Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


15.12.2015

Переход к адаптивному сельскому хозяйству в целом возможен лишь при новой системе сельскохозяйственного природопользования, основным компонентом которой будут виды и сорта растений, а также агроценозы, способные с наибольшей эффективностью использовать природные и техногенные ресурсы. При этом они должны обладать не только высокой продукционной, но и средоулучшающей способностью. А это, в свою очередь, означает возможность утилизировать солнечную энергию, питательные вещества и воду, сохранять плодородие почвы (предотвращение эрозии, засоления и пр.), а также оптимально использовать техногенные факторы в условиях климатических и погодных флуктуаций.
В соответствии с решением Всемирной конференции по изменению климата (Москва, 29 сентября - 3 октября 2003 г.), стратегической задачей в XXI столетии является необходимость, с одной стороны, адаптироваться к изменениям климата, а с другой - предупреждать их. Считается, что изменение климата будет большим в высоких широтах, что имеет важное значение для арктических стран, а также малых островных развивающихся государств, где разрушительные последствия изменений климата вызваны повышением уровня моря. Как уже отмечалось, в течение XX столетия средняя глобальная температура увеличилась в среднем на 0,6±0,2°С (около 0,8°С над сушей и около 0,5°С над морем). Весьма вероятно, что рост глобальных температур приведет к изменению количества осадков, глобальное увеличение которых над сушей начиная с 1900 г. оценено приблизительно в 2%. Причем рост средних годовых осадков в высоких широтах Северного полушария составляет в среднем 10%. И все же предполагают, что в течение XXI столетия количество осадков возрастет на 20% в большей части средних высоких широт, тогда как на большей части суши в субтропиках этот показатель составит в среднем лишь 3%.
В период 1990-1998 гг. число особо сильных наводнений превзошло их количество за три с половиной десятилетия (1950-1985 гг.) вместе взятых. В последние два года гидрологические экстремумы проявились на большей части Европы: летнее наводнение 2002 г. и засуха 2003 г. Только наводнения августа 2002 г., которые достигли исторических максимумов (на реках Дунай, Эльба и их притоках), нанесли ущерб, превышающий 5 млрд евро. Летом 2003 г. волна тепла в Южной Европе, сопровождавшаяся недостатком осадков, привела к быстро распространяющимся пожарам, проблемам с водо- и энергоснабжением, потерям урожая. Наводнения и засухи повторились во многих странах Европы в 2006-2008 гг.
По мнению большинства исследователей, в последние десятилетия в мире резко возросло количество экстремальных погодных событий и их число в будущем будет увеличиваться. Так, экстраординарная жара, охватившая основные регионы Южной Европы летом 2003 г. (как и подобные экстремальные события в других районах), а также обширные сопутствующие засухи указывают на существенное изменение гидрологического режима. Очевидно, что особенно зависимым от изменения климата окажется сельское хозяйство. Хотя и предполагается, что эти изменения приведут к повышению урожаев в средних широтах, более частые засухи в жарком климате окажутся более опасными, чем медленное потепление. Увеличение повторяемости экстремальных событий и пространственно-временные их смещения ухудшат продовольственную ситуацию в странах, где уже сегодня голодает около 2 млрд человек.
Оценивая возможные антропогенные изменения климата России в XXI в., Мелешко и др. считают, что вследствие значительной протяженности нашей страны и сопредельных с ней территорий современный климат этого региона отличается чрезвычайно большим разнообразием. При этом, несмотря на летний рост осадков, на большей части территории России формируются более засушливые по сравнению с современными условия. Это особенно выражено на южных и западных водосборах и вызвано более ранним таянием снега и усилением испарения с подстилающей поверхности.
Одновременно отмечается отчетливый тренд потепления в высоких широтах Северного полушария, в частности, на территории России в течение 30-летнего периода, когда среднее потепление составило 0,5°С. Наблюдения, проведенные, например, в Московской области, показали рост годового количества осадков со скоростью 1,7 мм/год за последние 100 лет, в Архангельской области - в среднем 1,4 мм/год, в городе Енисейске - 0,7 мм/год. Замечательным свойством водных ресурсов является их способность за счет круговорота воды в природе постоянно обновляться. Кроме того, вода выступает в качестве связующего звена между различными компонентами климатической системы и биосферы в целом. Однако запасы пресной воды загрязняются во все больших масштабах, так же как уничтожаются и ее источники. Используя около 60-80% ресурсов пресной воды для орошения более 270 млн га сельскохозяйственных угодий, где ее безвозвратные потери во время полива достигают 60-90%, человек, по существу, превратил этот ценнейший возобновляемый природный ресурс в такой же исчерпаемый, как нефть, газ, уголь.
Заметим, что XXI в. провозглашен веком дефицита пресной воды. Недавние засухи нанесли прямой ущерб, например, сельскому хозяйству США только за один сезон в 10 млрд долл. Рост летнего иссушения континентов сопровождается удлинением периодов с недостатком осадков, высокими температурами, усиливающими потенциальную эвапотранспирацию; снижение снежного покрова ведет к уменьшению почвенной влаги и речного стока летом.
Однако понятие засухи не следует смешивать с аридностью, которая предполагает постоянный дефицит воды, при котором почти постоянная сухость - нормальное состояние. Засухи могут поражать большие территории (вплоть до субконтинентального масштаба) и по своей природе способны продолжаться от месяцев до нескольких лет и десятилетий, подобно затянувшейся на несколько десятилетий засухе в Сахели. В то же время могут заметно увеличиться во многих регионах интенсивность и частота наводнений. В результате изменения климата в зоне усиления наводнений, ускорения эрозии, потери пастбищ и мангровых деревьев и вторжения морской воды в источники пресной воды окажутся многие прибрежные области. Следует также учитывать, что сегодня примерно 1,7 млрд человек живут в регионах, испытывающих дефицит воды, а к 2050 г. это число, согласно IРСI, может увеличиться до нескольких миллиардов.
Считается, что в России, где метеорологические и климатические условия подвержены большим колебаниям, ущерб от гидрометеорологических явлений составляет 80-90%. Аналогичная ситуация складывается и в США (рис. 4.1). Среди неблагоприятных влияний глобального потепления климата следует отметить вероятность повышения агрессивности, вирулентности и ареалов некоторых вредных видов фауны и флоры.

Приоритетные направления и методы адаптивной системы селекции растений

На фоне меняющегося климата возросла вирулентность ранее слабопатогенных возбудителей, например, пятнистостей листьев пшеницы, вызываемых многими несовершенными грибами из родов Septoria, Helminthosporium и др. Прогрессирует поражение озимой пшеницы фузариозом. Часто проявляется спорынья - не только на ржи, но и на пшенице. Все это доказывает, что в последние годы значительно расширились ареалы и состав наиболее вредоносных видов возбудителей. В связи с этим создание сортов пшеницы с комплексной защитой против патогенов приобретает особое значение в новых климатических условиях, когда обостряется фитосанитарная обстановка на посевах, увеличивается частота возникновения эпифитотий наиболее вредоносных заболеваний, активизируется деятельность слабопатогенных возбудителей (пятнистости листьев злаков и др.).
Оценивая взаимосвязь изменения климата и чрезвычайных ситуаций на территории России, Воробьев считает, что в нашей стране в последние годы развивается новая парадигма государственного управления, основанная на оценке и прогнозе стратегических рисков. При этом как сами угрозы, так и их место в ранжированном ряду могут зависеть от множества факторов и меняться со временем. В последние годы в России происходит в среднем около 300 ЧС природного и более 800 ЧС техногенного характера. Экономический ущерб от ЧС ежегодно достигает 6-8% от ВВП.
