44. Оптимизация ландшафта сельскохозяйственных территорий как фактор повышения устойчивости агроэкосистем. В первую очередь необходимы анализ и учет ландшафтно -экологических особенностей конкретной территории. Основой для анализа ландшафтной неоднородности и изменчивости земельного фонда в процессе его сельскохозяйственного использования служат материалы количественного и качественного учета состояния агроэкосистем. Ландшафтно-экологический анализ агроландшафта должен основываться на знании его морфологических компонентов (типологическое картографирование) и региональных различий (районирование), а также на учете многочисленных взаимосвязей (баланс веществ и энергии). Особенно важно, чтобы хозяйственные нагрузки на ландшафт планировались в соответствии с его природной структурой. Наряду с влиянием антропогенных факторов нужно учитывать и естественные тенденции развития ландшафтов, возможности проявления неблагоприятных для сельского хозяйства природных процессов. Рациональным можно считать такое воздействие, при котором обеспечивается правильный ресурсооборот, расширенное воспроизводство возобновляемых ресурсов ландшафта (повышение плодородия почвы, продуктивности естественных и культурных фитоценозов и др.). Анализ ландшафтной неоднородности и изменчивости — многоступенчатая система подходов к раздельной оценке природных компонентов и всего ландшафтного комплекса. В агроэкосистемах происходят как изменение отдельных биотических компонентов, так и трансформация системы в целом. При этом нарушаются ее внутренняя структура и функционирование, обеспечивающие определенную устойчивость с помощью различных механизмов самоорганизации и самовоспроизводства. Для определения происходящих и возможных изменений перспективна разработка интегральных параметров, характеризующих структурно- функциональную организацию агроэкосистем по их биотической компоненте.
Интенсификация - процесс в развитии производства за счет применения более эффективных средств производства и его организации в отличие от экстенсивного экономического роста за счет расширения производства при сохраняющемся уровне технологии и качества ресурсов. Интенсификация предполагает увеличение затрат на производство, однако эти затраты окупаются более эффективным и экономичным использованием всех применяемых ресурсов.
Интенсификация сельского хозяйства основывается на непрерывном техническом прогрессе, росте высокопроизводительных машин, минеральных удобрений, мелиорации земель, выведении новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур и высокопродуктивных пород животных. Она представляет объективный и закономерный процесс развития сельского хозяйства на расширенной основе.
Главной целью интенсификации сельского хозяйства является увеличение производства продукции и улучшение её качества для более полного удовлетворения растущих потребностей населения. Она играет важную роль в сближении материальных и культурных условий жизни сельского и городского населения, способствует превращению сельскохозяйственного труда в разновидность индустриального, приближению сельского хозяйства к уровню промышленности по технической вооружённости и организации производства.
48.Экологически безопасные технологии и оптимизация обработки почвы. Важнейшей составляющей с/х производства это вспашка, посев, обработка, уборка и переработка полученной продукции. Для осуществления соотвествующих рабочих процессов необходимо оснащение отрасли высокопроизводительными надежными и экологически оправданными машинами. Новейшие достижения экологии позволяют совершенствовать существующие и разрабатывать ноыве методы вдения с/х производства, выявляя в растениеводстве и животноводстве дополнительные резервы для стабилизации агроландшафтов. Основным организующим началом в любой агросистеме является взаимодействие между производством и потреблением. Главная задача – повышение продуктивности и устойчивости агросистемы. Например – вместо одинаковых посевов можно внедрять поликультурные на них можно получать разнообразный и многократный урожай, обеспечивается устойчивость посевов. Важную роль играет развитие методов экологической инженерии при подборе экотипов и жизненных форм растений для получения фитоценозов длительного пользования. Применение механизированных средств носит отрицательные последствия на почвенный покров. Поэтому нужна разработка таких сельскохозяйственных машин и орудий которые при общей эффективности должны оказывать минимальный вред окружающей среде, а именно: - Сократить выбросы от с/х машин и орудий - Уменьшить нагрузку на почву путем изменения конструктивной особенности техники - Внедрение двигателей с высоким КПД но низким потреблением топлива. Эти меры помогут улучшить экономическую и экологическую ситуацию, но отдельно они не смогут решить всех проблем, но в комплексе с правильной агрохимией, растениеводством они помогут сильно увеличить производство сельскохозяйственной продукции, при этом максимально сохранив ОПС.
