Факультет

Студентам

Посетителям

Управление агроэкосистемами

Среди перечисленных в начале свойств агроэкосистем особого внимания заслуживает управление ими. Как уже говорилось, управление агроэкосистемами осуществляется по преимуществу извне, в этом состоит их отличие от природных экосистем, в которых важную роль играет внутренняя регуляция.

Управление субсистемами изнутри быстрее, чем внешние регуляторы, реагирует на внутреннюю обратную связь или воздействия извне. Независимый фермер, работающий на собственной земле,— основная структурная единица американского сельского хозяйства на протяжении большей части истории страны — служит эффективным «регулятором», поскольку он хорошо реагирует и приспосабливается к местным условиям и потребностям. Его цель — не только прокормить семью, но и передать ферму следующему поколению не в худшем, а даже лучшем состоянии. В какой-то мере фермер — это «внутренний регулятор», поскольку он действует внутри системы земледелия. К сожалению, в последнее десятилетие регулирующие функции во все большей степени уходят из рук фермера к находящимся далеко от полей владельцам земли, корпорациям, федеральному правительству и особенно к рынкам зерна и пищевых продуктов. Подобный отдаленный контроль не в состоянии эффективно учитывать все положительные и отрицательные обратные связи, возникающие внутри агросистемы, к тому же главной целью таких контролеров является получение максимального урожая товарных культур, а не сохранение долгосрочной продуктивности.

Современный фермер-производитель, который значительно богаче и образованнее своих предшественников, во многом напоминает разочарованного арендатора или издольщика вчерашнего сельскохозяйственного Юга: год за годом ему приходится выращивать все ту же товарную культуру, зная, что в этом порочном круге его самого и его землю ждет разорение.

Уяснить основную проблему — значит сделать первый шаг на пути к передаче регуляции и выбора цели в руки людей, составляющих местный, более отзывчивый уровень иерархии агроэкосистем. Наряду с этим, быть может, окажется целесообразным строить агроэкосистемы таким образом, чтобы их внутренние регулирующие механизмы — те же, что присутствуют в природных экосистемах, — способствовали увеличению эффективности и стабильности. Теоретически очевидно, что вклад любых естественных самоорганизующихся и самоподдерживающихся процессов означает снижение затрат энергии и средств на искусственные средства регуляции извне.

Малоэнергоемкие обратные связи, эффект которых характеризуется высокой энергией, — основная черта кибернетических систем. В экосистемах такие компоненты пищевых цепей «вниз по течению», как хищники или паразиты, могут оказывать значительное воздействие на первичную продукцию систем, регулируя численность травоядных животных, несмотря на то, что хищники и (или) паразиты используют лишь небольшую часть протекающего через систему потока энергии. Точно так же, хотя поток энергии, протекающей через микоризу, невелик, первичная продукция всей экосистемы может существенно возрасти в результате прямого переноса питательных веществ из почвы в растения. Мы привели только два примера потенциальной регулирующей роли субсистем в природных экосистемах, регуляция такого рода возможна и в агроэкосистемах.

Экспериментальные исследования агроэкосистем в университете штата Джорджия посвящены сравнительному изучению на уровне экосистем процессов, протекающих при обычной и нулевой обработке почвы под сорго и сою в севообороте с рожью и клевером. В обоих случаях вносятся одинаковые дозы удобрений, а инсектициды и орошение не применяются. Гербициды в варианте с нулевой обработкой используются ровно настолько, сколько нужно для того, чтобы сорняки не переросли культурные растения. В первые четыре года нашего многолетнего опыта урожай в двух вариантах опыта был одинаковым и мало отличался от урожая на окружающих фермах, однако теперь в варианте с нулевой обработкой обнаружены положительные сдвиги, например улучшение питательного и водного режима почвы и увеличение числа насекомых — хищников и паразитов. Можно предположить, хотя пока нельзя доказать, что развивающаяся в верхнем слое непаханной почвы микориза способствует накоплению питательных веществ и даже связывает корневые системы растений самосева и культурных растений, благодаря чему питательные вещества, поглощенные одними растениями, становятся доступными и для других. В результате сорняки в междурядьях или в нижнем ярусе посева из конкурентов культурных растений превращаются в полезных членов ценоза.

Таким образом, при рассмотрении агроэкосистем как промежуточного звена между природными экосистемами, использующими энергию солнца, и городскими и промышленными системами, обеспечиваемыми энергией за счет топлива, можно наметить пути решения современных проблем сельского хозяйства. Усиление индустриализации сельского хозяйства уже привело, с одной стороны, ко всевозрастающему потреблению энергии и химикатов, а с другой — к таким последствиям, как химическое загрязнение среды и эрозия почвы. Отдаление управления от агроэкосистем (в частности, под влиянием рынков экспорта, землевладельцев, постоянно проживающих вдали от своих земель, или федерального правительства) приводит к приоритету производства быстро окупающихся товарных культур над земледелием, основанным на стабильной продуктивности и сохранении почвенного плодородия.

Чтобы обратить вспять эти неблагоприятные тенденции, необходимы новые формы природоохранной обработки почвы и приближение к земле управления агроэкосистемами. Результаты наших исследований, а также работ многих других ученых позволяют надеяться, что уменьшение обработки почв и ее загрязнения химическими токсикантами позволит создать симбиотические субсистемы, способные обеспечить долговременное увеличение плодородия почв и стабильности агроэкосистем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: