Шпаргалка по "Сельско-хозяйственной экология"

1.Назовите законы и правила  регулирующие сх производство. закон внутреннего динамического равновесия – любая природная система обладает внутренней энергией, веществом, информацией и динамическими качествами, связанными настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает в другом или том же, но в другое время, изменения, сохраняющие всю сумму перечисленных показателей.

Закон необходимого разнообразия – система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровни.

Закон незаменимости биосферы – биосферу нельзя заменить искусственной средой, это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на создании новых искусственных видов жизни, систем, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.

закон минимума (Закон ограничивающего фактора) (Ю. Либих) – биотический потенциал (жизнеспособность, продуктивность организма, популяции, вида) лимитируется тем из факторов среды, который находится в минимуме, даже если все остальные условия благоприятны. Или: наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений; от него зависит в данный момент выживание особей; веществом, присутствующим в минимуме, управляется рост. Или: Относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем в большей степени по сравнению с другими ощущается его нехватка.

 закон ограниченности природных ресурсов – все природные ресурсы и условия Земли конечны, даже так называемые неисчерпаемы ресурсы. Например, солнечная энергия не может быть использована биосферой в неограниченных количествах без катастрофических для нее последствий. На примере одного поколения людей стало ясно, что чистая вода – исчерпаемый ресурс.

закон оптимальности – любая система с наибольшей эффективностью функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах. Или: никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности, т. е. размер любой системы должен соответствовать ее функциям. Например, млекопитающее не может быть мельче или крупнее тех размеров, при которых оно способно рождать живых детенышей и вскармливать их молоком. Никакой целостный организм не может превысить критические размеры, обеспечивающие поддержание его энергетики.

Закон совокупности (совместного) действия природных факторов (Э. Митчерлих, А. Тинеман, Б. Бауле, 1911 г.) – величина урожая (благополучие вида, популяции, организма) зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего, фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.

закон убывающего естественного  плодородия – каждое последующее прибавление для организма фактора дает меньший эффект, чем результат, полученный от предшествующей дозы того же фактора. Или: в связи с постоянным изъятием урожая (а потому химических веществ из почвы), нарушением естественных процессов почвообразования, а также из-за постепенного самоотравления почв при возделывании монокультур, происходит снижение естественного плодородия.

ПРАВИЛО МЯГКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОЙ  Это правило целесообразного преобразования природы. В отличие от "жесткого" управления, "мягкое" управление, основанное на восстановлении бывшей естественной продуктивности экосистем или ее повышении путем целенаправленной и основанной на использовании объективных законов природы серии мероприятий, позволяет направлять природные цепные реакции в благоприятную для хозяйства и жизни людей сторону. Примером может служить сопоставление двух форм ведения лесного хозяйства — сплошнолесосечной ("жесткое" воздействие) и выборочных рубок ("мягкое" воздействие). ПРАВИЛО (НЕИЗБЕЖНЫХ) ЦЕПНЫХ РЕАКЦИЙ ЖЕСТКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОЙ – "жесткое" управление (см.) природными процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени. Действие этого правила связано прежде всего с тем, что грубое, "хирургическое" вмешательство в жизнь природных систем вызывает значительное увеличение энергетических затрат на поддержание природных процессов (усиливает действие закона снижения энергетической эффективности природопользования). Как правило, нарушается и закон оптимальности.

2. средообразующие факторы:ФАР, тепло- и влагообеспеченность, реакция среды. Фотосинтетически активная радиация (ФАР)

Необходимое условие фотосинтеза  – энергия солнечной радиации. Следует создавать такие посевы, в которых листья поглощали бы энергию солнца с возможно более  высоким коэффициентом полезного  действия для создания наибольшей биомассы и сосредоточения ее в хозяйственно ценной части урожая – семенах, клубнях, корнеплодах и т. п.

