Основы агроэкологии (стр. 2 из 7)

Дерново-карбонатные почвы имеют широкое распространение. Их отличают по коричневой или красновато-коричневой окраске и высокому содержанию карбонатов. Дерново-карбонатные почвы сформировались на продуктах выветривания песчаников, мергелей, аргиллитов, известняков, доломитов кембрия. Механический состав их тяжело- или среднесуглинистые с содержанием гумуса от 3 до 10 %. Они обладают высоким естественным плодородием, что подтверждается долголетним опытом сельскохозяйственного использования их под зерновые культуры без применения удобрений. Дерново-карбонатные почвы подразделяют на типичные, выщелоченные, оподзоленные и остепененные.

Дерново-подзолистые почвы формируются в результате сочетания дернового и подзолистого почвообразовательного процесса. Дерново-подзолистые почвы в зависимости от мощности дернового горизонта и степени выраженности подзолообразования подразделяются на дерново-слабоподзолистые, дерново-среднеподзолистые и дерново-сильноподзолистые. Травянистая растительность приводит к формированию в самой верхней части профиля дернового горизонта (Ад) мощностью до 10 – 15 см. Гумусовый горизонт (А1) имеет разную мощность в зависимости от характера растительности. Окраска горизонта, как правило, серая. Количество гумуса в дерновом горизонте не превышает 1,5 – 2 %. Реакция рН кислая. Содержание питательных элементов (азота, фосфора, калия) незначительное и зависит от развитости подзолистого процесса и механического состава почвы.

Луговые почвы занимают более низкие террасы долин, днища падей и нижние части склонов. Луговые почвы, если они не распаханы, бывают заняты луговым разнотравьем, имеют хорошее увлажнение. Структура пылеватая, гумусовый горизонт мощный(50-60 см.). Имеют низкое плодородие, среди пахотных земель на их долю приходится около 5%.

Таким образом, наиболее благоприятными почвами для выращивания сельскохозяйственных культур являются серые лесные и дерново-карбонатные почвы.

5. Агроландшафты и их экологическая оценка. Организация устойчивых агроэкосистем. Расчет коэффициентов экологической ландшафтной стабилизации

Агроландшафты – антропогенные ландшафты с преобладанием в их биотической части сообществ живых организмов, искусственно сформированных человеком (антропобиоценозов) и заменивших естественные фито- и зооценозы на большей части территории. В более узкой трактовке под агроландшафтом понимают ландшафт, на большей части которого естественная растительность заменена посевами и посадками сельскохозяйственных растений. Под агроландшафтами понимают также пейзажи сельской местности.

Агроландшафты являются целостными генетически однородными пространственно-временными единицами, несмотря на то, что определенная часть их естественного растительного покрова замена агроценозами.

С позиции системного подхода, учитывающего особенности формирования функционирования ландшафтов, представляются возможными следующие предпосылки оптимизации агроландшафтов.

Во-первых, формирование и поддержание на оптимальном уровне структуры и функционирования земельных угодий, обеспечивающих необходимое разнообразие и устойчивость агроландшафтов.

Во-вторых, экологическая оптимизация агроландшафтов должна обеспечивать восстановление и сохранение местного генетического фонда живой природы, а также восстановление и сохранение естественных ценозов.

В-третьих, восстановление и сохранение обводненности территории, которая должна соответствовать естественному фонду данного ландшафтного образования.

В-четвертых, экологическая оптимизация агроландшафтов обеспечивается целенаправленным развитием сети охраняемых природных территорий различных рангов и статуса (от микрозаказников до заповедников).

Рассматривая вопросы устойчивости и оптимизации ландшафтов, очень важно располагать системой количественных оценок и характеристик изучаемых процессов. Оценивать степень экологической устойчивости ландшафта необходимо с помощью коэффициента экологической стабилизации (КЭСЛ), интегрирующего качественные и количественные характеристики абиотических и биотических элементов ландшафта.

Методика определения коэффициентов экологической стабилизации

Согласно В. А. Баранову, первый метод с помощью этого коэффициента основан на определении и сопоставлении площадей, занятых различными элементами ландшафта, с учетом их положительного или отрицательного влияния на окружающую среду:

Где, Fcm –площади, занятые стабильными элементами ландшафта- сельскохозяйственными культурами и растительными сообществами, оказывающими на него положительное влияние;

Fнcm – площади, занятые нестабильными элементами ландшафта (ежегодно обрабатываемые пашни, земли с неустойчивым травяным покровом, склонами, площадями под застройкой и дорогами, зарастающими или заиленными водоемами, местами добычи полезных ископаемых, другими участками, подвергающимися антропогенному опустошению).

