Автор: О.А. Барабанова, И.Н. Безкоровайная, Е.Б. Бухарова [и др.]
Экология: курс лекций
Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 325 с.
| Предыдущая |
Содержание статьи:
Глава 1. Структура и функции биосферы
Лекция 7. Поток энергии в биосфере
7.2. Первичная продуктивность крупных биомов
Тундры
Тундра (от фин. tunturi – безлесная, голая возвышенность) – тип биома с характерным безлесьем в субарктическом поясе Северного полушария. Занимает площадь около 3 млн км2, протягиваясь вдоль северного побережья Северной Америки и Евразии сплошной полосой шириной до 500 км. Тундра встречается также на некоторых островах близ Антарктиды. В горах образует высотный ландшафтный пояс (горная тундра).
Главная черта тундры – безлесье монотонных заболоченных низменностей в условиях сурового климата, высокой относительной влажности, сильных ветров и многолетней мерзлоты. Растения в тундре прижимаются к поверхности почвы, образуя густопереплетающиеся побеги в виде подушки. В растительных сообществах можно увидеть самые разные жизненные формы.
Различают мохово-лишайниковую тундру, где зеленые и другие мхи чередуются с лишайниками (важнейший из них – ягель, которым питается северный олень); кустарниковую тундру, где широко распространены заросли, особенно ерник (полярная ива, кустистая ольха), а на Дальнем Востоке – кедровый стланик. Ландшафты тундры не лишены разнообразия. Большие пространства заняты кочкарной и бугристой тундрой (где дерновина образует кочки и бугры среди болот), а также полигональной тундрой (с особыми формами микрорельефа в виде крупных многоугольников, разбитых морозобойными трещинами).
Кроме разреженной мохово-лишайниковой растительности, в тундре широко распространены многолетние холодостойкие травы (осока, пушица, дриада, лютики, одуванчики, маки и др.). Вид цветущей по весне тундры производит неизгладимое впечатление по разнообразию красок и оттенков, ласкающих глаз до самого горизонта.
Довольно бедный животный мир тундры сложился в период оледенения, что определяет его относительную молодость и наличие эндемиков, а также видов, связанных с морем (птицы, живущие на птичьих базарах; белый медведь, лежбища ластоногих). Животные тундры приспособились к суровым условиям существования. Многие из них покидают тундру на зиму; некоторые (например, лемминги) бодрствуют под снегом, другие впадают в спячку. Широко распространены песец, горностай, ласка; встречаются волк, лисица; из грызунов – полевки. К эндемикам тундры относятся: из копытных – мускусный бык и издавна одомашненный северный олень; из птиц – белый гусь, пуночка, сокол-сапсан. Многочисленны белая и тундряная куропатка, рогатый жаворонок. Из рыб преобладают лососевые. Обильны комары и другие кровососущие насекомые.
Участки тундры встречаются и в лесотундре.
Тундровые ландшафты характеризуются небольшими значениями биомассы (от 40 до 280 ц/га), примерно равной биомассе пустынь. Большая часть биомассы сосредоточена в корнях (70–80 %). Продуктивность в тундре близка по значениям продуктивности сухих степей и пустынь (10–25 ц/га). Таким образом, по биомассе и ежегодной продукции эта группа ландшафтов близка к сухим степям и пустыням.
Лесные ландшафты (влажные тропические леса, широколиственные леса, тайга)
Темнохвойные леса, древостой которых представлен видами с темной вечнозеленой хвоей, – многочисленные виды елей, пихт и сибирская сосна (кедр). В связи с большим затемнением подлесок в темнохвойных лесах почти не развит, в напочвенном покрове господствуют жестколистные вечнозеленые кустарнички и папоротники. Почвы обычно подзолистые. Темнохвойные леса входят в таежную зону (тайга) Северной Америки и Евразии, а также образуют высотную зону во многих горах умеренного и субтропического географического пояса, в Субарктику они не заходят, так же как их почти нет в экстраконтинентальной долготной зоне.
