CC BY
0УДК 631/635; 502/504; 911
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1354-1357
НАШИ СТЕПИ И ДРУГИЕ ТРАВЯНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ В БИОСФЕРЕ И НООСФЕРЕ
OUR STEPPES AND OTHER GRASS ECOSYSTEMS IN THE BIOSPHERE AND
NOOSPHERE
Трофимова Л.С.1, 2 Trofimova L.S.1, 2
:ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса, Лобня, Московская обл., Россия
2Российская экологическая аадемия, Москва, Россия 1Federal Williams Research Center of Forage Production & Agroecology, Lobnya, Moscow region, Russia
2Russian Academy of Ecology, Moscow, Russia
E-mail: 1viktrofi@mail.ru, 2info@rosekoakademia.ru
Аннотация. Выдающийся ученый В.И. Вернадский внёс глубокое экологическое содержание в понятия биосферы и ноосферы. Биосфера - это главная производительная сила на Земле. Ресурсы биосферы создаются всеми живыми организмами, в том числе и в процессе сельскохозяйственной деятельности человека. Важнейшей частью их являются степи и другие травяные экосистемы, которые в наибольшей степени используются в сельскохозяйственной деятельности. Исключительная роль в биосфере принадлежит зелёным растениям, которые улавливают солнечную энергию в процессе фотосинтеза и поддерживают газовый состав атмосферы. Ими создаётся почти вся биомасса биосферы. Среди наземных экосистем биосферы травяные (лугопастбищные) экосистемы занимают первое место по площади - 42*106 км2. Возделываемые земли занимают в 3 раза меньшую площадь. В перспективе взаимодействие человека с окружающей природной средой в процессе сельскохозяйственной деятельности не должно создавать условия, приводящие к деградации биосферы. Рационально организованное природопользование создаёт необходимые условия для коэволюции природы и общества. Немаловажно применять адаптационные «природоподобные» технологии. Человек в своей деятельности должен следовать природным закономерностям и не нарушать законы биосферы.
Ключевые слова: растения, почвы, рациональное природопользование.
Abstract. The outstanding scientist V.I. Vernadsky introduced a deep ecological content into the concepts of the biosphere and the noosphere. The biosphere is the main productive force on Earth. The resources of the biosphere are created by all living organisms, including in the process of human agricultural activity. The most important part of them are steppes and other grass ecosystems, which are most used in agricultural activities. An exceptional role in the biosphere belongs to green plants, which capture solar energy during photosynthesis and maintain the gas composition of the atmosphere. They create almost the entire biomass of the biosphere (about 99%). Among the terrestrial ecosystems of the biosphere, grass (grassland) ecosystems occupy the first place in area - 42*106 km2. Cultivated lands occupy 3 times less area. In the long term, human interaction with the natural environment in the process of agricultural activity should not create conditions leading to degradation of the biosphere. Rationally organized environmental management creates the necessary conditions for the co-evolution of nature and society. It is important to apply adaptive "nature-like" technologies. A person in his activity must follow natural laws and not violate the laws of the biosphere.
Key words: plants, soils, environmental management.
Биосфера - это главная производительная сила на Земле. Ресурсы биосферы создаются всеми живыми организмами, в том числе и в процессе сельскохозяйственной деятельности человека. Степи, которые в наибольшей степени подвержены сельскохозяйственной деятельности, представляют собой важнейший компонент биосферы.
Исключительная роль в биосфере принадлежит зелёным растениям, которые улавливают солнечную энергию в процессе фотосинтеза и поддерживают газовый состав атмосферы. Ими создаётся и почти вся биомасса биосферы. В ходе длительной эволюции биосфера приобрела сложную структуру, разнообразие, обеспечивающие её устойчивость и развитие [1, 2].
Травяные экосистемы представляют собой важный компонент биосферы (по площадям, автотрофности, продуктивности), важную составную часть в инфраструктуре агроландшафта (ландшафтостабилизирующую, почво- и средоулучшающую), неисчерпаемый, воспроизводимый, автотрофный устойчивый ресурс (энергетический, кормовой).
