тыс. до )—250 тыс. ккал.

Попытка увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур путем повышения расхода энергии на единицу продукции бесперспективна. Так, наиболее затратным фактором в техногенной интенсификации растениеводства является азотное удобрение, на долю которого приходится до 30 % расхода энергии, получаемой из ископаемого топлива. Второе место занимает орошение — до 20 % используемой энергии. На долю пестицидов приходится примерно 5 % в общем балансе расходуемой энергии.

Дальнейший рост затрат энергии ограничен емкостью среды и при сохранении нынешних темпов роста приведет к глобальному экологическому кризису. Поэтому необходим поиск энергосберегающих технологий.

Все экосистемы являются взаимонастраивающимисся и взаимоуравновешенными. При незначительных отклонениях в одном звене экосистема в целом стабилизируется благодаря динамическим самоконтролирующим свойствам. При слишком сильных отклонениях может произойти разрушение экосистемы.

ром). Все, что человек берет от природы, должно быть рано или поздно возмещено, так как глобальная экосистема является единым целым, в пределах которого не может быть что-то выиграно или потеряно.

Агроландшафт является основой жизни и деятельности человека. Зная закономерности трансформации вещества и энергии в пределах агрогеосистемы, можно адаптировать к ним сельскохозяйственное производство, тем самым, делая его экологически безопасным и экономически оптимальным.

Слайд 10 под агроландшафтом понимается земельный массив, состоящий из комплекса взаимосвязанных природных компонентов, элементов системы земледелия и землеустройства с относительно автономными водным, тепловым и другими режимами с признаками общей экологической системы.

Агроландшафт следует понимать как территориальную единицу для решения вопросов формирования систем земледелия на экологической основе. Агроландшафт является антропогенным и формируется под воздействием сельскохозяйственной деятельности человека. Следовательно, в структуре агроландшафта должны найти отражение формирующие его элементы из организации территории и системы земледелия.

М.И. Лопыревым представлена схема структуры агроландшафта, которая состоит из двух частей – естественной и хозяйственной. Эти части складываются из природных компонентов ландшафта и элементов систем земледелия. В свою очередь, 2-я часть структуры будет существенно зависеть от первой.

Первичной единицей агроландшафта принято считать агроценоз - искусственно создаваемые человеком на относительно продолжительное время особые по составу и структуре неустойчивые сообщества растений.

Совокупность контуров, образующих единую технологическую систему в пределах урочища, близких по строению и функционированию, формирует агроландшафтный массив.

полевой,

садовый,

смешанный садово-полевой,

лугово-пастбищный,

ландшафты с измененной литогенной основой,

орошаемые и осушенные ландшафты.

Полевой тип характеризуется перепашкой почвенного слоя, внесением минеральных и органических удобрений, борьбой с сорной растительностью, выращиванием агроценозов с ежегодным изъятием у них большей массы биомассы. Почвы под влиянием полевых культур испытывают большие изменения. Для распаханных почв характерны высокая биологическая активность, возрастание численности микроорганизмов, усиление процессов нитрификации и минерализации органического вещества. Распашка почв коренным образом преобразует круговорот воды, резко усиливая поверхностный сток. Во время снеготаяния и летних ливней происходит смыв почв и образование оврагов.

Водная и ветровая эрозия – спутники полевых ландшафтов в районах семиаридного климата.

Посевы – подлинный культурный биогеоценоз. Многолетнее возделывание той или иной культуры приводит к приспособлению сорной растительности и животного мира.

Каждый вид полевого урочища обладает присущим микроклиматом. Температура и влажность воздуха, скорость ветра неодинаковы над пшеничным полем и плантациями кукурузы, подсолнечника и сахарной свеклы.

Оптимальные условия для развития полевых ландшафтов больше проявляются в лесостепной и степной зонах. Теплое солнечное лето, достаточное, хотя и неустойчивое увлажнение, плодородные черноземы и темно-каштановые почвы, равнинный рельеф – все это способствовало тому, что эти зоны стали основными производителями зерновых и многих технических культур на территории России.

