Агроэкологическая безопасность в Республике Башкортостан в условиях техногенеза и глобального изменения климата: Актуальные проблемы и пути их решения

Ильязов Р.Г.; Гусманов У.Г.; Ахатова И.А.; Зайсанов Р.Р.

УДК 574

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА И ГЛОБАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

AGRI-ENVIRONMENTAL SAFETY UNDER TECHNOGENIC CONDITIONS AND GLOBAL CLIMATE CHANGE IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN: TOPICAL PROBLEMS AND WAYS TO THEIR SOLUTION

член-корреспондент АН РТ, доктор боилогических наук, директор*, ученый секретарь** У.Г. Гусманов, член-корреспондент РАСХН, академик АН РБ, академик-секретарь* И.А. Ахатова,

доктор сельскохозяйственных наук, ученый секретарь***, Р.Р. Зайсанов,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник*, технический секретарь**

В статье изложены проблемы обеспечения экологически безопасными продуктами и защиты населения в условиях техногенного загрязнения агроэкос-феры и глобального изменения климата. Подготовлена классификация типов тех-ногенеза и обоснованы системы защитных мероприятий (алгоритмы технологий) для адаптации сельскохозяйственного производства к условиям различных типов техногенеза.

Ключевые слова: техногенное загрязнение, экологически безопасные продукты, типы техногенеза, защитные мероприятия

The paper treats the problems of providing environmentally friendly foods and ensuring people's safety under technogenic pollution of the agricultural environment and global climate change. Types of technogenesis have been classified, and sets of environmental protection measures (technological algorithms) have been well substantiated to adapt crop production to different types of technogenesis.

Key words: technogenic pollution, environmentally friendly foods, types of technogenesis, environmental protection measures

Агроэкологическая безопасность, как составная часть национальной безопасности государства, является обязательным условием производства экологически безопасных и биологически полноценных пищевых продуктов, защиты населения и окружающей среды.

Установлено существенное загрязнение агроэкосферы различного рода токсикантами, которые в последующем мигрируют не только в среде обитания, но и переходят по пищевым цепям к продуктивным животным и человеку. В связи с этим сельскохозяйственная продукция как основной источник формирования техно-

генной нагрузки и поступления солей тяжелых металлов и других токсикантов в организм человека предопределяет особое влияние к разработке и реализации системы защитных мероприятий.

К настоящему времени выявлено 11 типов техногенеза (Р.Г. Ильязов и др.): агроядо-химизационный - повсеместно распространенное в сельских местностях глубокое преобразование ландшафтов и почвенного покрова под влиянием агропроизводства с применением агрохимикатов; радиационный -охвативший территории, пострадавшие от

* Центра биологической стандартизации и сертификации АП.

** Отделения сельскохозяйственных наук АН РТ.

*** Отделения биологических и сельскохозяйственных наук АН РБ.

выбросов радиоактивных веществ после радиационных катастроф в Кыштыме и Чернобыле; нефтегазовый - распространенный в регионах добычи и переработки нефти и газа, наиболее распространённый на территории Башкортостана, а также в окрестностях тепловых электростанций, работающих на этом топливе; каменноугольный - охватывает территории угледобычи, а также окрестности электростанций, работающих на этом топливе; чернометал-лургический - в регионах добычи, обогащения железных руд и размещения заводов по производству чугуна, стали, проката и др.; цветноме-таллургический - на территориях добычи, обогащения руд цветных металлов и размещения предприятий по их извлечению; целлюлозно-древоперерабатывающий - в окрестностях целлюлозно-бумажных комбинатов и заводов по производству древесных, строительных материалов; транспортный - обычно накладывается на другие типы техногенеза, но есть территории, где его воздействие происходит в чистом виде: междугородные автострады, центры логистики, аэропорты, морские, озерные и речные порты, объекты трубопроводных систем; мегаполис-ный - охватывает ландшафты в окрестностях крупных городов; гидроэнергетический - на территориях, подверженных влиянию крупных гидроэнергетических объектов; военный - в регионах среды обитания, которая существенно преобразована военной деятельностью.