Биологический круговорот веществ и поток энергии в биосфере напоминают вращение мельничного колеса в струе быстротекущей воды.
В биологическом круговороте веществ биосферы выделяют несколько циклов обращения химических элементов, т.е. путей циркуляции веществ из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. В циклах прослеживают движение жизненно важных – биогенных – элементов например: С, О, Н, N, P. Биогенные элементы разными путями попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю, а из нее вновь поступают в живое вещество и таким образом постоянно входят в состав организмов, участвуя в их жизнедеятельности.
Все биохимические циклы биосферы не замкнуты. При этом каждый новый цикл не является точным повторением предыдущего, так как природа не остается неизменной. Вещества и солнечная энергия вовлекаются в круговорот, но вместе с тем энергия в виде тепла уходит, рассеиваясь в пространстве, нередко и органические вещества выходят из круговорота в окружающую среду, накапливаясь в виде залежей. Поэтому и в отдельных биогеоценозах и во всей биосфере круговороты не замкнуты, а сама биосфера является открытой биосистемой
Обычно в естественных экосистемах осуществляется постепенный переход от ранних стадий развития, в которых образование продукции длительное время преобладает над ее разрушением (т.е. прямым потреблением и разложением), к более сложным и более совершенным стадиям, где образование продукции и ее разрушение длительное время находятся в более или менее уравновешенном состоянии. Этот процесс (сукцессия) разделяется на начальную, среднюю и конечную (климаксную) стадии, причем число и интенсивность внутренних связей в экосистемах постоянно возрастают: первичная продукция все больше расходуется в месте ее образования, отмершая органическая масса (детрит) и минеральные питательные вещества, усвоенные растениями из почвы, постепенно в возрастающих количествах возвращаются в почву.
Таким образом, круговороты веществ становятся более замкнутыми.
Круговорот веществ никогда не бывает полностью замкнутым в круг, т.к. часть органических и неорганических веществ выносится за пределы биогеоценоза и в то же вр0ъемя их запасы могут попoлняться за счет притока извне. Неполная замкнутость циклов в масштабах геологического времени приводит к накоплению элементов в различных природных сферах Земли. Таким образом накапливаются полезные ископаемые - уголь, нефть, газ, известняки и т.п.
49. Методы выявления загрязнения биологических объектов тяжёлыми металлами. Методы биоиндикации основаны на наблюдениях отдельных организмов, популяции или сообществ организмов в естественной среде обитания с целью определения по их реакциям (изменениям) качества окружающей среды. В сельском хозяйстве широко применяется метод биоиндикации для диагностики питания сельскохозяйственных культур. Данный метод визуальной биоиндикации основан на изучении внешних признаков фито - и биоценозов, которые отражают качественные изменения среды обитания.
В качестве признаков визуальной биоиндикации используется внешний вид растений (замедление роста стеблей; ветвей и корней; пожелтение; бурение; загибание листьев; "краевые ожоги"; образование гнили; одревеснение
Патолого-анатомические и гистологические методы биоиндикации особое внимание уделяют изучению репродуктивной системы, любые изменения которой непосредственно связаны с жизненно важными параметрами популяции. Репродуктивная система очень чувствительна к стрессовым воздействиям, и любое нарушение можно рассматривать как сигнал о наличии неблагоприятных изменений в окружающей среде.
Эмбриональные методы диагностики базируются на том обстоятельстве, что наиболее уязвимыми к воздействию внешних возмущений являются ранние стадии развития многоклеточных организмов. На стадиях дробления и формирования зародышевых органов и тканей даже незначительные воздействия, как правило, приводят к видимым уродствам более поздних стадий или даже гибели зародышей. В качестве биоиндикаторов обычно используются быстро развивающиеся и дающие многочисленное потомство организмы (рыбы, моллюски, земноводные, насекомые).
Более тонкими и точными методами биодиагностики являются иммунологические и генетические методы.
Иммунологические - основаны на измерениях показателей иммунной системы под воздействием внешних возмущающих факторов. В результате любого рода отрицательного воздействия на иммунную систему живых организмов в первую очередь изменяется функциональное состояние иммунокомпетентных клеток - спленоцитов и лимфоцитов. Генетические методы позволяют анализировать генетические изменения, возникающие вследствие неблагоприятных внешних воздействий. Появление таких изменений характеризует мутагенную активность среды, а возможность их сохранения в клеточных популяциях отражает эффективность иммунной потенции организма.
