Степановских А.С. Экология
Подождите немного. Документ загружается.
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
экологических признаков. В отличие от сенокоса пастбище подвергается
воздействию стада — экологического фактора, который оказывает влияние на
почву, травостой и другие компоненты природного комплекса.
Естественные луга и пастбища в России и странах СНГ занимают площадь 320
млн га. Природные сенокосы (суходольные, низинные, приморские, пойменные,
лиманные, степные, горные и др.) составляют 12% всей площади кормовых угодий.
Они сосредоточены главным образом в России, Казахстане, в Белоруссии и на
Украине. От всей площади природных пастбищ бывшего СССР на Казахстан
приходится 55%, на государства Средней Азии — 21%, Российскую Федерацию —
18%.
Природные луга и пастбища неоднородны. Они различаются по условиям
местообитания, видовому составу травостоя и обилию трав, поедаемости
различными видами и группами животных, отавности, урожайности, производимой
с единицы площади животноводческой продукции, сезонности, длительности
использования и т. д. Кормовая ценность растений природных лугов и пастбищ
изучена в нашей стране значительно лучше, чем в других странах мира. На лугах
произрастает свыше 4000 видов трав, что составляет 23,3% всей флоры страны.
Самое богатое видами семейство — сложноцветные (900 видов), за ним следуют
злаки (350 видов), бобовые (250 видов). У осоковых, лютиковых и норичниковых по
200 видов. Достаточно обычны на лугах также зонтичные, гвоздичные, губоцветные.
Злаки являются основными доминантами лугов, т. е. самыми обильными видами,
которые играют основную роль в формировании урожая.
Однако злаки преобладают в луговых травостоях не всегда. При очень
сильном выпасе в лесной зоне доминируют виды манжетки, а в лесостепной —
подорожники, одуванчики, клевер ползучий, лапчатка гусиная. В горно-лесном
поясе луга обычно формируются видами высокотравья. На местах летних лагерей
разрастаются однолетние виды из числа разнотравья. Наконец, на переувлажненных
почвах злаки замещают очень похожие на них по строению листьев осоковые. Луг
отличается от «пашенных» агрофитоценозов. На пашне в ходе севооборота
ежегодно или с перерывом в один год (звено многолетних трав) в жизнь сообщества
вмешивается рыхлящая почву техника. По этой причине сообщество пшеницы и
особенно кукурузы или картофеля всегда открыто для поселения сорных видов. Луг
в отличие от такого агрофитоценоза закрыт для поселения сорняков, так как между
входящими в него популяциями растений устанавливается режим конкуренции.
Идеи «второй зеленой революции» выдвигают естественные луга, сенокосы и
пастбища на роль важнейших элементов агро-экологической системы. В
обновленном сельскохозяйственном ландшафте площадь пашни должна
сократиться, а для многолетних травяных сообществ — увеличиться. Ставится
задача — добиться, чтобы они давали большую отдачу, причем как экономическую,
так и экологическую. Это обосновывается следующим.
Во-первых, луга должны быть поставщиками самого дешевого и
высококачественного корма для сельскохозяйственных животных (как пастбищного,
так и сена, сенажа). При достаточном увлажнении внесение минеральных удобрений
на луга экономически выгоднее, удобрения любой другой культуры, а обогащение
571
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
бобовыми во многих случаях позволяет либо полностью отказаться от минеральных
азотных удобрений, либо резко снизить их расход. В луговых почвах процесс
минерализации протекает менее интенсивно, чем гумусообразование, потому там
нет отрицательного баланса органического вещества и нет нужды в навозе, как в
пахотных почвах.
Во-вторых, луга вместе с лесами должны формировать экологический каркас
агроландшафта, стабилизирующий биогеохимические циклы основных питательных
веществ (азота, фосфора, калия), препятствовать развитию эрозии, поглощать и
обезвреживать смытые с полей удобрения и пестициды, не допуская их попадания в
водоемы.