Из перечисленных типов техногенного воздействия наиболее распространены первые три, поэтому при оценке влияния техногенеза на агропроизводство приходится учитывать их в первую очередь.

Общепризнано, что глобальные климатические изменения, объективно регистрируемые во всех регионах планеты и ставшие очевидными к рубежу XX и XXI вв., порождены техногенным развитием биосферы в результате жизнедеятельности человеческого общества. Действительно, из описанных выше 11 типов техногенеза 8 способствуют нарастанию кон -центрации так называемых парниковых газов в атмосфере, а радиационный и гидроэнергетический участвуют в ее непосредственном подогреве, последний же, кроме того - в смягчении континентальности за счет усиления внутрима-

терикового влагооборота от увеличения испаряющегося водного зеркала.

Суммируя результаты исследований этой проблемы, проведенных в нашей стране в последние десятилетия, можно выделить главные наблюдаемые глобальные перемены:

1. Потепление климата на территории РФ, особенно заметное по динамике зимних температур и связанному с ним приросту осадков в местностях севернее 50-й параллели, при одновременном нарастании аридности в ряде южных регионов.

2. Постепенное изменение широтной зональности, приводящее к сдвигу на север и уменьшению зоны тундры вплоть до ее исчезновения в Европейской части РФ, смещению и уменьшению зоны тайги, расширению, преимущественно на восток до Тихого океана, пояса широколиственных лесов. В целом на территории России усиливается опасность дальнейшего уменьшения ландшафтного и биологического разнообразия ввиду того, что отдельные ландшафты и немалое число видов флоры и фауны оказались на грани уничтожения.

3. Увеличение осадков, преимущественно зимних, на северо-западе и севере страны с более частым проявлением оттепелей и уменьшение глубины промерзания почвы, что будет способствовать в некоторые годы лучшему впитыванию в почву снеговой влаги, соответственно улучшая условия перезимовки озимых, многолетних трав и плодовых культур, если будет соответствующим образом скорректирована их агротехника;

4. Предполагаемое увеличение территории, пригодной для земледелия, если будут приняты адекватные меры для полноценного использования этого резерва, чтобы компенсировать в масштабе страны недобор агропро-дукции в подвергшихся аридизации аграрных регионах.

5. Существенно возрастает опасность катастрофических паводков и половодий.

6. Повсеместно в Северном циркумполярном поясе произойдет деградация вечной мерзлоты, и по южной окраине появятся условия для расширения ареалов очагового земледелия и развития животноводства.

7. Возможно существенное сокращение

-АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА И ГЛОБАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

ледового щита в арктическом бассейне и постепенное улучшение условий судоходства по Северному морскому пути, что будет также способствовать оптимизации использования биоресурсов Северного Ледовитого океана и заселению Крайнего Севера страны.

В связи с вышеизложенным необходимо заранее, с достаточным опережением во времени, разрабатывать и осваивать системы контрмероприятий; решать возникающие проблемы за счет уже имеющегося арсенала средств цивилизации не удастся. Нужны принципиально новые подходы и технологии для стабилизации ландшафтно-экологических балансов в новых условиях.

Для адаптации агропроизводства к условиям техногенеза необходимо различать две принципиально разные группы мероприятий:

1) биосферосовместимые мероприятия, нацеленные на восстановление (или воссоздание) экологической сбалансированности агроландшафтов, агробиоценозов и агроэкоси-стем путем преобразования территориально-экологических, технологических и технических условий агропроизводства, т.е. это всё - элементы будущих агроландшафтных систем земледелия и животноводства;

2) реабилитирующие мероприятия, направленные на преодоление последствий техногенных аварий, катастроф, а также на частичное обезвреживание техногенных загрязнений.

В условиях техногенного загрязнения агроэкосферы организация производства сельскохозяйственной продукции должна гарантировать экологическую безопасность и биологическую полноценность продуктов питания для населения, проживающего на этой территории. Для уменьшения концентрации токсикантов в продуктах растениеводства и животноводства необходимо применять различные защитные мероприятия, направленные, с одной стороны, на снижение миграции токсикантов в системе почва - растения, сокращение потребления животными радионуклидов, а также солей тяжелых металлов с кормом, а с другой, - на предотвращение всасывания поллютантов в желудочно-кишечном тракте и ускорения выведения их из организма животных, переработка загрязнённой сельхозпродукции для получения экологически

безопасной продукции питания для населения.

