Экологические факторы деятельности человека в сельской местности

Введение

Человек в сельскохозяйственной деятельности, используя земельные, водные, растительные, животные и энергетические ресурсы, обеспечивает себя в первую очередь пищей, оказывая на природу большее воздействие, чем в любой другой деятельности.

В 90-х годахXX века ежедневно в мир приходит около 250 тысяч человек, которых нужно накормить, одеть и обеспечить жильем. Ожидается, что к 2020 году население Земли достигнет 8 миллиардов человек. Для того чтобы прокормить в течение ближайших 20-25  лет такое количество людей, потребуется столько же продовольствия, сколько его было произведено с момента зарождения земледелия около 10 тысяч лет назад и до настоящего времени. Производство достаточного количества продовольствия для обеспечения населения Земли в продуктах питания является одной из многих сложных, взаимосвязанных проблем. Другая важная проблема — качество пищи, наличие в ней необходимых организму белков, витаминов, микроэлементов и т. д. Важно и управление мировыми сельскохозяйственными системами, которое должно осуществляться таким образом, чтобы свести к минимуму вредное воздействие на окружающую среду производства и распределения продовольствия. Все это непосредственно зависит от экологического состояния сельской местности и мероприятие по гигиене агросистем, биоценозов и т.д.

В данной работе мы рассмотрим особенности экологии человека в сельской местности.

Экологические факторы деятельности человека в сельской местности

Распространение сельскохозяйственных культур оказало огромнейшее, нередко катастрофическое влияние на наземные экосистемы. Уничтожение лесов на обширных территориях, нерациональное использование земель умеренных и тропических зон безвозвратно разрушило исторически сложившиеся здесь экосистемы. Вместо естественных биоценозов, экосистем, ландшафтов появились агросфера, агроэкосистемы, агроценозы, аграрные ландшафты и т. д.

Агросфера — глобальная система, объединяющая всю территорию Земли, преобразованную сельскохозяйственной деятельностью человека.

Агроэкосистемы — экосистемы, измененные человеком в процессе сельскохозяйственного производства. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, виноградники, полезащитные лесные полосы и т. д. Основой агроэкосистем являются агроценозы.

Агроценозы — биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования, созданные с целью получения сельскохозяйственной продукции, регулярно поддерживаемые человеком биотические сообщества, обладающие малой экологической надежностью, но высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных.

Аграрный ландшафт — экосистема, сформировавшаяся в результате сельскохозяйственного преобразования ландшафта (степного, таежного и т. д.).

Агроэкосистемы до начала XX века были еще достаточно разнообразны: целинные земли, леса, ограниченные районы многоотраслевого оседлого хозяйства характеризовались незначительным изменением мест обитания. Агроэкосистемы имели своих первичных производителей (дикорастущие растения), которыми человек питался непосредственно или косвенно через дичь, домашних животных. Первичные производители- автотрофы обеспечивали человека растительным волокном, лесоматериалами. Человек являлся основным консументом этой экосистемы, в которой имелось также значительное число диких и домашних животных, обладающих большой суммарной массой. Вся потребляемая человеком продукция трансформировалась в отходы (отбросы), разрушаемые и перерабатываемые редуцентами или деструкторами до простых веществ (нитраты, фосфаты, другие минеральные соединения), которые вновь использовались автотрофами в процессе фотосинтеза (рис. 1).[1]

Рис. 1. Поток энергии и круговорот вещества в аграрной цивилизации

До XIX века в процессе аграрной цивилизации использовалась энергия, которая была накоплена в течение одного вегетационного периода первичными консументами, а также аккумулированная в течение многих лет деревьями. Общее же количество используемой одним человеком энергии (около 22 000 ккал/сут.) лишь вдвое превышало энергопотребление человеком неолита (около 10 000 ккал/сут.).

Таким образом, при становлении аграрной цивилизации экосистема человека имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на антропогенное изменение или замещение экосистем, деятельность человека вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу.

Необратимые, глобальные изменения биосферы Земли под влиянием сельскохозяйственного производства резко усилились в XX веке. В 70—90-х годах XX века внедрение интенсивных технологий (монокультура, высокопродуктивные, но незащищенные сорта, агрохимикаты) сопровождалось водной и ветровой эрозией, вторичным засолением, почвоутомлением, деградацией почв, обеднением эдафона и мезофауны, уменьшением лесистости, увеличением распаханности и т. д.