Среди наземных экосистем биосферы травяные (лугопастбищные) экосистемы, по расчётам Ю. Одума (1975), занимают первое место по площади - 42*106 км2. Возделываемые земли занимают в 3 раза меньшую площадь [3].
Общая валовая продукция травяных (лугопастбищных экосистем), по Ю. Одуму, составляет 10,5*1016 ккал/год. По ее производству они занимают второе место среди наземных экосистем биосферы после влажных тропических лесов. Возделываемые земли производят на 20% меньший объем валовой продукции.
Кормовые угодья (травяные экосистемы) играют важнейшую роль в повышении продуктивности и устойчивости сельского хозяйства, рациональном природопользовании, обеспечении продовольственной безопасности России. Являясь одним из основных компонентов биосферы, они выполняют важнейшие продукционные, средостабилизирующие и природоохранные функции в агроландшафтах и оказывают значительное влияние на экологическое состояние территории страны, способствуют сохранению и накоплению органического вещества в биосфере.
Общее количество всей биомассы в биосфере составляет 800 млрд т. Ежегодно возобновляемой биомассы - 200 млрд т. По энергетическому содержанию это в 10 раз превышает количество всей используемой человеком энергии. Травяные экосистемы (луга и пастбища) производят 1/5 часть этой энергии [3-7].
Валовая первичная продуктивность травяных (лугопастбищных) экосистем составляет 2500 ккал/м2 в год, обрабатываемых земель в 2 раза меньше (таблица 1) [3].
Таблица 1
Оценки валовой первичной продукции (за год) всей биосферы и распределение этой продукции между основными экосистемами (по Ю. Одуму, 1975)
Валовая Общая
Экосистемы Площадь, 106км2 первичная продуктивность ккал/(м2год) валовая продукция, 1016ккал/год
Морские
Открытый океан 326,0 1000 32,6
Прибрежные воды 34,0 2000 6,8
Районы подъема холодных вод 0,4 6000 0,2
Эстуарии и рифы 2,0 20000 4,0
Промежуточный итог 362,4 — 43,6
Наземные
Пустыни и тундры 40,0 200 0,8
Луга и пастбища 42,0 2500 10,5
Сухие леса 9,4 2500 2,4
Бореальные хвойные леса 10,0 3000 3,0
Возделываемые земли (без
энергетических затрат или с небольшими затратами) 10,0 3000 3,0
Влажные леса умеренной зоны 4,9 8000 3,9
Механизированное сельское хозяйство 4,0 12000 4,8
Влажные тропические и субтропические (широколиственные вечнозеленые) леса 14,7 20000 29,0
Промежуточный итог 135,0 - 57,4
Вся биосфера (округленные цифры, без учета полярных ледниковых шапок) 500,0 2000 100,0
Академик В.И. Вернадский утверждал также, что «Почва - источник жизни растительного и животного мира и основа биосферы». Академик Н.Н. Моисеев развивал его мысль и дополнял, что «Почва - это основа биосферы, а ее плодородие - основа благополучия человечества» [2, 8].
Воздействие человека на биосферу уже около 200 лет осуществляется настолько масштабно, что стало сопоставимо с масштабами геологических процессов. В результате распашки земель, эрозии и дегумификации почв, засух и опустынивания, загрязнения биосферы химикатами (удобрениями, пестицидами), промышленными и сельскохозяйственными стоками, сжигания огромных количеств органического топлива возникла проблема охраны биосферы.
Однако взаимодействие человека с окружающей природной средой в процессе сельскохозяйственной деятельности не должно создавать условия, приводящие к деградации биосферы.
Стихийному воздействию человека на природу противопоставлено разумное отношение к её использованию, которое нашло выражение в учении о ноосфере, или сфере разума. В.И. Вернадский считал ноосферой качественно новый этап развития биосферы, разумно регулируемой человеком так, чтобы возрастающие потребности общества гармонично сочетались с сохранением и умножением природных ресурсов [2, 6].
