Основные принципы организации агроэкосистем

В процессе длительной эволюции ес­тественные экосистемы приобрели спо­собность к саморегуляции и самовос­становлению. При трансформации же естественных экосистем в агроэкосистемы вещественно-энергетические и информационные связи, в том числе и в агроландшафте, значительно изменяют­ся. Если такие изменения выходят за рамки допустимых пределов (норм), то ландшафты теряют способность к само­воспроизводству основных компонен­тов и в итоге быстро деградируют. Со­временный агроландшафт — это не про­сто преобразованный (модифицирован­ный) природно-территориальный комплекс, а многокомпонентное обра­зование со специфическими природно-хозяйственным генезисом, фитоценотическим обликом, экологической си­туацией. Хотя будущее агроландшафтов в ос­новном определяется хозяйственной де­ятельностью, оно во многом зависит от территориальной и организационной согласованности природных и антропо­генных структур. Еще В. В. Докучаев указывал на необходимость территори­альной дифференциации и адаптации землепользования как по ландшафтным зонам, так и по «типам местности при­роды».

Адаптивно-ландшафтное землеполь­зование направлено на достижение бо­лее гармоничного взаимодействия чело­века и природы в процессе сельскохо­зяйственного производства. При этом следует иметь в виду, что если ландшафтоведение — уже сложившаяся область знаний, то ее важная ветвь — агроландшафтоведение еще находится в процес­се становления. По замыслу агроландшафтоведение призвано изучать зако­номерности формирования и функцио­нирования агроэкосистем, разрабаты­вать методы моделирования новых сис­тем земледелия, обосновывать пути конструирования оптимальных агроландшафтов (природно-хозяйственных территориальных систем сельскохозяй­ственного назначения на локальном, топологическом уровне), решать акту­альные проблемы социальной агроэко­логии, формировать основы и вести разработку геоинформационных систем агрономического назначения.

С учетом приведенных выше сужде­ний и материалов отечественных и зару­бежных исследований принципы пост­роения агроландшафтов, имеющие практическое значение и основанные на «самовосстановлении» и «самоочи­щении» агроэкосистем и их компонен­тов, можно свести к следующим:

1. Принцип адекватности. Производ­ственная деятельность в агроландшафтах должна функционально соответ­ствовать функциям биосферы, т. е. быть адекватной природным закономернос­тям окружающей среды. Этого можно достичь применением прогрессивных систем земледелия (выделение севообо­ротов с многолетними травами на скло­нах, замена вспашки бесплужной обра­боткой и другие агротехнические при­емы) с учетом экологических особенно­стей структуры сложившихся естест­венных ландшафтов. В результате обра­зуются новые природно-хозяйственные комплексы, обеспечивающие более эффективное использование биоэнергети­ческих ресурсов, с устойчивыми агро-экосистемами, имитирующими функ­ции биосферы.

2. Принцип совместимости. Компо­ненты (элементы) территории агро­ландшафтов проектируют и создают с учетом природно-антропогенной со­вместимости. Суть в том, чтобы эле­менты территории агроландшафтов были органически взаимосвязаны и представляли единую систему, согла­сованную со строением природных комплексов и хозяйственной деятель­ностью. В последующем новые и усо­вершенствованные агроландшафты развиваются под активным влиянием процессов, свойственных тем природ­ным ландшафтам, которые и послужи­ли для них фоном. Не совместимый с природной средой элемент террито­рии играет роль некоего внешнего «раздражителя», нарушающего общую устойчивость природного комплекса (ПК). Недоучет этого ведет к излиш­ним материальным затратам при со­здании агроландшафтов, а нередко и к их быстрому разрушению.

Примером недостаточного учета фактора природно-антропогенной со­вместимости при формировании ланд­шафтов может служить проектирование крупных прямоугольных клеток-полей на склонах сложной формы. Между тем целесообразно было проектировать поля в виде горизонтально-контурных и полосных микрозон. В результате тако­го рода просчетов наблюдается увеличе­ние поверхностного стока, усиление водной эрозии почвы, заиление рек. Здесь явно сказывается отрицательное влияние ошибочных способов органи­зации территории: закладка защитных лесополос и обработка почвы вдоль склонов с пересечением горизонталей.

Это относится и к сооружению зем­ляных валов у вершин оврагов, являю­щихся навязанным природе элемен­том. В этом случае нарушается почвен­ный покров прилегающего участка, площадь под валом зарастает сорняка­ми и выпадает из сельскохозяйственно­го пользования, ухудшается архитекто­ника ландшафта.

Положительным примером реализа­ции данного принципа может служить залужение водосточных ложбин, кон­турная организация территории на сложных склонах, мульчирование и тд. Другой пример: совместный (полос­ный) посев низкорослой сои и высоко­рослой кукурузы позволяет растениям каждой группы лучше использовать солнечную энергию, углекислый газ, воду. В результате повышается интен­сивность фотосинтеза, улучшается мик­роклимат. Урожайность сои в таких по­севах на 18 %, а кукурузы на 29 % выше, чем при раздельном их выращивании.

