Контрольные вопросы

1. В чем сущность синергетического подхода?

2. Что такое синергетические свойства геосистем?

3. Назовите системно-синергетические принципы изучения ландшафтов.

4. Рассмотрите и обоснуйте понятие «геосистема».

5. Какие модели геосистем Вы знаете?

6. Какие антропогенные модификации современных ландшафтов Вы изучили , назовите их?

Практические задания

Работа 1. Выписать определения понятий: геосистема, ландшафт, экосистема, природно-хозяйственная территориальная система (ПХТС).

Работа 2.Рассмотреть концепцию агроландшафта. Особенности функционирования агроландшафтов. Морфологическую структуру агроландшафтов. Основные принципы управления агроландшафтами. Использование ландшафтного подхода для оптимизации агроландшафта. Написать письменную контрольную работу.

Рекомендуемая литература

1. Гришанков Г.Е. Проблема целостности в ландшафтоведении // Научные записки Воронежского отделения Геогр. о-ва СССР. – Воронеж, 1974. – С. 10-15.

2. Гришанков Г.Е. Зависимость свойств целостности от структуры и организации ландшафта // Прикладные аспекты изучения современных ландшафтов. – Воронеж: ВГУ, 1982. – С. 3-14.

3. Арманд А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем. -М.: Наука, 1988. – 231 с.

4. Позаченюк Е.А. Экологическая экспертиза: природно-хозяйственные системы.- Симферополь, Таврический экологический институт. - 2003. – С. 15-39.

5. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. - Новосибирск: наука. 1978. – С.29-37 с.

6. Солнцев В.Н. Системная организация ландшафта. – М.: Мысль, 1981. – С.40-48, 100-107.

Модуль 3. Научные основы систем земледелия

Цель модуля:изучить сущность системы земледелия (структуру и содержание); адаптивно-ландшафтное направление земледелия.

3.1. Методологические и теоретические основы систем земледелия

С точки зрения общей теории систем, система земледелия - многоуровневая сверхсложная, что обусловлено прежде всего взаимодействием в ней био­логического и социального факторов, каждый из которых сам по себе является сложнейшей подсистемой, часто выступающей в качестве самостоятельной системы.

Сущность системы земледелия как научного обоснованного агроэколого-экономического комплекса аккумулируется в категории урожая в результате сложного взаимодействия почвы (плодородия), растений, климата, агропроизводственной деятельности человека на определенной территории и во времени. Поэтому главная цель системы земледелия - получение максимальных, стабильных урожаев с высоким качеством. Этого можно достичь только при наиболее полном использовании солнечной энергии, поступающей на единицу площади данного региона. Максимально возможное потребление солнечной энергии зависит от плодородия почвы, т.е. от наличия зем­ных факторов жизни растений, которые в ней есть или могут быть в нее привлечены.

Формирование урожая подчиняется общебиологическим зако­нам и законам земледелия. Действие их осуществляется преимущественно через почву, ее плодородие. Поэтому при обосновании систем земледелия и их реализации важно знать и учитывать закономерности формирования, воспроизводства и использования плодородия почвы. Они должны рассматриваться во взаимосвязи с растением, климатом, агропроизводственной деятельностью человека и особенностями исходной почвы.

Научность систем земледелия заключается в том, что при их разработке необходимо опираться на законы земледелия и экологии, затрагиваю­щие агрономические аспекты рационального природопользования.

Целостность (комплексность) состоит в том, что надо управлять не отдельными элементами, а всей системой земледелия с учетом оптимального сочетания компонентов - рельефа, климата, растительного, животного мира, водных ресурсов.

Нормативность заключается в том, что разрабатываемые мероприятия повышения продуктивности и устойчивости системы земледелия должны под­держиваться применением необходимых норм, охватывающих биоло­гические, технологические, организационные и социальные факторы. В связи с этим система земледелия должна быть строго дозирована и носить нормативный характер. Для этого необходимо в каждой почвенно-климатической зоне и для каждого хозяйства установить оптимальные уровни интенсификации и оптимальные показатели почвен­ного плодородия.

Интенсивность. Использование земельных ресурсов должно быть всегда интенсивным для расширенного сельскохозяйственного производства. Интенсификация земледелия отличается большим разнообразием, важно чтобы оно стимулировало работу производителя и не в коем случае не наносило вреда.

Адаптивность. Система земледелия должна быть приспособленной (адаптивной) к многообразию территориальных комплексов и соответствовать различным категориям ландшафта. Сущность адаптивного подхода заключается в том, чтобы перейти от общего зонального принципа к более дифференцированному, более полному учету природных комплексов, учитывающим рельеф, плодородие, способы восстановления и повышения. Основными составляющими элементами адаптивности систем земледелия являются:

а) каждая культура севооборота должна возделываться в условиях, в которых она экологически наиболее приспособлена;

б) антропогенные воздействия на почву, растения и окружающую среду не должны превышать пределы, за которыми снижается продуктивность агроэкосистем.

