Научное направление:
«Биосферный подход к управлению агроландшафтами»
Шифры научных специальностей, в рамках которых разрабатывалось данное научное направление:
Краткая аннотация научного направления:
Направление имеет отношение к фундаментальной проблеме устойчивости агроэкосистем. К параметрам устойчивости агроэкосистем отнесены функции, режимы и свойства почвы; структурная организация и продуктивность агрофитоценозов; структура и организация микробоценоза; интенсивность и сбалансированность биогеохимического круговорота. На практике в рамках решения этой проблемы используется такие термины как «управление ландшафтами», «ресурсы почвенных систем». Сохранение устойчивости предполагает поддержание параметров, характеризующих ресурсы почвенных систем, в определенных рамках. Выход параметров за эти рамки приводит к деградации агроэкосистем.
Недостатки такого подхода обусловлены тем, что, в основном, используемые параметры связаны только с массой вещества (продуктивность системы, содержание в системе питательных элементов, органических, минеральных веществ и т.д.). В основе жизнедеятельности живого вещества огромное значение имеет скорость процесса. Кроме того, большой набор определяемых ресурсных параметров агроэкосистем, связываемых с их устойчивостью, нивелирует смысл управления ландшафтами, потому что не может быть множество управляющих параметров.
В основу данного направления положено определение кинетических характеристик почвенных систем. В качестве управляющих параметров используются кинетические параметры нитрификации – важнейшего процесса, связанного с накоплением таких подвижных форм азота как нитраты, которые на 2/3 определяют продуктивность почвенных систем, т.е. занимают доминирующее положение. Высокая мобильность этих форм азота обуславливает особенность отбора почвенных образцов – в конце вегетации возделываемых культур.
В качестве управляющих параметров используются всего два параметра - константа скорости нитрификации и экологическая емкость процесса. Устойчивыми оказываются агроэкосистемы, характеризующиеся пониженными потоками накопления нитратов. В противном случае возникают потери, обусловленные денитрификацией нитратов и дальнейшей миграцией ее продуктов в тропосферу. Хрестоматийные биогеохимические обобщения свидетельствуют о неуклонном нарастании денитрификации в биосфере, разбалансировании этого процесса с продуктами биологической фиксации азота.
В связи с тем, что почва – фокус биосферы, ее управляющая система, то этот, по сути, биогеохимический подход получил название «биосферная устойчивость агроэкосистем». Его параметры относятся к параметрам сбалансирования биогеохимического круговорота. Для оценки устойчивости используется отношение величин экологической емкости к константе скорости нитрификации, что позволяет описать тенденции изменений таких значимых параметров агроэкосистемы как продуктивность, пул подвижных форм азота, содержание гумуса. Таким образом, направление имеет отношение к стабилизации органического углерода в пахотных почвах и выходом на климатическую проблему. Решение этой проблемы ориентировано к развитию углерод восстановительного и углерод сберегающего землепользования – по сути, биосферному подходу в земледелии, когда подчеркивается особая роль углерода в кругообороте азота.
Недостатки такого подхода обусловлены тем, что, в основном, используемые параметры связаны только с массой вещества (продуктивность системы, содержание в системе питательных элементов, органических, минеральных веществ и т.д.). В основе жизнедеятельности живого вещества огромное значение имеет скорость процесса. Кроме того, большой набор определяемых ресурсных параметров агроэкосистем, связываемых с их устойчивостью, нивелирует смысл управления ландшафтами, потому что не может быть множество управляющих параметров.
В основу данного направления положено определение кинетических характеристик почвенных систем. В качестве управляющих параметров используются кинетические параметры нитрификации – важнейшего процесса, связанного с накоплением таких подвижных форм азота как нитраты, которые на 2/3 определяют продуктивность почвенных систем, т.е. занимают доминирующее положение. Высокая мобильность этих форм азота обуславливает особенность отбора почвенных образцов – в конце вегетации возделываемых культур.
В качестве управляющих параметров используются всего два параметра - константа скорости нитрификации и экологическая емкость процесса. Устойчивыми оказываются агроэкосистемы, характеризующиеся пониженными потоками накопления нитратов. В противном случае возникают потери, обусловленные денитрификацией нитратов и дальнейшей миграцией ее продуктов в тропосферу. Хрестоматийные биогеохимические обобщения свидетельствуют о неуклонном нарастании денитрификации в биосфере, разбалансировании этого процесса с продуктами биологической фиксации азота.
В связи с тем, что почва – фокус биосферы, ее управляющая система, то этот, по сути, биогеохимический подход получил название «биосферная устойчивость агроэкосистем». Его параметры относятся к параметрам сбалансирования биогеохимического круговорота. Для оценки устойчивости используется отношение величин экологической емкости к константе скорости нитрификации, что позволяет описать тенденции изменений таких значимых параметров агроэкосистемы как продуктивность, пул подвижных форм азота, содержание гумуса. Таким образом, направление имеет отношение к стабилизации органического углерода в пахотных почвах и выходом на климатическую проблему. Решение этой проблемы ориентировано к развитию углерод восстановительного и углерод сберегающего землепользования – по сути, биосферному подходу в земледелии, когда подчеркивается особая роль углерода в кругообороте азота.
Аннотации трех наиболее значимых публикаций:
1. Винокуров И.Ю. Эволюция почвенных экосистем. Химическое загрязнение. Саморегуляция. Самоорганизация. Устойчивость. М., Юркнига. 2007. -320 с.
2. Винокуров И.Ю. Стабильность и устойчивость агроэкосистем. Системный и системно-структурный подходы. / Игорь Винокуров. – Владимир: Калейдоскоп, 2014. – 144 с.: ил.
3. Винокуров И.Ю. Биогеохимические и географические аспекты концепции голографической вселенной. Проблемы региональной экологии. 2014. №2. С.15-18.
2. Винокуров И.Ю. Стабильность и устойчивость агроэкосистем. Системный и системно-структурный подходы. / Игорь Винокуров. – Владимир: Калейдоскоп, 2014. – 144 с.: ил.
3. Винокуров И.Ю. Биогеохимические и географические аспекты концепции голографической вселенной. Проблемы региональной экологии. 2014. №2. С.15-18.