сельскохозяйственная экология

Сельскохозяйственная экология

 

На примере сельского хозяйства наиболее явно просматриваются основные причины конфликта между человеком и природой. Если конфликт между промышленностью и природой существует максимум два столетия, то конфликт между сельским хозяйством и природой существует уже несколько тысячелетий.

Из теории сукцессий следует, что в молодых экосистемах, где продуктивность много больше дыхания (П > Д), основная энергия идет на формирование биомассы, то есть в продукцию, в отличие от климаксных систем, где практически вся энергия идет на дыхание и потребление гетеротрофами (рис.30).



Человек заинтересован в том, чтобы поддерживать в экосистеме ранние стадии сукцессии, что позволяет ему снимать большие урожаи. Чтобы максимизировать выход какого-то одного продукта (монокультуры) человек значительно снижает разнообразие в агроценозе. Доминирующие растения в агроценозе подвергаются искусственному, а не естественному отбору. Поддержание такого состояния возможно только за счет энергетических субсидий в виде мышечной работы людей и животных. В наше время к этому добавились дополнительные субсидии в виде техники, удобрений, новых высокоурожайных сортов, средств борьбы с сорняками и вредителями и т.д. Поэтому агроценозы без человеческой поддержки нежизнеспособны, то есть самостоятельными экосистемами не являются. Постоянное внимание и непрекращающееся вложение средств в агроценозы - вот плата за сохранение ранних стадий сукцессии. Но даже при всем этом они характеризуются крайне малой устойчивостью и стабильностью.

Это приводит к ряду неприятных последствий, с которыми человек пока не может успешно бороться: повышенной эрозии и засолению (следствие орошения) почв вплоть до полной их деградации, уплотнению почвы техникой, загрязнению почвы и окрестных водоемов органикой удобрений, постепенному накоплению в почве ядохимикатов и т.п. При интенсивном хозяйстве каждый год поле теряет до 20-40 т почвы с гектара, это соответствует потере 1см плодородного слоя за 3-7 лет. Поэтому количество земель, пригодных для сельского хозяйства снижается с каждым годом. Это приводит к сведению лесов для использования освободившейся земли для удовлетворения пищевых нужд растущего населения Земли. Помимо прочего, это нарушает водный баланс в данной местности: мелеют реки, в периоды дождей часты наводнения, локальные дожди в глубине континента становятся редкостью, мелкие водоемы пересыхают или превращаются в болота и др. Все это, конечно же, отражается на успехах земледелия, требуя все более мощных энергетических субсидий. Таким образом, возникает порочный круг: количество требуемых энергетических субсидий растет гораздо интенсивней, чем урожаи.

Малая устойчивость агроценозов несет в себе угрозу ослабления устойчивости биосферы в целом. Например, нарушение водного баланса бьет не только по сельхозугодьям, но и по естественным экосистемам. От нашествий саранчи также страдает вся растительность. Нам пока не известны пределы устойчивости биосферы, но экспериментировать с этим довольно рискованно. После потери устойчивости биосферы может начаться цепная реакция деградации среды.

Наиболее оптимальный выход, который, возможно, в будущем сможет остановить перечисленные тенденции состоит в повышении устойчивости агроценозов, не уступающей устойчивости естественных экосистем, то есть в создании самодостаточных агроценозов. Для этого необходимо повысить разнообразие на сельском поле, например, путем смешанного возделывания нескольких хорошо подобранных друг к другу культур, а также путем стимулирования разнообразия в среде насекомых за счет жертвования части урожая, превращая их из “вредителей” в “друзей”, что должно ограничить вероятность «нашествий» отдельных видов. Большие надежды возлагаются на генетику. Разрабатываются также модели блокового землепользования, в которых большое внимание уделено оптимальному интегрированию промышленно-городской среды, среды переработки отходов, среды жизнеобеспечения (гармоничные агроценозы, то есть культурные экосистемы на ранних стадиях сукцессии) со зрелыми экосистемами, не вовлеченными в жизнеобеспечение человека (протективная среда).

Для решения продовольственной проблемы предлагаются также проекты вовлечения несъедобных растений для производства продуктов питания путем химического обогащения (прототипом этого может служить производство силоса из малоценного корма путем ферментации). Развивается направление ведения сельского хозяйства на основе разлагаемого детрита (взять хотя бы выращивание грибов или детритоядных рыб). В комплексе с промышленной переработкой это, возможно, позволит решить проблему биологической утилизации отходов и вовлечения их в повторный круговорот. Имеется масса других проектов.

В любом случае попытки гармонизировать сельское хозяйство требуют огромных вложений в научные исследования (ничего не дается даром - четвертый закон Коммонера). Вероятно, можно как-то «вписаться» в природу, о чем, в частности, свидетельствуют успехи древних агротехнологий. Но все упирается в безудержный рост народонаселения. Как отмечают самые оптимистично настроенные прогнозисты, если численность людей не стабилизируется уже в ближайшие десятилетия, то биосфера, скорее всего, не выдержит такой нагрузки.