Лиственные леса – группы лесных формаций, в которых древесный ярус образован деревьями с крупными или мелкими листовыми пластинками. К таким лесам относятся дождевые и сезонные вечнозелёные и сезонные листопадные леса тропического пояса, жестколистные леса субтропического пояса и листопадные (летнезелёные) леса умеренных широт.
Лиственные леса умеренного пояса Северного полушария произрастают в условиях умеренного прохладного климата, круглогодичного выпадения осадков и вегетационного периода продолжительностью 4–6 мес. Еще в средние века лиственные леса были распространены сплошными массивами в Европе (от Пиренейского полуострова до Скандинавии), к востоку от Карпат их полоса резко сужалась, выклиниваясь к Днепру, и узкой прерывистой полосой продолжалась за Урал. На востоке Северной Америки и в Восточной Азии образовывали полосу шириной около 2 500 км с севера на юг.
Тропические и субтропические листопадные биомы откликаются не на сезонные изменения температур, а на количество осадков, выпадающее в течение сезона. В течение сухого сезона растения сбрасывают листву, чтобы сохранить влагу и избежать гибели от высыхания. Листопад в таких лесах не зависит от времени года, на разных широтах разных полушарий, даже в рамках небольшого региона, леса могут отличаться по времени и длительности листопада, разные склоны одной и той же горы или растительность на берегах рек и водоразделах могут представлять собой подобие лоскутного одеяла из голых и покрытых листвой деревьев.
Субтропический лес (Subtropical evergreen forest) – лес, распространенный в субтропических поясах.
Густой широколиственный лес с участием вечнозеленых древесных и кустарниковых пород.
Субтропический климат Средиземноморья – сухой, осадки в виде дождя выпадают зимой, даже слабые морозы случаются крайне редко, лето засушливое и жаркое. В субтропических лесах Средиземноморья преобладают заросли вечнозеленых кустарников и невысоких деревьев. Деревья стоят редко, а между ними буйно развиваются различные травы и кустарники. Здесь растут можжевельники, благородный лавр, земляничное дерево, ежегодно сбрасывающее кору, дикие маслины, нежный мирт, розы. Такие типы леса характерны главным образом в Средиземноморье и в горах тропиков и субтропиков.
Субтропики на восточных окраинах материков характеризуются более влажным климатом. Атмосферные осадки выпадают неравномерно, но дождей бывает больше летом, т. е. в то время, когда растительность особенно нуждается во влаге. Здесь преобладают густые влажные леса из вечнозеленых дубов, магнолий, камфарного лавра. Многочисленны лианы, заросли высоких бамбуков и различные кустарники усиливают своеобразие влажного субтропического леса.
От влажнотропических лесов субтропический лес отличается меньшим видовым разнообразием, уменьшением количества эпифитов и лиан, а также появлением в древостое хвойных, древовидных папоротников.
Для субтропического пояса характерно большое разнообразие климатических условий, выражающееся в особенностях увлажнения западных, внутриконтинентальных и восточных секторов. В западном секторе материка средиземноморский тип климата, своеобразие которого заключается в несовпадении влажного и теплого периода. Среднегодовое количество осадков на равнинах составляет 300–400 мм (в горах до 3 000 мм), преобладающая часть их выпадает зимой. Зима теплая, средняя температура в январе не ниже 4 ºС. Лето жаркое и сухое, средняя температура в июле выше 19 ºС. В этих условиях сформировались средиземноморские жестколистные растительные сообщества на коричневых почвах. В горах коричневые почвы сменяются бурыми лесными.
Вечнозеленые тропические дождевые леса расположены вдоль экватора, в зоне, где 2 000–2 500 мм/г осадков при достаточно равномерном распределении их по месяцам. Дождевые леса расположены в трех основных областях: 1) крупнейший сплошной массив в бассейне рек Амазонка и Ориноко в Южной Америке; 2) в бассейнах рек Конго, Нигера и Замбези в Африке и на острове Мадагаскар; 3) Индо-Малайской и островов Борнео – Новая Гвинея. Годовой ход температур в этих областях достаточно ровный и в ряде случаев снижает сезонные ритмы вообще или сглаживает их.
