Структура агроландшафта

Структура агроландшафта

Агроландшафты - антропогенные  ландшафты с преобладанием в  их биотической части сообществ  живых организмов, искусственно сформированных человеком и заменивших естественные фито и зооценозы на большей части  территории.

В. Тишлер рассматривает аграрный ландшафт как экосистему с более или менее очерченными границами. Аграрный ландшафт, как системное образование состоит из экологических систем низшего ранга: полей, садов, огородов (агробиогеоценозов), лугов и пастбищ, скотных дворов, ферм и животноводческих комплексов. Биогеоценозы аграрные, луговые, пастбищные и ферменные составляют образованию взаимосвязанных природно-технических систем по производству продуктов растениеводства и животноводства.

Подобно природным ландшафтам, агроландшафты внутренне неоднородны. Будучи геосистемами региональной размерности, они состоят из сопряжённых по принципу дополнительности локальных образований - агроместностей, агроурочищ. Среди локальных морфологических элементов агроландшафта могут быть и несельскохозяйственные, например, лесные болотные, водные. Занимая в структуре агроландшафта подчинённое положение (не превышая 30 - 40% его площади), они обычно выступают в качестве экологического каркаса (экологической инфраструктуры), играют важную стабилизирующую роль в динамике сельскохозяйственных земель.

Агроландшафтами считают те природно-сельскохозяйственные региональные геосистемы, которые на большей части площади используются под сельскохозяйственные угодья. В  случаях, когда агрогеосистемы играют в морфологии природных ландшафтов подчиненную роль, представлены лишь разрозненными агроурочищами, агроместностями, ландшафты в целом не могут быть отнесены к сельскохозяйственным.

Агроландшафты, будучи плодом сотворчества человека и природы, выступают как  природно-антропогенные образования. Их структура и функционирование, хотя и базируется на природных началах, целенаправленно трансформированы человеком. Они должны находиться под его контролем и в определенной мере управляются им. Современный агроландшафт - это не просто преобразованный (модифицированный) природно-территориальный комплекс, а многокомпонентное образование со специфическими природно-хозяйственным генезисом, фитоценотическим обликом, экологической ситуацией. Представляя собой не просто механическую сумму природной и сельскохозяйственной составляющих, а новое, более сложное по своей организации образование, он обладает всеми признаками эмерджентности.

Важнейшим показателем ландшафтов является его структура, т.е. строение, выражающееся в характере внутренних взаимосвязей между слагающими его компонентами, в пространственном расположении и обособленности более мелких ландшафтных комплексов.

Структура ландшафтов может быть горизонтальная, вертикальная и временная. Для оценки современного состояния необходимо знать историю формирования ландшафта, это позволяет выявить динамические процессы, смены, происходящие в ландшафте.Как отмечают многие географы и агролесомелиораторы (В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев 2000; И.И Мазур, 1996 и др.), познание динамики - необходимое и главное условие для разработки мер по оптимизации ландшафтов.

Агроландшафт характеризуется  экологической неустойчивостью. Равновесное  состояние агроландшафта поддерживается системой агрономических, мелиоративных  и экологических мероприятий. При анализе состояния агроландшафтов необходимо учитывать крутизну, длину, форму и экспозицию склонов, размер контуров, гидрологический режим, тип, разновидность и степень смытости почвы, удаленность от хозяйственных центров и водоисточников, влияние несельскохозяйственных угодий, наличие мелиоративных систем и подъездных путей.

Многообразие и сложность почвенного покрова, его особое место в природе  и агропромышленном комплексе требуют  комплексной агроэкологической  оценки и группировки для рационального использования земель.

Агроэкологическая группировка  земель - условное объединение земель в категории, группы, отражающие их свойства и качество, для конкретного совместного пользования с учетом природно-экологических и социально-экономических условий.

Принципиальность выделения  перечисленных категорий земель позволяет конструировать агроландшафты  в системе оптимального природопользования.

Группы земель должны обеспечивать:

- полное и эффективное  использование почв в соответствии  с их природными свойствами;

- производство качественной  продукции растениеводства при  полном воспроизводстве плодородия  почвы;

- прекращение эрозионных  и других деградационных процессов  почв и ландшафтов;

- эффективное применение  удобрений и мелиорантов; высокопроизводительное  использование машин, орудий и агрегатов.