Хозяйственная деятельность человека, включая интенсификацию сельскохозяйственного производства и прежде всего химизацию, вызывает определенные изменения в процессах превращения веществ и энергии в природе. При сельскохозяйственном освоении территории увеличивается и число причин потерь азота из системы. Наряду с возрастающей убылью азота из почвы в виде газообразных соединений значительно увеличивается вымывание азота нитратов. Азот безвозвратно выводится из системы и при сжигании растительных остатков. Значительное количество его отчуждается при потреблении сельскохозяйственной продукции на промышленные и другие нужды, а также поглощается сорняками.Поэтому важно правильно управлять круговоротом питательных веществ в земледелии и создавать их активный баланс применением минеральных удобрений, предотвращая их потери в окружающую природную среду.
В естественных биоценозах достигается замкнутый цикл биогенных элементов, а в искусственных агроценозах происходит разрыв этого цикла в связи с. отчуждением на получение урожая и значительными потерями элементов питания при эрозии, инфильтрации и улетучивании. Применение же минеральных удобрений направляет весь круговорот биогенных элементов по расширенной спирали. В связи с этим исходным моментом для расширения производства растениеводческой продукции является увеличение в нужных масштабах применения минеральных удобрений.
Особый научный и практический интерес представляют баланс фосфора в земледелии и его круговорот в экосистемах.В атмосфере фосфор находится в небольшом количестве. Поэтому круговорот его относительно более прост, чем круговорот азота, т.е. в круговорот фосфора в экосистемах вовлечены лишь почва, вода и растения.
При анализе состояния круговорота питательных веществ в земледелии, а соответственно и баланса их в связи с применением удобрений важно учитывать уровень получаемых урожаев сельскохозяйственных культур. Поэтому рекомендации по применению удобрений для получения определенного уровня урожаев выращиваемых культур должны также предусматривать не только поддержание существующего уровня плодородия почвы, но и расширенного его воспроизводства.
50. Исследование экологических функций почвенного покрова. Антропогенное загрязнение почв. Методы диагностики. Пути устранения. Экологические функции почв – учение о роли и формах участия почв в функционировании и динамике различных природных и социоприродных систем. Выделяются две основные категории почвенных экофункций: глобальные и биогеоценотические (экосистемные). Глобальные функции подразделяются на гидросферные, атмосферные, литосферные, общебиосферные и этносферные.В группе гидросферных функций почв обособляются: трансформация почвой поверхностных вод в грунтовые; участие почвы в формировании речного стока и влияние ее на биопродуктивность водоемов за счет приносимых почвенных соединений; работа почвы в качестве барьера, защищающего акватории от загрязнений и др. Группа атмосферных функций почв включает в себя: поглощение и отражение почвой солнечной радиации; регулирование влагооборота атмосферы; поставку в воздушную оболочку твердого вещества и микроорганизмов; поглощение и удержание некоторых газов от ухода в космическое пространство; регулирование газового режима атмосферы.
Литосферные функции почв включают в себя: биохимическое преобразование верхних слоев литосферы при участии почвообразовательного процесса; роль почвы как источника вещества для образования минералов, пород, полезных ископаемых; вклад почвы в защиту литосферы от чрезмерной эрозии, в обеспечение условий ее нормального развития и др.
В группе общебиосферных почвенных функций почва выступает как среда обитания, аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши, связующее звено биологического и геологического круговоротов, планетарная мембрана, защитный барьер и условие нормального функционирования биосферы, фактор биологической эволюции.
Этносферные функции почв - роль почвы как одного из важных факторов существования и динамики этносферы и социосферы; участие ее в формировании полезных ископаемых и энергетических ресурсов, используемых этносами Земли; почва как место для поселений, промышленных и дорожных объектов; сохранение почвой информации о развитии природной и этнокультурной среды и др.
Биогеоценотические (БГЦ) функции целесообразно объединить в группы в соответствии с основными свойствами почв. Физические, химические и физико-химические свойства почв определяют такие их функции, как: жизненное пространство; жилище и убежище; механическая опора; депо семян и других зачатков; источник элементов питания; стимулятор и ингибитор биохимических процессов, идущих в биогеоценозе; депо влаги, элементов питания и энергии; сорбент микроорганизмов и др.