3. Принцип соответствия фитоценозов местообитанию. При структуриро­вании агроландшафта важно грамотно выбрать место размещения посевов и посадок различных групп сельскохозяй­ственных растений на неоднородных по экологическим свойствам и расположе­нию участках возделываемых земель. Требуется также учитывать биологичес­кие особенности имеющегося набора культур, чтобы обеспечить повышение их урожайности при одновременном со­хранении плодородия почв. Практичес­кую реализацию этого принципа следу­ет рассматривать как необходимое усло­вие формирования устойчивых агроэкосистем.

4. Принцип приоритета фитомелиорации. При формировании почвоохран­ных, самовосстанавливающихся и само­очищающихся агроландшафтов и агроэкосистем ведущая роль должна при­надлежать фитомелиорации, что соответствует одному из важнейших за­конов земледелия — закону минимума (поскольку ограничивающим фактором часто является дефицит почвенной вла­ги, а растительная мелиорация способ­ствует формированию более устойчи­вого влагооборота в агроэкосистемах).

С учетом сказанного практическая зада­ча организации территории агроланд­шафта заключается в определении ра­зумного соотношения между полем, лу­гом и лесом в увязке с другими компо­нентами.

5. Принцип пространственного и видо­вого разнообразия. Агроэкосистемы сле­дует создавать с учетом требования про­странственного и видового разнообра­зия среды. Это соответствует существу­ющей закономерности, согласно которой чем разнообразнее и сложнее структура агроландшафта, тем выше его устойчивость, способность противосто­ять различным внешним воздействиям. Например, сохранение естественных компонентов улучшает микроклимат, способствует увеличению численности животных, в частности птиц, питаю­щихся насекомыми. Ландшафты, харак­теризующиеся большим видовым раз­нообразием, лучше самовосстанавлива­ются и самоочищаются, поскольку сложная мозаичность их строения спо­собствует поддержанию их устойчивос­ти, а также природного и природно-антропогенного равновесия. (Под природ­ным равновесием понимают первичное экологическое равновесие природной системы, сложившееся на основе балан­са неизмененных или малоизмененных человеком компонентов среды и при­родных процессов. Природно-антропогенное равновесие — вторичное эколо­гическое равновесие, образующееся на основе баланса измененных человеком компонентов среды и природных про­цессов.)

6. Принципы оптимизации структуры и соотношения земельных угодий. При землеустройстве агроландшафтов для определенного сельскохозяйственного региона землепользования в соответ­ствии с местными природными услови­ями устанавливают экологически и эко­номически обоснованные структуру и соотношение размеров площадей паш­ни, лугов, леса и вод. Проблема рацио­нального соотношения естественных и искусственных экосистем, несомненно, является одной из ключевых. По этому поводу сложились различные суждения. Представляет, в частности, интерес предложенная Н. Ф. Реймерсом (1990) схема соотношений площадей естественных ландшафтах леса, луга, водные про­странства должны занимать не менее 30 % общей площади. Представляют интерес данные об из­менении урожайности зерновых куль­тур в зависимости от облесенности пашни.

    В целом же данная проблема требует серьезных дальнейших проработок. Не­обходимы дифференциация соответ­ствующих соотношений по географи­ческим районам, изучение динамики вещественно-энергетических потоков при тех или иных структурах и соотно­шениях площадей естественных и пре­образованных экосистем и т. д. Заслу­живает также внимания разработка норм оптимального сочетания биоти­ческих составляющих ландшафта и тех­нологических условий территории. Так, поля, как важнейший элемент агроландшафта, должны быть оптимальны по размеру, что способствует производительному использованию сельскохозяй­ственных машин, с одной стороны, и уменьшению уплотняющего воздей­ствия техники на почву — с другой. Критерием правильного решения зада­чи является устойчивость сформиро­ванного ландшафта. В этом отношении представляет интерес предложенное А. А. Варламовым и С. Н. Волковым (1991) понятие «экологически устойчи­вый участок» (ЭУУ), под которым по­нимается территория, выделенная с учетом однородности характеристик ее природных ресурсов, а также комплекс­ности их действия и сохраняющая свои ландшафтные особенности в процессе хозяйственного использования. Если в процессе хозяйственного использова­ния обеспечивается возможность пре­кращения или ослабления негативного воздействия физико-географических и социально-экономических условий на почвенные, водные и растительные ре­сурсы (эрозия, засоление и уплотнение почв, осушение местности, зарастание сельскохозяйственных угодий лесом и кустарником, ухудшение условий суще­ствования флоры и фауны и т.д.), то пространственное расположение участ­ка сохраняется, но его потенциал и эко­номическая оценка увеличиваются. В конечном счете сохраняются организа­ция территории участка и устойчивость использования его отдельных ресурсов. При этом не ограничиваются возмож­ности роста плодородия почв и диффе­ренциального дохода с участков.