Экологические факторы деятельности человека в сельской местности

Система севооборотов. Соблюдение севооборотов — чередования культур в пространстве и времени в конкретных условиях того или иного хозяйства — обеспечивает получение наиболее высокой продуктивности возделываемых культур, повышение плодородия почвы и фитосанитарное состояние полей, снижение численности вредителей, болезней и засоренности посевов.

Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. Во многих странах мира, как показывает опыт, при интенсификации земледелия прирост урожайности зерновых культур на 70% обеспечен повышением общей культуры земледелия и на 30% — внедрением новых сортов с высоким продуктивным потенциалом. Например, повышение содержания белка в пшенице на 1% равносильно получению 600 тыс. т растительного белка, сахаристости свеклы на 1% — 700 тыс. т сахара, крахмала в картофеле на 1% — 820 тыс. т дополнительного урожая.[2]

Использование для посева сортов, устойчивых к вредителям и болезням (важная задача, стоящая перед селекционерами при выведении новых сортов сельскохозяйственных культур), способствуют снижению потерь урожая без дополнительного применения химического метода. В связи с потерей сортовых качеств, устойчивости к вредным организмам из-за появления, например, новых рас возбудителей болезней, необходима периодическая сортосмена, а также возделывание двух-трех сортов с различными свойствами, что особенно важно в борьбе с головневыми и ржавчинными заболеваниями зерновых культур.

Высококачественные семена — важный резерв снижения потерь от вредных организмов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Селекция и семеноводство взаимосвязаны между собой. Применение приемов семеноводства, направленных на поддержание устойчивости, значительно продлевает жизнь нового сорта. Несоблюдение же приемов семеноводства может за несколько лет свести работу селекционера на нет. С этой точки зрения заслуживает внимания работа СибНИИСХоза (г. Омск). Здесь разработана и предложена система семеноводства новых перспективных сортов зерновых культур. На основе предварительного сортоиспытания и широкой проверки в производственных условиях начинается в институте размножение семян лучших сортов зерновых культур еще до их официального районирования или за пять-шесть лет, а к моменту районирования хозяйства области (региона) имеют возможность получить значительное количество семян для производственных посевов и организации семеноводства.

Система обработки почвы. Включает состав, последовательность и сроки проведения конкретных приемов рыхления или уплотнения почвы, технологию их выполнения, которые определяют в большей мере физико-химические свойства почвы, ее микробиологическую активность.

Обработка почвы должна быть подчинена решению главной задачи —обеспечению культурных растений водой, воздухом, элементами пищи, рациональному использованию потенциального плодородия почвы. С помощью различных приемов обработки почвы вносятся удобрения, создаются условия для нормального прорастания семян, ведется уход за посевами в период вегетации возделываемых культур, борьба с вредителями, болезнями и сорняками. Любой конкретный прием обработки почвы должен быть строго целенаправлен, а их комплекс и технология выполнения в данных конкретных условиях должны обеспечивать нужное изменение определенных качественных параметров почвы, на которых он применяется.

При выборе приемов обработки почвы и технологии их выполнения обязательно учитываются физико-механические свойства конкретных типов почв: их механический состав, удельное сопротивление при вспашке и рыхлении, физическая спелость, а также глубина пахотного горизонта. Сочетание приемов и видов обработки почвы должно быть тесно увязано с конкретными местными природными и почвенными условиями, биологическими особенностями выращиваемых культур. Например, в условиях Зауралья в августе-сентябре проводится основная обработка почвы. При проведении основной обработки почвы уничтожаются гусеницы зерновой совки, личинки трипса, возбудители обыкновенной гнили яровой пшеницы и ячменя, мучнистой росы, септориоза, пятнистостей листьев яровых зерновых культур, многолетние корнеотпрысковые сорняки (осот розовый и желтый, вьюнок полевой и др.), озимые, зимующие и яровые сорняки (овсюг, щетинники, гречиха вьюнковая, сурепка полевая, конопля и т. д.).[3]

Обработка почвы должна во всех зонах быть почвозащитной, обеспечивать расширенное воспроизводство ее плодородия. В связи с этим одно из направлений совершенствования обработки — ее минимализация в целях снижения деформации пахотного и подпахотного слоев почвы под воздействием тракторов и сельскохозяйственных машин при производстве сельскохозяйственной продукции.