С аграрным сектором связано, как правило, формирование основных техногенных нагрузок на население. Этим обусловлена необходимость расширения агроэкологических исследований в сфере сельскохозяйственного производства с учетом региональных природно-климатических особенностей территорий и размещения техногенно опасных объектов, которые призваны внести вклад в обеспечение агроэко-логической безопасности в условиях различных типов техногенеза.

Одним из главных мероприятий становится экологическое ранжирование территории по следующим зонам: экологического благополучия (производство продукции для детского и лечебного питания без специальных мер защиты); экологической нормы (производство экологически безопасной продукции без специальных мер защиты); экологического риска (производство безопасной продукции благодаря специальным мерам защиты); экологического кризиса (возделывание технических культур с применением специальных защитных мер); экологического бедствия (катастрофы) (территории, не пригодные для возделывания сельскохозяйственных культур). С учетом результатов всех почвенных, агроландшафтных и агроэко-логических обследований осуществляется районирование территории, создающее реальную основу для целенаправленной разработки адаптивных систем земледелия и животноводства.

Разработка технологий ведения сельскохозяйственного производства, обеспечиваю-щих выпуск нормативно чистой продукции и доброкачественных продуктов питания для населения в настоящее время стала одной из главных задач. На рисунке представлен алгоритм мероприятий и технологий адаптивного сельскохозяйственного производства в условиях техногенеза.

При этом надо учитывать, что тот или иной тип техногенеза с характерными для него спектрами поллютантов накладывается на определенные биогеохимические особенности провинций, каждая из которых выделяется своим геохимическим своеобразием, т.е. дефицитом одних и избытком других элементов питания растений, определяющих химический состав кормов в рационах животных.

Агроэкологические

Установление закономерностей миграции токсикантов в цепи почва-растения-животное-про-дукция

Установление ПДК солей ТМ и др. токсикантов в различных типах почв сельхозугодий и естественных кормовых угодий и пастбищ

Агротехнические и агрохимические приемы снижения поступления токсикантов в продукцию растениеводства (корма, зерно)

Переспециализация отраслей растениеводства (подбор культур с наименьшим накоплением токсикантов)

Рекультивация земель, загрязненных радионуклидами и нефтепродуктами

Зооинженерные

Контроль содержания токсичных элементов в кормах и продукции животноводства

Исключение из рациона кормов с высоким содержанием токсикантов и их дифференцированное использование

Нормирование токсикантов в кормах, рационах и их поступления в организм продуктивных животных

Пастбищно-стойловое содержание скота и организация загонной пастьбы

Заключительный (двухстадийный) откорм и прижизненное очищение животных от токсикантов за 1,5-2 месяца перед убоем

Оптимизация минерального питания животных (внесение минеральных добавок в рационы)

Применение сорбентов (природных цеолитов, бентонитов и ферроцианидов)

Переспециализация отрасли животноводства (молочного скотоводства на мясное, свиноводство и птицеводство)

Ветеринарно-санитарные

Контроль клинико-физиологического состояния

Коррекция иммунной системы животных (применение иммуномодуляторов)

Мероприятия по защите животных от токсичных элементов (профилактика и лечение отравлений тяжелыми металлами, диоксинами и микотоксинами)

Контроль эпизоотической обстановки и защита животных от инфекционных болезней

Технологические

Переработка загрязненной продукции растениеводства и животноводства с целью снижения содержания в них тяжелых металлов, радионуклидов и других токсикантов

Геоинформационные

Картографирование и зонирование территорий, загрязненных солями тяжелых металлов, радионуклидами, нефтепродуктами и другими токсикантами

Составление эколого-гигиенических паспортов населенных пунктов и хозяйств

Создание банка данных и моделей управления агропроизводством

Реабилитация загрязненных территорий и населения

Информирование населения, заинтересованных министерств и ведомств о состоянии агроэко-логической обстановки (уровни загрязнения кормов, продукции животноводства)

Подготовка и повышение квалификации специалистов сельского хозяйства (агрономов, зоо-инженеров, ветврачей и др.)