Природоохранность и экологичность. Все системы земледелия должны быть почвозащитными, не должны допускать перегрузки почвы, обеспечивать правильный баланс вещества и энергии в агроэкосистемах. Системы земледелия должны быть оптимальными, обеспечивающими высокую агрономическую и экономическую эффектив­ность. Надо разрабатывать и внедрять такие системы земледелия и технологии, которые обеспечат самоокупаемость сельского хозяйства с сохранением условий воспроизводства плодородия почв. Только оптимальное сочетание растениеводства и животновод­ства обеспечит регулируемый биологический круговорот питатель­ных веществ, будет способствовать росту производительности труда.

Теоретической основой систем земледелия является учение о регулировании продукци­онного процесса в агроценозах и воспроизводстве плодородия почв. Растение и почва рассматриваются как единое целое, как основной фактор устойчивости земледелия. Приоритет биотехнологического начала определяет агрономическую суть и основу систем земледелия. Количество связанной в урожае солнечной энергии - важнейшее условие высоко эффективного земледелия. Оно определяется природными, технологическими и социально-экономическими факторами. При всей важности экономических и социальных связей в зем­леделии они все же вторичны по отношению к создаваемому продукту.

Первичным является биологическое существо этого продукта, его количест­во и качество.Влияние природных факторов на биопродукционный процесс обусловлено климатом, почвой, растением. Каждой природной зоне соответствуют определенные количества физиологически активной радиации, тепла и осадков и их распределение в течение года, уро­вень потенциального плодородия почв, видовой состав растений и характер создаваемого продукта. Это первичные объективные усло­вия, ограничивающие величину и качество земледельческой продук­ции.

Вторичными и субъективными факторами, влияющими на биопродукционный процесс и размер земледельческого продукта, являются технологии производства продукции (соотношение культур в севообороте, энергетическое обеспечение и др.), экономические, социальные и даже исторические условия.

Связующей основой первичных и вторичных факторов является культурное растение, урожайность которого зависит от функционирования системы земледелия в целом.

Среди факторов формирования урожая основное значение име­ют плодородие почвы и потенциальная продуктивность растений. Они в первую очередь лимитируют эффективность системы земледелия. Это обусловлено тем, что использование возрастающих количеств факторов жизни растений невозможно без посреднической функции почвы, ее плодородия.

Одновременно повышаются требования и к культурному растению, направленному изменению его природы для получения макси­мального урожая высокого качества. Другие факторы урожая (произ­водственная деятельность человека, погодные условия урожая и вре­мя) реализуются в конечном итоге через почву и растение.

Получение урожая связано с использованием компонентов плодородия почвы: органического вещества, минеральных питательных веществ и воды. Все эти компоненты материальны и подлежат воз­врату для сохранения уровня плодородия почвы. Простое или расши­ренное воспроизводство плодородия почвы - обязательное условие эффективного функционирования систем земледелия.

Таким образом, в основу научно обоснованной системы земледелия положена концепция единства почвы и растения. Растение и почва рассматриваются как единое целое. Это единство достигается путем максимальной адаптации к конкретным условиям агроландшафта с нормативными экологическими ограничениями.

Концепция единства почвы и растений заключается в том, что в современных систе­мах земледелия теоретически правильно и практически необходимо рассматривать почву и растение как единое целое, как основной фактор, определяющий эффективность всей системы. Теоретическая концепция единства почвы и растения в современном земледелии выражается в следующем:

1. В ней предусматривается необходимость получения возрастающих урожаев за счет использования плодородия почвы при обязательном его воспроизводстве, а во многих случаях и расширен­ном воспроизводстве.

2. Любой агротехнический и мелиоративный прием должен разрабатываться и оцениваться с учетом не только требова­ний растений, но и почвы.

3. Обязательна экологическая сбалансированность зем­леделия.

4. Концепция единства почвы и растений - это и оп­тимизация механической обработки, в частности исключение нежела­тельных последствий для почвы сверхинтенсивных механических воздействий.

5. Все организационно-экономическое обеспечение земледелия должно соответствовать задачам реализации данной концеп­ции.

В земледелии, ориентированном на рациональное использование биологических ресурсов почвы и растения, традиционное представ­ление о разделении ведущих факторов урожая неверно. При систем­ном подходе почва и растение неразделимы. Известно, что почва (ее плодородие) хотя и первична по отношению к урожаю, но по принципу обратной связи своему существованию в значительной мере обязана растению (урожаю). Преимущественно через растение обес­печивается расширенное воспроизводство плодородия почвы, его важнейшего компонента - гумуса. Благодаря биологической природе и энергетической ценности гумус создает биоэкологическую среду для развития растений. Тесная связь плодородия почвы с живыми организмами нашла отражение и в представлении В.И. Вернадского о почве как биокосном теле.

В растении, в свою очередь, не может осуществляться продукционный процесс без почвы, ибо она его основа. Обеспечение расте­ния водой, азотом и зольными элементами, в значительной мере ди­оксидом углерода и кислородом, физически активными веществами - это прямая или посредническая функция почвы.

Воспроизводство технологической модели плодородия осуществляется с помощью системы севооборотов, системы удобрения, сис­темы обработки почвы, мелиорации, системы интегрированной защиты растений. Эти системы земледелия разработаны на основе послед­них достижений агрономической науки и передового практического опыта. Они строго дифференцированы в зависимости от почвенных разновидностей и моделей плодородия.