Роль биотической подсистемы ПИБС. Роль - инженерной подсистемы ПИБС

Система жизни на Земле - это не совокупность произвольных видов, приспособившихся к условиям природной среды, а механизм ее управления, основанной на отобранных в процессе эволюции видах, содержащих необхо­димую для управления генетическую информацию (В. В. Горшков, В. И. Данилов-Данильян и другие).

При этом регуляция среды происходит по одному из следующих сцена­риев:
1) при случайных отклонениях параметров среды от оптимума для жизни возникает реакция сообществ экосистемы, направленная на возвращение изменившихся параметров в первоначальное состояние;

2) особи определен­ных видов с высоким потенциалом адаптации приспосабливаются к воз­мущениям среды, изменяя их и способствуя приспособлению к своему при­сутствию особей других видов, тем самым обеспечивая согласие в сообще­стве.

Это соответствует гипотезе Геи (J.E. Lovelock), по которой глобальная система жизни регулирует биосферные процессы.

Систему жизни биосферы составляют локальные биоты, базирующиеся на географической мозаике естественного растительного покрова с доминантными аборигенными видами, обладающими конкурентной способностью и высоким потенциалом адаптации. Другие виды (с ослабленным стабилизирующим отбором) выживают в сообществе только под опекой доминантных видов.

Интродуценты и генетически модифицированные виды, а также культивируемые растения (сорта и гибриды), как правило, утратили генетическую информацию о природной среде данного региона. Поэтому они выпадают из локальной естественной биоты, управляющей природной средой в данном географическом регионе. Информацией о природной среде этого региона обладают лишь аборигенные виды, участвующие в регуляции природной среды.

Управление агросредой (для повышения устойчивости и продуктивно­сти агроценозов) обеспечивает мелиоративно-организованная биота (регули­рует биомикроклимат, ветровой режим, плодородие почв, защищает их от эрозии, обеспечивает снегозадержание и т.п.).

Структура биотической подсистемы ПИБС степной зоны приведена на рисунке 8.2.

Рисунок 8.2 - Биотическая подсистема ПИБС

Мелиоративно организованная биота хотя и неустойчива и не участвует в регулировании природной среды данного региона, но совместно с локальной естественной биотой образует общие критерии устойчивости - облесенность, залуженность, распахонность территории водосбора, ландшафта.

Роль - инженерной подсистемы ПИБС. Инженерная подсистема ПИБС образована агротехнической и гидротехнической составляющей (рисунок 8.3).

Рисунок 8.3 - Инженерная подсистема ПИБС

Как следует из рисунка 8.3, в районах преимущественного проявления водной эрозии приемы агротехники направлены на задержание вод поверх­ностного стока: гребнистая вспашка поперек склонов, лункование и прерыви­сто бороздование зяби, микролиманы и другие формы искусственного микро­рельефа. Эти приемы имеют определенные недостатки (они заполняются льдом при возвращениии холода после зимних оттепелей, способствуют ла­винному сбросу задержанной воды при случайных прорывах).

Для улучшение водопроницаемости почв увеличивают глубину вспаш­ки, проводят чизелеванние или безотвальное рыхление, вносят структурообразователи, органические и минеральные удобрения. Следует помнить, что многолетняя глубокая обработка почвы приводит к минерализации гумуса, а внесение химических препаратов и минеральных удобрений не отвечает тре­бованиям органического производства продуктов питания.

Противоэрозионную. стойкость почв на склонах повышают сохранени­ем на поверхности пашни стерни и пожнивных остатков, а также - мульчиро­ванием. Следует иметь ввиду, что под соломенной и другой мульчей и пожнивными остатками почва оттаивает медленнее, а повышенные запасы снеговой воды перед весенним снеготаянием могут привести к увеличению стока. Мульча особенно эффективна в поясе ливневого стока и эрозии.

В районах ветровой эрозии для сокращения скорости ветра в призем­ном слое воздуха применяют: после уборки предшествующей культуры для рыхления поверхности - игольчатые бороны, а затем - культиваторы и плос­корезы; осенью почву обрабатывают плоскорезами - глубокорыхлителями или чизельными плугами. Весной закрытие влаги осуществляют игольчатыми боронами, а культивацию - культиваторами - плоскорезами или противоэрозионными культиваторами.

Повышение ветроустойчивости почв и снегозадержание в паровом поле проводят посевом кулис (из кукурузы или подсолнечника) с обработкой межкулисных пространств культиваторами - плоскорезами.

Использование соломенной мульчи способствует не только повышению ветроустойчивости почв, но и сохранению выпадающих осадков. Ветроустойчивость повышают внесением в почву химических препара­тов, органических удобрений.

В целом агротехническая составляющая представляет адаптационные возможности ПИБС. Гидротехническая составляющая представляет адаптирующие возмож­ности ПИБС.

Для борьбы с эрозией почв на склонах применяют системы напашных террас и валов с широким основанием, расчет которых приведен в нашем учебном пособии (В.М. Ивонин, 2004). При этом системы валов-канав В. М. Борткевича не применяют в связи с их недостатками (они выводят из оборота 25% и более площади склона и являются препятствием для сельскохозяй­ственной техники).

Водозадерживающие и водонаправляющие валы на склонах обычно применяют для предупреждения поступления поверхностного стока к верши­нам оврагов. Расчет этих сооружений известен (В. М. Ивонин, 2004).

Донные сооружения представлены быстротоками, перепадами и други­ми ГТС, которые предназначены для безопасного пропуска расходов воды в овраги и вывода потоков на их днища с характеристиками, исключающими размывы.

Запруды на днищах оврагах предназначены для предупреждения их глубинного вреза и усиления процессов аккумуляции. Характеристики дон­ных запруд и их расчеты опубликованными ранее (В. М. Ивонин, 2004).

Дамбы - перемычки применяют для отсечения врезающихся в сельско­хозяйственные угодья привершинных частей оврагов с их последующей за­сыпкой. Технологии строительства этих сооружений известны (В. М. Ивонин, 2004).