Издание и распространение наглядных пособий, инструкций и наставлений для населения по обеспечению агроэкологической безопасности

Организация и проведение научных симпозиумов и конференций по проблеме агроэкологиче-ской безопасности

Рис. Алгоритм мероприятий адаптивного сельскохозяйственного производства в условиях техногенеза (Ильязов Р.Г. и др.)

■АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА И ГЛОБАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Международный опыт ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы показал, что вышеназванные, мероприятия, разработанные на основе комплексных исследований на загрязненных территориях, обеспечат производство экологически безопасной и полноценной продукции, отвечающей нормативным требованиям. Прекращение или снижение интенсивности контрмер на загрязненных территориях может привести не только к изменению существующей динамики, но и, в некоторых случаях, к увеличению поступления токсикантов в сельскохозяйственную продукцию.

Система защитных мероприятий, направленная на снижение поступления токсикантов в сельскохозяйственную продукцию с целью обеспечения производства экологически безопасных и биологически полноценных продуктов питания, должна разрабатываться только на основании результатов комплексных исследований, проведенных в конкретной агроэколо-гической обстановке. Эти исследования должны быть едиными и общими для всей территории Российской Федерации и проводиться по единой методологии, обеспечивающей получение объективной информации о закономерностях поведения токсикантов в пищевой цепи и изменении характера их миграции при воздействии определенных факторов. Основные принципы и положения этой методологии изложены в «Методическом руководстве по организации научных исследований для производства экологически безопасной и биологически полноценной продукции животноводства в условиях техногенного загрязнения агроэкосферы» (2008). Предлагаемый перечень необходимых исследований на загрязненных территориях укрепит научный фундамент для решения практических задач, связанных с экологической безопасностью и рациональным природопользованием в сфере агропромышленного производства.

Для решения актуальной проблемы в Республике Татарстан разработана и принята концепция «Обеспечение агроэкологической безопасности в Республике Татарстан», реализована республиканская межведомственная научная программа «Агро-экологическая безопасность» и разработаны новые технологии производства экологически безопасных продуктов питания в условиях нефтегазового техно-генеза, а для Республики Башкортостан и Российской Федерации в целом нами разработаны концепция и научная программа «Обеспечение агроэкологической безопасности Республики Башкортостан на 2010-

2015 гг. и до 2020 г.», которые нацелены на выполнение Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации по реализации государственной экономической политики в области обеспечения продовольственной безопасности РФ. Научные исследования направлены на надежное обеспечение страны полноценными продуктами питания и обеспечения стабильности продовольственного рынка путем разработки конкурентоспособных, ресурсосберегающих технологий производства экологически безопасной сельскохозяйственной продукции и региональной системы добровольной сертификации и стандартизации агропромышленного комплекса. Выполнение настоящей программы позволит разработать модель для всех природно-климатических зон Российской Федерации по разработке системы ведения сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения территории и послужит подготовительным этапом агропромышленного комплекса страны в связи с предстоящим вступлением во Всемирную торговую организацию.

Концепция и программа обсуждены и одобрены на заседании Президиума Академии наук Республики Башкортостан 13 октября 2009 г. С учетом замечаний и предложений министерств, ведомств и научных учреждений материалы доработаны и представлены в Кабинет Министров и Министерство сельского хозяйства РБ, надеемся на поддержку Президента и правительства республики реализации настоящей программы.

Для реализации настоящей концепции и программы в настоящее время важную роль играет совершенствование правовой и нормативной базы, в связи с чем необходимо подготовить проект республиканского закона «Об агроэкологической безопасности территории и населения в Республике Башкортостан». Реализация его даст стимул к переходу на новые концепции аграрного, транспортного, энергетического и промышленного развития, направленные на серьезное уменьшение выбросов в атмосферу и на почвенный покров, а также сбросов в водные объекты нефтепродуктов, пестицидов и др.

Но центральное место в системе мер по преодолению негативных последствий техногенеза занимает разработка и освоение агроландшафтно-адаптивных систем земледелия, адекватно отвечающих на конкретные сочетания природных и техногенных факторов в соответствующих местностях.

