بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
سنجش پایداری اکوسیستم های کشاورزی
چکیده
چالش موجود در ایجاد اکوسیستم های کشاورزی پایدار، یکی از ویژگیهای دست یابی به اکوسیستم های شبیه به اکوسیستم طبیعی است که دارای تنوع زیستی است، اما خروجی آن بصورت برداشت محصول میباشد. اکولوژی زراعی مطالعه کامل و همه جانبه اکوسیستم های زراعی شامل همه محیط و عناصر انسانی است که تمرکز آن بر روی شکل (ریخت)، حرکت پویا و عمل یا فعالیت، رابطه متقابلشان و جریانهایی که در آن ها مورد بحث هستند، میباشد. از یک جهت برای تولید کشاورزی استفاده شده است و مزرعه مانند یک مجموعه سیستم مشاهده شده است که در آن مراحل مختلف اکولوژیکی تحت شرایط طبیعی ایجاد شده است. مفهوم کشاورزی پایدار پاسخ نسبتا جدیدی است به کاهش در کیفیت منابع طبیعی پایه که وابسته به کشاورزی مدرن می باشد. امروزه، تولید محصولات کشاورزی از یک موضوع کاملا فنی (تخصصی) به مجموعهای با خصوصیات اجتماعی، فرهنگی، بعدهای سیاسی و اقتصادی مشخص تکامل یافته است. مفهوم پایداری موضوعی بحث انگیز است و با تعریف های متضاد با یکدیگر توصیف شده است. و معنی تفسیر های آن سودمند می باشد زیرا یک مجموعه ای از وابستگی هایی راجع به کشاورزی است، چنان که از نتیجه تکامل مشترک بین سیستمهای اجتماعی– اقتصادی و سیستم های طبیعی مطرح شده است. برای درک وسیع تری در این زمینه به مطالعه مابین کشاورزی، محیط زیست و نظام های اجتماعی نیاز می باشد. نتایج پیشرفت کشاورزی از مجموعه واکنش متقابل تعدادی از عوامل بوده است و آن به واسطه درک عمیق تر از اکولوژی سیستم های کشاورزی است که درهایی را به سوی اختیارات بیشتر مدیریت با اهداف درست کشاورزی پایدار باز خواهد کرد. اکوسیستم های زراعی جوامعی از گیاهان و حیوانات هستند که با اثر متقابل آنها با محیط فیزیکی و شیمیاییشان که توسط انسان اهلی شده اند تا برای تولید غذا، فیبر، سوخت و محصولات دیگر برای مصرف انسان از آنها استفاده شود. در این تحقیق شاخص های پایداری اکوسیستم های کشاورزی مورد مطالعه قرار گرفته است. روش گردآوری اطلاعات دراین پژوهش از نوع مطالعه کتابخانه ای و منابع تحقیق، الکترونیکی می باشد.
1
واژه های کلیدی: اکوسیستم، اکولوژی، شاخص پایداری، کشت بوم،کشاورزی، محیط زیست
مقدمه
ملزمی که در تحقیقات اکولوژی کشاورزی است، نظری است که بوسیله درک کردن این روابط اکولوژیکی و مراحل مختلف آن، اکوسیستم های زراعی می توانند با مهارت برای بهبود بهتر تولید و ایجاد تداوم بیشتر، با کمترین محیط منفی یا فشار گروهی و کمترین نهاده های خارجی ایجاد شوند. طراحی این چنین سیستم هایی بر اساس پیروی از کاربرد اصول اکولوژیکی، مستقر شده است:
-1 افزایش چرخه بیوماس و بهینه ساختن قابلیت استفاده از مواد مغذی و بالانس کردن جریان ماده مغذی
-2 تامین شرایط مناسب خاک برای رشد گیاه مخصوصا با مدیریت ماده آلی و افزایش فعالیت حیاتی خاک
-3 حداقل رساندن تلفات ناشی از جریان های تشعشع خورشیدی
-4 تنوع گونه و ژنتیک اکوسیستم زراعی در زمان و مکان
-5 افزایش سود مندی اثرات متقابل بیولوژیکی و همکاری میان اجزای تشکیل دهنده و تنوع زیستی کشاورزی، بدین گونه که نتیجه در ترقی مراحل مختلف اکولوژیکی کلیدی باشد
این اصول می توانند بوسیله راه های مختلف تکنیکی استراتژی، کاربردی باشند. هر یک از این ها ، تاثیرات مختلفی بر روی قابلیت تولید و پایداری و استقامت در داخل سیستم مزرعه خواهد داشت و متکی به فرمت های محلی، محدودیت های منبع و طراحی اکولوژی کشاورزی، جمع آوری اجزای سازنده است، به طوری که وقتی کارایی بیولوژیکی بهبود می یابد تنوع زیستی، قابلیت تولید اکوسیستم زراعی و ظرفیت پایداری آن حفظ شده است. هدف طراحی پوشش اکوسیستم زراعی در داخل لند اسکپ واحد است که هر یک مقلد ساختار و وظایف اکوسیستم های طبیعی است (شمس، .(1392
.1 تنوع زیستی اکوسیستم های کشاورزی:
2
از لحاظ مدیریتی هدف اکولوژی زراعی تهیه محیط های بالانس شده، عملکرد های ثابت، حاصلخیزی بیولوژیکی و تنظیم طبیعی آفات به واسطه ایجاد اکوسیستم های زراعی متنوع شده و مصرف حداقل نهاده تکنولوژیکی میباشد. محققان اکولوژی زراعی در حال حاضر کشت مخلوط و دیگر روش های تنوع یافتن و تقلید طبیعی مراحل مختلف اکولوژیکی و مجموعه اکوسیستم های زراعی دارای قابلیت پایداری را در مدل های اکولوژیکی را که آن ها دنبال می کنند، می شناسند.
