Устойчивость агроэкосистем

Современные агроэкосистемы — один из ключевых факторов формиро­вания и развития биотехносферного пространства и незаменимое средство жизнеобеспечения человечества, поэто­му они играют важную функциональ­ную роль в процессах, происходящих вживаться на устойчивом уровне биотой экосистем.

Параметрами устойчивости агроэкосистемы являются функции, режимы и свойства почвы; структура, организация и продуктивность агрофитоценоза; структура и организация микробного сообщества; интенсивность и сбаланси­рованность биогеохимического круго­ворота.

Для количественной оценки устой­чивости экосистемы учитывают связь воздействующих факторов (тип, интен­сивность, длительность, количество возмущений и др.), а также связь экоси­стем с основными параметрами, ответ­ственными за ее устойчивость, и облас­тями (зонами) устойчивого состояния. Таких зон может быть от одной до не­скольких.

Изменение структуры экосистемы или переход ее параметров в область неустойчивого состояния обусловлива­ют потерю устойчивости. Если переход от одной области устойчивого равнове­сия в другую сопровождается сохране­нием внутренних связей экосистемы, проявляется свойство ее упругости, т. е. при переходе из одной области ус­тойчивого равновесия в другую внут­ренние связи экосистемы сохраняются. Способность экосистемы вернуться в прежнюю область устойчивого равно­весия после временного воздействия природного или антропогенного фак­тора характеризует ее стабильность. Названные категории пригодны и для характеристики антропогенных экоси­стем. Основная проблема в этом случае заключается в качественной и количе­ственной формализации соответствую­щих категорий применительно к осо­бенностям агроэкосистемы.

Несомненно, что в ряду парамет­ров, ответственных за устойчивость и стабильность агроэкосистемы, перво­степенное значение имеет продуктив­ность агроценозов, падение которой по самым разным причинам (напри­мер, дефицит или избыток элементов минерального питания, засуха или пе­реувлажнение, деградация почвы и т. п.) ниже заданного уровня свидетельствует о переходе агроэкоси­стемы в неустойчивую область. Одна­ко снижение урожайности — это уже конечная фаза реакции агроэкосис­темы на имеющиеся возмущения, ко­торой предшествуют изменения дру­гих параметров, таких, как и актив­ность микробного сообщества, сба­лансированность биогеохимических циклов элементов, уровень плодоро­дия почвы.

Контроль за названными парамет­рами позволяет выявить скрытые фор­мы нарушений устойчивости и доста­точно оперативно поддерживать ста­бильность агроэкосистемы, т. е. сохра­нять заданные характеристики пара­метров в течение определенного про­межутка времени. Следовательно, ус­тойчивость и стабильность агроэкоси­стемы недостаточно рассматривать в виде простой функциональной зави­симости между каким-либо воздей­ствующим фактором и одним из пара­метров, ответственных за устойчи­вость, как это распространено в боль­шинстве современных моделей.

Более объективную оценку могут дать комплексные почвенно-агрохимические, эколого-физиологические и эколого-токсикологические исследова­ния с применением методов системного анализа и математического моделирова­ния. Наибольшая трудность заключает­ся в выделении зон устойчивости агро­экосистемы, определении их границ и времени сохранения или достижения нового устойчивого состояния при на­личии кратковременных или постоян­ных воздействий, поскольку эти вопро­сы еще не разработаны в полной мере даже в концептуальном плане.

Рассмотрим некоторые закономер­ности отклика основных слагаемых аг­роэкосистемы, которые одновременно являются и параметрами ее устойчивос­ти (микробное сообщество, агрофитоценоз, почва), на действие аграрных форм антропогенного фактора.