Поскольку такие системы не могут быть

шаблонными по определению, пространственной основой для их разработки и освоения становится карта агроэкологического районирования территории Республики Башкортостан, в составлении которой должен быть соблюден принцип многослойного обобщения информации: почвенно-эрозионной по дифференцированию ассортимента культур и видов многолетних трав, по перспективам мелиорации мелководий водохранилищ и подтопленных земель и по техногенным воздействиям на агроландшафты.

Составленное по такому принципу районирование позволяет определить по каждому конкретному хозяйству направления преобразования систем земледелия с целью достижения их адекватности условиям конкретного агроландшафта.

Особое значение придано организации производства продуктов детского и лечебного питания в зонах экологического благополучия и мерам по обеспечению экологической безопасности и нормативной чистоты сельхозпродукции в зонах экологической катастрофы и риска, для чего используется весь арсенал разработанных научно обоснованных технологий. С помощью адаптивного землеустройства и введения специализированных агроэкотехнологий в земледелии, растениеводстве и животноводстве формируется система биогеохимических барьеров в агро-экосистемах, препятствующая переходу токсикантов в конечную продукцию путем усиления барьерных функций почвенного покрова, растительности, а также организма продуктивных животных,

Итак, осуществление всего комплекса изложенных в концепции мероприятий в перспективе обеспечит переход аграрного сектора экономики на рельсы устойчивого (экологически сбалансированного) развития.

ЛИТЕ РАТУРА

Обеспечение агроэкологической безопасности в Республике Татарстан (концепция). Казань, 2003.

Агроэкологическая безопасность в условиях техноге-неза: сб. науч. докладов международного симпозиума. Ч. 1. Казань, 2006. 462 с.

Адаптация агроэкосферы к условиям техногенеза: под ред. чл.-корр. АН РТ Р.Г. Ильязова. Казань, 2006. 670 с.

Глобальные изменения климата и прогноз рисков в сельском хозяйстве России: под ред. академиков Россель-хозакадемии А.Л. Иванова и В.И. Кирюшина. М., 2009. 518 с.

Но для реализации предлагаемого комплекса мер необходимо совершенствование организационной структуры аграрного сектора и включение в него, помимо соответствующих государственных органов (министерств, ведомств), новых научных и научно-производственных звеньев, обеспечивающих координацию всей работы в области агроэкологиче-ской безопасности.

Также необходимо активизировать разработку математических моделей, позволяющих повысить точность прогноза и эффективность управления в сфере разработки контрмер, противодействующих негативным последствиям техногенеза. Следует расширить и разработку технических средств для реализации биосферосовместимых агротехнологий возделывания и уборки всех сельскохозяйственных культур, повышения продуктивности пастбищ и сенокосов, мелиорации и рекультивации земель, в также ведения различных отраслей животноводства. Для организации мониторинга и безопасности пищевых продуктов, завозимых и реализуемых на территории Республики Башкортостан, а также в целях предотвращения завоза на республиканский рынок некачественных и фальсифицированных пищевых продуктов необходимо создать региональную систему экологической стандартизации и сертификации сельскохозяйственного производства.

Наряду с этим, требуется совершенствование механизма экономического стимулирования мероприятий, обеспечивающих агроэкологическую безопасность, внедрение эффективных научно обоснованных защитных санитарно-гигиенических и медико-биологических мероприятий для оздоровления населения.

Ильязов Р.Г. Чернобыльская катастрофа и агроэкосфе-ра: последствия и контрмеры. Казань: Бриг, 2011. 352 с.

Методическое руководство по организации научных исследований для производства экологически безопасной и биологически полноценной продукции животноводства в условиях техногенного загрязнения агроэкосферы: под ред. академика РАСХН В.И. Фисинина и чл.-корр. АН РТ Р.Г. Ильязова. М.; Казань, 2008. 131 с.

Методология исследования и экспериментов в агроэ-косфере при различных типах техногенеза // Сельскохозяйственная биология. 2010. № 2. С. 3-17.

Agri-Environmental Safety in the Republic of Bashkortostan under Technogenic Conditions and Global Climate Change: Topical Problems and Ways to Their Solution