Огромное влияние на В.И. Вернадского, великого ученого планетарного масштаба, оказали его великие учителя - Д.И. Менделеев и В.В. Докучаев. Системный подход к изучению природы и разработка В.В. Докучаевым учения о почвах стали для В.И. Вернадского основой для разработки учения о биосфере и ноосфере. От кристаллографии, минералогии, химии творчество В.И. Вернадского было направлено на изучение почв, роли живого вещества в геохимических циклах биосферы и преобразовании ее в ноосферу. Учение В.И. Вернадского о живом веществе, биосфере и преобразовании ее в ноосферу во многом определили развитие рационального природопользования, сохранения наших земель и плодородия почв [9-11].
Сельское хозяйство является первым по необходимости среди всех видов деятельности, осуществляемой человеком. В отличие от других сфер материального производства сельское хозяйство ведётся на огромной площади и территориально рассредоточено. В нём используются земля (как основное средство производства), свет, тепло, вода, удобрения и живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).
В настоящее время для сельскохозяйственной деятельности в мире используется около 1,5 млрд га. В результате деградации за всю историю сельского хозяйства на планете превращены в бросовые около 2,5 млрд га земель. По прогнозам ООН к 2050 г. биосфера потеряет еще около 0,8 млрд га земель, если человек будет вести свою сельскохозяйственную деятельность так же, как он это делает сейчас.
В мире за последние 50 лет по выводам отчета Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES): % наземной среды значительно изменены человеком; более 1/3 поверхности суши и % запасов пресной воды используется на сельское хозяйство; в 3 раза увеличилось производство сельхозпродукции; стоимость ее производства увеличилась в 4 раза; общая продуктивность земной поверхности снизилась на 23%; фитосанитарная обстановка ухудшается, что приводит к увеличению нагрузки ядохимикатов на экосистемы.
Доклад IPBES при ООН составлен 145 экспертами из 50 стран на протяжении 3 лет, в соавторстве с ещё 310 учеными, и оценивает изменения, произошедшие с экологией планеты за последние 50 лет, чтобы получить наиболее полную картину взаимоотношений между путями экономического развития и их воздействием на окружающую среду [7, 12].
По данным IPBES, «приблизительно 25% выбросов парниковых газов в мире являются результатом расчистки земель, возделывания сельскохозяйственных культур и внесения удобрений, а на долю производства животноводческих продуктов приходится 75%. Интенсифицированные системы землепользования существенно повысили продуктивность растениеводства и животноводства во многих регионах мира, но при ненадлежащем управлении они могут способствовать усиленной деградации земель, включая эрозию почв, утрату плодородия, чрезмерное извлечение грунтовых и поверхностных вод, засоление и эвтрофикацию водных систем. Эрозия и выщелачивание под воздействием сельскохозяйственных химикатов вследствие ненадлежащего управления землепользованием имеют значительные последствия для водно-болотных угодий, речных систем, прибрежных вод и грунтовых вод за пределами пораженных районов».
Бесхозяйственное отношение к земле, истощительное природопользование в сельском хозяйстве наблюдается и в нашей стране. Нет контроля, отсутствует ответственность за деградацию земель на государственном, региональном и хозяйственном уровнях.
В перспективе взаимодействие человека с окружающей природной средой в процессе сельскохозяйственной деятельности не должно создавать условия, приводящие к деградации биосферы. Рационально организованное природопользование создаёт необходимые условия для коэволюции природы и общества. Немаловажно применять адаптационные «природоподобные» технологии. Человек в своей деятельности должен следовать природным закономерностям и не нарушать законы биосферы [1, 4, 8-25].
Список литературы
1. Снакин В.В. Экология, глобальные природные процессы и эволюция биосферы. Энциклопедический словарь. М.: Издательство Московского университета, 2020. 528 с.
2. Вернадский В.И. Избранные сочинения. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1954. 696 с.
3. Одум Ю. Основы экологии. Пер. с 3-го англ. изд. М.: Мир, 1975. 742 с.
4. Моисеев Н.Н. Коэволюция природы и общества // Экология и жизнь. 1997. Январь-август. С. 4-7.
5. Моисеев Н.Н. Современное естествознание и проблемы взаимодействия Природы и общества // Экология и жизнь. 2007. № 8. С. 10-14.
6. Они открывали Землю! Вернадский Владимир Иванович. URL: http://i.geo-site.ru/node/24 (дата обращения 15.12.2023).
