ТЕМА . Агроэкосистемы.

Сельское хозяйство существенно трансформирует природные комплексы и отличается более значительными территориальными вмешательствами по сравнению с другими видами деятельности человека. В сфере сельского хозяйства первичным структурным звеном являются функциональные единицы - агроэкосистемы (или агробиогеоценозы).

В свете современных представлений агроэкосистемы – это вторичные, измененные человеком биогеоценозы, ставшие значимыми элементарными единицами биосферы, основу которых составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. Эти сообщества формируются и регулируются человеком для получения сельскохозяйственной продукции, отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных.

Агроэкосистемы неустойчивы, в них слабо выражена способность к саморегулированию, без поддержки человеком они быстро распадаются или дичают и трансформируются в естественные биогеоценозы (например, мелиорированные земли – в болота, насаждения лесных культур – в лес).

Агроэкосистемы с преобладанием зерновых культур существуют не более одного года, многолетних трав – 3-4 года, плодовых культур – 20-30 лет, а затем они распадаются и отмирают. Преобладающая разновидность агроэкосистем – искусственные фитоценозы (задание 1):

— окультуренные;

— полукультурные;

— культурные;

— интенсивно культурные.

Условную модель агроэкосистемыможно представить:

В мировой практике отсутствует общепринятая классификация агроэкосистем. Это восполняется типизацией структур земледелия, применяемой ФАО. Согласно ей выделяют 5 видов землепользования, по каждому из которых классифицированы агроэкосистемы (задание 2):

- земледельческое или полевое землепользование – богарные, орошаемые и бахчевые агроэкосистемы;

- плантационно-садовое землепользование – плантационные агроэкосистемы, садовые агроэкосистемы;

- пастбищное землепользование – пастбищные агроэкосистемы;

- смешанное землепользование – смешанные агроэкосистемы, характеризующиеся равнозначным соотношением и сочетанием нескольких видов землепользования, а также процессов получения как первичной, так и вторичной биологической продукции;

- землепользование в целях производства вторичной биологической продукции – агропромышленные экосистемы.

По энергетическим вложениям выделяют агроэкосистемы доиндустриальные с дополнительной энергией в виде мышечных усилий человека и животных. Агроэкосистемы этого типа, как правило, гармонирующие с природными экосистемами, занимают значительные площади пахотных земель в странах Африки, Азии и Южной Америки. Различают также агроэкосистемы второго типа, требующие постоянного дополнительного привнесения энергии. По усредненным данным ежегодно в агроэкосистемы доиндустриального типа дополнительно вкладывается около 2х10⁹ Дж/га, а в интенсивные механизированные агроэкосистемы развитых стран – до 20х10⁹ Дж/га. (Целесообразный предел внесения дополнительной энергии – 15х
10⁹ Дж/га).

В процессе формирования, развития и эксплуатации агроэкосистем важно учитывать естественное плодородие почв и условия его воспроизводства. По этим признакам выделяют три базовых типа агроэкосистем: природоемкий, природоохранный и природоулучшающий (задание 3). В настоящее время преимущественно доминирует природоемкий тип.

Почва - единственный базис для создания любой агроэкосистемы, своеобразное средоточение процессов видоизменения веществ и трансформации потоков энергии, главное звено управления агроэкосистемами.

Энергетический баланс экосистем, меняющийся в зависимости от климатической зоны, объективно обусловливает формирование у экосистем приспособленности к «оптимальному» поглощению лучистой энергии, возможному в конкретных условиях. Энергетические особенности различных природных зон планеты позволяют выделить 5 основных (глобальных) типов агроэкосистем (задание 4).

При организации агроэкосистем важно обеспечить полноценное использование лучистой энергии. Для большинства типов растительного покрова КПД накопления биомассы составляет в среднем 1-2% поглощенной ФАР (область фотосинтетически активной радиации, равная 0,38-0,71мкм). Наиболее высокий КПД у лесных экосистем – 2-4%. В целом растительный покров России характеризуется величиной КПД около 0,7% поглощенной ФАР. В агроэкосистемах КПД

хорошего посева за вегетационный период не превышает 1-4 %. Наращивание продуктивности находится в тесной зависимости от прогресса в селекционных работах, направленных на выведение высокоурожайных и устойчивых сортов возделываемых культур. Другой путь повышения продуктивности – это создание (подобно природной в виде лесного многоярусного ценоза) многоярусной агроэкосистемы, в которой по вертикальному профилю световая ниша занята соответствующей все более низкорослой и тенелюбивой культурой.