Агросфера як складова біосфери
Агросфера як складова біосфери, чинник добробуту людства та одна з причин екологічної кризи. Як уже зазначалося, вчення про біосферу створив В.І. Вернадський. Біосфера – нижня частина атмосфери, вся гідросфера, верхня частина літосфери, яка є зоною існування і функціонування живої речовини або зачеплена життєдіяльністю живих організмів (у тім числі в історичному минулому); активна оболонка Землі, в якій сукупна діяльність живих організмів проявляється як геохімічний чинник планетарного масштабу. В межах цієї глобальної екосистеми взаємодіють жива і нежива речовини.
Найважливішими компонентами біосфери є жива речовина (рослини, тварини і мікроорганізми), біогенні речовини (органічні й ор-гано-мінеральні продукти, створювані живими організмами упродовж геологічної історії – кам'яне вугілля, нафта, торф та ін.), неживі речовини (атмосфера, гірські породи неорганічного походження, вода); безживні речовини (продукт синтезу живого і неживого, тобто осадові породи, ґрунт, мул).
Сільськогосподарською екосистемою найвищого рівня вважають агросферу – поверхню суходолу, залучену до сільськогосподарського виробництва.
Агросфера – продукт сільськогосподарської діяльності людини – головний компонент антропогеоценозів і складова частина біосфери. В усі часи забезпечення продуктами харчування населення Землі, чисельність якого постійно зростає, було найважливішим завданням. І хоча виробництво харчових продуктів у світі неухильно зростає, ця проблема залишається гострою в багатьох країнах.
Із сотень тисяч видів рослин і тварин, що живуть на Землі, лише декілька сотень видів і сортів основних сільськогосподарських культур і порід тварин використовують люди для виготовлення продуктів харчування. Крім того, виробництво і забезпечення населення продуктами харчування значною мірою залежить від випадкових явищ: екстремальних умов погоди (засухи, суховії, морози, град, вимокання та ін.), епіфітотій та епізоотій серед сільськогосподарських рослин і тварин, забруднення навколишнього середовища понад допустимі норми.
Ріст чисельності населення планети спричинює необхідність значного збільшення обсягів продуктів харчування, що призводить до посилення антропогенного тиску на природні екосистеми.
У своєму прагненні взяти від природних ресурсів якомога більше для забезпечення зростаючих потреб суспільства людина в процесі сільськогосподарського виробництва дедалі енергійніше втручається в екологічну рівновагу, яка складалася тисячоліттями. XX ст. ознаменувалося різким прискоренням і посиленням такого вторгнення: вирубування лісів, різке збільшення площ розораних територій, будівництво гігантських гідротехнічних споруд і систем, часто без належного екологічного обґрунтування, зміна екологічних умов існування біоти зростаючими обсягами застосування хімічних засобів (добрива, пестициди тощо). У результаті розвинулись деградація ґрунтового і рослинного покривів, забруднення повітря, ґрунтів, водойм, спустелення, зменшилась біологічна різноманітність на Землі та ін. Людина своєю господарською діяльністю вийшла на глобальний рівень впливу на біосферу. Незважаючи на деяке збільшення виробництва продуктів харчування в розрахунку на душу населення загалом на Землі, в багатьох країнах сотні мільйонів людей недоїдають і сотні тисяч вмирають від голоду.
У матеріалах конференції ООН з навколишнього середовища і розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992) наведено дані, що прибуток 1,1 млрд. жителів Землі становить менш ніж 1 долар США в день.
Екологічна ситуація в агросфері України
Загальний стан сільського господарства в Україні характеризується спадом виробництва продукції, виснаженням землі, різким зменшенням поголів'я худоби, погіршенням матеріально-технічної бази.
У спадок від XX ст. в багатьох випадках нам дісталася важка екологічна ситуація внаслідок екстенсивного, масово безграмотного і хижацького використання природних ресурсів, серед яких унікальним багатством є земля. Адже в Україні близько 28 % світової площі найбільш родючих земель – чорноземів і всього 0,1 % населення планети. Водночас у нас надзвичайно гострим є питання забезпечення його харчовими продуктами.
Переплетення економічних, соціальних і екологічних проблем породжує необхідність пошуку шляхів виходу з цієї затяжної кризи.
Фізичне знищення геобіоценозів і агроландшафтів на території будь-якої держави є великою трагедією. В Центральній Європі тільки Україна має класичну модель знищення геобіоценозу на території, що перевищує 1 млн га. Йдеться про створення шести водосховищ Дніпровського каскаду (Запорізьке, Каховське, Кременчуцьке, Дніпродзержинське, Київське, Канівське).