مدیریت اکولوژی زراعی، باید مدیریت را به سوی باز سازی مطلوب مواد مغذی و مواد آلی برگشت پذیر، جریان مسدود شده انرژی، حفاظت آب و خاک و تعادل جمعیت دشمنان طبیعی آفات و ... هدایت کند. بهره وری های استراتژی مکمل ها و همکاری ها که در نتیجه آمیزش های مختلف گیاهان، درختان و حیوانات در فواصل زمانی ایجاد شده است، در حقیقت وضعیت مطلوب اکوسیستم های زراعی به سطح اثرات متقابل بین جانوران گوناگون و اجزاء غیر زنده وابسته می باشد. با یک تنوع زیستی عملی، می توان هم افزایی را شروع کرد که با ارائه خدمات اکولوژیکی مثل فعال سازی بیولوژی خاک، بازیافت مواد غذایی، افزایش تولید بندپایان سودمند و ..... به پروسه های اکوسیستم کشاورزی کمک می کند.
امروزه ، روش ها و تکنولوژیهای متعدد و متنوعی در دست ما قرار دارند که از لحاظ کارایی و ارزش استراتژیکی متفاوتند. روشهای کلیدی ، آنهایی هستند که خاصیت بازدارنده دارند و با اجرای اکوسیستم کشاورزی از طریق یک سری مکانیزم ها اجرا می شوند. استراتژی های مربوط به احیاء تنوع کشاورزی از لحاظ زمان و مکان عبارتند از : تناوب محصول، گیاهان پوششی، کشت مخلوط، ترکیب محصول و دام در کنار هم و غیره. که مشخصات اکولوژیکی زیر را نشان می دهند (شمس، (1392
.2 اکولوژی کشاورزی و طراحی اکوسیستم های کشاورزی پایدار:
بیشتر افراد کشاورز در ارتقاء هدف کشاورزی در خلق فرمی از کشاورزی که باروری را در طولانی مدت حفظ میکند، شرکت داشتند . این هدف از طریق موارد زیر حاصل می شود:
-1 بهینه سازی استفاده از منابع محلی موجود با ترکیب اجزاء متفاوت سیستم کشاورزی ، مثل گیاهان ، حیوانات ، آب ، خاک ، آب و هوا و مردم ، به طوری که هر کدام از این موارد همدیگر را کامل کرده وبیشترین اثر مطلوب و ممکنه را دارند .
-2 کاهش استفاده از ورودی های تجدید ناپذیر خارج از زمین کشاورزی که به احتمال زیاد محیط یا زمین کشاورزی را تخریب کرده و به سلامت کشاورزان و مصرف کنندگان آسیب می رسانند . مورد دیگر استفاده بیشتر از ورودی های باقی مانده است تا هزینه های متغییر به حداقا برسد.
-3 تکیه بر منابع موجود در اکوسیستم کشاورزی ، به این ترتیب که به جای نهاده های خارجی یعنی به جای ورود مواد اولیه از خارج از زمین کشاورزی ، به بازیافت مواد مغذی ، حفظ بهتر زمین و استفاده از منابع محلی بپردازیم .
3
-4 افزایش هماهنگی بین الگوهای کاشت و پتانسیل تولید و محدودیت های محیطی آب و هوایی و زمین ، برای اطمینان از حصول و حفظ طولانب مدت سطوح جاری تولید .
