Оценка устойчивости агроэкосистем при различных системах земледелия

Содержание:

Введение

1. Обоснование актуальности темы (современное состояние изучаемого  вопроса)

2.  Характеристика условий проведения  исследований (экономическая, почвенно-климатическая  характеристика района)

2.1. Физико-географическая характеристика

2.2. Климат

2.3. Рельеф

2.4. Гидрология

2.5. Почвы

2.6. Растительный и животный мир

2.7. Современное экологическое состояние  района проведения исследований

Глава  3. Схема опыта проведения исследований

Глава 4. Оценка устойчивости агроэкосистем при различных системах земледелия

Заключение

Список используемой  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Взаимодействие общества с окружающей природной средой вызвало множество отрицательных последствий, что диктует необходимость последовательного формирования равновесного природопользования. Только при этом условии может быть достигнут разумный баланс во взаимодействии человека и природы, обеспечено грамотное использование естественного базиса развития производительных сил.

     Деятельность человека направлена на овладение веществом, энергией и информацией — основополагающими элементами материальной и духовной базы любой общественной формации. Уровень технологических и технических систем, характер социально-экономических отношений, с одной стороны, предопределяют масштабы этих процессов, а с другой — степень и направленность воздействия на первичную биосферу. В последнее время воздействие это значительно усилилось, природные системы преимущественно находятся в аномальном (нарушенном) состоянии, имеют место кризисные явления и даже разрушение природных систем. Налицо противоречие между достижениями научно-технического прогресса, определяющего функциональные особенности нынешней биотехносферы, и динамикой экологических параметров. Не случайно столь пристальное внимание уделяется проблеме «безопасности прогресса».

     По  мере   развития   сельскохозяйственных экосистем, создаваемых для получения  максимума продукции, воздействие  на природу, обусловленное перераспределением энергии и веществ на поверхности Земли, постоянно возрастает. Совершенствование орудий труда, внедрение высокоурожайных культур и сортов, требующих большого количества питательных веществ, стали резко нарушать природные процессы. Необоснованные земледельческие приемы и системы земледелия действуют опустошающе (эрозия почв и утрата плодородия вследствие нерационального использования и несоблюдения предупредительных мер и технологий охраны почв; засоление и заболачивание орошаемых массивов; изменение структуры почв из-за чрезмерного переуплотнения верхних горизонтов; снижение биологического разнообразия естественных ландшафтов в результате длительного выращивания растений одного вида; нарастание дефицита подземных пресных вод из-за истощения водоносных горизонтов при интенсивном заборе воды на орошение; загрязнение поверхностных и подземных вод остатками пестицидов и нитратов, поступающих с сельскохозяйственных угодий; исчезновение диких животных в результате разрушения мест их обитания сельскохозяйственной деятельностью и многое другое). 
       Для регулирования и решения этих проблем предлагают научно обоснованные приемы и способы, позволяющие в определенных случаях лишь частично предотвратить или снизить нежелательные эффекты, возникающие при получении первичной биологической продукции в различных условиях хозяйствования. Однако целостная внутренне непротиворечивая теория долгосрочной оптимизации формирования первичной продукции на основе сельскохозяйственного производства пока еще не создана. Идет процесс ее становления на базе синтеза научных положений многих наук. При формировании систем получения первичной биологической продукции выбор той или иной модели интенсивного аграрного природопользования определяется балансом между экономическими и экологическими аргументами. На фоне роста технических возможностей человечества по освоению природных систем для целевого формирования первичной сельскохозяйственной продукции экономика выступает в качестве своеобразного фильтра целесообразности и допустимости проводимых мер. Технические возможности и технологические решения (обводнение, орошение, террасирование, культуртехнические мероприятия и др.) неуклонно расширяли, а экономические ограничения сужали диапазон хозяйственного использования почвенного покрова планеты.