1.2 Оценка устойчивости  агроландшафта

С экологической точки  зрения современный ландшафт - это  целостная система взаимосвязанных  и взаимодействующих компонентов. К вопросам первоочередной важности относится оценка устойчивости современного ландшафта (в том числе и аграрного) и его оптимизации. Понятие «устойчивость», по отношению к ландшафту можно рассматривать, как способность сохранять свои структуру и функции при внешних воздействиях.

Основой комплексной  характеристики и системной оценки ландшафтной неоднородности и изменчивости в процессе сельскохозяйственного использования служат материалы количественного и качественного анализа состояния агроэкосистем. Параметрами их устойчивости являются функции, режимы и свойства почвы; структура, организация и продуктивность агрогеоценозов; интенсивность и сбалансированность биогеохимических круговоротов и т. п. Рассматривая вопросы оптимизации агроэкосистем и агроландшафтов, очень важно располагать методами их комплексной характеристики и системой количественных оценок.

При оценке экологической  устойчивости и оптимизации ландшафта  рекомендуется учитывать следующие  соображения.

1. Оценка состояния  и прогнозирование изменений  в ландшафтах должны осуществляться  на основе системного изучения.

2. Системный подход  к ландшафту позволяет выявить  его структуры, а также существенные  связи компонентов в пространстве  и во времени, отсюда вытекает  возможность поиска вариантов,  принципов и методов согласования  взаимоотношений для различных  типов ландшафта.

3. Экологическая стабильность  и продуктивность экосистем тесно  связана с разнообразием абиотических  и биотических элементов ландшафта,  поэтому особенно важно оценить  сложившиеся ландшафтные структуры  и предполагаемые их модификации  на основе учета коэффициентов экологического разнообразия.

4. Экологическая устойчивость  ландшафта включает как устойчивость  к антропогенным нагрузкам, так  и гибкость системы в ее  реакции на то или иное нарушение,  поэтому при оценке вещественно-энергетических  и других связей между компонентами необходимо определять потенциальные нагрузки на ландшафт.

5. Для определения  оптимальной структуры и функциональных  связей отдельных агроэкосистем  в соответствии с эколого-экономическим  потенциалом агроландшафта следует  принимать во внимание первичную биологическую продукцию, пространственно-временное распределение популяций организмов по трофическим цепям, биоразнообразие.

Агроландшафты являются целостными генетически однородными  пространственно-временными единицами, несмотря на то, что определенная часть их естественного растительного покрова заменена агроценозами. При рассмотрении морфологической структуры агроландшафта уместно обратить внимание на состав и соотношение урочищ, степень нарушенности пространственной структуры, а также на межэкосистемные абиотические связи в агроландшафте. Оценка тенденций изменения геохимической активности среды дает достаточно репрезентативный показатель для прогнозирования ее возможной самоочистки.

Устойчивость агроландшафта  в первую очередь зависит от метеорологических и климатических условий. В этой связи особенно важен учет факторов, определяющих энергетические процессы в ландшафте. В частности, энергетику основных абиогенных и биогенных процессов в ландшафте, а также скорость и направление геохимических превращений техногенных продуктов определяет радиационный баланс. Нельзя также недооценивать значение режима увлажнения и т.д.

Рассматривая вопросы  устойчивости и оптимизации ландшафтов, очень важно располагать системой количественных оценок и характеристик изучаемых процессов. Степень экологической устойчивости ландшафта можно оценивать с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭСЛ), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.

Равновесного состояния агроэкосистем  и агроландшафтов достигают путём  оптимизации круговорота веществ  и потоков энергии. Поэтому для  характеристики агроэкосистем и  агроландшафтов необходимо иметь объективные  сведения о геологическом строении территории, рельефе, современных геоморфологических процессах (карст, оползни), климатических и агрометеорологических условиях, состоянии растительного, животного мира и, особенно, деятельности человека. Основную роль в стабилизации биогеоценотического процесса в экосистемах и ландшафтах играет почвенный покров.

