CC BY
40
ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
УДК 338.43
Кокин А.В., д.г.-м.н., проф.
Шумакова Г.Е., к. с/х. н., доц.
КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПОДХОД В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ АГРОЦЕНОЗОВ
Compensatory approach in the system of agrocoenosis efficiency management
Точка зрения авторов основывается на нетрадиционных представлениях в системе биосфера - агросфера - агроэкосистемы. Компенсационный подход в системе управления продуктивностью агроценозов основан на синергизме обменных процессов в агроэкосистемах, а именно: ускоряя обменные процессы в агроэкосистемах, хозяйственная деятельность человека стимулирует возрастание скорости естественных биоэнергетических обменных процессов в окружающей среде, увеличивая производство биопродукции и скорость её разложения в строгом соответствии с законом динамического равновесия.
Ключевые слова и словосочетания: агросфера, агроэкосистема, биопродукция, синергизм обменных процессов.
The author’s point of view is based on the alternative ideas in the system of biosphere - agrosphere - agroecosystems. Compensatory approach in the system of agrocoenosis efficiency management is grounded on the synergism of the exchange processes in agroecosystems, namely accelerating the exchange processes in agroecosystems, human economic activity encourages growth of natural bioenergetic exchange processes in the environment, increasing the production of bioproducts and the time of its decomposition in the strict compliance with the law of the dynamic balance.
Key words: agrosphere, agroecosystem, bioproducts, synergism of exchange processes.
Проблема продуктивности и устойчивости агроценозов это, в первую очередь, адаптивность сортов в современном воспроизводстве сельскохозяйственных культур. Это селекция в области создания адаптивных к биотическим, экологическим и абиотическим факторам среды сортов культур. Адаптивность с учетом экологических ограничений на все формы использования земель, включая необходимые и доста-
точные возможности использования минеральных удобрений и химических средств защиты посевов от сорных растений, вредителей и грибковых болезней, требует разработки рекомендаций, при которых эти ингредиенты принесут наименьший вред окружающей среде при сохранении высокой продуктивности агроценозов. При этом проблема продуктивности решается не путем расширения использования пахотных земель, а при соблюдении следующих условий:
- сокращение, площади пашни на сильноэродированных почвах за счет использования почвовосстанавливающих культур [1];
- восстановление в почвах бездефицитного баланса питательных элементов и органических веществ;
- улучшение системы и внесения удобрений;
- совершенствование контурно-мелиоративного и биологического земледелия;
- приведение в соответствие поголовья скота и его структуры и реальных возможностей кормопроизводства - ёмкость естественных пастбищ, которые деградируют из-за перегрузок в их эксплуатации.
Внедрение в агропромышленное производство современных новейших существующих технологий (НСТ) - главное направление не только, а может быть, и не столько, в повышении продуктивности агроценозов, сколько в реализации программ минимизации давления на окружающую среду АПК в рамках требований устойчивого развития регионов РФ.
Под устойчивым развитием регионов с доминирующим направлением сельскохозяйственного производства понимаются такие темпы экономического роста и прироста агропродукции, которые бы удовлетворяли темпам воспроизводства качества почвы (со всеми взаимосвязанными и взаимозависимыми компонентами природы), темпам воспроизводства качества среды в рамках ассимиляционного потенциала природных комплексов региона [2,3].
Авторами настоящей статьи предлагается компенсационный подход в управлении продуктивностью агроценозов. Его сущность заключается в синергетическом подходе к оценке продуктивности агроэкосистем и сохранения плодородия земель в рамках синергизма экосферы [4], учитывающей следующие параметры:
• закон постоянства биомассы в биосфере;
• закон динамического и биологического равновесия;
• необходимость интенсивного (не экстенсивного) земледелия [5];
• принцип ускорения во времени обменных процессов под влиянием хозяйственной деятельности человека;
• необходимость энерговложения в почву адекватно поглощению энергии биопродукцией;
• комплексное использование в хозяйстве биопродукции в условиях безотходных технологий;
• создание эффективной системы экоменеджмента в управлении агропромышленным комплексом.
Другими словами, проблема современной агроэкологии заключается не в возможном естественном ограничении получения биопродукции за счёт естественных обменных процессов в биосфере, а с помощью искусства управления воспроизводством биопродукции хозяйственной деятельностью человека.
Экологические аспекты современных биотехнологий, а также успехи молекулярной биологии, генетики, цитологии, химии, биохимии, биофизики, электроники позволили получить новые сведения о процессах жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих увеличению производства сельхозкультур и естественном участии микроорганизмов при утилизации отходов агропромышленного комплекса.
Сохраняющийся пока рост численности населения нашей планеты и увеличение потребления природных ресурсов при уменьшении площадей агросферы - главного источника питания, производства кормов для животноводства и сырья для перерабатывающей промышленности - уже более не позволяют развивать отечественную экономику устаревшими методами. Сегодня очевидно, что необходимо увеличивать продуктивность как агросферы, так и техносферы.
«Биотопливный шовинизм» и ресурсы агроэкосистем
Современные, зачастую ложные представления о дефиците энергоресурсов [6] спровоцировали ажиотаж в необходимости замены традиционного углеводородного топлива нетрадиционными источниками энергии в связи с возникшими глобальными экологическими проблемами потепления климата и «парниковым шовинизмом».
«Проклятие ресурсов», или парадокс изобилия, - явление в экономике, связанное с тем, что страны, обладающие значительными природными ресурсами, являются экономически менее развитыми, чем страны с небольшими их запасами. Основными возможными причинами этого являются:
• снижение конкурентоспособности других секторов экономики, вызванное увеличением реального обменного курса, связанным с притоком в страну доходов от ресурсов;
• высокая изменчивость доходов от продажи ресурсов на мировом рынке в связи с достаточно непрогнозируемым колебанием цен на них;
• ошибки в государственном регулировании или наличие коррупции, связанные с притоком «лёгких» денег в экономику;
• нежелание развивать технологии по переработке природных ресурсов в силу разных причин.
Помимо селеноэнергетики, использования ветровой, волноприбойной энергии, энергии теплового поля Земли, водородного топлива и т.д., заговорили о необходимости производства биотоплива. драматизация или легкомыслие в оценке состояния окружающей среды одинаково опасны. Волна популизма в освещении и решении экологических проблем, к счастью, спадает, наступает время кропотливой, малозаметной и не столь эффектной работы - формирования экологически образованного населения и управленческой элиты.
На самом деле общие энергетические возможности, например, селеноэнергетики, ветровой энергетики (также не экологически безопасных, поскольку механизмы производства, средства аккумуляции энергии относятся к «грязному» производству) весьма ограничены и могут существенно повлиять на энергопотребность мировой экономики, особенно в энергетически затратных производствах.
А что же биотопливо? Его связали с необходимостью производства масличных и сахарных культур для получения топлива не только более затратного, но и более дорогого. К тому же резко возрастает давление на земельные ресурсы, провоцирующее быстрое истощение почвы. Естественным следствием этого ажиотажа является удорожание продовольствия на мировом рынке.
Казалось бы, речь должна была идти не о самом производстве биотоплива, а о необходимости получения энергии за счёт традиционного использования отходов агропромышленного комплекса. Например, правительство Великобритании и британский агробизнес активно боролись против законодательства, утверждающего необходимость перехода к производству биотоплива фермерами, считая, что его выполнение приведет к массовому падению урожая и вызовет нехватку продуктов питания в ЕС. Возрастет стоимость овощей и фруктов, что, несомненно, скажется на малоимущих слоях населения ЕС. Кстати, это грозит и субъектам ЮФО.
Неосвоенным пока остаётся нетрадиционный энергоисточник - это куриный помет и коровий навоз, которые накапливаются на фермах. Правда, эти отходы сельского хозяйства широко используются в качестве удобрений. Чтобы не быть зависимыми от энергокомпаний, озабоченных экономией электрической энергии в собственных интересах, птицеводы и скотоводы за рубежом имеют резон осваивать «малую энергетику».
В птичниках время от времени меняют опилочный «палас», а так называемый подстилочный помет просто грех выбрасывать, если его можно применить как печное топливо для обогрева производственных корпусов.
Ученые предложили птицеводам использовать гуано как топливо для производственной котельной, которая снабжена котельной-малюткой, потребляющей в сутки 150 кг подстилочного помета. Такая котельная в два-три раза экономичнее газовой печи. Отходами такой котельной будет зола, о ценности которой огородникам очень хорошо известно, поскольку это эффективный источник удобрений.
Десять лет Альберт Штраус из штата Калифорния размышлял над тем, как сделать выращивание животных безотходным производством. И в результате создал аппарат, который назвал «автоклав для метана». Это агрегат, в котором перемешивается продукт жизнедеятельности коров. Выделяемый при этом метан нагревается и приводит в действие присоединенный генератор. По словам фермера, благодаря своей находчивости он экономит около 5 тыс. долл. в месяц на счетах за потребляемое электричество.
Важнейшим ресурсом агроэкосистем является освоение новых видов продукции, которые являются важным поставщиком кислорода в атмосферу Земли. Речь идёт о самых древних водорослях, обнаруженных в составе нефти и газа. Это сине-зеленые водоросли, появившиеся на Земле около 3,9 млрд лет назад. Они используются в самых разных видах деятельности человека: в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности. Однако самой популярной является спирулина -один из видов сине-зеленых водорослей. При культивировании спиру-лина дает в 20 раз больше протеина на гектар, чем разрекламированная соя. В ней на 58 % больше протеина, чем в говядине, нет холестерина. Зато набор витаминов очень велик. Эти свойства спирулины используются в настоящее время для приготовления спирулиновых коктейлей, которые укрепляют иммунную систему человека для борьбы с вирусами и раковыми клетками. В сельском хозяйстве спирулина используется для выращивания на абсолютно неплодородных землях, при этом можно использовать солоноватую воду. При возделывании спи-рулины снижается эрозийность почв, ей не требуются удобрения и пестициды. Но самым главным результатом является снабжение атмосферы нашей планеты большим количеством кислорода.
Важнейшим направлением ресурсоёмкости агросферы является производство мареокультур (аквакультур). Здесь возможности практически безграничны, особенно, если учесть опыт Китая, в котором производство аквакультур составляет более 70 % от его мирового произ-
водства. Для России, с её богатым шельфом в условиях апвеллинга, это направление имеет практически неограниченные перспективы не только в акватории Охотского моря, но и севере европейской части РФ, и в водах тёплого Азовского моря.
В условиях интенсификации сельского хозяйства, уменьшения площадей под сельхозкультуры с внедрением новейших существующих агротехнических, биологических и химических технологий выращивания культур, актуальна проблема сокращения использования токсичных пестицидов.
Как сообщает британское издание Guardian [7], индийские фермеры нашли новое применение популярным газированным напиткам, в том числе и кока-коле. Как выяснилось, напитки прекрасно подходят для обработки пораженных вредителями плантаций хлопка - и насекомые гибнут. Это опрыскивание обходится дешевле, чем применение традиционных пестицидов.
Удобство и дешевизна - вот то, что привлекает индийских фермеров, обнаруживших необычные свойства напитков. Кока-колу можно свободно купить практически везде, ее не нужно дополнительно разбавлять водой, попадание ее на руки и даже в более нежные места не грозит особыми проблемами. Но главное - она дешева. Если один литр популярных в Индии пестицидов: Avant, Тгасег и Киуосгоп стоит около 10 тыс. рупий, то полтора литра кока-колы местного производства -всего 30 рупий. Таким образом, опрыскивание одного акра посадок обойдется всего в 270 рупий.
13 января 2009 г. Европейский парламент одобрил жесткие ограничения по использованию пестицидов. Использование высокотоксичных пестицидов будет запрещено, а в целом их применение - значительно снижено. Пестициды не будут больше использоваться вблизи школ и клиник.
Запрещено использование в пестицидах 22-х веществ, которые вызывают рак или нарушают репродуктивную, нервную, иммунную или гормональную системы. Однако, если растениям угрожает серьезная опасность, в течение ближайших пяти лет эти вещества можно использовать.
Список разрешенных для применения веществ - основных ингредиентов пестицидов, будет разработан ЕС совместно с Европейскими официальным органом по продовольственной безопасности. В дальнейшем новые пестициды получат лицензии на национальном уровне на основе этого списка.
Вне закона окажутся вещества, опасные для медоносных пчел. Кроме того, практически полностью запрещено распыление пестици-
дов с воздуха, использование вблизи детских площадок, больниц и парков. Страны должны также обеспечить безопасность питьевой воды, установив буферную зону вокруг водоемов и охранную зону для всех поверхностных и подземных источников воды.
Синергетический подход к оценке эффективности использования агроэкосистем
Синергизм как фактор совместно действующих, взаимообусловленных и взаимозависимых процессов сбалансированного сосуществования агроэкосистем с естественными экосистемами не может быть обеспечен только за счет обменных процессов, происходящих в биосфере. Для повышения продуктивности агроэкосистем требуется большее вложение энергии хозяйственной деятельности человека, стимулирующее повышение скорости обменных процессов в агроэкосистемах за счёт известных агротехнических и других мероприятий, повышающих уровень плодородия почвы, уровень защищённости агроценозов от вредителей и т.д. Именно это вложение и есть то, что мы называем избыточной нагрузкой на естественные экосистемы, обменные процессы в которых определяются исторически сложившимися условия развития жизни на Земле.
Стало быть, в естественных экосистемах биоэнергетический потенциал определяется количеством энергии, которую получают растения и животные в единицу времени протекания обменных процессов, зависящих от широты местности (именно она определяет уровень поглощения солнечной энергии, определяющей время протекания обменных
процессов живых организмов: 11 =Qtф в джсград.).
В условиях агроэкосистем биоэнергетический потенциал экосистем складывается из естественного энергетического потенциала (Q) и энергетического потенциала вложения хозяйственной деятельности человека (q) при тех же временных условиях созревания культур в зависимости от
широты местности ф: где Рі - биоэнергетический потен-
циал естественных экосистем, Р2 - биоэнергетический потенциал агроэкосистемы, t - время, в течение которого реализуется биоэнергетический потенциал (зависит только от вида культуры и для одной и той же культуры эта величина постоянна), Ф - широта местности.
Если допустить, что биоэнергетический потенциал агроэкосистем зависит в основном от вложения энергии хозяйственной деятельности человека в агроценозы и определяется способностью к воспроизводству биомассы то, естественно, Р2 больше Р1 на величину AP . Отсюда в условиях воспроизводства биомассы в одних и тех же широтах вре-
мя обменных процессов созревания культур в естественных экоси-
bl
стемах понадобится t_ q , а для агроэкосистем, соответственно
В,
Q+q
, или во столько раз меньше, во сколько раз выше будут энер-
t
говложения в производство агрокультур.
С учётом того, что биоэнергетический потенциал агроэкосистем АР составляет всего 0, 1% от естественных экосистем биосферы, то времени для осуществления обменных процессов при воспроизводстве биоэнергетического потенциала агроэкосистем понадобится на порядок меньше.
Таким образом, мы приходим к выводу, что энерговложение в агроэкосистемы с целью получения большего объема биопродукции ускоряет обменные процессы в почве и окружающей среде в точном соответствии с принципом ускорения обменных процессов в биосфере при увеличении давления на неё со стороны хозяйственной деятельности человека [8].