 Для выработки конструктивной  позиции, для грамотных практических действий очень важно систематизированное обучение всех участников производственного процесса сущности взаимодействия человека и природы в увязке со спецификой отраслей народного хозяйства.

     Агроэкология, как научная дисциплина, занимается поиском путей создания    устойчивых    аграрных    экосистем    для    обеспечения    человека пищевыми ресурсами и недопущением разрушения и истощения природных экосистем, на базе которых создаются аграрные системы.

    Целью курсового проекта  по агроэкологии является оценка устойчивости агарных экосистем Красноармейского района Саратовской области.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Обоснование актуальности темы (современное состояние изучаемого  вопроса)

Экологическая безопасность требует учета всех факторов, определяющих уровень жизни, а значит, и долголетие человека. В ее обеспечении существенную роль играет комплекс средств, которые выбирает общество для управления качеством окружающей среды как на национальном, так и на международном уровне. При этом следует иметь в виду, что система экологической безопасности прежде всего предусматривает охрану здоровья человека, сохранение, развитие и обеспечение его духовного мира, а также охрану окружающей человека природной среды. Основным условием решения этой проблемы является придание устойчивого развития всем объектам биосферы, в том числе и человеческому сообществу. При неустойчивом развитии в конечном итоге формируются неблагоприятные деградационные процессы. Поэтому несомненно, что разработка методов управления устойчивым развитием природных комплексов является неотъемлемым условием создания надежных систем жизнеобеспечения. 
К приоритетным антропогенным факторам, оказывающим воздействие на экосистемы, относят земледелие, животноводство, мелиорацию, освоение земель, вырубку лесов. Вместе с тем состояние экосистем косвенным образом зависит и от других форм антропогенной активности: горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, производства энергии, транспорта, строительства и др. 
        Антропогенный фактор реализуется в экосистеме в виде непосредственного воздействия на ее элементы, пищевые цепи, структуры, круговороты веществ 
и потоки энергии в ходе производственной деятельности, а также посредством изменений, происходящих в природе, в частности в атмосфере (повышение температуры, разрушение озонового экрана вследствие возрастания концентраций диоксида углерода, метана, оксидов азота и серы, хлорфтористого углерода, выпадение кислотных осадков). В результате воздействия антропогенных источников возмущения экосистем изменяются свойства и режимы почвы, качество воздуха, запасы и качество воды, количество и качество растениеводческой и животноводческой продукции, численность животных и растительных видов, их разнообразие, ареалы распространения, генотип биоты и ее физиолого-метаболическая активность. При этом сама экосистема приобретает ряд специфических характеристик, свойственных конкретным типам хозяйственной деятельности. Так, при аграрном типе антропогенного фактора экосистема трансформируется в агроэкосистему , которая представляет собой часть наземной экосистемы, находящуюся под влиянием сельскохозяйственной деятельности человека; структура и способ ее функционирования регулируются с помощью импорта вещества и энергии с целью поддержания состояния наивысшей продуктивности и предотвращения сукцессии. Функционирование агроэкосистемы предполагает наличие разной по интенсивности и продолжительности постоянной антропогенной нагрузки на составляющие ее компоненты. Поэтому, чтобы предотвратить возможность необратимых изменений в агроэкосистеме, важно предвидеть результат этих воздействий, основываясь на величинах предельно допустимых нагрузок, а также учитывая механизмы адаптации и уровни устойчивости компонентов аг-роэкосистемы к природным и антропогенным нагрузкам. 
         Производственная, в том числе и сельскохозяйственная, деятельность человека осуществляется в границах целостных природных образований — ландшафтов. Это — территориальная система, состоящая из взаимодействующих природных или природных и антропогенных компонентов, а также комплексов более низкого таксономического ранга; наиболее общий целостный объект охраны природы. С этой точки зрения он рассматривается как ресурсо-содержащая и ресурсовоспроизводящая система; среда жизни и деятельности человека; хранилище генофонда; природная лаборатория и источник эстетического восприятия. Ландшафт— территория, однородная по происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим основанием, однотипным рельефом, единообразным сочетанием почв, растительности и отличающаяся от других территорий структурой, а также характером взаимосвязи и взаимодействия между отдельными компонентами этой территории. По различным параметрам выделяют природные и антропогенные, культурные и акультурные, степные и горные, лесные и болотные, а также другие ландшафты, в том числе и агроландшафты. 
         Агроландшафты — антропогенные ландшафты с преобладанием в их биотической части сообществ живых организмов, искусственно сформированных человеком (антропобиоценозов) и заменивших естественные фито- и зооценозы на большей части территории. В более узкой трактовке под агроландшаф-том понимают ландшафт, на большей части которого естественная растительность заменена посевами и посадками  сельскохозяйственных растений. Под  агроландшафтами понимают также пей-  зажи сельской местности. 
    Одна из важнейших функциональных задач современной экологии - разработка основ и принципов природосообразности в различных областях производственной деятельности. При этом наряду с аргументированным объяснением различных реальных и возможных ситуаций необходимы дельные рекомендации по организации рациональ- I ного природопользования и предотвращению отрицательных последствий, обусловленных непродуманным вмешательством в окружающую среду и ее непредвиденными изменениями.

