Сайт геолого-географического факультета ДНУ

ЗАМИКАННЯ АГРОГЕОСИСТЕМ ЯК ОДИН ЗІ СПОСОБІВ НАРОЩУВАННЯ ЇХ СТАЛОСТІ І ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ

Метою проведеного дослідження є виявлення можливих підходів і принципів до оптимізації роботи сільськогосподарських підприємств з метою нарощування сталості їх функціонування та виробничої ефективності.

Об’єктом дослідження у роботі виступає геосистема, яка реалізується у формі окремого сільськогосподарського підприємства, котре веде аграрну діяльність на обмеженій ділянці денної поверхні. Водночас вона сама виступає як складова функціональної структури геопростору, котрий складається з геосистем різних просторово-часових масштабів та рівнів організації.

Загалом слід зазначити, що агрогеосистеми є складними динамічними системами, що здатні до самооорганізації. Тому загальним підходом до їх вивчення має бути системний, а вірніше еволюційно-синергетичний підхід. Мова йде про відкриті системи, чутливі до зміни параметрів середовища, в межах якого вони діють. Потоки речовини, енергії та інформації на їх входах і виходах не є константними через використання ресурсів самою системою, до того ж з різною інтенсивністю і у різних режимах.

То ж спробуймо виявити структуру агрогеосистеми та механізми, котрі діють усередині неї, а також характерні риси середовища у межах якого діє агрогеосистема шляхом порівняння її з природною біотизованою геосистемою.

Основою функціонування будь-якої агрогеосистеми складає біотизована геосистема, котра включає біотичні компоненти, що організовані у геокомплекс, теж біотизований. Геокомплекси, що відповідають природним біотизованим геосистемам відомі як біогеоценози. Це - відкриті системи, що проявляються через певні зміни енергії і речовини середовища. Вони не лише здатні відчувати і відслідковувати зміни речовинних, енергетичних та інформаційних характеристик середовища, але й відбирати з власного набору станів ті варіанти поведінки, завдяки яким вони зможуть найбільш адекватно вписатись у змінене середовище і реалізувати їх. Тим самим їм вдається адаптуватися до змін мінливого середовища і, водночас, еволюціонувати у бік більш складних форм. Тобто має місце процес обробки інформації про стан довкілля (реалізується функція інформаційної машини) та зіставлення її з внутрішнім полем можливих станів, що веде до вибору моделі поведінки, адекватної вимогам довкілля та внутрішнім вимогам самої геосистеми. Надалі ці системи саморегулюються і самостабілізуються завдяки механізму гармонізації позитивних і негативних зворотних зв’язків.

Найбільш важливою складовою біотизованої геосистеми є підсистема „ґрунт – рослинний покрив”. Між цими двома складовими існує тісний взаємозв’язок, у якому ведуча роль належить рослинності, бо саме вона є головним джерелом органіки у ґрунтах, а біогеохімічний круговорот речовини відбувається перш за все через рослини. Рівень замкненості за деякими елементами у таких геосистемах сягає 75%, що забезпечує відносно високу сталість ґрунтово-рослинного комплексу у його субтермінальному стані. Природні біотизовані геосистеми мають цілий набір механізмів, що забезпечують їх стабілізацію. Прикладами можуть слугувати азотний цикл, регулювання життєвості у рослин, діяльність мікроорганізмів та грибів.

В результаті аграрної діяльності людини й без того надскладні біотизовані геосистеми отримують додаткові ступені свободи. Тому агрогеосистему можемо визначити як різновид антропізованих геосистем, що виникає в умовах розвитку аграрної діяльності. Її відмінністю є те, що підчас її виникнення природний режим суттєво змінюється під впливом господарських заходів, тобто стає в значній мірі штучним. Отже, під агрогеосистемою будемо розуміти таку геосистему, яка формується аграрною діяльністю людини. Слід відзначити, що функціональний режим таких геосистем визначається як впливом природного середовища, так і характером (в тому числі організацією) цієї діяльності. Це означає, що, принаймні, на певних етапах свого становлення агрогеосистема повністю втрачає ті природні механізми самовідчуття, самоорганізації, самоадаптації до мінливих умов довкілля, функцію інформаційної машини, які є властивими природним біотизованим геосистемам. Відбувається суттєва зміна як рослинного покриву, який стає, у більшості випадків, одновидовим і максимально однорідним у генетичному відношенні, так і ґрунтової підсистеми, яка стає значно більш однорідною у просторі і суттєво трансформованою: це вже так звані агроґрунти. Цьому сприяють різні агрозаходи, в першу чергу розорювання. Все це має вести до суттєвого зменшення їх сталості, що й насправді має місце.