Анализируя воздействия изменения климата на сельское хозяйство и водные ресурсы России, Алькамо и др. высказывают сомнения относительно обоснованности утверждений о том, что изменение климата якобы принесет нетто-выгоды российскому сельскому хозяйству за счет расширения сельскохозяйственных угодий с большей продуктивностью. Связано это с тем, что в недостаточной степени учитывается вероятность редких, но следующих друг за другом засух, которые всегда играют важную роль в продовольственной и водной безопасности России. По данным Берелович, Данилова, Данилова и др., именно засуха была главной причиной потерь почти половины урожая в нашей стране в 1920-е и 1930-е гг. Причем если засухи вызывали потери урожая в степных регионах России, то чрезмерные осадки - в лесных. Считается, что засуха, к которой обычно приводит формирование устойчивой антициклонной циркуляции в юго-восточной Европейской части России, одновременно способствует проникновению очень сухого воздуха в ее южную часть. В том случае, когда это явление совмещается с Азорской антициклонной циркуляцией, острый дефицит влаги может охватить значительную часть европейской территории. Так, сильные засухи в XX в. случались на Юге России в течение последних 27 лет (например, четыре засухи в период 1972-1982 гг.). Заметим, что лишь 15 из 89 административных регионов России обеспечивают основные продовольственные потребности остальной части страны. По расчетам указанных авторов, средняя потенциальная продуктивность зерновых (пшеница и рожь) в густонаселенных экономических регионах (Поволжский, Центрально-Черноземный, Северный Кавказ) уменьшится на 8-29% к 2020-м гг. и на 14-41% к 2070-м гг. (по отношению к современным средним). Для отдельных административных регионов снижение продуктивности возможно даже на 40% к 2020-м гг. и на 65% к 2070-м гг. Эти результаты согласуются с ранее полученными выводами других исследователей. Причем в условиях изменения климата в некоторых регионах частота неурожайных лет может удвоиться после 2020-х гг. и утроиться после 2070-х гг.
Уже произошедшие и происходящие изменения климата требуют постоянной корректировки зональных систем земледелия с использованием более приспособленных к изменившимся условиям видовой и сортовой структуры посевных площадей, схем севооборотов и агротехнологий (включая сроки и нормы высева, способы обработки почвы, нормы внесения удобрений и пр.). Особого внимания заслуживают изменения фитосанитарной ситуации в макро-, мезо- и микрозонах, в связи с изменением вредоносности возбудителей болезней, вредителей и сорняков. Очевидно, что в этих условиях должны значительно возрасти масштабы научного обеспечения агропромышленного комплекса, особенно в области преадаптивной системы селекции растений, оптимизации социально-производственной инфраструктуры, использования прогнозных возможностей многолетних стационаров, оценке реальных рисков и систем страхования в сельскохозяйственном производстве и др. Больше внимания в условиях изменяющегося климата должно быть уделено диверсификации (расширению ассортимента) видового состава культивируемых растений и продуктов их переработки, а также более полному использованию средоулучшающих (почвозащитных и почвоулучшающих, фитомелиоративных, фитосанитарных, дизайно-эстетических и др.) возможностей агроценозов. Ведущую роль при этом будут играть кормовые культуры, на долю которых в условиях России приходится около 76% сельскохозяйственных угодий. Кроме того, генофонд именно кормовых культур в условиях нашей страны характеризуется наибольшим в мире видовым и экотипическим разнообразием, включая уникальные гендоноры устойчивости к действию абиотических и биотических стрессоров, а сами кормовые агроценозы в наибольшей степени пригодны для конструирования многовидовых агроэкосистем, на основе использования механизмов и структур биоценотической саморегуляции. При выборе искомых видов, сортов и экотипов растений для указанных целей учитывают также возможность проявления их новых продукционных, средообразующих и других ответных реакций под влиянием изменения климатических условий в разные фазы вегетации.
С учетом громадного разнообразия естественных экотипов кормовых культур в нашей стране изучение особенностей динамики изменения (направления и темпов) их генотипической структуры под влиянием климатических и погодных условий в разных почвенно-климатических зонах открывает, на наш взгляд, не только дополнительные возможности в экологической системе селекции, но может быть использовано и в качестве растительного индикатора (в дополнение к агрометеорологическим наблюдениям) при оценке реальных тенденций глобального и локальных изменений климата. Имеющиеся палеонтологические и палеогеографические данные позволяют проводить не только ретроспективный, но и прогнозный анализ. Именно такой эволюционно-аналоговый подход, базирующийся на использовании современных молекулярно-биологических методов тестирования генотипической структуры популяций (их гено- и фенотипических перестроек), может оказаться весьма информативным для оценки последствий изменений климата. Заметим, что существующие биоценотические связи между организмами разных видов в биогеоценозе обладают эволюционной и онтогенетической «памятью», которая, в свою очередь, генетически детерминирована и обеспечивает процессы саморегуляции в варьирующих условиях среды. Очевидно, что механизмы и структуры такой саморегуляции на разных уровнях организации биогеоценоза (агрогеоценотическом, агроэкосистемном, агроландшафтном и биосферном) и разных этапах онтогенеза оказываются различными. В связи с этим утверждения о том, что «биоценотические процессы основаны на примате потребления и конкуренции за ресурс» не только неполны, но и в своей основе неверны, поскольку не учитывают многочисленные эффекты симбиоза и синергизма, приносящие взаимную пользу при сосуществовании организмов разных видов, особенно в неблагоприятных условиях абиотической и биотической среды.
