Змістовий модуль 1. Агроекосистема: особливості її структури
Та фактори функціонування
Тема 1. Вступ. Агроекологія – комплексна дисципліна та наукова основа стратегії сталого розвитку агропромислового комплексу
1.1. Мета, предмет, об’єкти, завдання та методи досліджень агроекології.
1.2. Агроекологічні основи стратегії сталого розвитку АПК.
Мета, предмет, об’єкти, завдання
та методи досліджень агроекології
Виникнення агроекології як самостійної науки зумовлено розвитком процесів деградації агросфери у зв’язку із високою інтенсифікацією сільськогосподарського виробництва, його споживацьким характером. Агроекологія є комплексною наукою, яка сформована на стиках природничих і виробничих дисциплін. Науковою основою формування агроекології був трактат А.Т. Болотова (1738 -1833) «Про удобрення земель», у якому вперше висловлена думка про мінеральне живлення рослин, що дає підставу вважати його засновником сучасної агроекології.
Агроекологія (сільськогосподарська екологія) – комплексна наукова дисципліна, яка вивчає взаємодію людини та навколишнього середовища в процесі сільськогосподарського виробництва, вплив сільського господарства на природні комплекси та їх компоненти, умови функціонування агроекосистем.
Мета агроекології – управління стійкістю гармонізованої із навколишнім середовищем агроекосистеми за принципами максимального використання її природного біоенергетичного потенціалу, збереження та відтворення природно-ресурсної бази аграрного сектору, мінімалізації його негативного впливу на навколишнє середовище задля забезпечення стійкого, високопродуктивного виробництва якісної сільськогосподарської продукції.
Агроекосистема (сільськогосподарська екосистема) – природний комплекс, трансформований сільськогосподарською діяльністю людини, представлений певним агробіогеоценозом, який характеризується порушенням трофічних зв’язків, колообігів речовини та енергії за рахунок періодичного вилучення товарної частини продукції.
Предметом вивчення агроекології є агроекосистеми різних рангів, типів, видів та їхні компоненти.
Об’єктами вивчення агроекології є системи землеробства та окремі агротехнології в контексті витрачання та відтворення природних ресурсів.
Завданнями агроекології є розробка теоретичних основ екологічно безпечного виробництва продукції рослинництва та тваринництва, формування агроландшафтів на принципах екологічної рівноваги з біосферою.
Агроекологія, як розділ екології, користується методами досліджень, які умовно поділяють на три основні групи:
1) спостереження у природі,
2) експеримент,
3) моделювання.
Спостереження в природі реалізуються через польові дослідження, експеримент – через лабораторні та польові експерименти, а моделювання – через моделі.
Під час проведення польових досліджень (спостереження у природі) агроеколог має змогу не тільки спостерігати за життєдіяльністю організмів у реальних умовах, а й широко використовувати природний і штучний експеримент, у якому організм потрапляє у незвичні (наперед прогнозовані) умови, за яких виявляє окремі особливості своєї життєдіяльності. Саме ці особливості і цікавлять дослідника, який робить висновок про результат експерименту. У польових дослідах поєднані різні типи і методи досліджень.
У лабораторних умовах часто застосовують фізіологічні та агрохімічні методи (здебільшого для вивчення відношення досліджуваного організму до абіотичних чинників).
Основою достовірності будь-яких даних є кількісні результати досліджень, які реалізуються через різні види обліку.
За рівнем точності облік поділяють на:
● суб'єктивний – приблизна оцінка чисельності організмів, виражена у невизначених термінах «багато», «середньо», «мало», або в одиницях різних шкал, балах тощо;
● об'єктивний – точна оцінка, максимально наближена до істини.
За засобами, що використовуються, виділяють два типи обліку:
● візуальний (окомірний);
● інструментальний (за допомогою приладів різних ступенів складності та точності).
За обсягом та повнотою охоплення об’єктів досліджень облік поділяють на:
● повний;
● вибірковий.
За способом охоплення об’єктів розрізняють три типи обліку: лінійний, ділянковий і об'ємний. Лінійний облік застосовують для реєстрування особин, що трапляються на маршруті, яких спостерігач визначив у межах видимості. Ділянковий – для підрахунку всіх організмів, які проживають на земній поверхні, дні водойм, паразитують на тваринах і рослинах, тощо. Об'ємний – для певної товщі шару води, грунту або інших сипучих чи рідких матеріалів.
У останні роки для вирішення агроекологічних проблем часто вдаються до методу моделювання – спрощеної імітації об’єкта, процесу чи явища за допомогою реальних чи астрактних моделей.
Реальні моделі - матеріальні копії об'єкта, процесу чи явища. У екології реальні моделі зазвичай до певної міри спрощені. Наприклад, акваріум можна розглядати як реальну модель ставка.
Ширше в екології використовують абстрактні моделі. Залежно від апарату дослідження, абстрактні моделі поділяють на вербальні, графічні і математичні.
Вербальні моделі – словесні описи елементів і процесів екосистеми. Вони не придатні для дослідження й прогнозування систем, але в самому процесі моделювання відіграють важливу роль. Чим ближча вербальна модель до реальної, тим точніше вона відображає суть екологічної системи, тим точнішими виявляються створені на її основі реальні та абстрактні моделі.
Графічні моделі – це схематичні зображення компонентів системи і зв'язків між ними.
Математичні моделі описують екологічну систему одним чи декількома математичними виразами.
Сьогодні прогресивні дослідження екосистем базуються на системній парадигмі, яка ґрунтується на системному підході. В її основу покладено вчення про системи.
Першу спробу застосування системного аналізу в природознавстві зробив основоположник генетичного ґрунтознавства В.В. Докучаєв. Вчення про системи розвинув і поглибив російський дослідник В.А. Соловйов (1982). Він охарактеризував дві основні особливості системної парадигми: моністичність, що забезпечує єдиний підхід до вивчення будь-яких природних комплексів, включаючи рослини, тварини, мікроорганізми, людину і природне середовище; системність, що подає екосистему як один із видів системи взагалі і створює умови для застосування загальної теорії систем і математичного апарату кібернетики до екологічних об'єктів.
Важливою особливістю системної організації досліджень є розгляд об'єкта, насамперед, як цілого у структурному і функціональному відношеннях з урахуванням взаємозв'язків його із оточуючим середовищем. Наступним етапом системних досліджень є поділ об’єкта на складові, виділення нехарактерних підсистем, розгляд найважливіших зв'язків і процесів у них. Це передбачає створення ієрархічних систем, причому поведінка підсистеми вищого рівня визначається вихідними параметрами, які впливають на цю систему загалом.
Так, згідно системної парадигми,сільськогосподарською екосистемою найвищого рівня вважають агросферу.
Агросфера – складова частина біосфери, яка являє собою поверхню суходолу, залучену до сільськогосподарського виробництва.