В-третьих, зеленые луговые ковры ландшафтов помогают пашне, так как
навоз содержит солнечную энергию, которую запасли растения. Это понимали и
наши деды. Существует поговорка «Луг — мать поля». Заболевшая эрозией пашня
обычно выводится из севооборота и засевается луговыми травами. В этом случае
она эффективно излечивается и восстанавливает утраченное плодородие. Даже
включение многолетних трав в севооборот резко улучшает баланс питательных
элементов почвы и компенсирует потери плодородия при выносе их зерновыми
культурами.
В-четвертых, луга должны быть хранителями биологического разнообразия в
агроэкосистемах. Там произрастают десятки видов ценнейших лекарственных трав и
медоносов, сохраняются редкие и исчезающие виды. В луговых экосистемах
находят пристанище сотни видов полезных насекомых. В охране экосистем и
обеспечении животноводства кормами в последние десятилетия все большую роль
играют сеяные луга, на которых высеваются наиболее ценные растения
естественных лугов, улучшенные в ходе селекционной работы. По своей природе
сеяные луга являются переходом от естественных многолетних травяных сообществ
к полевым культурам. В этих посевах совмещается продуктивность полевых культур
и устойчивость естественных лугов.
Луга, как естественные, так и сеяные, являются сложноорга-низованными
растительными сообществами, и любое воздействие человека (выпас, сенокошение,
удобрение, полив) преломляется именно через систему отношений внутри
сообщества. Не зная закономерностей организации этих сообществ, нельзя их ни
правильно использовать, ни улучшить.
Изменения луговых сообществ при выпасе носят название пастбищной
дигрессии. Скот влияет по-разному, в зависимости от вида, количества,
длительности пребывания на пастбище и частоты повторного стравливания (рис.
18.28).
Выпас действует двояко: непосредственно на травостой, когда растения
скусываются или обламываются при наступании копыт, и опосредованно — через
изменение почвенного режима. Обычно почва при выпасе уплотняется, что может в
южных районах вызвать ее засоление в результате усиления подъема вод по
капиллярам и их испарения с поверхности. На влажной почве могут сформироваться
кочки или особые скотобойные тропки на сухих склонах при пастьбе, например,
овец. На песчаных почвах дерно может разрушаться и может приводить к усилению
572
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
ветровой эрозии. Отсюда выпас вызывает изменения конкурентных отношений в
сообществах, и преимущества получают уже не те виды, которые могут активнее
поглощать элементы минерального питания и воду, а те, которые менее вкусны для
скота и более устойчивы к выпасу, имеют низкие и прижатые розетки листьев и
стелющиеся стебли. Неплохо чувствуют себя на пастбищах и различные колючки
(чертополохи) из-за того, что их скот не может есть.
Рис. 18.28. Схема действия факторов выпаса (по А. Элленбергеру, 1963)
Умеренный выпас для большинства видов растений полезен, и даже возникает
определенное взаимоприспособление травостоя и пасущегося скота. Травостой
должен быть густым, высотой 10—20 см, чтобы было удобно за один захват
получить сразу много зеленой массы. При умеренном выпасе именно такой удобный
для кормления травостой и возникает в большинстве типов лугов. При чрезмерном
выпасе «союз» травостоя и животных расстраивается, травостой начинает
защищаться от пастьбы, прижиматься к поверхности почвы, где его уже трудно
есть, особенно крупному рогатому скоту.
Для того, чтобы наладить «сотрудничество» луга и скота, человек должен
проводить нормированный выпас, т. е. строго рассчитать возможную продукцию
пастбища, его отавность. Разделив пастбища на загоны, человек осуществляет
регламентированный выпас скота в рамках пастбищеоборота. Каждый год один из
загонов исключается из выпаса и отдыхает. В год отдыха желательно внести
удобрения и скосить траву в поздний срок, чтобы в дернину могли осыпаться
семена. После этого заделать их в почву путем боронования и другими приемами, не
исключая и легкий выпас скота, обновив тем самым травостой.