Небачених масштабів із часів останнього льодовикового періоду (18 тис. років тому) набули геологічні процеси розмивання берегової
лінії і переміщення мас землі; площа підтоплених земель сягає 1 млн. га, а затоплених – 260 тис. га.
До фізичного виведення з ладу на невизначений час слід віднести часто непродумане, неконтрольоване відведення земель під несільськогосподарське використання. За останні 60 років їх вилучено 3,3 млн. га.
Загрозливою стала деградація ґрунтового покриву, що пов'язано з процесами водної і вітрової ерозії, переущільненням ґрунту, погіршенням його якісного складу. Основною причиною багатьох деградаційних процесів є тотальна розораність земель України. За даними В.Ф. Сайка (2000), розораність сільськогосподарських угідь в Україні сягає 82 %. Для порівняння: в ФРН – 32 %, у Великій Британії – 18,5, у США – 20 %.
Екологічна деградація, спричинена людською діяльністю, найбільш відчутно зачепила береги і басейни малих річок України, що є основною структурною одиницею українських агроландшафтів. Малі річки часто стають причиною екологічних катастроф, коли внаслідок змивів або паводків їх замулені русла неспроможні пропустити критичну масу атмосферних чи талих вод. В усіх ґрунтово-кліматичних зонах погіршується якість землі – знижується вміст гумусу (за останні 10 років гумусний фонд України зменшився на 10 – 14 %). Нині в ґрунті не вистачає азоту, в орному шарі дедалі знижується вміст рухомих форм фосфору і калію, збільшуються площі підкислених і засолених ґрунтів.
Величезних масштабів набуло забруднення навколишнього середовища.
Найбільшу загрозу несуть у собі відходи виробництва і побутові. Вони нагромадились в Україні на площі 160 тис. га загальним об'ємом 25 млрд т зі щорічним надходженням близько 2 млрд. т. Дуже небезпечним залишається радіонуклідне забруднення, що сталося внаслідок чорнобильської катастрофи, – площі з рівнем забруднення радіонуклідами понад 1 Кі/км2 становлять близько 9 млн. га. Величезні території землі забруднені важкими металами. Загалом в Україні потребує оздоровлення від різних видів забруднення близько половини сільськогосподарських угідь.
Світові традиції землеробства
Антропогенне перетворення природних ландшафтів на аграрні відбувалось упродовж тисячоліть.
Першою системою землеробства була підсічно-вогнева, яка в деяких племенах зберігається досі. За такої системи спалюють ліси, а на вивільненій території, вкритій попелом (золою), сіють і вирощують культурні рослини. Через швидке виснаження ґрунтів термін використання таких полів був короткий (до 10 років). Поля, які різко знижували родючість, тимчасово залишали у спокої. В результаті природних процесів вони поступово відновлювали родючість. На цій території знову спалювали ліси і вивільнені ділянки включали у сільськогосподарське використання.
На зміну підсічно-вогневій системі землеробства прийшла обліжно-перелогова. Після 5 - 10-річного використання поля покидали і вони поступово перетворювались на облоги і перелоги. З часом їх родючість відновлювалась, польові ділянки звільнялись від бур'янів.
Екстенсивні системи землеробства замінили інтенсивні – парові, сидеральні, травопільні, плодозмінні.
Прогрес у рослинництві тісно пов'язаний із розвитком тваринництва. За безперервного використання одних і тих самих полів, городів, садів для отримання на них високих урожаїв потрібно вживати заходів щодо підтримання й відтворення родючості ґрунтів. Для цього їх удобрювали в основному гноєм. Відходи тваринництва
сприяли розвитку рослинництва. Водночас рослинництво – дуже важливий чинник розвитку тваринництва, оскільки фітомасу полів, луків, лісів тощо використовували для годівлі сільськогосподарських тварин.
За розмірами антропогенних енергетичних субсидій основні типи агроекосистем поділяють на групи.
Першу групу утворюють екстенсивні агроекосистеми. їх продуктивність низька, ступінь адаптивності високий, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються тривалою обліжно-перелоговою стадією, збереженням балансу між продуктивністю кормових угідь і поголів'ям худоби.
До другої групи належать інтенсивні агроекосистеми. їх продуктивність висока, ступінь адаптивності низький, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються застосуванням сівозмін із травами і сидератами; утилізацією безпідстилкового гною, внесенням його на поля.
До третьої групи входять адаптивні агроекосистеми. їх продуктивність помірно висока, ступінь адаптивності високий, спеціалізація рослинницька, тваринницька, комплексна. Характеризуються широким застосуванням сидерації, побічної продукції сільськогосподарських культур, сівозмін із короткою ротацією, адаптивною структурою агроекосистеми, зменшенням біологічного різноманіття, повною утилізацією гною, застосуванням біометодів.