Антропогенное загрязнение почв. Методы диагностики. Пути устранения.
Загрязнение почв - содержание в почвах химических соединений, радиоактивных элементов, патогенных организмов в количествах, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека, окружающую природную среду, плодородие сельскохозяйственного назначения (закон "О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения").
Почвыаккумулируют все загрязнители, поступающие от различных источников. Различают загрязнение промышленное, сельскохозяйственное и радиоактивное.
Промышленное загрязнение. Почва загрязняется продуктами выбросов в атмосферу промышленными предприятиями, которые затем вымываются осадками или осаждаются на почву. Косновным источникам загрязнителей относятся, ТЭС, автотранспорт, металлургическая, коксохимическая, строительная, пищевая, машиностроительная и другие виды промышленности.
Сельскохозяйственное загрязнение можетпроисходить при удобрении почв, отходами животноводческого комплекса и при использовании пестицидов.
Пестициды (ядохимикаты) используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Применение пестицидов снижает потери урожая, сокращает затраты труда, помогает сохранить сельскохозяйственную продукцию. Но вместе с тем использование пестицидов вызвало массу экологических проблем.
Наиболее целесообразным методом определения интегральной токсичности почвы является биотестирование. Показателем степени токсичности при биотестировании служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Успешное применение биотестирования для диагностики состояния экосистемы во многом зависит от правильного подбора тест-объекта.
В качестве биоиндикаторов могут быть использованы животные, растения, микроорганизмы. Уровень организации тестируемой биологической системы может варьировать от доклеточного (макромолекулы) до надорганизменного (сообщества). Большенство исследователей полагает, что применение единственного биологического параметра для целей биотестирования ненадежно из-за разнообразных механизмов отклика тест-организма на различные антропогенные загрязнения. Наиболее полный анализ интегральной токсичности достигается при применении набора биотестов с использованием различных тест-организмов при контроле их биологических параметров.
Биодиагностика. Основные положения предлагаемой методологии следующие:
· одновременное изучение показателей биологической активности почвы;
· выявление наиболее информативных эколого-биологических показателей и возможного интегрального показателя экологического состояния почвы;
· учет пространственной и временной вариабельности биологических свойств почвы;
· использование сравнительно-географического и профильно-генетического подходов для оценки состояния почвы.
51. Оценка изменения агроэкологических показателей плодородия почв. Агроэкологическое картирование. Среди всех свойств почвы прежде всего необходимо выделить группу фундаментальных показателей, которая может быть разделена на несколько подгрупп. Первая подгруппа показателей характеризует вещественный состав почвы. К
ним относится гумусное состояние почв, основная характеристика которого хорошо коррелирует с агрохимическими и физико-химическими показателями.
Вторая подгруппа показателей оказывает устойчивое и долговременное влияние на экологическое равновесие по сравнению с показателями гумусового состояния почв. К ним относится гранулометрический состав почв,
определяющий водно-физические и другие свойства.
Третья подгруппа свойств - это минералогический состав почв, включая набор первичных и вторичных минералов, определяющих резервы питательных элементов, обуславливающих удержание важнейших биофилов в
почвенном поглощающем комплексе, а также уровень поглощения и возможно инактивацию загрязняющих агентов, поступающих в процессе сельскохозяйственного использования земель различных категорий, В самостоятельную группу выделяются такие показатели, как расчлененность территории, уровень почвенно-грунтовых вод, включая степень и характер их минерализации, свойства почвообразующих пород и т.п.
В отдельную важную группу составляют показатели, которые являются результатом воздействия человека наэкосистемы и обуславливающие экологическое состояние почв. К ним относятся: степень и характер эрозии почв, дозы вносимых удобрений, контурность, распаханность территорий, качество и количество поступающих органических и минеральных соединений.
