6.2.2 Основи агроекологічного моніторингу

Агроекологічний моніторинг є важливою складовою загальної системи моніторингу і являє собою загальнодержавну систему спостережень і контролю за станом і рівнем забруднення агроекосистем у процесі інтенсивної сільськогосподарської діяльності.

Мета агроекологічного моніторингу — створення високоефективних, екологічно збалансованих агроценозів на основі раціонального використання і розширеного відтворення природно-ресурсного потенціалу, грамотного застосування засобів хімізації та ін.

Завдання агроекологічного моніторингу:

- організація спостережень за станом агроекосистем;

- одержання систематичної об'єктивної й оперативної інформації з регламентованого набору обов'язкових показників, що характеризують стан і функціонування основних компонентів агроекосистем;

- оцінка одержуваної інформації;

- прогноз можливої зміни стану даного агроценозу чи системи їх у найближчій та віддаленій перспективі;

- вироблення рішень і рекомендацій; консультації; попередження виникнення екстремальних ситуацій і обґрунтування шляхів виходу з них; спрямоване керування ефективністю агроекосистем.

Основними принципами агроекологічного моніторингу є:

1. Комплексність, тобто одночасний контроль за трьома групами показників, що відбивають найбільш істотні особливості мінливості агроекосистем (показники ранньої діагностики змін; показники, що характеризують сезонні чи короткострокові зміни; показники довгострокових змін).

2. Безперервність контролю за агроекосистемою, що передбачає строгу періодичність спостережень по кожному показнику з урахуванням можливих темпів та інтенсивності його змін.

3. Єдність цілей і задач досліджень, проведених різними фахівцями (агрометеорологами, агрохіміками, гідрологами, мікробіологами, ґрунтознавцями і т.д.) по погоджених програмах за єдиним науково-методичним посібником.

4. Системність досліджень, тобто одночасне дослідження блоку компонентів агроекосистеми: атмосфера — вода — ґрунт — рослина — тварина — людина.

5. Вірогідність досліджень, яка передбачає, що точність їх повинна перекривати просторове варіювання, супроводжуватися оцінкою вірогідності розходжень.

6. Одночасність (сполучення, спряженість) спостережень по системі об'єктів, розташованих у різних природних зонах.

В основі агроекологічного моніторингу повинно лежати агроекологічне районування території України, що базується на сучасних географічних і сільськогосподарських позиціях. Відповідно до цього, для проведення агроекологічного моніторингу доцільно виділити чотири робочих рівні.

Зональний - агроландшафти, об'єднані єдиними кліматичними характеристиками, кругообігом речовин і енергії, а також однотипним набором с.-г. культур і технологій їх вирощування;

Регіональний - агроландшафти єдиної фізико-географічної провінції, на функціонування яких впливають специфічні агротехнолоіії, а також розповсюдження промислового забруднення;

Районний - внутрішньопровінційні агроландшафти з близькими показниками продуктивності земель, спеціалізацією с.-г. виробництва, промисловим забрудненням і т.д.;

Локальний- агроландшафтні місцевості, масиви, контури, які формують дрібні і неділимі на ландшафтному рівні агроекосистеми.

Агроекологічний моніторинг передбачає комплексний підхід до вивчення агроландшафтів і агроекосистем, з урахуванням біотичних і абіотичних і соціально- економічних факторів, тому агроекологічний моніторинг повинен складатися з комплексу окремих компонентних моніторингів за наступними напрямками і параметрами.

Фітобіотичний моніторинг - видовий склад фітобіоти; таксономічна, морфологічна, біологічна, екологічна, географічна, генезисна, зологічна, демонологічна структура фітобіоти.

Мікробіологічний моніторинг -функціональна структура мікробних ценозів грунту; прогнозування стратегічної спрямованості мікробіологічних процесів у грунті; визначення мікробіологічних показників для конструювання моделей і збалансованих агроекосистем та їх формування.

Фітовірусологічний моніторинг - функціональна структура фітовірусного ценозу; прогнозування процесів трансформації фітовірусного стану грунту; формування фітовірусного ценозу збалансованих агроекосистем.

Популяційно-генетичний - оцінка потенційної небезпеки змін генетичної різноманітності сортів і порід; оцінка впливу ГМО на формування збалансованих агроекосистем.

Моніторинг землекористування - структура земельний угідь ступінь розораності, відсоток лісистості, заповідності території, екологічна стійкість, ураженість ерозійними процесами та ін.

Агрохімічний моніторинг - потенційний і фактичний рівень родючості грунтів за показниками фізико-хімічного, біологічного, біохімічного та ін. стану, якість сільськогосподарської продукції.

Токсикологічний моніторинг - рівень забруднення грунтів, природних вод, рослинності хімічними сполуками І-ІV класу токсичності; встановлення джерел забруднення; оцінка небезпечності забруднення за еколого-токсикологічними критеріями.

Соціально-економічний моніторинг - оцінка демографічних та економічних умов конкретного регіону з метою визначення потенційних можливостей для запровадження збалансованихих агроекосистем.

В агроекологічному моніторингу виділяються дві взаємозалежні по інформаційній базі підсистеми: наукова і виробнича.