Этот вывод не тривиален. Он приводит к важному следствию. А именно, ускоряя обменные процессы в агроэкосистемах, хозяйственная деятельность человека стимулирует возрастание скорости естественных биоэнергетических обменных процессов и стимулирует производство большего количества биопродукции по сравнению с естественными экосистемами. А ускорение обменных процессов в биосфере стимулирует ускорение разложения (минерализации органического вещества) в точном соответствии с законом динамического равновесия и в условиях сохранения закона В.И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере. С расширением агросферы человек не может повлиять на биоэнергетический потенциал биосферы в целом и не способен привести к её деградации. То есть агрохозяйственную деятельность человека надо рассматривать не как внешний эффект влияния на экосистемы, а как естественный механизм самоорганизованной сущности биосферы, приведшей к новому её состоянию - ноосфере. В ней хозяйственная деятельность человека выступает, своего рода, подсистемой в системе биосферы, управляющим параметром, определяющим только возрастание скорости обменных процессов, не отменяя их. При этом агроэкосистему нельзя рассматривать как закрытую по отношению к естественным экосистемам и биосфере в целом. Изъятая продукция сельского хозяйства из одного места, оказывается в другом (но внутри биосферы!) и подвергается разложению всем живым веществом также ускоренно через пищевые цепи и через обменные процессы в
атмосфере, гидросфере, почве. То есть баланс биосферы в живом веществе поддерживается всё возрастающей скоростью обменных процессов в ней, которые стал замечать человек.
Подтверждением этого является то, что многовековая аграрная деятельность человека не привела к деградации биосферы, как считают некоторые исследователи [9], утверждая, что хозяйственная деятельность является внешним фактором, определяющим свойство биосферы. На самом деле эта деятельность - всего лишь внутренний фактор (подсистема) биосферы. Но такая подсистема, которая основана на разумной составляющей влияния на её структуру и функцию. Подсистема нового уровня ее организации, вписывающаяся в структуру самоорганизованной сущности биосферы, нашедшая новый механизм самоорганизации, более эффективно задействующий обменные процессы. Ускоренность обменных процессов должна сопровождаться ускорением эволюции самой жизни.
И здесь авторы хотят подчеркнуть главное. Разумность подсистемы хозяйственной деятельности человека определяется только вовлечением в обменные процессы биоэнергетического потенциала планеты. Но мы априори разумность отождествляем с неразумностью использования человеком ресурсов биосферы, избыточного производства отходов и т.д. И наглядный пример тому утверждение о том, что именно агросфера подрывает сущность естественного состояния биосферы, откуда и родилось представление о том, что наступает эра «деградации биосферы». Это заблуждение. Ускорение обменных процессов в биосфере под влиянием агросферы, напротив, приведёт к процветанию живого, вписавшегося в экологическую нишу сосуществования (коэволюции) с хозяйственной деятельностью человека.
Если бы это было действительно так, то тысячелетия развития агрохозяйственной деятельности давно бы привели к потере темпов производства биомассы и человечество не смогло бы прокормить всё возрастающую численность населения. На самом деле «зелёные» технологии опровергают это.
Действительно, если бы агрохозяйственная деятельность выступала фактором деградации, то нужно было бы сразу признать, что ассимиляционный потенциал биосферы должен был измениться настолько, что человечество давно бы увидело край своего поступательного развития. Тем не менее, человечество в рамках концепции, принятой в «РИО-92», говорит о необходимости перехода к устойчивому развитию.
Синергизм обменных процессов в биосфере зарегулирован биоэнергетическим потенциалом биосферы и поэтому ассимиляционная функция её (способность поддержания жизни на Земле) не нарушена.
Однако это не означает, что человек не должен не предпринимать локальных и региональных усилий по поддержанию ассимиляционного потенциала агросистем. Но эта поддержка не должна идти по пути расширения агросферы, экстенсивного ведения сельского хозяйства. Напротив, интенсификация сельского хозяйства, внедрение новых агротехнических условий его ведения, биотехнологий и т.д. должна привести к существенному сокращению поверхности агросферы - как фактор возрастающей разумности влияния на структуру и функцию биосферы в рамках понимания законов её самоорганизации.