Особую группу составляют показатели, влияющие на технологические условия возделывания сельскохозяйственных культур. К ним относятся: мощность пахотного слоя, плотность почвы, водопрочность макроструктуры, реакция среды и содержание питательных элементов, а также наличие органов размножения вредных организмов. В современном сельском хозяйстве для
достижения максимальных урожаев качественной продукции становится выгодным работать не с полем в целом, а с отдельным его контуром (условно однородным по факторам, влияющим на культурное растение или
"элементарным ареалом агроландшафта"). Все многообразие агроэкологических параметров, влияющих на растение, конечно, не должно фиксироваться (картироваться). Это просто не выгодно экономически. Однако, зачастую, агрохимическое обследование почв следует расширить, добавив тот или иной анализируемый параметр, ограничивающих уровень плодородия для конкретной культуры в конкретном
регионе. В некоторых регионах, это переувлажнение, в других – засоление, в третьих - глубина залегания плужной подошвы, и так далее. Иногда следует провести полноценное или фрагментарное почвенное картирование для получения информации о всем почвенном профиле и характере его функционирования (а не верхних 30 см, которые дает
обычное агрохимическое обследование). Результатом такого исследования является электронная почвенная карта с указанием типов и подтипов почв (наиболее
комплексная их характеристика). Почвенную карту могут сопровождать картограммы агрохимических свойств (или вся информация вностится в почвенную
карту). Иногда важно провести экологическое картирование полей хозяйства, чтобы оценить степень загрязненности агроэкосистемы теми или иными токсичными веществами. Отчасти составной частью экологического картирования является фитосанитарное картирование, которое позволяет оценить "загрязненность" посевов вредоносными организмами (растениями, вредителями и болезнетворными
микроорганизмами). Результатами подобных работ являются электронные картограммы фитосанитарного состояния посевов.
54. Установление уровня физико-химической, биогенной, техногенной и миграционной способности и синергизма различных элементов и соединений. Физические свойства органических соединений. Почти все органические соединения являются ковалентными. Поэтому они существуют в форме молекул. Эти молекулы могут быть очень простыми, сложными и даже полимерными. Физические свойства органических соединений в большой мере зависят от величины, формы и строения их молекул. Температуры плавления и кипения. При обычных условиях органические соединения чаще всего представляют собой газы, жидкости или твердые вещества со сравнительно невысокой температурой плавления. Дело в том, что органические молекулы удерживаются вместе лишь слабыми межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса. В отличие от этого в кристаллах неорганических солей действуют значительно большие ионные силы, и поэтому такие неорганические вещества имеют очень высокие температуры плавления. Растворимость. Неполярные органические соединения, такие, как углеводороды, обычно нерастворимы в воде и не смешиваются с ней. Однако они хорошо растворяются в неполярных растворителях, например в трихлорометане (хлороформе) или в метилбензоле (толуоле). Плотность и вязкость. По мере возрастания числа атомов углерода, и, следовательно, относительной молекулярной массы, у соединений одного гомологического ряда увеличиваются также плотность и вязкость.
Химические свойства элементов, определяющие способность их атомов в соединения с атомами других веществ и образовывать молекулы, обусловлены внешними валентными электро9нами. Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его свойства.
Существуют следующие виды связей, за счет которых происходит объединение атомов в молекулы: ковалентная, донорно-акцепторная, ионная и металлическая.
Ковалентная связь характеризуется образованием устойчивых электронных пар из электронов, ранее принадлежавших отдельным атомам. Вещества, образованные молекулами с ковалентной связью, характеризуются высокой твердостью. Они тугоплавки и химически инертны (алмазы, кремний и некоторые неорганические соединения).
Донорно-акцепторная связь является разновидностью ковалентной связи. Возникает она между атомами элементов, один из которых способен отдать электроны (донор), а другой способен принять эти электроны (акцептор). Это соединения, образованные элементами третьей и пятой групп периодической системы Д. И. Менделеева, например арсенид галлия GaAs.
Ионная связь вызывается силами электростатического притяжения между положительными и отрицательными ионами. Это типичные металлы и типичные неметаллы. К ним относятся большинство солей и некоторые оксиды. Ионные соединения по механической прочности и химической стойкости уступают веществам с ковалентной связью.
Металлическая связь между атомами наблюдается в металлах. Атомы металлов способны отдавать внешние электроны, превращаясь в положительные ионы, или их вновь присоединять, превращаясь в нейтральные атомы. Металлы можно рассматривать как систему, построенную из положительных ионов, находящихся в среде свободных, коллективизированных электронов.
Основными свойствами, обеспечивающими миграцию элементов в водной среде, является растворимость их соединений и способность к обменным реакциям с другими компонентами водного раствора.
