Тема: «Агроекосистеми та їх стан в Україні»

План: 1. Властивості агроекосистем. 2. Їх продуктивність та класифікація. 3. Ранчівництво та його особливості. 4. Землекористування в Україні.

Мета. Розкрити основні властивості агросистем і показати екологічні проблеми, які виникають під час їх експлуатації в Україні.

 

1. Властивості агроекосистем. .Агроекосистеми – це штучні утворення, мета яких створення високої чистої продукції для більш насиченого та різноманітного використання людиною. Вони створені людиною виключно для отримання сільськогосподарської продукції та відрізняються від природних (озеро, луки, ліс), які використовують тільки енергію світла 3 властивостями:

§ отримують додаткову енергію у вигляді м’язових зусиль людей та тварин, добрив, пестицидів, зрошувальної води, роботи машин, використовуючи пальне, і тому мають частково замкнений енергетичний цикл (речовини і енергія постійно вилучаються з урожаєм та продукцією тваринництва);

§ різноманіття організмів штучно занижено щоб максимізувати вихід якогось одного продукту (на лану пшениці – лише кілька видів інших рослин, а на луках – їх десятки, але продуктивність пшеничного поля більша);

§ домінуючі види рослин та тварин підлягають штучному, а не природному відбору. Тому вони дуже вразливі до шкідників та хвороб. Тобто агросистеми не здатні до самовідновлення, оскільки в них більшість сонячної енергії (або якоїсь іншої) йде переважно на виробництво продуктів харчування, а не на відтворення.

Незважаючи на це, природне різноманіття забезпечує генетическими ресурсами сільське господарство і, таким чином, створює біологічну базу для світової продовольчої безпеки, що є необхідним для існування людства. Деякі дикі родичі сільгоспкультур мають дуже велике значення для економіки на національному та глобальному рівнях. Наприклад, ефіопські сорти каліфорнійського ячменю забезпечують захист від шкідливих вірусів на рівні 160 млн. $ на рік. Генетична стійкість до захворювань, яка досягається за допомогою диких видів пшениці, в Туреччині оцінюється в 50 млн. $ на рік.

2. Продуктивність агроекосистем та класифікація. Висока продуктивність агросистем досягається 2-ма шляхами:

а) використання допоміжної енергії, що в природних системах здійснюється за рахунок Сонця; а в агросистемах значно більше її переходить безпосередньо в їжу;

б) селекцією вирощених рослин і свійських тварин з метою отримання оптимальної продукції в спеціалізованому середовищі з визначеними дотаціями.

Як і при будь-якому інтенсивному та спеціалізованому землекористуванні, окресленим вигодам супутні деякі втрати: ерозія грунтів, забруднення з-за скидання пестицидів та добрив у водойми, висока вартість пального, підвищена чутливість системи до змін погоди і шкідникам. Приблизно 10% вільного від льоду суходолу – орні землі, які замість степів, прерій та лісів, в меншій степені – замість пустель та болот. Ще 20% суходолу займають пасовиська, призначені для виробництва тваринної їжі. Таким чином, сільськогосподарський ландшафт Землі займає ~ 30% суходолу. У світі наразі вже використовуються найкращі землі, обробіток яких найбільш вигідний за сучасного рівня розвитку техніки. Додаткове використання менш придатних земель потребує дуже великих затрат і можливо нових типів екосистеми.

Агросистеми поділяють на:

1) а. доіндустріального періоду – самодостатні з інтенсивним використанням додаткової енергії у вигляді м’язових зусиль людини та тварини, які дають продукти харчування для селянина, фермера та його родини і для продажу;

2) інтенсивні механізовані агросистеми з великими енергетичними дотаціями (пальне, хімікати, робота машин), котрі поставляють продукти харчування у кількості, що перевищує місцеву потребу, – надлишок на експорт та перетворення їх у важливий економічний товар. Приблизно 60% орних земель світу обробляється до індустріальними засобами – більша частина в країнах, що розвиваються з високою чисельністю мешканців. Для них характерне велике число типів господарств, пристосованих до місцевих водних і кліматичних особливостей.

Але можна виділити три: 1) системи скотарства;

2) кочові або підсічно-вогняні;

3) поливні та інші постійні не механізовані системи.

В скотарстві, що має місце в аридних та напіваридних районах (особливо в саванах Африки), розводять велику рогату худобу або інших диких тварин і використовують продукти тваринництва (молоко, м`ясо, шкіри).

Кочове землеробство (раніш звичайне скрізь) широко розповсюджено в тропічних лісах. Після розчищення лісових ділянок та спалювання деревних залишків (останні лишають у вигляді мульчі) тут декілька років вирощуються сільськогосподарські культури до зниження запасів поживних речовин (вони також вимиваються). Потім ділянка залишається для заростання – природного поповнення їх запасів. Постійне немеханізоване землеробство, яке практикується віками в Південно-Східній Азії та інших районах світу, до цього часу добре задовольняє потреби людства в їжі. Воно отримує додаткову енергію у формі зрошення під час повеней та природного сезонного підвищення рівня води у річках, в дельтах або штучно керованих зрошувальних системах при вирощуванні рису.

Хоча доіндустріальні агросистеми називають примітивними, вони бувають вельми складними, гармонійно вбудованими в природні екосистеми та ефективними за кількістю виробленої їжі на одиницю витраченої енергії. Наприклад, в Новій Гвінеї на складних городах зі змішаними культурами виробляється 24 млн. ккал їжі/1 га при витратах людської праці 1,4 млн. ккал (16:1). Багато механізованих агросистем, навпаки, потребляють не менше, а навіть більше енергії, аніж повертають у вигляді продуктів харчування.