1.3 Принципы устройства агроландшафта

Под оптимальным понимают ландшафт, структуры и функции которого максимально соответствуют возможностям и потребностям нормального сбалансированного  развития отдельных его компонентов или определенным целям его использования. В соответствии с этим оптимизация ландшафта - это комплекс мероприятий по сохранению или модификации существующих и формированию новых связей между различными составляющими ландшафта в целях его рационального использования, сохранения полезных свойств и предупреждения их возможной утраты, установление максимально полного соответствия природного потенциала ландшафта социально-экономическим функциям, задаваемым ему человеком. В оптимизации техногенных ландшафтов главное место занимает целенаправленное восстановление или реконструкция природно-техногенных комплексов, обеспечивающих возобновление и повышение их продуктивности, природоохранной, хозяйственной, санитарно-оздоровительной и эстетической ценности.

Оптимизация пространственной структуры  агроландшафтов предполагает определенное соотношение площадей лесных, луговых  и других угодий и пашни - с одной  стороны, и правильное размещение их по элементам рельефа - с другой.

Схема предопределяет системный  подход к оптимизации параметров лимитирующих факторов посредством  агрохимических, физико-механических и биологических методов воздействия  в целях создания агроэкологической  обстановки, отвечающей требованиям  возделываемых культур и охраны окружающей среды.

Структура схемы: исходное плодородие агроландшафта; регулируемые показатели плодородия почв; оптимальные  показатели плодородия почв; комплекс мероприятий, обеспечивающих регулирование  показателей плодородия почв, включающие методы, способы и приёмы регулирования в ландшафтно-мелиоратиных системах земледелия. В качестве способов оптимизации регулируемых показателей плодородия почв выступают севообороты, удобрения, обработка почвы, мелиорация. Приёмы оптимизации включают: технику и сроки внесения удобрений, приёмы возделывания культур, регулирования поверхностного стока, понижения уровня грунтовых вод, повышения инфильтрации почв. Необходимо учитывать при оптимизации регулируемых показателей в системе мероприятий по повышению плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании: гумусное состояние, водно-воздушный режим и водно-физические свойства, кислотно-основные свойства почвы, пищевой режим.

Загрязнение воды

Загрязнение воды - это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Загрязнение воды имеет много причин.

Сточные воды 

Промышленные  стоки, содержащие неорганические и  органические отходы, нередко спускаются в реки и моря. Ежегодно в водные источники попадают тысячи химических веществ, действие которых на окружающую среду заранее не известно. Сотни из этих веществ представляют собой новые соединения. Хотя промышленные стоки во многих случаях подвергаются предварительной очистке, они все-таки содержат токсичные вещества, которые трудно обнаружить.

Бытовые сточные  воды, содержащие, например, синтетические  моющие средства, в конце концов попадают в реки и моря. Удобрения, смываемые с поверхности почвы, попадают в водостоки, ведущие к озерам и морям. Все эти причины приводят к сильному загрязнению воды, особенно в замкнутых бассейнах-озерах, заливах и фьордах.

Твердые отходы. Если в воде находится большое  количество взвешенных твердых веществ, они делают ее непрозрачной для солнечного света и тем самым препятствуют процессу фотосинтеза в водных бассейнах. Это в свою очередь вызывает нарушения в цепи питания в таких бассейнах. Кроме того, твердые отходы вызывают заиливание рек и судоходных каналов, что приводит к необходимости частого проведения дноуглубительных работ.

Эвтрофикация. В  промышленных и сельскохозяйственных сточных водах, которые попадают в водные источники, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к пересыщению удобряющими веществами замкнутых водоемов и вызывает в них усиленный рост простейших микроорганизмов-водорослей. Особенно сильно разрастается сине-зеленая водоросль. Но, к сожалению, она несъедобна для большинства видов рыб. Разрастание водорослей приводит к поглощению из воды большего количества кислорода, чем может естественно образовываться в ней. В результате происходит увеличение ВПК такой воды. Попадание в воду биологических отходов, например древесной целлюлозы или необработанных канализационных вод, также приводит к повышению ВПК. Другие растения и живые существа не могут выжить в такой среде. Однако в ней сильно размножаются микроорганизмы, способные разлагать мертвые растительные и животные ткани. Эти микроорганизмы поглощают еще больше кислорода и образуют еще больше нитратов и фосфатов. Постепенно в таком водоеме значительно уменьшается число видов растений и животных. Наиболее важными жертвами происходящего процесса оказываются рыбы. В конце концов, уменьшение концентрации кислорода в результате разрастания водорослей и микроорганизмов, разлагающих мертвые ткани, приводит к старению озер и их заболачиванию. Этот процесс называется эвтрофикацией.