Применение удобрений. Между продуктивностью земледелия и плодородием почвы объективно существует противоречие: чем больше мы берем с гектара продукции, тем выше вынос питательных веществ. Это противоречие можно преодолеть только восполнением и наращиванием энергетического потенциала почв, внесением органических, минеральных веществ, микроэлементов.

Значение химизации сельского хозяйства в связи с этим трудно переоценить: оно позволяет повышать плодородие почв, улучшать кислые и засоленные земли, лучше сохранять и повышать питательную ценность кормов и т. д.

Растениям для роста и развития, наряду с азотом, фосфором и калием, требуются в очень малых количествах другие питательные вещества — микроэлементы. К ним относятся бор, молибден, медь, марганец, цинк, железо, кобальт, никель и другие. Главное действие микроэлементов в жизнедеятельности растений состоит в том, что они либо входят в состав биологических катализаторов-ферм ентов, либо являются активаторамиих работы.

Отсутствие или недостаточное применение органических удобрений, приводит к уменьшению запасов почвенного азота и как следствие, к снижению гумусированности почв. Применение минеральных удобрений может лишь снизить темпы этого процесса, но не исключить его полностью. Результатом является выпаханность почв, истощение их гумусового фонда и снижение эффективного и потенциального плодородия. Это не только ухудшает режим почвенного питания, но и отрицательно влияет на физико-химические свойства, водно-воздушный и тепловой режимы, почвенно-поглощающий комплекс и биологическую активность минеральных удобрений и приводит к значительному недобору урожая сельскохозяйственных культур.

Побочное действие минеральных удобрений. Химизация сельского хозяйства, проводящаяся нарастающими темпами, занимает далеко не последнее место в ряду антропогенных факторов, воздействующих на почвы и на природу в целом (рис. 2.).

Рис. 2. Миграция биогенных веществ при сельскохозяйственном производстве

семеноводство сельское хозяйство

В результате интенсивного использования удобрений в природной среде рассеивается ряд химических элементов, что приводит к нарушению круговорота веществ.

Промышленный синтез азотных удобрений и их рассеивание по поверхности земли вносит серьезные изменения в его биогеохимический круговорот. Увеличение количества азота в природных средах за счет деятельности человека — опасное явление, так как вводимые в избытке нитраты не полностью денитрифицируются, а отсюда равновесие между процессами нитрификации и денитрификации нарушается. Ежегодно избыток нитратов достигает более 9 млн т. Они аккумулируются в гидросфере, растениях, а в дальнейшем в пищевых продуктах, вызывают тяжелое отравление (рис. 3.).

Рис. 3. Загрязнение среды нитратами и опасность заболевания человека

Известкование и внесение в дерново-подзолистые почвы органических удобрений — важное условие уменьшения вредных для окружающей среды потерь питательных веществ. Снижение почвенной кислотности повышает эффективность удобрений в целом, а органические удобрения при этом существенно увеличивают водоудерживающую способность почвы и сорбционные свойства, что повышает ее плодородие, улучшает физико-химические свойства и обеспечивает более полное использование растениями питательных веществ, содержащихся в почве.

Мелиорация земель. Это система технических, агрономических и организационных мероприятий, направленных на преобразование неблагоприятных для сельскохозяйственного производства условий.

Нестабильность урожаев часто вызывается неустойчивым водообеспечением посевов в период вегетации. Практически ежегодно на территории страны в одних районах сельскохозяйственные культуры подвергаются губительному воздействию засухи, а в других страдают от избытка увлажнения.

Мелиорация в наших условиях — неотъемлемое и мощное средство повышения устойчивости и продуктивности земледелия. Мелиорация:

· повышает устойчивость сельскохозяйственного производства, обеспечивая выравнивание урожаев, получаемых как в засушливые, так и дождливые годы;

· позволяет существенно повысить производительность труда и интенсифицировать сельскохозяйственное производство за счет рационального использования мощной сельскохозяйственной техники и удобрений на мелиоративных землях и выполнения всех агротехнических мероприятий в наиболее благоприятные сроки;

· создает возможность удовлетворить потребность народного хозяйства в такой ценной культуре, как рис, выращивать который в климатических условиях России можно главным образом на орошаемых землях.