Местные проявления полевого типа ландшафта, если учитывать его широкую географию, исключительно разнообразны. В ландшафтном отношении и по продуктивности наиболее существенны различия между неорошаемыми (богарными) и орошаемыми комплексами. Орошаемые – это самый надежный способ получения высоких, устойчивых урожаев в зонах с богарными термическими ресурсами, но страдающими от недостатка влаги: в степях, полупустынях, пустынях умеренного пояса, субтропиков и тропиков.

Состояние лугов и пастбищ зависит от характера и интенсивности хозяйственного использования. Сенокошение способствует лучшему прогреву и просушиванию почвы, уничтожению древесно-кустарниковой поросли.

Значительное воздействие на луга и пастбища оказывает неумеренный выпас скота. Под его влиянием происходит уплотнение почвы и ее иссушение, в травостое сначала выпадают ценные кормовые растения, затем растительный покров изреживается, и в свои права вступает водная и ветровая эрозия.

Сельскохозяйственные ландшафты с измененной литогенной основой представлены ландшафтами, в которых человек коренным образом изменил рельеф и грунты. Среди них первое место принадлежит полевым и садовым ландшафтам террасированных склонов. Они известны во всех земледельческих странах мира. Они созданы человеком, чтобы избежать эрозии почв. Антропогенную природу имеют не только сами террасы, но и их почвенный покров.

Ландшафты со староорошаемыми почвами представляют затопляемые территории при возделывании риса, хлопчатника, садовых культур. Они обладают не только своим особым микроклиматом, растительным и животным миром, но и специфическими грунтами – антропогенным аллювием. Мощность его достигает 1-3,5 м. Это плодороднейшая почва-грунт, наложенная на бесплодные такыры.

Существенно изменена литогенная основа – почвы и микроклимат – у полевых и лугово-пастбищных ландшафтов, созданных на месте болот после их осушения.

В агроландшафте экологически равновесно сочетаются пашня, луг, лес, вода и другие компоненты агросреды.

В 1928 году Дж.Гринеллом введено понятие "экологическая ниша". Н.Ф. Реймерс дает такое определение этому понятию:

Слайд 13 "Экологическая ниша - место вида в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную его роль в сообществе и его положение относительно абиотических условий существования (температуры, влажности и т.п.)". Он считает, что если местообитание - как бы адрес организма, то экологическая ниша - как бы его профессия. Она может быть занята или не занята видом, так как это функциональное место вида в экосистеме, включая его роль в этом образовании.

Понятие "экологическая ниша" окончательно не установилось. Напрвшивается вопрос: об объёдинении этих понятий

Агроландшафт - в обобщенном виде, определенный участок территории, при этом нас интересуют не его размеры, а характеристики и свойства. По аналогии с экосистемами агроландшафты составляют сложные природные объекты, дополненные в последнее время искусственными. Поэтому для них, очевидно, будут справедливы многие из тех свойств, которые характерны для экосистем: сложность; целостность; способность к сохранению (буферность); управляемость; наблюдаемость; элементы системы имеют качественное различие; функции экосистем обусловлены характером циркуляции вещества и энергии, взаимодействием элементов системы и связью экосистемы с окружающей средой; структуры в экосистемах характеризуются физическими условиями.

Таким образом, из свойств агроландшафта следует, что это есть некая пространственная форма.

Экологическая ниша - это место вида и "его профессия". Например: определенные породы деревьев, организованные определенным образом, которые образуют лесополосы или определенный вид почвы образующий поле и т.п.). Это означает, что экологическая ниша - есть содержание, наполнение агроландшафта.

Видно, что эти два понятия дополняют друг друга, т.к. оперируя ими, можно полностью описать положение и состояние интересующего нас вида в интересующем нас месте. Связки: поле-почва, лесополоса-толщина, ширина - порода деревьев и т.п. - это есть внутреннее и внешнее проявление агроландшафта.