В процессе фотосинтеза принимает  участие не вся солнечная энергия, а только ее видимая часть –  фотосинтетически активная радиация (ФАР) с длиной волн – 380-720нм (нанометр). Эти лучи поглощаются хлорофиллом и являются энергетической основой фотосинтеза. Энергия ФАР составляет около 50% общей энергии солнечной радиации. Количество ФАР, падающее на единицу поверхности почвы в среднем по месяцам года и по декадам месяца, определено для различных географических зон и приведено в соответствующих справочниках.

Объективным показателем величины урожая (высокий, средний, низкий) может  служить коэффициент использования  ФАР. Хорошие урожаи соответствуют 2-3% использования ФАРПоступление солнечной энергии за вегетационный период зависит от географической широты.

Основным источником тепла в  почве и околоземном воздухе  является солнечная радиация. По сравнению  с ней другие источники (экзотермические  химические реакции, разложение или  сжигание органического вещества, распад радиоактивных веществ и др.) дают ничтожную величину энергии. Большинство  биологических систем существует в  определенном очень узком диапазоне  температур (температура как показатель теплового состояния окружающей среды). При слишком низких температурах биологические процессы в растениях  замедляются, а слишком высокие  температуры приводят к разрушению сложных белковых структур.

Для роста и развития растений имеют  значение и колебания температур. Температура, колеблющаяся от 10 до 20 °С (при средней температуре 15°С), не обязательно действует на растения так же, как постоянная температура 15 °С. Нормальная жизнедеятельность растений, которые в природе обычно подвергаются воздействию переменных температур (что имеет место в большинстве районов с умеренным климатом), подавляется частично или полностью или замедляется при воздействии постоянной температуры. Оптимальные значения температуры для растений различны и в течение суток. Одним из главных условий, определяющих географию размещения культур, является теплообеспеченность данной территории, колебания температуры, соответствие продолжительности теплого, безморозного периода и длины вегетационного периода требованиям возделываемых культур. Теплообеспеченность данного места определяет потенциальные возможности накопления органического вещества и хозяйственно полезной его части. Теплообеспеченность выражается обычно как показатель суммы активных температур выше 10 °С.

Этот показатель сочетает в себе продолжительность вегетационного периода и среднюю его температуру. Потребность различных сельскохозяйственных культур в теплообеспеченности различна.

Зависимость продуктивности растений от теплообеспеченности для большинства культур характеризуется прямой. Чем выше теплообеспеченность, тем больше и урожай растений. Теплообеспеченность растений лежит в основе природно-сельскохозяйственного районирования территории СССР. В структуре такого районирования выделены 3 пояса: холодный тундрово-таежный, умеренный и теплый субтропический.

С учетом почвенно-климатических условий  Н. Н. Розов разделил почвы на территории СССР по теплообеспеченности на пять агромелиоративных групп.

1-я агромелиоративная группа. Почвы  хорошо обеспечены теплом, субтропические  и предсубтропические районы. 2-я агромелиоративная группа. Почвы, среднеобеспеченные теплом, суббореальный пояс.

3-я агромелиоративная группа. Почвы,  недостаточно обеспеченные теплом, южная и средняя части бореального  пояса. 

4-я агромелиоративная группа. Почвы,  малообеспеченные теплом, средняя  часть бореального пояса. В  основном это подзолистые, иллювиально-гумусовые,  глеево-подзолистые, болотно-подзолистые,  мерзлотно-таежные, горные подзолистые  почвы средней тайги.

5-я агромелиоративная группа. Почвы,  не обеспеченные теплом для  земледелия. Это полярный пояс  и высокогорные районы

3 Агроэкосистема (АЭС) Экосистемы, структуру которых создает, поддерживает и контролирует человек в своих интересах, называют агроэкосистемами (агроценозами). К ним относятся сады, парки, лесопосадки, огороды, поля, пастбища.

 В состав агроценозов, как и природных экосистем, входят все функциональные группы: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (человек, насекомые-опылители, птицы, симбиотические организмы, животные - вредители полевых культур, сельскохозяйственные животные), редуценты (бактерии и грибы). Организмы составляют пищевые цепи и сети. При этом обязательным звеном пищевых цепей является человек.