Естественные и антропогенные факторы, влияющие на состояние обменных процессов в агроэкосистемах
К естественным факторам, влияющим на состояние обменных процессов в агроэкосистемах, относится естественный биоэнергетический потенциал биосферы, включающий естественное производство биомассы за счёт превращения различных источников энергии в рамках круговорота вещества в атмосфере, гидросфере, литосфере с непременным участием живого вещества.
Под биоэнергетическим потенциалом биосферы необходимо понимать самоорганизованную сущность её структуры (состоящей из атмосферы, гидросферы, литосферы и живого вещества) и функции обменных процессов, способных к использованию и превращению энергии излучения Солнца, теплового поля Земли для воспроизводства условий жизни и сохранения биомассы. Способных находится под влиянием периодических гравитационных возмущений Луны (приливная деятельность), периодических процессов активизации земной коры (вулканическая деятельность), под влиянием климатических особенностей обменных явлений, определяющих непостоянство влажности в атмосфере Земли и т.д. Эти периодически зарегулированные явления в биосфере выступают, своего рода, стимулирующими явную (теплообмен, гравитационные возмущения со стороны нашего спутника) и скрытую (вулканизм) периодичность флуктуации обменных явлений, стоящих на пути достижения равновесности системы биосферы и её подсистем.
Естественные обменные движения - постоянно действующие. Зарегулированы естественными периодическими и квазипериодическими явлениями обмена веществом, энергией и информацией в структуре и функции биосферы. Хозяйственная деятельность человека не способна ни изменить их, ни отменить. Она способна лишь повлиять на их скорость протекания в локальном и региональном плане.
К антропогенным факторам, влияющим на состояние обменных процессов в агроэкосистемах, относятся случайные и квазипериодические процессы, определяющие потребность человека в сохранении и воспроизводстве биомассы (животного и растительного происхождения):
- агротехнические и защитные мероприятия (обработка почвы, мелиорация, лесозащитные насаждения и т.д.);
- строительство и обслуживание гидротехнических сооружений для ведения сельского хозяйства;
- мероприятия по выращиванию и обслуживанию аквакультур;
- охота, рыболовство и обслуживание этой сферы производства и обработки продукции;
- создание и обслуживание заказников, заповедных зон, аборигенных экосистем для сохранения биоразнообразия;
- агробиологические стимуляторы роста и защиты растений;
- селекция растений и животных;
- создание условий функционирования перерабатывающих производств сельхозпродукции;
- формирование сбросов, выбросов, захоронение, переработка, утилизация отходов;
- создание инфраструктуры, обеспечивающей жизненно необходимые условия комфортного существования человека и всей системы АПК;
- обслуживание рынка сельхозпродукции со всеми последствиями давления на окружающую среду.
Антропогенные факторы, влияющие на состояние обменных процессов, зависят только от воли и потребности человека получать необходимые и жизненно важные для его существования и развития биоресурсы. Они являются возмущающими внутренними (не внешними!) факторами состояния обменных процессов в биосфере и определяются зарегулированной периодичностью воспроизводства биомассы. При этом в рамках действия закона приспособительности существование агроэкосистем, агроценозов сопровождается возрастающим потенциалом давления на них со стороны приспособившихся живых организмов (вирусов, бактерий, животных и растений) к сосуществованию с человеком, благодаря тому же принципу динамического равновесия, но уже в биологических системах. То есть хозяйственная (агрохозяйственная) деятельность человека локально и регионально определяет условия выживания тех биоценозов, которые вопреки желанию человека находят нишу своего существования и потенциальной экспансии на агроценозы и агроэкосистемы. Мало того, агроэкосистемы создают условия для процветания биоценозов, которые в естественных услови-
ях борьбы за существование не могут достигать того расцвета численности, которое им обеспечивает агросфера. Это не противоречит закону сохранения постоянства биомассы в биосфере. Только это постоянство обеспечивается замещением одних биотопов другими, одних биоценозов другими, естественных экосистем агроэкосистемами. Но по отношению к естественным экосистемам агроэкосистемы - временные явления в биосфере и появились только с неолита. А это очень малый промежуток времени по сравнению с временем существования биосферы (всего 3,6 10 часть её).
Ограничения в развитии и использовании агроэкосистем
Современные исследования не указывают на то, какие ограничения в развитии и использовании человеком агроэкосистем могут существовать. Эту оценку можно дать лишь: относительно потребности человека в биопродукции во времени и возможности биосферы поддерживать условия существования жизни на Земле.
В рамках этих рассуждений, опираясь на работу [10], доказывающую неспособность хозяйственной деятельности человека изменить структуру и функции биосферы, повлиять на её биоэнергетический потенциал, можно принять за аксиому, что биосфера способна поддерживать жизнь неограниченно долго по отношению к тому или иному биологическому виду (включая и человека), существующему на Земле.
Что касается потребности человека в биопродукции для поддержания условий своего существования, то это зависит от численности населения и от технологий, которыми может овладеть человек.
Концепция перенаселённости, планеты не имеет строгих научных обоснований, поскольку известные публикации утверждают возможность достижения стабилизации численности населения на уровне 13,4 млрд человек к 2135 г. [11]. Дальше произойдёт или спад численности населения или его численность окажется вблизи постоянной величины.
Другие исследования указывают на то, что численность населения может достичь стабилизации на ещё более низком уровне [12] и гораздо быстрее.
Предельные возможности воспроизводства биомассы хозяйственной деятельностью человека опираются только на его потребность в биопродукции. И как показывают расчёты разных исследователей, включая Д.И. Менделеева, опирающегося на возможности достижения органической химии, биосферный биоэнергетический потенциал способен прокормить население в 100 млрд человек. Так что, в рамках рассматриваемых проблем агроэкологии, ни одно из упомянутых выше ограничений не способно спровоцировать ни демографический кризис
от нехватки продовольствия, ни какой-либо экологический кризис, связанный, например, с давлением агросферы на экосферу Земли.
Проблема отношений агроэкосистем с естественными экосистемами в рамках синергизма обменных процессов в биосфере
Принято считать, что в естественных экосистемах по сравнению с агроэкосистемами степень замкнутости процессов минерализации органического вещества (степень замкнутости минеральных элементов) выше. Практически все элементы обращаются по замкнутому циклу с учётом потери части биомассы за счёт использования её хозяйственной деятельностью человека. В агроэкосистемах утверждается, что замкнутость их считается низкой, поскольку осуществляется процесс выноса значительного количества произведённой биомассы из оборота замкнутого цикла естественных экосистем.
Парадокс заключается в том, что биосфера в целом может рассматриваться (по отношению к круговороту вещества, энергии и информации, аккумулированной в продуктах жизнедеятельности человека) практически замкнутой системой. Поскольку потребляемое и произведённое хозяйственной деятельностью органическое вещество входит в замкнутый цикл круговорота углерода, за исключением некоторых лёгких газов (водорода и гелия), в производстве которых доля хозяйственной деятельности несоизмеримо ниже естественных процессов дегазации Земли. другими словами, можно утверждать, что производимая биомасса на основе агроценозов в агросфере и потребляемая часть биомассы естественных сред (дикой природы) возвращается в экосферу посредством обменных процессов и круговорота вещества, а именно:
1. Известные обратимые циклы углерода, кислорода, воды зарегулированы круговоротом их в системе производства биопродукции и разложения её (минерализации);
2. Следовательно, ни о какой речи об изымании органического вещества из экосферы не может идти. Этого не происходит в условиях замкнутого цикла круговорота вещества, энергии и информации;
3. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения (минерализации) и рассеяния в известных геохимических замкнутых циклах биосферы возвращается в воду и почву со стоком;
4. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3.6108 т. Почвенный же покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом;
5. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фитопродукции и зоомассы. Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного баланса земной поверхности, который определяет многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.