В дождевых тропических лесах деревья образуют три яруса: 1) редкие высокие деревья создают верхний ярус над общим уровнем полога; 2) полог, образующий сплошной вечнозеленый покров на высоте 25–35 м; 3) нижний ярус, который четко проявляется как густой лес лишь в местах просвета в пологе. Травянистая растительность и кустарники практически отсутствуют. Но зато большое количество лиан и эпифитов. Видовое разнообразие растений очень велико – на нескольких гектарах можно встретить столько видов, сколько нет во флоре всей Европы (Одум, 1986). Число видов деревьев по разным учетам различно, но, видимо, достигает 170 и более, хотя трав – не более 20 видов. Количество видов межъярусных растений (лианы, эпифиты и др.) вместе с травами насчитывает 200–300 и более.
Влажные тропические леса – это достаточно древние климаксные экосистемы, в которых круговорот питательных веществ доведен до совершенства — они мало теряются и немедленно поступают в биологический круговорот, осуществляемый мутуалистическими организмами и неглубокими, большей частью воздушными, с мощной микоризой, корнями деревьев. Именно благодаря этому на скудных почвах так пышно растут леса.
Для тропического леса характерна высокая скорость эволюции и видообразования. Многие виды вошли в состав более северных сообществ. Поэтому очень важно сохранить эти леса как «ресурс генов».
Влажные тропические леса обладают большой биомассой и самой высокой продуктивностью из биоценозов суши.
Чтобы лес восстанавливался до состояния климакса, требуется длительный сукцессионный цикл. Для ускорения процесса предлагается, например, вырубать его узкими просеками, оставляя растения, которые ценности для промышленности не представляют, не нарушая при этом запас биогенов в корневых подушках, и тогда обсеменение с незатронутых участков поможет быстро восстановить лес до первоначального вида.
Для этой группы ландшафтов характерно накопление большого количества биомассы (от 500–1000 ц /га в северной тайге до 4500–5000 ц/га во влажных тропических лесах), которая намного превышает ежегодную продукцию.
Травянистые ландшафты (степи, прерии, пампы)
Степные ландшафты, занимая всего 2 % поверхности Земного шара и только 8 % суши, на 80 % обеспечивают человечество зерновыми злаками, мясом, другими продуктами животноводства; на 90 % они превращены в агроландшафт. Климат этих ландшафтов характеризуется неустойчивым увлажнением летом и низкими температурами зимой. Весной имеется достаточное количество влаги, поэтому для степей характерно наличие большого количества эфемеров и эфемероидов среди видов растений, а многие животные также приурочены к сезонному образу жизни, впадая в спячку в засушливое и холодное время года. Среди животных наиболее характерны копытные и грызуны.
Термин «степь» русского происхождения и относится он прежде всего к обширным травянистым равнинам Евразии. В Северной Америке ландшафты, соответствующие степям, называются прериями, в Южной Америке – пампасами, в Новой Зеландии – сообществами туссоков.
Степи, прерии, пампы отличаются друг от друга количеством осадков и минимальными температурами, длительностью холодного периода, видовым составом растений и животных. В отсутствие деревьев и кустарников общий облик степей формируют прежде всего многолетние злаки родов Stipa, Festuca, Andropogon, Agropyron, Koeleria, Poa и др. Они имеют узкие длинные листья, собранные в плотный пучок (дерновину). В Южном полушарии такие дерновины называются туссоками. Туссоки бывают очень высокими, и листья их менее жесткие, чем у дерновин степных злаков Северного полушария, так как климат близких к степям сообществ Южного полушария более мягкий.
Корневая система степных злаков очень хорошо развита. Суммарная поверхность мелких корней и корневых волосков достигает 230 км2 на 1 км2 площади степи.
С точки зрения условий существования животного населения, степи характеризуются следующими признаками: хороший обзор, обилие растительной пищи, относительно сухой летний период, существование летнего периода покоя или, как его теперь называют, полупокоя. В этом отношении степные сообщества резко отличаются от лесных.