Отличие агроэкосистемы от естественной экосистемы. Человек создает и поддерживает агроценозы путем больших затрат энергии. Он возделывает огороды, поля, сады и собирает урожай, затрачивая свою мускульную энергию и мускульную энергию животных, используя энергию сельскохозяйственных машин. Природные биогеоценозы таких затрат энергии не получают. Тем не менее, основной источник энергии в агроценозах, как и в естественных экосистемах - это энергия Солнца. Отличия агроэкосистем от природных экосистем: Обеднённость видовым составом, разница в искусственном и естественном отборе, прерывистость циклов, человек вносит дополнительные источники энергии, природная система авторегуляторная, агроценозы управляемые человеком, устойчивость агроэкосистем слабая, усиление нагрузки (одновременен рост и последовательность стадий развития, высокая степень синхронизированности роста растений, что приводит к высокой степени нагрузки на педосферу).

Основные черты А. определяет человек, который стоит на вершине экологической  пирамиды и заинтересован в получении  максимального количества сельскохозяйственной продукции. При этом, если человек следует экологическому императиву, он сохраняет почвы, биологическое разнообразие, не допускает сельскохозяйственного загрязнения и получает экологически чистую продукцию, а А. приобретает черты устойчивости (сестайнинга).

 В отличие от биогеоценозов,  агроценозы состоят из особей немногих видов, которые имеют большую численность. Поэтому их трофическая структура относительно проста, пищевые цепи короткие и менее разнообразные.

 Если в естественной экосистеме  потребляемые растениями элементы  в процессе круговорота веществ  возвращаются в почву, то в  агроэкосистеме круговорот веществ неполный: часть минеральных веществ (например, соединения азота, фосфора) выносится с урожаем. Поэтому для восстановления плодородия почвы человек вынужден вносить удобрения. Таким образом, агроэкосистемы крайне неустойчивы и не способны к саморегуляции. В отличие от устойчивых экосистем со зрелыми сообществами, агроценозы считают незрелыми системами.

 Неустойчивость агроценозов обусловлена еще и ослаблением защитных механизмов культурных растений к воздействию вредителей по сравнению с дикорастущими видами. Поэтому они требуют постоянного вмешательства человека. Если он не будет поддерживать агроценоз, то последний быстро разрушится и исчезнет: культурные растения, не выдержав конкуренции с природными видами, будут ими вытеснены. В районах с засушливым климатом на месте агроценоза может возникнуть степь, а в более холодном и влажном климате - лесной биогеоценоз.МикроАЭС (грядка)                

4.    Современные тенденции изменения агроэкосистем

В свете современных представлений  агроэкосистемы (агробиогеоценозы) – вторичные, изменённые человеком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы; их основу составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. Эти сообщества формируют и регулируют люди для получения сельскохозяйственной продукции. Агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Выращиваемые культуры и разводимые животные подвергаются искусственному, а не естественному отбору. Как экологические системы агроэкосистемы неустойчивы: у 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).

Выделено пять видов землепользования, по каждому из которых классифицированы агроэкосистемы:

1. Земледельческое, или полевое, землепользование – богарные, орошаемые агроэкосистемы (ротации зерновых, бобовых, кормовых, овощных, бахчевых, технических и лекарственных, культур).
2. Плантационно-садовое землепользование – плантационные агроэкосистемы (чайный куст, дерево какао, кофейное дерево, сахарный тростник), садовые агроэкосистемы (плодовые сады, ягодники, виноградники).
3. Пастбищное землепользование – пастбищные агроэкосистемы (отгонные пастбища: тундровые, пустынные, горные, лесные пастбища; улучшенные пастбища; сенокосы; окультуренные луга).
4. Смешанное землепользование – смешанные агроэкосистемы, характеризующиеся равнозначным соотношением и сочетанием нескольких видов землепользования, а так же процессов получения как первичной, так м вторичной биологической продукции.
5. Землепользование в целях производства вторичной биологической продукции – агропромышленные экосистемы (территории интенсивного «индустриализированного» производства молока, мяса, яиц и другой продукции на основе преобладающих процессов снабжения системы веществом и энергией извне).