573
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
При сильном нарушении травостоя в результате пастбищной дигрессии
требуется его восстановление. В большинстве случаев достаточно на 3—5 лет
прекратить выпас, и тогда произойдет уже автогенная сукцессия, называемая
постпастбищной демутаци-ей (восстановлением). При этом характер изменений в
растительности практически будет зеркальным отражением тех перемен, которые
происходили при пастбищной дигрессии: вновь будут усиливаться высокорослые и
вкусные для скота растения. В том случае, когда травостой уже окончательно выбит
и свыше 50% поверхности почвы оголилось, то лучше провести коренное
улучшение и посеять травы.
Изменения луговых сообществ при сенокошении не столь заметны, как
пастбищная дигрессия. Тем не менее, увидев засилье в травостое высокорослых
представителей разнотравья, можно с уверенностью сказать: поляну несколько лет
не косили или выкашивали слишком поздно. В травостое при сенокошении
усиливаются злаки и ценные бобовые. Когда сенокошение проводится 1— 2 раза, то
хорошо чувствуют себя корневищные верховые злаки: кострец безостый, пырей
ползучий. Если же к сенокошению добавляется выпас или при удобрении луга
сенокошение проводится 3—4 раза, то преобладают рыхлокустовые (ежа сборная,
овсяница луговая, тимофеевка луговая и т. д.), плотнокустовые (овсяница красная,
щучка дернистая), злаки, а количество корневищных злаков, и в первую очередь
костреца безостого, убывает.
При отсутствии ежегодного скашивания на поверхности почвы формируется
«войлок» из старых листьев, меняется температурный режим, задерживается срок
стаивания снега, появляются мышевидные грызуны, которые разрыхляют почву и
нарушают равномерность травостоя, способствуя появлению пятнистости, а затем
поселению деревьев и кустарников.
Луговые растения приспособлены к ритмике сенокошения (рис. 18.29).
Практика показывает, что оптимальным для лугов является чередование
раннего, среднего и позднего сенокошения, и поэтому в хозяйствах организуют
сенокосооборот, где чередуются сроки скашивания разных участков. Это позволяет
поддерживать высокое видовое разнообразие и продуктивность лугов.
Изучение сукцессии травостоев под влиянием удобрений имеет длительную
историю. Установлено, что наиболее сильно влияет на состав травостоя внесение
азотных удобрений. При этом оно тем сильнее, чем выше доза. Так, Б. М. Миркин
(1991) проводил опыты с использованием удобрений по улучшению лугов поймы
реки Уфы (Башкортостан), где преобладали верховые злаки: овсяница луговая, ежа
сборная, кострец безостый, пырей ползучий, тимофеевка луговая и т. д.
574
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
Рис. 18.29. Приспособление некоторых луговых растений
к периодичности сенокошения (Stengel, Tischler, 1965):
1 — Ranunculus acer; 2 — Taraxacum officinale; 3 — Bellis perennis;
4 — Colchicum autumnale
Внесение 60 кг/га д. в. азота удваивало урожай, но в течение трех лет число
видов, входящих в состав луговых сообществ, сократилось с 40 до 20, так как
произошло вытеснение широколистными злаками бобовых и многих
представителей разнотравья. При внесении же только фосфорно-калийных
удобрений сокращение количества видов растений было незначительным.
Удобрения вызывают и более глубокие изменения в луговых сообществах. В
условиях дефицита влаги они становятся более мезофильными. Удобрения как бы
компенсируют недостаток влаги. Это объясняется не только физиологически (азот
повышает засухоустойчивость трав), но и экологически: более сомкнутые травостои
меньше транспирируют и полностью исключают испарение воды с поверхности
почвы. Внесение удобрений играет также роль нивелирующего фактора, уменьшая
колебания по годам урожайности и ботанического состава сообщества. Урожай
575
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
становится более гарантированным даже в неблагоприятные по погодным условиям
годы.
