2.3 Эвтрофирование
Эвтрофирование – повышение уровня первичной продукции вод из-за увеличения в них концентрации биогенных элементов, главным образом азота и фосфора [12]. Интенсивное развитие растений приводит к накоплению органического вещества, которое, вследствие неполной минерализации, накапливается в водоёме. Различают естественное и антропогенное эвтрофирование вод.
Естественное эвтрофирование длится тысячелетиями, антропогенное наступает гораздо быстрее, особенно в водоёмах с замедленным стоком. Поступление биогенных элементов, особенно в континентальные водоёмы, происходит в результате смывания с полей удобрений, а также с промышленными и коммунальными стоками. Биогенные элементы поступают и с атмосферными осадками, из почв (в результате их эрозии, распашки, сведения лесов) и т. д. Повышение до определенного уровня первичной продукции при эвтрофировании создаёт основу для развития более богатой кормовой базы рыб и других гидробионтов и способствует увеличению их численности; затем, однако, качество воды может ухудшиться: возникает её «цветение», зарастает прибрежная зона, уменьшаются прозрачность и содержание кислорода. Высокая степень эвтрофиркации приводит к заморам. Последствием эвтрофирования становится полная утрата водоемом хозяйственного и экологического значения (рис. 17). Кроме того, «цветение» воды, связанное с массовым развитием токсичных цианобактерий, вызывает у человека различные заболевания, поражающие нервную систему, вызывающие аллергии и даже летальный исход [4].
Рисунок 17. Экологические последствия эвтрофирования [32]
Другим фактором риска, возникающим при эвтрофировании вод, является изменение природных условий обитания возбудителей и переносчиков некоторых заболеваний, создание благоприятных условий для развития промежуточных форм возбудителей и переносчиков паразитарных болезней. При эвтрофировании вод также возрастает риск заболеваемости инфекционными болезнями, передающимися водным путем, особенно для кишечных инфекций [13].
Очистка эвтрофных вод требует дополнительных затрат, так как цианобактерии, вызывающие «цветение» воды, плохо оседают и производительность водоподготовки снижается. Кроме того, большинство применяемых в России методов водоочистки не избавляет её от токсинов, вырабатываемых цианобактериями и другими токсическими водорослями. Очистка воды от токсинов очень дорога и требует применения активированного угля, озонирования, больших доз коагулянтов. Токсины водорослей и цианобактерий приводят к возникновению у человека различных патологий, они оказывают влияние на многие системы и органы, особенно – на нервную систему [4].
2.4 Монокультуры
Обширные площади природных экосистем разрушаются для того, чтобы освободить место для ведения интенсивного сельского хозяйства на индустриальной основе с выращиванием монокультур. Таким образом, местная флора и фауна изгоняются из своих исконных мест обитания. Интенсивное сельское хозяйство предусматривает выращивание специальных сортов, имеющих такие свойства, которые максимально повышали бы прибыль производителя, например, быстрый рост, более крупные плоды и т. п. В сравнении с природными аналогами эти сорта характеризуются низким генетическим разнообразием. Вместе с тем, чем однороднее генетический состав отдельных растений конкретного вида, тем более уязвима его популяция к воздействию вирусов, насекомых и грибов. Такая низкая стойкость к вредителям и болезням в свою очередь требует применения повышенных доз пестицидов. Многие пестициды в природной среде разлагаются крайне медленно, они могут накапливаться в почве, растениях и иных звеньях пищевых цепей [8].
Таким образом, в случае создания человеком монокультуры в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительных сообществ. Агроэкосистема упрощается, обедняется и становится неустойчивой, неспособной противостоять абиотическому или биотическому экологическому стрессу.
Агроэкосистемы существенным образом отличаются от естественных. Во-первых, это касается её структуры. Вместо мозаичного растительного покрова в агроэкосистеме формируется геометрически правильное поле, удобное для работы сельхозтехники. Во-вторых, изменились и функции агроэкосистемы. Вместо природного круговорота веществ, замкнутого почти на 90%, создается разомкнутая на 50% и почти проточная геохимическая система, из которой утекают элементы минерального питания (ЭМП) растений. Дисбаланс круговорота ЭМП стимулирует деградацию почвы. К тому же, аграрные технологии освобождают из почвы избыточное количество ЭМП, что вызывает развитие сорной растительности [8].
В сельском хозяйстве сорняками называют не желаемые растения на данном поле, которые конкурируют с культурными растениями, затрудняют за ними уход, усложняют уборку, часто являются резервуарами вредителей и возбудителей болезней, иногда портят потребительскую стоимость продуктов урожая. Нужно учесть, что сорняки имеют и положительное влияние на агроэкосистемы, снижая эрозию почвы, вымывание ЭМП, прежде всего азота, смягчая воздействие монокультуры, обеспечивая полезных животных средой местообитания. Кроме того, сорняки являются важными генетическими ресурсами для селекции. Поэтому все меры борьбы с сорняками следует проводить с учетом их положительной экологической и генетической роли, а в случае необходимости даже организовывать меры для их защиты. Нужно учитывать, что борьба с сорняками механическим путем истощает почву и вызывает появление новых сорняков [6].