В той же час саме режими природних біотизованих геосистем залишаються основою функціонування таких геосистем. Більше того, порушення сталості стимулює еволюцію таких геосистем до більш складних варіантів, які дозволяють так чи інакше компенсувати втрачені механізми саморегуляції та самоорганізації. Але вони вже

мають бути пов’язані з діями людини, що мають направлений характер. Це означає, що людська спільнота є дуже важливою складовою будь-якої агрогеосистеми.

Оскільки агрогеосистема формується внаслідок аграрної діяльності, вона функціонує (принаймні, на сучасному етапі) всередині іншої – мінерально-біотизованої – геосистеми більш високого топологічного рангу. Це означає, що аграрна діяльність просто певним чином змінює режим функціонування такої геосистеми, тобто вона має бути більш локалізованою і організованою для того, щоб більш-менш стало функціонувати у складному середовищі. Серед головних складових такого середовища виділимо наступні: едафічне середовище, що являє собою сукупність умов живлення рослин; кліматичне середовище, котре визначає можливості росту певних видів рослин; антропне середовище, котре виступає організуючою ланкою в агрогеосистемі та соціально-економічне середовище, яке є зовнішнім по відношенню до агрогеосистеми, однак впливає на неї через зміни в кон'юнктурі ринку агропродуктів.

Отже, першим з питань, пов’язаних з виникненням агрогеосистеми, слід вважати замикання потоків речовини. Тому в агрогеосистемах, як якісно нових утвореннях, ця функція має відійти до людини. На сьогодні вже нагромаджено певний науковий і господарський досвід стосовно управління потоками мінеральної речовини (наприклад у галузі запобігання несприятливим рельєфоуворюючим процесам). Однак напрацювання у напрямку управління антропогенними потоками біогенної речовини не є такими розвиненими. Разом з тим саме ця складова круговороту біогенної речовини виступає чи не найважливішою. Адже вона так само, як і в природних біотизованих геосистемах, є відповідальною за сталість грунтово-рослинної підсистеми, котра виступає основою сільськогосподарського виробництва. З причини надмірного вилучення біомаси під час збору врожаю баланс гумусу у ґрунті виявляється явно від'ємним, що веде до суттєвого зменшення сталості ґрунтово-рослинної підсистеми, а разом з тим і врожайності сільськогосподарських культур. З метою забезпечення бездефіцитного балансу гумусу у ґрунті пропонується створення штучного гумусогенеруючого циклу у складі сільськогосподарських підприємств. Його виникнення нерозривно пов’язано з корекцією структури тваринницької ланки господарства, а особливо поголів’я великої рогатої худоби, що є основним джерелом перегною у господарстві. А також зміною структури сільськогосподарських угідь з переведенням їх частини в режим природного функціонування. Тим самим передбачається досягнення принаймні двох цілей: з одного боку частина земель, що будуть переведені у природний режим функціонування створять екологічний каркас території, а з іншого - за допомогою управлінських рішень людини відбудеться вихід агрогеосистеми на оптимальну просторову структуру. Реформування сільськогосподарських підприємств і створення штучного гумусогенеруючого циклу неодмінно позначаться на економічних показниках їх функціонування. Зараз існує лише кілька авторських робіт пов’язаних з вивчення економічних механізмів відтворення родючості ґрунтів. Надалі це питання потребує більш детального вивчення.

Такі суттєві зміни у характері функціонування господарства потребуватимуть як високої наукової підготовки подібних проектів їх оптимізації, так і надзвичайно кваліфікованої підготовки працівників, при цьому не лише керівної, а і середньої та нижчої ланок.