Внесение минеральных удобрений обедняет флору, поэтому целесообразно
часть лугов использовать в естественном состоянии. Это особенно важно для
горных районов, где при применении удобрений исчезают уникальные альпийские и
субальпийские луга, сформированные видами бедных почв: овсяницей овечьей,
белоусом, душистым колоском и т. д. Однако и после прекращения использования
удобрений видовой состав растительности только приближается к исходным,
естественным травостоям, но полностью не восстанавливается.
На лугах следует избегать применения химических средств защиты растений.
Умело варьируя сроки скашивания и интенсивность пастбищных нагрузок, системы
удобрений, подсев трав в разработанную дернину, можно улучшить травостой без
обращения к опасным для окружающей среды и здоровья человека препаратам.
В целом же еще раз напомним, что рациональное использование лугов и
пастбищ — верный путь сохранения растительных ресурсов на огромных
территориях.
576
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
19. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ
ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
19.1. Среда жизни человека
Для обозначения совокупности экологических условий широко используются
понятия «окружающая среда» и «среда обитания». При этом прежде всего
подразумевается среда жизни человека.
Окружающая человека среда по Н.Ф. Реймерсу (1994) состоит из четырех
взаимосвязанных компонентов-подсистем: а) собственно природной средЫуб)
порожденной агротехнической среды — «второй природы», в) искусственной среды
— «третьей природы» и г) социальной среды.
Природная среда, окружающая человека, — факторы чисто естественного или
природно-антропогенного системного происхождения, прямо или косвенно,
осознанно или неосознанно воздействующие на отдельного человека или
человеческие коллективы, включая и все человечество. К этим факторам относят
энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитное и
гравитационное поля); химический и динамический характер атмосферы, водный
компонент (влажность воздуха, зеленой поверхности, химический состав вод, их
физика, само их наличие и соотношение с населенной сушей); физический,
химический и механический характер поверхности земли (включая
геоморфологические структуры — равнинность, холмистость, гористость и т. д.);
облик и состав биологической части экологических систем (растительности,
животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний, в том числе
сочетаний непахотных сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с
естественными экосистемами; степень сбалансированности и стационарности
компонентов, создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих
определенный ритм природных явлений, в том числе стихийно-разрушительного и
иного характера, рассматриваемого как бедствие (землетрясения, наводнения,
ураганы, природно-очаговые заболевания и т. д.); плотность населения и
взаимовлияние самих людей как биологический фактор; информационная
составляющая всех перечисленных явлений. Природная среда сохранилась там, где
она была недоступна людям для успешного преобразования. Так, из общей площади
суши 48 051 840 км
2
около 1/3 не несут видимых следов пребывания человека, в том
числе в Антарктиде до 100 %, Северной Америке — 37,5%, России и странах СНГ
— 33,6%, Австралии и Океании — 27,9%, Африке — 27,5%, Южной Америке —
20,8%, Азии — 13,6%, в Европе — 2,8% суши. Это главным образом суровые, мало
пригодные для жизни земли с экстремальными для человека условиями
существования.
Среда «второй природы», или квазиприродная среда, — все модификации
природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся
свойством отсутствия системного самоподдержания, т. е. постепенно
разрушающиеся без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека:
577
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
пахотные земли, культурные ландшафты и т. д.; грунтовые дороги; внешнее
пространство населенных мест с его природными физико-химическими
характеристиками и внутренней структурой (разграничением заборами, различными
постройками, изменяющими тепловой и ветровой режимы, зелеными полосами,
прудами и т. п.); зеленые насаждения (бульвары, газоны, ландшафтные парки,
лесопарки, сады, дающие имитацию природной среды). Все эти образования имеют
природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду
и не являются чисто искусственными, не существующими в природе.
«Третья природа», или артеприродная среда, — весь искусственный мир,
созданный человеком, вещественно-энергетически не имеющий аналогов в
естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления
немедленно начинающий разрушаться. Сюда можно отнести асфальт и бетон
современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспорта и
предприятий сферы обслуживания, технологическое оборудование, транспортные
объекты, мебель и другие вещи, всю синтетику и т. д.
Современного человека главным образом окружает артеприродная среда (рис.
