Абиотические и биотические условия агроэкосистемы в хозяйстве, оценка экологической устойчивости

Расчеты по Эуа и Эуб дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию.

Коэффициент экологической стабилизации -  исследуемого района:

Нестабильные элементы Fнст	Стабильные элементы Fст
Пашня, однолетние травы	Лесные насаждения
Болота	Сенокосы
Дороги	Пастбища
Застройки	Лес
Нарушенные земли (карьер), прочие	Естественные луга
Склоны	Пахотные земли, занятые  многолетними травами
Пруды и водоемы	Приусадебные участки, огороды

 

№ п/п	Землепользование	Площадь
1	Общая земельная площадь, га	14806
2	В том числе с/х угодий	9846
3	Пашня	988
4	Сенокосы	28
5	Пастбища	580
6	Лес	1876
7	Пруды и водоемы	28
8	Приусадебные участки	78
9	Дороги	180
10	Болота	48
11	Однолетние травы	382
12	Многолетние травы	588
13	Прочие	184

 

Эуа = Σ Fст / ΣFнст = 3150/1810 = 1,7

Эуб = Σ (fi x δэ х δгм)/ Fт = (1378,4+17,36+394,4+806,68+22,12+39+0+37,92+53,48+364,6)/14806 =0,22

Вывод: в результате расчетов Эуа состояние данного агроландшафта характеризуется как условно стабильное, а Эуб – нестабильное.  Следовательно, необходимо провести трансформацию нестабильных элементов в стабильные. Кроме этого, разработать мероприятия по увеличению стабильности, которые приведут к поддержанию на оптимальном уровне структуры земельных угодий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Перспективная система мероприятий  по созданию высокопродуктивных  устойчивых агроэкосистем

 

5.1 Мероприятия по стабилизации  ландшафтов и агроландшафтов

 

    Основные  положения создания агроландшафтов сформулированы еще В.В. Докучаевым, определившим главные принципы адаптивного природопользования и обосновавшим комплекс агрогидромелиоративных мероприятий по оптимизации лесостепных ландшафтов.

Важнейшим мероприятием этого комплекса было создание защитных лесонасаждений. Узкие полезащитные полосы могут занимать на равнинах 2,5-4 %, а при пересеченном рельефе  – до 5-8 % пашни. Для защиты агроценозов от неблагоприятных природных факторов агроландшафта необходимо создание устойчивой агроэкологической обстановки: повышение обводненности территории за счет сокращения поверхностного стока и снижения интенсивности эрозионных процессов, ослабление силы ветра, равномерное снегозадержание, повышение относительной влажности воздуха, защиту орошаемых земель от заболачивания, резервации для птиц, зверей, энтомофагов, создание благоприятных условий для сельскохозяйственных животных (зеленые зоны), озеленение производственных и социально-бытовых объектов, облесение водоёмов.

     Главным инструментом формирования агроландшафта является адаптивно-ландшафтная система земледелия, каждый элемент которой несет соответствующую нагрузку, приближают агроландшафты по устойчивости к природным и способствуют повышению продуктивности,  заслуживают особого внимания  мульчирование поверхности почвы растительными остатками.   Значение его особенно велико для предотвращения дефляции, избыточного стока воды, эрозии, чрезмерного испарения влаги, регулирования температурного режима почвы, подавления сорных растений.

   Растительная  мульча из пожнивных остатков, соломы и т.п. уменьшает разрушение  верхнего слоя почвы под влиянием  ударов дождевых капель, ветра,  размыва, предотвращает заиление  пор, образование корки, благодаря  чему увеличивается водопроницаемость  почвы и уменьшается поверхностный  сток.

    Мульчирование  растительными остатками в условиях  умеренного климата создает благоприятные  условия для развития дождевых  червей, поскольку обеспечивает  их легкодоступной пищей, защищает  от избыточного иссушения, низких  температур почвы. Благодаря этому  они быстро размножаются и  в течение более длительного  времени остаются деятельными  в почве.

Так как  в предложенном по заданию хозяйстве  агроландшафт является нестабильным, поэтому необходимо провести мероприятия по увеличению стабилизации агроэкосистем

Трансформация земельных угодий

 

Землепользование	га	Трансформация земельных угодий	Землепользование	га
Пашня	988	-500	Пашня после трансформации	488
Сенокосы	28	+500	Сенокосы	528
Приусадебные участки	78	+100	Приусадебные участки	178
Пастбища	580	+100	Пастбища	680
Лес	1876		Лес	1876
Дороги	180	-100	Дороги	80
Болота	48		Болота	48
Прочие	184	-100	Прочие	84
Пруды и водоемы	28		Пруды и водоемы	28

Выводы: По результатам подсчетов Эуа и Эуб - данная агроэкосистема имеет стабильное состояние.

 

5.2 Оценка экологичности систем земледелия

 

       Главная забота земледельцев - производство  достаточного количества экологически  безопасного зерна и других  продуктов растениеводства для  удовлетворения потребностей все  возрастающего народонаселения  планеты.

Для достижения высокой продуктивности посевов  необходимы грамотные системы земледелия и агротехнологии, обеспечивающие рациональное использование местных почвенно-климатических ресурсов, новые сорта, оптимальное снабжение их всех необходимыми элементами питания, эффективная защита растений от вредителей, болезней и сорняков.

Основные  задачи, стоящие перед земледелием  России, - получение в необходимых  объёмах растениеводческой продукции, стабилизации сельскохозяйственного  производства, его интенсификация в  целях обеспечения продовольственной  безопасности страны.