7. Доклад о глобальной оценке биоразнообразия и экосистемных услуг URL: https://www.cbd.int/doc/c/7100/ffe3/20e098bf5383331384f22199/sbstta-23-02-add1-ru.pdf (дата обращения 25.12.2023).
8. Моисеев Н.Н. Экология человечества глазами математика. М.: ЛЕНАНД, 2022. 256 с.
9. Осипов В.И., Аксютин О.Е., Ишков А.Г., Грачёв В.А. Взаимодействие человека с природной средой - важнейший фактор существования цивилизации. Итогам года экологии в России посвящается // Вестник Российской академии наук. 2018. Т. 88. № 2. С. 99-106.
10. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В трех томах. Т. I. М.: Изд-во Агрорус, 2008. 816 с.
11. Трофимова Л.С., Трофимов И.А., Яковлева Е.П. Значение, функции и потенциал кормовых экосистем в биосфере, агроландшафтах и сельском хозяйстве // Адаптивное кормопроизводство. 2010. № 3. С. 23-28.
12. Доклад IPBES по оценке ситуации с биоразнообразием и экосистемными услугами в мире
URL: https://www.pf.team/articles/ipbes%253a-set%2527-zhizni-planety-pod-ugrozoi_bXEmZdRm (дата
обращения 29.12.2023).
13. Они открывали Землю! Докучаев Василий Васильевич. URL: http://i.geo-site.ru/node/203 (дата обращения 11.12.2023).
14. На грани истощения. Почвенные ресурсы России используют неразумно. URL: https://poisknews.ru/magazine/12970 (дата обращения 11.12.2023).
15. Жученко А.А. Адаптивная стратегия устойчивого развития сельского хозяйства России в XXI столетии. Теория и практика. В 2-х томах. М.: Изд-во Агрорус, 2009-2011. Т. I. 816 с.; Т. II. 624 с.
16. Оптимизация структуры земельного фонда и развитие сети ООПТ в степной зоне России / Под научной ред. академика РАН А.А. Чибилёва. Оренбург: ИС УрО РАН, 2016. 212 с.
17. Чибилев А.А. Степная Евразия: проблемы идентификации мегарегиона и сохранения ключевых ландшафтных территорий // Проблемы региональной экологии. 2015. № 3. С. 191-198.
18. Добровольский Г.В. Деградация почв - угроза глобального экологического кризиса // Век глобализации. 2008. № 2. С. 54-65.
19. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. «Тихий кризис» агроландшафтов Центрального Черноземья // Земледелие. 2014. № 1. С. 3-6.
20. Рациональное природопользование и кормопроизводство в сельском хозяйстве России / В.М. Косолапов, И.А. Трофимов, Л.С. Трофимова, Е.П. Яковлева. М.: РАН, 2018. 132 с.
21. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Лебедева Т.М., Яковлева Е.П. Агроландшафтно-экологическое районирование и оптимизация агроландшафтов Поволжского экономического района // Поволжский экологический журнал. 2005. № 3. С. 292-304.
22. Практическое руководство по ресурсосберегающим технологиям и приемам улучшения сенокосов и пастбищ в Волго-Вятском регионе / Кутузова А.А., Зотов А.А., Тебердиев Д.М., Косолапов В.М., Трофимов И.А., Привалова К.Н., Трофимова Л.С., Кулаков В.А., Проворная Е.Е., Родионова А.В., Жезмер Н.В., Яковлева Е.П., Седова Е.Г., Каримов Р.Р., Благоразумова М.В., Алтунин Д.А., Степанищев И.В., Лысиков А.В., Шевцов А.В., Фигурин В.А. и др. М.: Типография Россельхозакадемии, 2014. 75 с.
23. Каштанов А.Н. Земледелие. Избранные труды. М.: Россельхозакадемия, 2008. 685 с.
24. Оценка опустынивания земель России / Трофимов И.А., Шамсутдинов З.Ш., Орловский Н.С., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П., Шамсутдинова Э.З. Кормопроизводство. 2010. № 7. С. 3-6.
25. Трофимов И.А. Стратегия и тактика степного природопользования XXI века // Проблемы региональной экологии. 2000. № 4. С. 56-64.