  В сфере аграрного производства на протяжении веков осуществляется процесс конструирования искусственного биогеоценотического покрова, реализуемый путем разработки и внедрения различных систем земледелия. И здесьв первую очередь необходимо разумно учитывать и максимально использовать естественный базис производства, определяемый ландшафтными особенностями конкретной территории. В ряду многоплановых аспектов столь актуальной проблемы, как экологизация сельского хозяйства, грамотные учет и оценка ландшафтной доминанты являются основополагающими и поэтому требрт первоочередного внимания. 
          Оптимизация природной среды — это поиск сбалансированного соотношения между эксплуатацией экосистем (рациональным использованием естественных ресурсов), их охраной и целенаправленным преобразованием. Между тем деятельность человека приводит к значительным и устойчивым изменениям природной среды. В агроэкосистемах, как известно, к таковым относят процессы эрозии и дефляции; загрязнение почв и природных вод химическими веществами, вымываемыми из минеральных удобрений и ядохимикатов; эв-трофирование водоемов; уплотнение, подкисление и понижение биологической активности почв; изменение видового состава, численности и распределения флоры и фауны и т. д. 
       В связи с этим очевидна необходимость в системе средостабилизирующих мероприятий. Теоретическим обоснованием разработки системы обеспечения устойчивости агроэкосистем призвана служить формирующаяся экология агроландшафта, которая изучает структуры и особенности функционирования агроэкосистем в конкретных условиях и при антропогенных воздействиях, а также балансы веществ и энергии. При этом необходимо системно учитывать характер взаимосвязей и взаимозависимостей между структурными элементами агроландшафта, иерархические уровни соответствующих структур. 
Охрана и рациональное использование отдельных компонентов природной среды не имеет реального смысла вне оптимизации более сложных целостных территориальных единиц, какой и является ландшафт. 
             Рассматривая предпосылки формирования устойчивых агроэкосистем, необходимо основываться на ландшафтноэкологическом подходе, который предполагает изучение природных явлений и процессов, а также инвентаризацию их ресурсного потенциала; оценку природных систем применительно к возможным видам использования; прогнозирование вероятных изменений природных комплексов в результате их использования; разработку подходов к управлению процессами изменения природных комплексов из-за антропогенного воздействия, определение путей и способов их регулирования; обоснование и разработку рекомендаций по оптимизации агроландшафтов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика условий проведения исследований (экономическая, почвенно-климатическая характеристика района).