Экологическая безопасность – это состояние, при  котором отсутствует угроза нанесения  ущерба окружающей среде и здоровью человека. Пределы равновесного состояния  экосистем и их компонентов образуют экологическую норму. Состояние  экосистем в области экологической  нормы определяется как допустимое. Антропогенное воздействие на границе  допустимого и за пределами приводит к устойчивому ухудшению состояния  экосистем, что заканчивается их деградацией. Деградация ландшафтов характеризуется  крайней степенью изменения их структуры, что проявляется в утрате способности  выполнять ресурсо- и средообразующие функции. В интенсивном земледелии повышение урожайности культур обеспечивается благодаря эффективному использованию средств химизации, биологических способов защиты растений, мелиоративных приемов, внедрению прогрессивных технологий, учитывающих зональную почвенно-экологическую специфику, что, в конечном счете, способствует повышению плодородия почв и охране агроландшафтов от загрязнения и деградации.

Современное управление устойчивостью  агроэкосистемы и использование для этого практических средств должны предусматривать достижение разумного компромисса между количеством продукции, ее качеством, масштабами затрачиваемых природных и технических ресурсов и нарушениями в окружающей среде. Эти параметры характеризуют новый тип современного земледелия – адаптивный, под которым понимают экологическую дифференциацию агротехнологий, направленную на достижение высокой степени соответствия аграрных форм деятельности природным механизмам саморегуляции экосистем путем оптимизации или компенсации внешних и внутренних факторов и свойств, лимитирующих развитие продуцентов агроэкосистемы.

Задание 2. Определить класс опасности загрязнения   пестицидами почвы.

Дано:

Пестициды	Название	Класс опасности	Доза	Кратность обработки
Инсектициды	Оперкот, СП 50	2/1	0,2	1
	Эфория, КС 247	3/1	0,2	1
	Карбофот, КЭ 500	3/1	0,5	1
Фунгициды	Атлант, КЭ 250	3/3	0,5	1
	Колосаль Про, 500	2/3	0,4	1
	Альто супер, КЭ 330	3/3	0,5	2
Гербициды	Чисталан, КЭ 420	2/3	0,9	1
	Дикопур Ф, ВР 600	2/3	1,6	1
	Эфирам, КЭ 550	2/3	0,6	1

      Площадь – 230 га, и = 0,6.

  Расчеты:

 

1)Степень  опасности пестицида Сn (баллы):

Сn = (Кч + Кn) – 1

Кч – класс опасности пестицидов для человека в баллах;

Кn - класс опасности пестицидов для природы в баллах.

Сn₁ = 2

Сn₂ = 3

Сn₃ = 3

Сn₄ = 5

Сn₅ = 4

Сn₆ = 5

Сn₇ = 4

Сn₈ = 4

Сn₉ = 4

2)Средневзвешенная  степень опасности ассортимента  пестицидов (Сср) определяется по формуле:

Сср = (Сn₁* m₁+ Сn₂ * m₂+ …+ Сn_i * m_i )/ m₁ + m₂ +… + m_i

Сn₁, Сn₂ , Сn_i – степень опасности i-го внесенного пестицида в баллах;

m₁,  m₂ , m_i – масса i-го внесенного пестицида, кг.

Сср = (46 * 2 + 46 * 3 + 115*3 + 115*5 + 92*4 + 230*5 + 507*4 + 368*4 + 138*4) / 1357 = 4,06

3)Усредненная  нагрузка токсикантов на S, т.е. экотоксикологическая доза (Дп, кг/га), вычисляется по формуле:

Дn = Σ m_j / F

Σ m_j – общая масса внесенных пестицидов в кг;

F – площадь в га.

Дn = 1375 / 230 = 5,97 кг/га.

4)Прогноз  загрязнения (, условные кг/га) вычисляется по формуле:

 Пз = Дn / (Сср * и)

и– способность почвы к самоочищению в баллах.

Пз = 5,97 / (4,06 * 0,6) = 0,88

5)Агроэкотоксикологический индекс (Аи) основан на принципе ферментации реакции, которая может использоваться при интерпретации деструкции пестицидах в биологических средах и вычисляется по формуле:

Аи = 10*Пз*(1 + Пз)*3 / (1 + Пз)*4 + 5000 = 10*0,88*(1 + 0,88)*3 / (1 + 0,88)*4 + + 5000 = 0,01.

Вывод. Из полученных данных следует что используемые пестициды мало опасны для окружающей среды и человека.

 

5.3 Мероприятия по повышению  экологичности системы земледелия

       При экологической системе земледелия допускается строго ограниченное использование пестицидов, чаще в виде санитарных (локальных) мер на очагах размножения вредителей и болезней. С большой осторожностью относятся также к применению минеральных удобрений, ограничивая их дозы, особенно легкорастворимых форм и в жидком виде.

При любых альтернативных системах земледелия важно внесение в почву  глинистого материала, обогащенного высокодисперсными минеральными (монтмориллонит). Это объясняется тем, что в почвах, не содержащих монтмориллонита, органического вещества и продукты его разложения находятся в состоянии механической примеси и поэтому легко выносятся. Интенсивность разрушения превышает накопление органического вещества. При наличии монтмориллонита связь органической и неорганической составляющих почвы становится более тесной и прочной, так как органические молекулы вместе с водой входят в состав ППК.