Разумеется, в условиях изменяющегося климата в нашей стране должны значительно возрасти масштабы гидромелиоративных работ (строительство оросительных и осушительных систем), природоохранных мероприятий. Одновременно необходимо создание межгодового стратегического резерва продовольствия, кормов и сырья для промышленности. В мировом масштабе важнейшую роль призвана сыграть реальная либерализация мирового рынка продовольствия, позволяющая странам-экспортерам продовольствия расширить его производство. Между тем такая постановка вопроса не снимает необходимости полного самообеспечения продовольствием России, в отношении которой в XX столетии неоднократно применялся продовольственный шантаж. Недопустимо высокая зависимость продовольственного обеспечения нашей страны от импорта, сложившаяся за последние 15 лет, пагубна уже сама по себе. Однако происходящие изменения климата открывают новую эру неопределенности и риска в обеспечении продуктами питания населения каждой страны и мира в целом. Такие тенденции делают маловероятными процессы либерализации и деполитизации мирового рынка продовольствия.
Поскольку изменения климата окажут существенное влияние на растениеводство и АПК, лесное хозяйство, глобальную торговлю и продовольственную безопасность, системы жизнеобеспечения в городах и сельской местности, адаптивная стратегия должна включать оценку стратегии путей адаптации, их возможностей и ограничений, а также уязвимости и эластичности адаптационной и адаптирующей способности. Обычно различают биологические и социально-экономические адаптации. В их числе разные скорости генотипической изменчивости биотической структуры биосферы и экологической специализации видов и экотипов, прямые и косвенные влияния жары, холода, водообеспеченности на косную и живую природу, включая Homo sapiens, повышение или, наоборот, снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий и обеспеченности населения высококачественной пищей и пр. Очевидно, что промышленно развитые страны располагают большим преадаптивным, адаптационным и адаптирующим потенциалом в успешном решении указанных проблем по сравнению с развивающимися странами. В конечном счете, уязвимость сообщества зависит от его способности справляться с возникающими угрозами, т.е. от адаптационного потенциала. Поэтому в условиях глобального изменения климата адаптацию необходимо рассматривать как составную часть глобальной и национальной безопасности.
Согласно Хайнес и др., при оценках возможностей адаптации следует учитывать целый ряд важных факторов, относящихся к планированию и осуществлению соответствующих стратегий. Среди них:
- варьирование правомерности и эффективности адаптационных возможностей по регионам и демографическим группам;
- поиск способов использования возможностей уменьшения риска;
- оценка стоимости адаптации к возможности усиления изменений климата, например, путем широкого применения кондиционеров воздуха;
- необходимость адаптации к множественным воздействиям, включая изменение климата;
- системная оценка природных условий, включая климатические экстремумы, что означает вовлечение многих отраслей в уменьшение их воздействий на общественное здоровье.
Особое место занимает проблема изменения климата и здоровья человека. Хайнес и др. считают, что имеется несколько путей влияния климата на здоровье. В их числе жара, холод и такие экстремальные климатические явления, как наводнения и засухи.
Отсутствие преадаптивной и адаптивной стратегии может привести к серьезным негативным последствиям. Практическая реализация адаптивных подходов предполагает выработку новых критериев природопользования, качества «среды обитания» и «качества жизни». Центральное место при этом отводится смене парадигм ресурсо- и энергообеспечения на основе перехода к преимущественному использованию неисчерпаемых и/или воспроизводимых ресурсов.