19.1).
Рис. 19.1. Составные части среды человека
(по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994)
Природная и квазиприродная среды создают лишь фон и фундамент, на
578
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
который накладывается весь комплекс антропогенных изменений. В одних случаях
квазиприродная и артеприродная среды смягчают воздействие природной среды
(улучшают микроклимат), в других — заменяют своими элементами природную
среду (информативность архитектуры, воздействие кондиционеров и т. д.), в-
третьих, артеприродная среда оказывается резко ухудшенной, в первую очередь, по
физико-химическим и информационным показателям (загрязнение всех видов,
однообразие архитектуры и т. д.). Сравнение «природного оптимума» с факторами
воздействия с квазиприродной и артеприродной средой дает возможность
определить направления управляющего воздействия, направленного на
оптимизацию этих «природ».
Социальная среда — культурно-психологический климат, намеренно и/или
непреднамеренно, сознательно и/или бессознательно создаваемый для личности,
социальных групп и человечества в целом самими людьми и слагающийся из
влияния людей как социально-биологических существ друг на друга в коллективах
непосредственно и с помощью изобретенных ими средств материального,
энергетического и информационного воздействия.
Социальная среда интегрируется с природной, квазиприродной и
артеприродной средами в общую совокупность окружающей человека среды. Все
факторы каждой из рассматриваемых сред взаимосвязаны между собой и
определяют качество среды жизни, субъективные и объективные ее стороны.
19.2. Потребности человека
Потребности человека вытекают из его биосоциальной структуры. Ученые
(Н.Ф. Реймерс, 1994 и др.) считают, человек не сводим ни к биологическому, ни к
социальному. Индивидуум (личность), группа, коллектив и другие объединения
дают в целом многоуровневую иерархическую систему. Отсюда делается вывод, что
модели (матрицы) человека и общества трехмерны — качественно-индивидуальное,
функциональное и иерархическое разнообразие, и имеют два вектора развития:
индивидуально-возрастной и исторический.
Рассматривая человека и человечество в целом как системное образование,
Н.Ф.Реймерс отмечает следующее.
— Как представитель своего вида человек имеет ряд генетических и
фенотипических анатомо-физиологических особенностей адаптивного характера,
что определяет степень воздействия природной среды на его организм, например,
механически нельзя «поменять местами» негров и эскимосов как популяции.
— Эколого-поведенчески человек специфичен как в малых объединениях, так
и в больших. Так, в семье легко определять экономического главу по максимально
получаемому доходу. Психологически же глава семьи может не совпадать с
экономическим. Для более значительных групп тип южанина и тип северянина
достаточно известны.
— Желательный и практически осуществляемый характер труда человека со
всеми его нюансами отличается от чисто экономических его характеристик и резко
различен в пределах всех других особенностей «человеческого целого».
579
www.InetLib.Ru - Интернет библиотека!
—Историко-эволюционно складывается этническая специфика человека
(скандинавский этнос четко отличается от германского или британского, не говоря
уже о монгольском).
— Социальные совокупности отличаются друг от друга (интеллигент,
рабочий, крестьянин).
— Экономические устремления людей различны в зависимости от их
принадлежности к той или иной социальной группировке, но тем не менее по своей
сущности не совпадающие с нею (производственная и социальная характеристики
человека различны, степень экономической обеспеченности полностью не
совпадают с социальным статусом и т. д.).
—Цели одного иерархического уровня организации антропо-системы могут не
совпадать с целями другого иерархического уровня, т. е. имеются определенные
противоречия между, к примеру, индивидуальными социальными потребителями и
потребителями семьи, а тем более крупных объединений.
На основании перечисленных фактов можно создать модель человека,
состоящую из шести тесно взаимосвязанных подсистем (рис. 19.2).
Рис. 19.2. Модель человека, состоящая из шести тесно
взаимосвязанных подсистем (по Н. Ф. Реймерсу, 1994)
Безусловно, наиболее древней была анатомо-физиологическая структура,
580