Потрібно відмітити, що навіть добре пристосовані постійні до індустріальні системи, що ефективно використовують енергію, не можуть виробляти надлишкових продуктів для прогодування великих міст. Адже велике місто – це гетеротрофна система, яку можливо утримувати за значних сільськогосподарських площ за його окраїнами при надзвичайної ефективності доставки, зберігання та складування їжі. Таким чином, хоча неіндустріальне сільське господарство ефективніше зберігає енергію, воно менш продуктивне в перерахунку на кількість продуктів харчування, вироблених однією людиною, і, як правило, дає менший врожай на одиницю площі, аніж механізоване сільське господарство. Нічого не дається задарма – вигравши в одному, програєш в іншому. Агросистеми, як і міста, залежать від своїх енергетичних потреб від віддалених районів (нафта, газ, електрика), а відходи цих систем можуть впливати на ці райони і навпаки.

3. Ранчівництво та його особливості. Розвитку цього напрямку також сприяла поява штучних тканин, що знизило економічну ефективність вівчарства в таких світових центрах, як Австралія і Нова Зеландія. Саме в цих країнах із кінця 60-х років ХХ ст. було розпочато вирощування європейської лані і благородного оленя на загороджених ділянках, із 1973 р. – у Німеччині, а пізніше – в Канаді, США та в інших країнах. Вибір зазначених копитних був обумовлений високим забійним виходом м`яса (~50%), яке через низький вміст холестерину відноситься до дієтичних продуктів і продається за вищими цінами, ніж яловичина чи баранина. Окрім того, лань піддається доместикації, здатна утилізувати рослинність перелогів і не придатних для землеробства земель. У Європі вихід м`яса у цього виду з одиниці площі вищий, ніж у вівці та великої рогатої худоби. Зараз головна роль в оленярстві належить Новій Зеландії, на фермах якої разом із плідниками утримується більш 1,5 млн. тварин. Вона щорічно експортує 14 тис. т м`яса (90% – у Європу), а 33 % фермерів, крім того, поставляють панти, шкіру і статеві органи в країни Східної Азії для виготовлення лікарських препаратів. У Європі оленів і ланей зараз розводять у господарствах майже всіх країн. Для здійснення координації дій була створена Федерація європейських фермерів-оленярів (FEDEA), що сприяло поширенню знань про переваги загінного розведення оленів. За даними FEDEA, у Європі загальна кількість диких копитних, що вирощуються в неволі, складає понад 700 тис. голів. За рік тут виробляється 6,8 тис. т м`яса, половина з якого – в Німеччині, Франції та Ірландії. Загальна площа фермерських господарств становить близько 50 тис. га, а середня площа 1-о коливається від 1,7 га (у Німеччині) до 7 га (у Іспанії).

4. Землекористування в Україні. Сільське господарство України, яке пройшло фазу індустріалізації у 80-х роках XX ст., залишилося екстенсивним. Надмірне техногенне навантаження на земельні ресурси, характерне для періоду інтенсифікації сільськогосподарського виробництва призвело до деградації базових компонентів агросистем (дефляція, дегуміфікація, ерозія, збіднення, ущільнення, зневоднення грунтів тощо). Цьому сприяв перехід межі між співвідношеннями природних та штучних систем.

Специфіка землекористування не має світових аналогів:

1) витрати енергії в три рази перевищують її поновлення за рахунок добрив;

2) щорічний дефіцит гумусу – 110 кг / га або 20 млн. т на рік;

3) за 1 т продукції рослинництва (в умовних зернових одиницях) втрачається 7 т грунту або 600 млн. т. на рік (більша частина внаслідок дефляції та водної ерозії);

4) висока насиченість грунту орними культурами (соняшник, буряк), що потребує інтенсивної механізованої обробки;

5) надвисокий рівень розораності земельного фонду (~58% – занижено), а в деяких областях (Винниця, Тернопіль, Кіровоград, Черкаси) ~ 90%. В Європі – 40-58%, США – 36%;

6) Збільшення розміру ланів;

7) багато орних земель на похилих схилах; наслідки – 5-7⁰ – 879 тис. га; > 7⁰ – 319; > 10⁰ – 7,7 тис. га.

Всього 2,7% – ерозія. З 1990 по 2000 рік внесення добрив скоротилося на 78%. Скорочення поголів`я великої рогатої худоби на ~ 40%, свиней, птиці – більш ніж на 50% (відсутність гною, як цінного добрива). Забруднення сільськогосподарських угідь радіонуклідами – 5,7 млн. га (3,1 – оранка, 0,8 – пасовиська, 1,5 млн. га – ліси). Забруднені (понад 40 кюрі/ км ² – 80 тис. га і виведені з сільськогосподарського обігу. Забруднення важкими металами з-за викидів промислових підприємств (12-14 млн. т / рік). Накопичення непридатних пестицидів ~ 11 тис. т. За статистичними даними, в Україні – 8% світового запасу чорнозему, 46% орних земель (~ 19 млн. га) були дуже родючими (3-7% складав гумус). Але втрата властивостей, ущільнення на всю глибину коренеутримуючого шару, руйнування зернистої структури. Збільшення важко контролюючої кількості землекористувачів складає ~ 22 млн.; 14% землі (11,4 млн. ділянок) обробляються родинами (дачі, городи). Замало заповідних територій – 4% (в Європі – 8%) на душу – 3,8 км² (Європа), у нас менш – 1%.

 

Література

Основна [ 9, 10, 14, 20]; додаткова [25, 41]

Контрольні питання

1. Дайте визначення поняттю «агроекосистема» та розкажіть про властивостіагросистем?
2. Розкрийте питання про продуктивність та класифікація агроекосистем?
3. Яке значення для раціонального використання сільськогосподарських земель має ранчівництво?
4. Розповісти про землекористування в Україні і супутні екологічні проблеми?

 

Лекція № 16