Пампа (пампа́сы) (исп. рampa) — степь на юго-востоке Южной Америки, преимущественно в субтропическом поясе, в районе устья Рио Плата. На западе пампасы ограничены Андами, на востоке Атлантическим океаном. К северу простирается саванна Гран-Чако.
Пампа представляет собой травянистую злаковую растительность на плодородных красновато-черных почвах, формирующихся на вулканических породах. Она состоит из южноамериканских видов тех родов злаков, которые широко распространены в Европе в степях умеренного пояса (ковыля, бородача, овсяницы). С лесами Бразильского нагорья пампа связана переходным типом растительности, близким к лесостепи, где травы сочетаются с зарослями вечнозеленых кустарников. Растительность пампы подверглась наиболее сильному истреблению и в настоящее время почти полностью замещена посевами пшеницы и других культурных растений. При отмирании травянистого покрова формируются плодородные серо – коричневые почвы.
Биомасса в этих ландшафтах на порядок меньше, чем в лесных, и не превышает 300–400 ц/га (от 150 ц/га в луговых степях до 400 ц/га в саваннах). Большая ее часть сосредоточена в корнях (70–90 %). Зоомасса в черноземных степях составляет до 6 % биомассы (для тайги этот показатель составляет 0,01 %). Ежегодная продукция степей значительна (составляет от 30 до 50 % от биомассы), в отдельных случаях не уступает продукции лесных ландшафтов и составляет от 50 ц/га в сухих степях до 130 ц/га в луговых степях. Прямые водные связи в степных ландшафтах слабее, чем в лесных, в частности ослаблены связи почва – грунтовые воды, но ярко выражена обратная отрицательная связь почва-растительность. Роль водораздельного центра ослаблена, в речных долинах возникает второй центр, часто более важный. Ослабление прямых связей и появление второго центра приводит к снижению самоорганизации и устойчивости системы по сравнению с лесными ландшафтами.
Саванны (иначе кампосы или льяносы) расположены в теплых областях, где в год выпадает большое количество осадков (1 000–1 500 мм), но имеется один или два продолжительных сухих сезона. В отличие от настоящих степей (а также и североамериканских прерий) саванны, кроме трав, содержат также кустарники и деревья, растущие иногда целым лесом, как, например, в так называемых «campos cerrados» Бразилии.
Саванны свойственны собственно Южной Америке, но и в других странах можно указать многие места, весьма похожие по характеру своей растительности на саванны. Таковы, например, так называемые Campine в Конго (в Африке); в ЮАР некоторые места одеваются растительным покровом, состоящим преимущественно из злаков (Danthonia, Panicum, Eragrostis), из других многолетних трав, полукустарников и деревьев (Acacia horrida), так что такие места напоминают и прерии Северной Америки, и саванны Южной Америки; подобные же места встречаются ещё в Анголе («campos cerrados»).
В областях, расположенных на несколько градусов севернее и южнее экватора, климат обычно очень сухой. Однако в определённые месяцы там становится очень жарко, и идут дожди. Такие места, расположенные по всему миру, называются зонами саванн. Это название происходит от африканской саванны, которая представляет собой самый обширный регион с этим типом климата. Зоны саванн находятся между двумя тропиками – линиями, где дважды в году солнце в полдень стоит точно в зените. В такое время там становится значительно жарче и от этого испаряется гораздо больше морской воды, что приводит к проливным дождям. В областях же саванн, расположенных ближе всего к экватору, солнце находится точно в зените в промежуточные моменты года (в марте и сентябре), так что один сезон дождей от другого отделяют несколько месяцев. В областях саванн, наиболее удалённых от экватора, оба дождливых сезона настолько близки по времени друг к другу, что практически сливаются в один. Длительность дождливого периода составляет от восьми до девяти месяцев, а у экваториальных границ – от двух до трёх.