2.1. Физико-географическая характеристика района расположения 
          Красноармейский район расположен в пределах Приволжской возвышенности, в степной зоне на правом берегу Волги (Волгоградское водохранилище). Береговые склоны и прилегающие к ним участки сильно расчленены оврагами и балками, покрыты древесной растительностью и создают живописные пейзажи (утес Степана Разина ниже с. Белгородского).На территории района имеются нефть и газ, ведутся широкие работы по глубинному бурению. Промышленность района представлена предприятиями машиностроительной, пищевой и легкой отраслей, среди них: АО "Красноармейский автомобильный завод", механический завод, ткацкая, швейная, трикотажная фабрики. Сельское хозяйство имеет в северной части пригородный тип, в южной - зерно-животноводческий.   

2.2. Климат  
          Климат района умеренно-континентальный вегетационный период составляет 180 -190 дней. Среднемесячная температура наиболее теплого месяца июля 20 – 220С. Среднегодовое количество осадков 35 -400 мм. Весной в момент перехода температуры воздуха через +50С 125 – 150 мм. Заморозки в воздухе заканчиваются в среднем во второй декаде мая. Установление снежного покрова в конце третьей декады ноября. Снежный покров маломощен и обладает неравномерным залеганием из-за рельефа, а также малой облегченности района.  
Снегозадержание талых вод повсюду является необходимым мероприятием.  
В отдельные годы культуры повреждаются суховеями. Наиболее часто дуют южные (до 20%) и юго–восточные (до 27%) ветра, что говорит о вредности суховеев. 

2.3. Рельеф  
           Рельеф района характеризуется ступенчатым строением. Выделяют яруса. Верхний ярус образован поверхностью водораздельных массивов в центральной части Донно-Медведецкого вала.  
К следующему ярусу принадлежат значительные по площади участки, охватывающие приводораздельные пространства в бассейне р. Карамыш.               Поверхность среднего яруса широко используется под пашню.  
Нижняя ступень рельефа представляет собой терассовую поверхность. Эта территория используется для разведения садов и огородов. Она сильно расчленена оврагами и балками имеющими часто ассиметричное строение. 

2.4. Гидрология -????

2.5. Почвы

Почвы представлены в основном черноземами южными.

  Чернозем южный характеризуется содержанием гумуса до 6%, мощность пахотного горизонта (А+В) составляет 60 см, наличие карбонатов в В2 в виде белоглазки, а так жен чернозем южный содержит их в виде мелких кристаллов , иногда повышается содержание легкорастворимых солей. Реакция среды близка к нейтральной (рН= 7,1-7,5). Емкость поглощения до 40 мг экв/100 г почвы.

К мероприятиям по повышению и сохранению почвенного плодородия относятся:

-сохранение и накопление влаги в почве (агротехнические приёмы проводятся в сжатые сроки)

-внесение органических и минеральных удобрений

-фитомелиорации

-посев многолетних трав

-борьба с эрозионными процессами

-ведение севооборотов

-орошение

 

 

 

 

Рисунок 1

Строение почвенного профиля чернозема южного

А - гумусовый горизонт. Однородной темно-серой окраски иногда со слабым буроватым оттенком.

АВ - гумусовый переходный горизонт. Однородное гумусовое темно-серое окрашивание ослабевает. Горизонты А+АВ определяют мощность гумусового профиля. Она изменяется в широких пределах от 40 до 150 см. Горизонт имеет хорошо выраженную комковатую структуру

В (ВС) - переходный горизонт. Неоднороден по окраске, с преобладанием бурых тонов. Встречаются затеки гумуса, гумусовые пятна. Неоднородность окраски создается также интенсивной перерытостью землероющими животными, наличием червороин и кротовин, обилием прожилок и мицелия карбонатов;

С - почвообразующая порода.

     

 

 

 

 2.5. Растительность и животный мир 
Наиболее типичными древесными растениями являются: дуб черешчатый, береза бородавчатая, липа мелколистная, клен остролистный, татарский и др.  
Красноармейский район – это зона типичного разнотравия с примесью злаковой растительности. Из трав преобладают: ковыль, вероника, тысячелистник, пырей и др. 

2.7. -????