Науковою базою підготовки вихідних даних для застосування технологічних рішень є полігонний агроекологічний моніторинг. Такий моніторинг може здійснюватися на ділянках тривалих дослідів, постійних ділянках спостереження, реперних точках. Він за умови оснащення сучасними приладами й устаткуванням дозволяє проводити фундаментальні дослідження з широкого спектру питань.

Виробнича система включає моніторинг усіх використовуваних сільськогосподарських площ країни по порівняно невеликому наборі показників через 5...15 років. Це дозволяє одержати надійну систему строкових характеристик.

Як полігони для агроекологічного моніторингу використовують тривалі дослідження географічної мережі. Доцільність використання таких полігонів визначається тим, що вони, як правило, відбивають систематичний вплив на ґрунт і інші компоненти екосистеми найбільш широко розповсюдженого техногенного фактора — добрив і пестицидів, проводяться в суворий відповідності з вимогами єдиної методики на тлі високої агротехніки, що рекомендується зональними системами землеробства. При цьому широкий набір варіантів з різним хімічним навантаженням дозволяє в кінцевому рахунку установити екологічно оптимальні системи добрив і засобів захисту для конкретних грунтово-кліматичних умов, розробити обґрунтовані нормативи навантажень, уточнити ГДК та ін. Використання у якості полігонів агроекологічного моніторингу опорних базових варіантів тривалих досліджень спрямоване на еколого-агрохімічну оцінку:

• різного насичення ґрунтів мінеральними добривами (особливо азотними);

• використання хімічних засобів захисту рослин, стимуляторів росту і т.д.;

• застосування меліорантів (вапна, гіпсу та ін.);

• органічних добрив, рослинних залишків проміжних культур, сидератів;

• біологічних (без чи з мінімальним використанням засобів хімізації) систем землеробства.

Один з методичних прийомів вивчення природного середовища — розподіл його на визначені підсистеми (блоки) у залежності від цілей експерименту. Як досліджувані варіанти, наприклад, доцільно використовувати прийняті системи землеробства, що забезпечують різні рівні продуктивності агроекосистеми. В установах, які мають гарну дослідну базу для розробки нових, більш досконалих систем землеробства, що дозволяють вийти на задану продуктивність, агроекологічні проблеми можна вирішити більш масштабно. Такий полігон складається з трьох-чотирьох варіантів з різними системами землеробства, насиченістю добривами і засобами захисту рослин та ін. Набір варіантів при проведенні агроекологічного моніторингу обов'язково повинний охоплювати весь спектр досліджуваних рівнів продуктивності (як оптимальні, так і екстремальні). Зокрема, варіант:

• з інтенсивною обробкою сільськогосподарських культур, що забезпечує максимальну для даних зональних умов продуктивність сівозміни на основі використання прогресивних технологій обробки сільськогосподарських культур (перший рівень продуктивності);

• з використанням інтегрованих систем добрив і засобів хімічного захисту рослин, що забезпечують досить високу продуктивність на основі низьких і середніх доз добрив і “м'яких” способів застосування хімічних засобів захисту рослин за економічними порогами шкідливості (другий рівень продуктивності);

• з біологічним способом ведення землеробства, заснованим на використанні лише органічних добрив, проміжних культур, приоранні соломи та ін., у сівозмінах з достатнім змістом бобових для забезпечення всіх культур сівозміни біологічним азотом при біологічній і агротехнічній системах захисту рослин (третій рівень продуктивності);

• екстенсивний спосіб ведення землеробства, відповідний абсолютному контролю, який відбиває сучасну природну родючість орних угідь даної зони (четвертий рівень продуктивності).

В залежності від конкретних умов можна розглядати варіанти зі зрошенням, використанням хімічних меліорантів тощо.

Локальний агроекологічний моніторинг проводять у виробничих умовах у дослідно-показових і базових господарствах, розташованих в основних грунтово-кліматичних регіонах країни. У його задачі входять: проведення систематичних спостережень за станом основних компонентів агроекосистеми (ґрунт - вода - рослини) під впливом інтенсивного застосування засобів хімізації; оцінка і прогноз змін стану названих компонентів у залежності від техногенних навантажень; вивчення й оцінка високоефективних екологічно безпечних технологічних прийомів землеробства та розробка заходів для їх широкого застосування у виробничих умовах.

При суцільному агроекологічному моніторингу (через 5...15 років) обстежується ґрунтовий покрив країни (рН, вміст гумусу, еродованність, засоленість, зміст рухливих форм ДО, Р, ДО). За даними обстежень складають ґрунтові й агрохімічні нариси, у яких дають всебічну характеристику землекористування господарств і рекомендації з його поліпшення. Також розробляють картограми й карти. При проведенні таких обстежень можна виявити (а потім відбити на картографічному матеріалі) антропогенні, техногенні, ерозійні й інші зміни властивостей ґрунтів і стану ґрунтового покриву.

Основними компонентами агроекосистем є атмосфера, вода, ґрунт, рослини. Проведення моніторингу по кожному з цих об'єктів має певні особливості.