Травянистая растительность саванн состоит по преимуществу из высоких (до ⅓ –1 м) сухо- и жесткокожистых злаков, растущих обыкновенно дерновинами; к злакам примешиваются дерновины других многолетних трав и полукустарников, а в сырых местах, затопляемых весной, – также и различных представителей семейства осоковых (сyperaceae). Кустарники разрастаются в саваннах иногда большими зарослями, занимая площадь во много квадратных метров. Деревья саванн обыкновенно низкорослые; самые высокие из них бывают не выше наших плодовых деревьев, на которые они очень похожи своими кривыми стеблями и ветвями. Деревья и кустарники иногда оплетаются лианами и обрастают эпифитами. Луковичных, клубненосных и мясистосочных растений в саваннах, особенно в Южной Америке, бывает немного. Лишайники, мхи и водоросли встречаются в саваннах крайне редко, только по камням и деревьям.
Общий облик саванн различен, что зависит, с одной стороны, от высоты растительного покрова, а с другой – от относительного количества злаков, других многолетних трав, полукустарников, кустарников и деревьев; например, бразильские саванны (campos cerrados) представляют собственно светлые, редкие леса, где свободно можно ходить и ездить в любом направлении; почва в таких лесах покрыта растительным травянистым (и полукустарниковым) покровом в ½ и даже в 1 м высотой. В саваннах же других стран деревья совершенно не растут или встречаются крайне редко и бывают очень низкорослыми. Травянистый покров также иногда очень низкий, даже прижат к земле. Особенную форму саванн составляют так называемые льяносы Венесуэлы, где деревья или совершенно отсутствуют, или встречаются в ограниченном числе, за исключением лишь сырых мест, где пальмы (Mauritia flexuosa, Corypha inermis) и другие растения образуют целые леса (впрочем, эти леса не принадлежат к саваннам); в льяносах встречаются иногда одиночные экземпляры Rhopala (деревья из семейства Proteaceae) и других деревьев; иногда злаки в них образуют покров в рост человека; между злаками растут сложноцветные, бобовые, губоцветные и др. Многие льяносы в дождливое время года затопляются разливами реки Ориноко.
Условия жизни в саванне очень суровые. Почва содержит мало питательных веществ, во время сухих сезонов она пересыхает, а во время влажных – заболачивается. К тому же в конце сухих сезонов там часто случаются пожары. Растения, что приспособились к условиям саванн, очень жесткие. Там растут тысячи различных трав. А вот деревьям, чтобы выжить, необходимы некоторые специфические качества для защиты от засухи и огня. Например, баобаб отличается толстым, защищённым от огня стволом, способным, словно губка, хранить в себе запасы воды. Его длинные корни всасывают влагу глубоко под землей. Акация имеет широкую плоскую крону, которая создает тень для растущих ниже листьев, предохраняя тем самым их от высыхания.
Многие районы саванн теперь используются для скотоводства, и дикие формы жизни там полностью исчезли. Впрочем, в африканской саванне имеются огромные национальные парки, где дикие животные живут до сих пор. Африканская саванна не имеет себе равных по численности и разнообразию популяций копытных. Здесь пасутся многочисленные виды антилоп, зебры и жирафы, на которых охотятся львы и другие хищники.
Самые древние ископаемые останки человека найдены в Восточной Африке.
Пустыни
В зависимости от горных пород, слагающих территорию, различают: глинистые, каменистые и песчаные пустыни. Вопреки расхожему представлению о пустынях как обширных пространствах, где тянутся бесконечные волнистые ряды песчаных барханов, лишь одна пятая часть площади мировых пустынь покрыта песком. Однако и там умещается немало впечатляющих песчаных морей. В Сахаре песчаные пустыни, эрги, покрывают многие десятки тысяч квадратных километров. Песок, который смывается туда с соседних нагорий, образуется в результате выветривания пород пустыни. Он постоянно переносится ветром с места на место и в конечном счете скапливается в низинах и впадинах.
Каменистые пустыни бывают нескольких типов, в зависимости от типа поверхности. Ее могут образовывать камень, щебень, галька, гипс. Поверхность одних пустынь хорошо проницаема для воды, других создает плотную водонепроницаемую корку. В первом случае вода уходит на глубину, недоступную корням растений. Во втором – испаряется с поверхности, еще больше закрепляя корку пустыни.
