Методи інтегральної оцінки функціонального стану агроекосистеми
Для оцінки функціонального стану агроекосистеми застосовуються наступні прості і комплексні параметри:
1) запас живої біомаси (г/м2, т/га);
2) запас мертвої органічної речовини (мортмаса);
3) інтегральна характеристика структури органічної речовини екосистеми або співвідношення запасів гумусу, фітомаси, зоомаси і біомаси мікроорганізмів;
4) швидкість відтворення органічної речовини як відношення величини первинної продукції до запасу живої фітомаси (%);
5) опад (г/м2, т/(га рік)) – кількість органічної речовини, поміщена у всіх щорічно відмираючих частинах рослин (наземних і підземних). У агроекосистемі опадом є пожнивно-кореневі рештки.
6) дійсний приріст (т/га в рік) - кількість органічної речовини, що залишається в біоценозі у результаті річного приросту за вирахуванням опаду;
7) швидкість загального обороту органічної речовини або відношення величини запасу живої і мертвої органічної речовини; цей показник дозволяє виділити ступінь рухомості органічної речовини при трансформації продукції.
8) швидкість деструктивних процесів - відношення щорічного надходження мортмаси до її запасу.
Для агроекосистеми в умовах техногенного забруднення використовуються додаткові показники:
1) річне накопичення хімічних елементів (кг/(га рік)) біотичної компоненти;
2) річне повернення хімічних елементів з опадом (кг/(га рік)).
Для інтегральної оцінки функціонального стану АЕС використовують фізичні, хімічні, та біологічні методи. Біологічні методи є найбільш чутливими, характеризують інтегральне фізіологічне пригнічення (стимулювання) біоти в системі «грунт –рослина».
Біологічні методи оцінки реалізуються в системі біомоніторингу.
Біомоніторинг – система спостережень, оцінки і прогнозу змін стані біологічних систем в умовах антропогенного впливу.
Біомоніторинг здійснюють двома шляхами (методами) – методом біоіндикації та методо біотестування.
Біонідикатор– група особин одного виду чи угруповання, яка живе в умовах досліджуваного середовища, за наявністю, станом чи поведінкою яких роблять висновки про зміни у навколишньому середовищі, у тому числі і про присутність чи концентрацію забруднювачів.
Основним завданням біоіндикації є розрабка методів та критеріїв, котрі могли б адекватно відображати рівень антропогенного впливу з урахуванням комплексного характеру забруднення та діагностувати ранні порушення у найбільш чутливих компонентах біотичних угруповань.
Вважається, що використання методу біоіндикації дозволяє вирішувати завдання екологічного мониторингу в тих випадках, коли сукупність факторів антропогенного тиску важко або складно вимірювати безпосередньо.
Саме такі випадки стосуються інтегральної оцінки функціонального стану агроекосистеми. Тому біоіндикація як метод біомонітрингу є незамінним.
Усі біоіндикатори підрозділяють на чотири групи:
1) ботанічні;
2) зоологічні;
3) мікробіологічні;
4) біохімічні.
Рослини зазвичай служать хорошими біоіндикаторами рівня забруднення середовища внаслідок антропогенної діяльності. Тварини цікаві як об'єкт, фізіологічно близький до людини, за їхніми реакціями можна передбачати санітарні наслідки забруднень не тільки для природи в цілому, але і для людини. Мікроорганізми – найбільш швидко реагуючі індикатори, вони краще всього підходять для екотоксикологічних експериментів.
Біотестування – метод оцінки стану навколишнього середовища за допомогою живих тест-об’єктів, які помііщають у досліджуване середовище, за реакцією який визначають рівень антропогенного навантаження.
Питання самоконтролю:
1. Охарактеризуйте поняття «стійкість АЕС, «стабільність АЕС», «стійкість агрофітоценозу» «стійкість агроландшафту». Що між ними спільного і які суттєві відмінності?
2. Як застосовується «закон внутрішньої динамічної рівноваги» для управління станом агроекосистеми?
3. Що таке «екологічна сукцесія», «сукцесійний ряд» та «дигресія»? Які спільні та відмінні риси цих понять?
4. Що таке «екологічний прорахунок». Назвіть приклади екологічних прорахунків у землеробстві України.
5. Назвіть структурні та функціональні фактори дестабілізації агроекосистеми
6. Що таке «процеси деградації ґрунтового покриву». За якими принципами вони класифікуються?
7. Назвіть ознаки, причини та передумови антропогенної дегуміфікації, агрофізичної, фізико-хімічної, ерозійної та біологічної деградації ґрунтового покриву.
8. Назвіть основні методи та показники інтегральної оцінки функціонального стану агроекосистеми.
9. Назвіть групи біоіндикаторів стану екосистеми та охарактеризуйте доцільність їхнього застосування.