Оценку ландшафта производят по следующей шкале:

Биотические элементы ландшафта оказывают неодинаковое влияние на его стабильность. Для оценки ландшафта необходимо учитывать не только их площади, но и внутренние свойства, а также качественное состояние (влажность и профиль биотопа, структура биомассы, геологическое строение, местоположение и морфология поверхности):

Где, fi-площадь биотического элемента;

Кэз- коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов (например, площадь застройки-0; пашня-0,14; виноградники-0,29; хвойные леса-0,38; сады, лесные культуры, лесополосы-0,43; огороды-0,5; луга-0,62; хвойно-широколиственные леса-0,63; пастбища-0,68; водоемы и водостоки-0,79; лиственные леса-1,0);

Кr - коэффициент, геолого-морфологической устойчивости рельефа (1,0- стабильный, 0,7 – нестабильный, например, рельеф песков, склонов, оползней);

Ft – площадь всей территории ландшафта.

Оценку ландшафта производят по следующей шкале:

Расчеты по КЭСЛ1 и КЭСЛ2 дают основную информацию о степени экологической устойчивости исследуемого ландшафта, необходимую для выбора соответствующих мероприятий по его защите и переформированию.

Коэффициент экологической стабилизации – ОПХ "Байкало-Сибирское" Иркутского района:

КЭСЛ - коэффициент экологической стабилизации

Где, fi-площадь биотического элемента;

Кэз- коэффициент, характеризующий экологическое значение отдельных биотических элементов;

Кr- коэффициент геолого-морфологической устойчивости рельефа;

Ft- площадь всей территории ландшафта.

КЭСЛ2 = (3146*0,14) + (1373*0,62) + (335*0,68) + (80*0) + (61*0,43) + (17*0,1) / 5012 = 0,3

Вывод: в результате расчетов КЭСЛ1, данный агроландшафт характеризуется как состояние стабильное –0,54, а КЭСЛ2 – нестабильный – 0,3. 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.

6. Агрофитоценозы и агробиогеоценозы, состав и соотношение. Оценка продуктивности агроэкосистем за 3 года

Агробиогеоценоз - однородный участок агроэкосистемы (севооборот, посев многолетних трав и т. д.), который включает агроценоз (культурные растения, сорные растения, фауну, в том числе почвенную, водоросли, грибы и другие микроорганизмы) и условия среды.

Агробиоценоз - сообщество растений, животных и микроорганизмов, созданное и регулярно поддерживаемое человеком для получения сельскохозяйственной продукции. Каждый вид культурного растения формирует свой характерный агробиоценоз с серией константных (постоянных) и доминирующих (господствующих) видов. Характеризуется малой экологической надежностью (агробиоценоз не способен самовосстанавливаться и саморегулироваться), но достаточно высокой урожайностью (продуктивностью). Основу агробиоценоза составляет агрофитоценоз - искусственное растительное сообщество, создаваемое на основе агротехнических мероприятий (напр., посевы и посадки зерновых, овощных, плодовых и технических культур). Растительный покров агрофитоценоза обычно образован одним видом (сортом) культивируемого растения и соответствующими сорными видами. Замена естественного растительного покрова монокультурой приводит в агробиоценозе к резкой перестройке его зооценоза. Животные, не способные питаться возделываемым растением и переносить условия его культуры, исчезают, а другие (главным образом насекомые-фитофаги) находят благоприятные условия, размножаются (вплоть до массовых вспышек) и могут вредить посевам.

Севооборот – это научно обоснованное чередование сельскохозяйственных культур и пара во времени и пространстве. Основные задачи севооборота: повышение плодородия почвы, рациональное использование элементов питания, увеличение урожая и повышение качества продукции растениеводства, уменьшение засорения полей.

Специализация хозяйства ОПХ "Байкало-Сибирское" направлена, главным образом, на производство молока и кормов для развивающегося животноводства. Проведём оценку продуктивности агроэкосистем в данном хозяйстве.