Там, где раньше была вода, образуются соли. В некоторых местах их концентрация настолько велика, что они создают корку на поверхности. Есть места, толщина которых составляет 15 см с торосами высотой до метра. Если влага не совсем испарилась, солончаки имеют вид топкого болота.
Одними из наиболее распространенных типов пустынь являются каменистые, щебнистые, щебнисто-галечниковые и гипсовые пустыни. Их объединяет грубость, твердость и плотность поверхности. Водопроницаемость каменистых грунтов различна. Наиболее крупные галечниковые и щебнистые обломки, залегающие достаточно рыхло, легко пропускают воду, и атмосферные осадки быстро просачиваются на большие глубины, недоступные растениям. Но чаще, однако, распространены поверхности, где галечник или щебень сцементированы песчаными или глинистыми частицами. В таких пустынях каменистые обломки лежат плотно, образуя так называемую пустынную мостовую.
В пустынях количество осадков уменьшается до 200 мм/ год, в связи с их уменьшением и нерегулярностью выпадения уровень бесплодности (засушливости) почв повышается. Растительный покров здесь не сплошной, представлен многолетними (древесными ксерофильными) и однолетними (терофитами) растениями с очень коротким вегетативным периодом.
Флора пустынь представлена большим разнообразием видов, приспособившихся к засушливым условиям. Здесь имеется целый ряд многолетних растений с постоянными воздушными органами, растущих в пустынях даже там, где среднее годовое количество осадков ниже 50 мм. Редукция листвы, ее ксероморфизм, говорит о приспособленности растений к уменьшению потерь воды при эвапотранспирации.
Каменистые пустыни Сахары (гамады), занимающие до 70 % ее площади, чаще лишены высшей растительности. Лишь на отдельных каменистых осыпях закрепляются подушковидные кустарники фреодолия и лимонаструм. Более увлажненные пустыни Средней Азии, хотя и разреженно, но равномерно покрыты полынью и солянками. На песчано-галечниковых равнинах Центральной Азии распространены низкорослые заросли саксаула.
Животный мир пустынь составляет множество видов пресмыкающихся и грызунов, адаптировавшихся к отсутствию влаги: воду они получают из пищи. Крупные травоядные зооценоза пустынь также приспособились к недостатку воды. Однако они не могут обходиться без воды в отличие от пресмыкающихся и грызунов. Рекорд сопротивления жажде удерживает сахарская антилопа аддакс (Addax nasomaculatus). Аддаксы питаются травами и низкорослыми кустарниками. Они преодолевают большие расстояния по пустыне в поисках редкой растительности. Они обходятся без питьевой воды большую часть своей жизни, а необходимый для выживания запас воды получают от растений, которыми питаются. На данный момент аддаксы одни из наиболее редких млекопитающих в мире – менее чем 250 диких животных.
Для пустынных ландшафтов характерны небольшие значения биомассы и продуктивности (от 10 до 100 ц/га и от 5 до 50 ц/га соответственно). Прямые водные связи в этих ландшафтах значительно ослаблены, что определяет независимость друг от друга основных компонентов ландшафта, например, элювиальных почв и грунтовых вод.
Продуктивность сельскохозяйственных угодий обычно несколько ниже, чем природных экосистем в той же зоне. Поля часть года пустуют, и на них обычно выращивают всего один какой-либо вид, который не в состоянии полностью использовать все имеющиеся ресурсы. Однако при интенсивном земледелии продуктивность полей может приближаться к максимальной, хотя человеку приходится вкладывать в это много дополнительных средств.
Знание законов биологической продуктивности и потерь энергии в цепях питания имеет большое практическое значение. На их основе можно сознательно и грамотно строить хозяйственную деятельность таким образом, чтобы не подрывать воспроизводительные способности природных и антропогенных систем и получать возможно большую первичную и вторичную продукцию.