Таким образом, агроэкосистемы по сравнению с естественными экосистемами можно считать временно более закрытыми по сравнению с естественными экосистемами. Но они не могут быть изолированы от естественных процессов, протекающих в биосфере в целом и поэтому, по своей сути, являются такими же открытыми системами, где происходят естественные обменные процессы веществом, энергией и информацией.
Считающийся замедленным круговорот вещества и энергии в агросфере также представление, как нам кажется, не состоятельное. Поскольку мы уже показали, что хозяйственная деятельность человека (в рамках закона динамического равновесия, действия принципа Ле Ша-телье-Брауна) медленно протекающие обменные процессы переводит в быстропротекающие. И агроэкосистемы в агросфере просто обязаны обладать открытостью для обменных процессов тем больше, чем выше будут осуществляться энерговложения, вещественные вложения в почву в рамках соблюдения научно обоснованных норм внесения удобрений, пестицидов и т.д.
Если бы процесс в агросфере оказался незамкнутым, то давно уже человеческая цивилизация столкнулась с проблемой производства продовольствия и погрязла бы в смердящих отходах. Но наука и технологии устойчивого функционирования агросферы доказали способность воспроизводства биомассы на уровне возникающих потребностей человека, сохраняя при этом среду обитания таковой, в которой средняя продолжительность жизни людей неуклонно возрастает почти в пропорциональной зависимости от уровня образованности, культуры и владения технологиями.
Агросфера не может быть отделена от экосферы искусственно и может быть управляема с позиции знания законов самоорганизации в естественных экосистемах. Именно это доказали успехи «зелёной революции» и прогнозы Римского клуба оказались неверными в решении проблем дальнейшей обеспеченности продовольствием и чистой средой населения планеты. Именно на основе здравого смысла и оптимизма современная управленческая элита пришла к необходимости достижения условий устойчивого развития.
Агросфера также не может быть источником экологических проблем, поскольку решает вопросы комфортного и сытого существования человека в биосфере. Это главный источник систематического повышения средней продолжительности жизни людей. А источником экологических проблем является не агросфера как таковая, а нерадивое отношение к хозяйству. Это особенно хорошо видно на примере сохранности и воспроизводства качества почвы в тех АПК, где не говорят о деградации земель, а если способствуют улучшению качества земли, то она платит за это устойчивыми урожаями вне зависимости от погодных условий. Это доказали в последние два десятилетия аграрники Юга России, включая и Ростовскую область.
Литература
1. Бахтизин Н.Р., Миркин Б.М., Хазиев Ф.Х. Концепция развития сельского хозяйства Башкортостана // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1993.
2. Игнатов В.Г., Кокин А.В. Регион: теория и практика устойчивого развития. М., 1998.
3. Игнатов В.Г., Кокин А.В. Пути обеспечения региональной экологической безопасности в сбалансированном природопользовании // Государственное и муниципальное управление. Ученые записки СКАГС. 2002. № 2. С. 17-27.
4. Пиковский Ю.И. Способность почв к самоочищению от углеводородов // Природные ресурсы и экология России. М., 2002.
5. Алабина И.О., Кречетов П.П. Потенциальная способность почв к самоочищению // Природные ресурсы и экология России. М., 2002.
6. Саймон Д. Неисчерпаемый ресурс / Перев. с англ. Челябинск. 2007.
7. htt://euobserver.com/9/27399.
8. Кокин А.В. Ассимиляционный потенциал биосферы. Ростов н/Д., 2005.
9. Стратегия и проблемы устойчивого развития России в XXI в. / Под ред. А.А. Гринберга, В.И. Данилова-Данильяна и др. М., 2002.
10. Кокин А.В., Кокин А.А. Современные экологические мифы и утопии. СПб., 2008.
11. Капица С.П. Феноменологическая теория роста населения Земли // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. № 1.
12. Кокин А.В. Проблемы управления народонаселением планеты (или демографическая преисподняя) // Государственное и муниципальное управление. Ученые записки СКАГС. 2004. № 3-4. С. 5-22.
