Теоретические основыэколого-биосферного земледелия - Юрий Алексеевич Овсянников Страница 39

исключения почвенные характеристики являются экологическим фактором, определяющим особенности жизнедеятельности почвенной биоты. Избирательное действие минеральных удобрений и пестицидов на живые организмы приводит к снижению насыщенности агроэкосистем биотой. Наиболее отчетливо это проявляется при длительном применении средств химизации. Обеднение, упрощение состава агробиогеоценозов согласно законам экологии повышает их неустойчивость и способствует возникновению эпифитотий, массовому размножению сорняков и вредителей. В современных условиях, когда с каждым годом ухудшается состояние окружающей среды, средства химизации следует рассматривать не как прием, повышающий урожайность сельскохозяйственных культур, а как фактор, изменяющий в неблагоприятную сторону условия обитания живых организмов.

Ввиду того, что каждая популяция микроорганизмов, каждая группа почвенных животных участвует преимущественно в определенных звеньях общей цепи превращений вещества и энергии, то уменьшение численности или перегруппировка состава педоценоза вызывает депрессию почвообразовательного процесса и нарушение биосферных функ ций почв. Свидетельством начавшейся деградации почв является повсеместное уменьшение их гумусированности и увеличение скорости миграции элементов минерального питания из пахотного горизонта. Очевидно, в почвах произошли настолько сильные изменения, что биота уже не в состоянии поддерживать на высоком уровне гумификацию органического вещества и не обеспечивает закрепление биофильных элементов в пахотном горизонте. То есть в естественной цепи преобразования веществ, отдельными звеньями которой являются разные виды живых организмов, образовались слабые места, ограничивающие интенсивность процессов почвообразования.

Опасность вытеснения или сильного подавления отдельных компонентов педоценоза кроется и в возможном выходе почвенного сообщества на новый экологический уровень, при котором процессы почвообразования будут протекать только в очень узких интервалах физических и химических показателей почв. Это приведет к еще большей зависимости эффективного и потенциального плодородия от климатических условий (температуры, влажности), а значит, и снижению устойчивости урожаев, которое мы и наблюдаем в последние годы. Дальнейшее неконтролируемое применение средств химизации в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур усилит расшатывание агробиогеоценозов. И чем интенсивнее будут использоваться земледельческие допинги, тем большие средства потребуются для предотвращения возникновения отрицательных последствий их применения и для поддержания стабильности агроэкосистем.

Все изложенное выше ставит под сомнение целесообразность чрезмерного использования в земледелии минеральных удобрений и пестицидов. Их широкомасштабное использование в течение длительного времени нарушает стационарность биосферы и подрывает регенерацию жизненно необходимых для человека и других живых организмов факторов. В условиях усиливающегося антропогенного воздействия на окружающую среду одним из условий гармоничного развития человека и биосферы является перевод сельского хозяйства на новые принципы.

Глава 6. ЭКОЛОГО-БИОСФЕРНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ КАК СПОСОБ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ПЛАНЕТЫ

Миллиарды лет эволюция жизни и биосферы направлялась законами природы. Однако несколько миллионов лет назад природа наделила одного из представителей животного мира разумом. Когда первые антропоиды, а позднее Homo sapiens развивались в чреве матери природы, ничто для них не предвещало опасности. Все текло своим чередом. Но со временем человек овладел достижениями научно–технического прогресса и превратился в могущественное существо. Он стал все активнее и активнее вмешиваться в естественный ход развития биосферы. В результате этого в ней произошли сначала локальные, а затем и глобальные изменения. Прогнозные исследования показывают, что при сохранении существующего уровня антропогенной трансформации биосферы полное ее истощение произойдет за несколько столетий [147].

Немалую долю в нарушение глобальных круговоротов веществ в биосфере вносит сельское хозяйство. В первых частях работы уже рассматривались проблемы, связанные с усилением миграции элементов минерального питания из пахотных почв при внесении минеральных удобрений и загрязнением окружающей среды пестицидами. Но воздействие аграрной отрасли на биосферу значительно шире, и поэтому в настоящей главе мы продолжим обсуждение этого вопроса.

6.1. Биосфера и масштабы ее сельскохозяйственного преобразования

Земля как космическое тело существует 4,0—4,5 млрд. лет. Образование на ней биосферы совпадает со временем появления жизни, зародившейся 2,7—3,1 млрд. лет назад. Биосфера никогда не находилась в абсолютно устойчивом состоянии, так как входящие в ее состав компоненты постоянно изменялись. Каждый период в развитии биосферы характеризовался определенным составом, массой и специфичностью воздействия живых организмов на окружающую среду. Согласно расчетам американских ученых, на Земле за всю ее историю существовало более 500 млн. видов живых организмов. На сегодняшний же день их насчитывается всего несколько миллионов [228].

Обычно к самым мощным факторам, изменяющим внешний облик планеты, относят геологические силы. Это объясняется тем, что они в течение короткого промежутка времени способны перемещать огромные массы вещества. Результаты взаимодействия живой материи с окружающей средой на протяжении жизни одного или даже нескольких поколений людей не ощутимы. И поэтому участие живых организмов в изменении окружающего нас мира долго оставалось незамеченным. Вместе с тем, если учитывать длительный период времени, измеряемый многими миллионами лет, в течение которого планета постоянно подвергалась воздействию живой материи, то оказывается, что произошедшие на ней изменения сравнимы с последствиями сильнейших геологических катастроф. Роль живых организмов в этих процессах была раскрыта в учении о биосфере, созданном В. И. Вернадским [103,104].

Основными функциональными единицами биосферы являются экосистемы различного уровня. Они представляют собой исторически сложившиеся образования, включающие в себя биотические сообщества и абиотическую среду. Внутри каждой экосистемы имеются свойственные ей потоки энергии и круговороты веществ [87]. При этом часть вещества и энергии выходит за их границы или, наоборот, получается извне. В результате такого взаимодействия между экосистемами устанавливается равновесный обмен, что, в конечном итоге, и обеспечивает стационарность биосферы. Формирование устойчивых потоков вещества и энергии в крупных экосистемах обеспечивают более мелкие — биогеоценозы. Под биогеоценозом понимают однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и косных компонентов [418]. Обычно он включает в себя все типы живых организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В процессе их жизнедеятельности в биогеоценозе формируется свойственный для него круговорот веществ. При увеличении или уменьшении доли участия в биогеоценозе растений, микроорганизмов или животных, происходящем в результате воздействия каких-либо факторов, сообщество или переходит на более высокий уровень организации, или, наоборот, начинает деградировать, что вызывает соответствующие изменения в сопредельных экосистемах.

На первых этапах развития земледелия посевы сельскохозяйственных культур занимали небольшую площадь, и антропогенное воздействие на биосферу носило локальный характер. Но быстрый рост численности населения, наблюдаемый в последние столетия во всех без исключения странах, и необходимость увеличения производства продуктов питания способствовали тому, что в очень короткий промежуток времени огромные пространства естественных ландшафтов превратились в сельскохозяйственные угодья. Ввод в эксплуатацию новых земель, как правило, осуществлялся за счет вырубки лесных массивов. За всю историю земледелия (около 5—7 тыс. лет) их площадь сократилась с 6,2 до 4,2 млрд. га. В отдельных странах территории под лесами сократились более чем вдвое [451], а доля распаханных земель в структуре сельскохозяйственных угодий достигла 80 и более процентов. К концу XX столетия общая площадь пашни от всей поверхности суши