Для человека энергетически выгоднее растительное питание, а наиболее дорого – использование в пищу хищных видов. Так, по энергии, затраченной на рост, 1 кг окуня или щуки обходится природе в cемь раз дороже, чем 1 кг говяжьего мяса. Поэтому плотоядные животные разводятся людьми в редких случаях, например в пушном звероводстве. Широкое одомашнивание нашими предками таких видов, как свиньи и куры, не случайно. Они характеризуются высоким коэффициентом использования энергии на рост, т. е. перевода пищи в собственную биомассу.
Одна растительная пища, как правило, для людей недостаточно полноценна, так как подавляющее большинство растений не обеспечивает людей некоторыми незаменимыми аминокислотами, входящими в состав животных белков. Производство вторичной продукции через выращивание животных, а также добыча диких видов (в основном путем рыболовства) – очень важное условие благополучия общества. Одна из самых злободневных для современного человечества проблем – это так называемое белковое голодание, недостаток животной пищи в рационах людей во многих районах мира.
Поэтому значительное внимание необходимо уделять повышению продуктивности естественных и искусственных экосистем.
Пути повышения продуктивности естественных экосистем
Для улучшения растительного покрова и повышения продуктивности различных экосистем особенно эффективны следующие мероприятия:
внесение удобрений на луга и пастбища;
орошение;
осушение травяных болот, используемых под сенокос;
проведение поверхностного рыхления почвы, удаление мохового покрова, срезание кочек на лугах и пастбищах;
подсев кормовых трав (злаков, бобовых) и борьба с сорняками на лугах и пастбищах.
Подобное вмешательство человека в жизнь естественных экосистем способствует улучшению аэрации почвы, обогащению ее питательными веществами и в конечном счете приводит к заметному повышению продуктивности экосистем.
Пути повышения продуктивности искусственных экосистем
Стратегическим направлением развития сельскохозяйственного производства является повышение урожайности культурных растений, что позволит обеспечить растущее население продовольствием при сохранении прежних посевных площадей. Этого можно достичь следующими путями:
— выведением и внедрением в производство новых высокоурожайных сортов растений;
— соблюдением высокой культуры земледелия, которая включает научно обоснованные приемы обработки почвы, полива и внесения оптимальных доз удобрений, соблюдение сроков посева и глубины заделки семян;
— созданием интегрированной системы защиты растений, которая наряду с химическими методами борьбы с вредителями, сорняками и болезнями включает правильные севообороты и применение биологических методов борьбы;
— орошением и др.
Радикальным способом повышения продуктивности искусственных экосистем является культивирование растений в теплицах с использованием гидропоники.
Индустриальная технология выращивания растений
В силу ряда причин (строительство городов, промышленных предприятий, электростанций, дорог и т. д.) количество посевных площадей во всем мире неуклонно снижается. Поэтому для того чтобы обеспечить продуктами питания возрастающее население нашей планеты, необходимо развивать агроиндустрию, которая базируется на культивировании растений в искусственно созданных условиях. Агроиндустрия имеет немало преимуществ в сравнении с традиционным естественным земледелием: она дает возможность избавиться от капризов погоды, сорняков и вредителей, использовать в полной мере вносимые удобрения, создать оптимальные условия для выращивания растений в течение всего года, в том числе в осенне-зимний период, освободить значительные территории и решить многие другие сельскохозяйственные, экологические и демографические проблемы.
Выращивание растений, частично или полностью изолированных от внешней среды, производится в парниках, теплицах, климатических камерах (фитокамерах, фитотронах). Наиболее широко и повсеместно используются для такой цели теплицы – строения, покрытые стеклом или прозрачной пленкой. Современные теплицы оборудованы автоматической системой поддержания микроклимата, дождевания и подкормки. Для обеспечения оптимального водно-воздушного режима под тепличным грунтом прокладывается дренажная система надпочвенного и подпочвенного обогрева.
По сути, почва является только поставщиком минеральных элементов и механической опорой растений. Эти функции с еще большим успехом могут взять на себя созданные специалистами искусственные почвозаменители. Более того, в последнее время получил широкое развитие беспочвенный способ выращивания растений.
| Предыдущая |