Элементы, жизненно необходимые организму, называют биогенными элементами. Критерии биогенности элементов:
1. Распространенность элемента в природе. 2. Растворимость соединений элемента в воде
Чем лучше растворимость природных соединений элемента в воде, тем выше массовая доля этого элемента в организме. 3. Размеры атомов
Чем меньше порядковый номер элемента, тем больше его массовая доля в организме, т.к. тем меньше заряд ядра и радиус атома и тем легче элементу внедряться в живые системы.
4.Способность приобретать устойчивую электронную конфигурацию. Эта способность является причиной прочности связей элемента в соединении и устойчивости образующейся биохимической структуры.5. Способность к образованию прочных полярных ковалентных связей, кратных связей, созданию сопряженных систем. В то же время эти связи лабильны – способны легко разрываться в условиях протекания биохимических превращений. 6. Склонность к комплексообразованию
Техногенные соединения - соединения, не имеющие природных аналогов. Техногенная форма элементов включает: искусств полимеры, пласстмасса, сплавы металлов, гербициды, пестициды, поверхностно-активные в-ва и т.д.; соединения, встречающиеся в природе, но не образующиеся природным путем в тех конкретных условиях, где они были выявлены.
Миграция элементов, перемещение и перераспределение химических элементов в земной коре и на её поверхности. М. э. может происходить в жидкой фазе (в расплавах, в гидротермальных растворах, в подземных и поверхностных водах), в газообразной фазе (с вулканическими газами и фумаролами, газами минеральных источников, нефтяных месторождений и разлагающихся органических соединений) и в твёрдой фазе (в результате диффузии и перекристаллизации). Перенос в твёрдом виде идёт главным образом механически (осыпи, водные потоки, пыль и т.д.). В водных растворах элементы перемещаются в виде ионов, молекул и коллоидных частиц, в газах — в форме молекул и аэрозолей. Миграционная способность у разных элементов различна; она зависит от природы химических соединений и физико-химических условий, в которых мигрируют элементы. В результате М. э. происходит вынос и рассеяние одних и накопление других химических элементов, часто с образованием промышленных месторождений. Интенсивная М. э. наблюдается при процессах метасоматизма, химической дифференциации в морских водоёмах и т.д. В М. э., происходящей под влиянием внешних процессов, большую роль играют биогеохимические процессы.
Синергизм – усиление биологической активности замещаемого элемента. Синергизм элементов в процессах кроветворения связан с участием ионов этих элементов в различных этапах процесса синтеза форменных элементов крови человека.
55. Способность почвы к биологическому, физическому и химическому самоочищению. Самоочищение почв – это естественное избавление от загрязняющих веществ в результате природных физических, биологических и химических процессов в почвах.
Физическое самоочищение – это разбавление загрязнителей осадками, фильтрация в подземные воды, миграция в атмосферу, при этом загрязнение не исчезает, а снижается концентрация загрязнителей в почве, они переносятся от одних участков на другие.
Биологическое самоочищение основано на поглощении и разложении загрязнителей главным образом почвенными микроорганизмами. Способность почв к самоочищению зависит от многих факторов: температуры, влажности, кислотности почв, от концентрации и вида загрязнителей. Во многих регионах интенсивность загрязнения превышает их способность к самоочищению. При небольшом загрязнении почва способна самоочищаться от нефтепродуктов, некоторых пестицидов, различных органических веществ.
Загрязнение тяжелыми металлами, радионуклидами практически вечно, они накапливаются в экосистемах, биоаккумулируются в пищевой цепи и угнетают все живые организмы.
Химическое самоочищение происходит при нейтрализации некоторых загрязнителей компонентами почв.
63. Закон внутреннего динамического равновесия, закон генетического разнообразия, закон необходимого разнообразия, закон оптимальности. Их действие в агроэкосистемах. ЗАКОН ВНУТРЕННЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ. Вещество, энергия, информация тесно связаны между собой. Изменение одного вызывает изменение всех, но при этом сохраняются общие качества системы: вещественно-энергетические, информационные и динамические. Следствия действия закона - после любых изменений обязательно развиваются цепные реакции, которые стремятся нейтрализовать эти изменения. Необходимо помнить, что незначительное изменение одного показателя может вызвать сильное отклонение у других и во всей экосистеме. Они могут быть необратимыми, перейти в глобальные. Изменения вызывают ответные реакции, которые обуславливают относительное постоянство эколого-экономического потенциала? Искусственный рост эколого-экономического потенциала ограничен термодинамической устойчивостью природных систем. Это ответ на вопрос конечен ли рост эколого-экономического потенциала. Это один из самых главных законов в природопользовании. Он показывает, что работает свойство саморегулирования, свойство восстанавливаться, но при "соблюдении" закона экологического императива. Превышение требований экологического императива влечет за собой непредвиденные изменения на локальном, региональном и глобальном уровнях.
ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ. Все живое генетически разное и имеет устойчивую тенденцию к увеличению биологического разнообразия. Это важно в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты) потому, что, благодаря этому закону, всегда можно предвидеть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации, либо распространения действия на те виды организмов, на которые они были рассчитаны.
ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОЙ НЕОБХОДИМОСТИ. Развитие биосферы и человечества как целого не происходит от более поздних фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйствования. Этот закон вероятнее всего социальный, а не экологический. Целесообразно проанализировать действия с действиями этого закона в природе.
ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОСТИ.
Ни одна система не может сужаться или расширяться до бесконечности. Ни одни организм не может превышать определенные размеры, которые обеспечивают поддерживание его энергетики. Размеры зависят от условий питания и факторов существования. В природопользовании - это размеры участков полей, выращиваемых животных, растений. Несоблюдение закона приводит к неестественному однообразию на больших территориях (монокультурность), вызывает нарушения функционирования экосистем, экологические кризисы.
75. Роль сельского хозяйства в формировании первичной биологической продукции. Проблемы питания людей. В процессе взаимодействия с природой человечество постоянно решало первейшую задачу жизнеобеспечения — производство продуктов питания (единственного источника получения человеком энергии). Процесс перехода от собирательства к примитивным, а в последующем и к более совершенным системам земледелия, к более совершенному ведению сельского хозяйства в целом, стимулируя рост производства
продовольственных ресурсов, способствовал увеличению значения аграрногосектора в формировании первичной биологической продукции. Управление сельскохозяйственными экосиcтемами для увеличения первичной биологической продуктивности, расширения видового
разнообразия возделываемых культур, обеспечения необходимогокачественного состава производимых продуктов, наличия в них требующихся человеку белков, витаминов, минеральных веществ и другихнеобходимых ингредиентов, а также отсутствии или минимизации нежела-
тельных компонентов — первостепенные функциональные задачи. Их реше- ние связоно с использованием как невозобновимых, так и возобновимых природных ресурсов, что в определенной степени служит первопричиной обострения экологических проблем. При формировании систем получения первичной
биологической продукции выбор той или иной модели интенсивного аграрного природопользования определяется балансом между экономическими и экологическими аргументами. На фоне роста технических возможностей человечества по освоению природных систем для целевого формирования первичной сельскохозяйственной продукции экономика выступает в качестве своеобразного фильтра целесообразности и допустимости проводимых мер. Технические возможности и технологические решения (обводнение, орошение, террасирование, культуртехнические мероприятия и др.) неуклонно расширяли, а экономические ограничения сужали диапазон хозяйственного использования почвенного покрова планеты
Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества.
Первичная продукция агроценозов и эксплуатации человеком природных сообществ — основной источник запасов пищи для человечества.
Питание людей обеспечивают в основном сельскохозяйственные культуры, занимающие примерно 10% площади суши (около 1,4 млрд га). Общий годовой прирост культурных растений составляет около 16% всей продуктивности суши, большая часть которой приходится на леса. Примерно половина урожая идет непосредственно на питание людей, остальная часть — на корм домашним животным, используется в промышленности и теряется в отбросах.
Растительная пища обходится людям энергетически дешевле, чем животная. Сельскохозяйственные площади при рациональном использовании и распределении продукции могли бы обеспечить растительной пищей примерно вдвое большее население Земли, чем существующее. Однако сельскохозяйственное производство нуждается в большой затрате труда и больших капиталовложениях. Особенно трудно обеспечить население вторичной продукцией. В рацион человека должно входить не менее 30 г белков в день. Имеющиеся 55 на Земле ресурсы, включая продукцию животноводства и результаты промысла на суше и в океане, могут обеспечить ежегодно лишь около 50 % потребностей современного населения Земли.
Существующие ограничения, накладываемые масштабами вторичной продуктивности, усиливаются несовершенством социальных систем распределения. Больша