-5 تلاش جهت ارزش نهادن و حفظ تنوع بیولوژیکی هم در محیط های اهلی و هم در محیط های وحشی و استفاده بهینه از پتانسیل ژنتیکی و بیولوژیکی گونه های مختلف حیوانی و گیاهی
-6 بهره گیری کامل از دانش و تجربه محلی از جمله روش های ابداعی و جدیدی است که هنوز دانشمندان کاملا آن ها را درک نکرده اند . اما کشاورزان آنها را پذیرفته اند.
اکولوژی کشاورزی دانش و روش لازم برای توسعه کشاورزی که از یک طرف برای محیط زیست خوب و سالم است و از طرف دیگر بهرهوری بالایی دارد و از لحاظ اجتماعی مناسب و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است، را فراهم می آورد. با اعمال اصول اکولوژیکی کشاورزی ، هدف کشاورزی پایا در بهتر ساختن استفاده از منابع داخلی با به حداقل رساندن نهاده های خارجی و تولید منابع داخلی از طریق استراتژی متنوع سازی به راحتی حاصل می گردد . به این ترتیب بین اجزاء اصلی اکوسیستم کشاورزی یک نوع هماهنگی ایجاد می شود . هدفهای طراحی اکولوژیک کشاورزی، ادغام اجزاء فوق الذکر است. به طوری که کارایی کلی بیولوژیکی، توسعه یابد. تنوع زیستی ، محافظت و بهره وری اکوسیستم کشاورزی و ظرفیت خود تنظیمی آن حفظ گردد . هدف، طراحی اکوسیستم کشاورزی است که از ساختار و عملکرد اکوسیستم طبیعی تقلید می کند. یعنی سیستمی با تنوع گونه ای بالا و خاک فعال از لحاظ بیولوژیکی، خاکی که کنترل آفات طبیعی ، بازیافت مواد مغذی و پوشش خود را افزایش داده و مانع از افت منابع غذایی گردد.
اکولوژی کشاورزی، راهنمایی جهت توسعه اکوسیستم های کشاورزی متنوعی که از اثرات ادغام تنوع زیستی حیوانی و گیاهی سود می برند، می باشد. چنین ادغامی ، تعاملات پیچیده را افزایش داده و عملکرد ها و پروسه های اکوسیستم ، مثل تنظیم بیوتیک ارگانیزمهای مضر، چرخه مواد غذایی و تولید انبوه در محیط زیست را بهبود میبخشد و به اکوسیستم های کشاورزی این امکان را می دهد تا خود، عملکرد خود را کنترل نمایند .
نتیجه نهایی طراحی اکولوژیک کشاورزی با حفظ اکولوژیکی و اقتصادی اکوسیستم کشاورزی به همراه سیستم های مدیریتی پیشنهاد شده، مخصوصا هماهنگ با چارچوب عملیاتی شرایط اقتصادی– اجتماعی و محیطی موجود و مبنای منابع محلی، توسعه یافت. در یک استراتژی اکولوژیکی– کشاورزی ، اجزاء مدیریت به سوی روشن کردن موضوع حفظ و ارتقاع منابع کشاورزی محلی، سوق می یابند. (خاک ، جانوران اهلی مفید، تنوع زیستس گیاه، زرم پلاسم و غیره) . این اجزاء بر روش توسعه ای تاکید دارند که مشارکت کشاورز، استفاده از دانش سنتی و هماهنگی بخش های کشاورزی که با نیاز های محلی و شرایط بیوفیزیکی و اقتصادی – اجتماعی متناسب با شد را می طلبد. (شمس، (1392
4
.3 چالش های ایجاد اکوسیستم های کشاورزی پایدار
چالش موجود در ایجاد اکوسیستم های کشاورزی پایدار، یکی از ویژگیهای دست یابی به اکوسیستم های شبیه به اکوسیستم طبیعی است که دارای تنوع زیستی است، اما خروجی آن بصورت برداشت محصول میباشد. جریان انرژی را می توان طوری طراحی نمود تا وابستگی به منابع غیر قابل تجدید کمتر باشد و یا به صفر برسد. در ساختار اکوسیستم های طبیعی روابط مکمل بین موجودات زنده و محیط آنها که بوسیله مرزهای اختیاری محدود شده اند، برقرار می باشد و از ابعاد زمانی و مکانی، در تعادلی پویا و در عین حال پایدار و با تنوع، قرار دارند. اساسی ترین اجزای ساختمانی هر اکوسیستم عوامل زنده آن یعنی موجوداتی که با محیط خود کنش متقابل دارند، و نیز عوامل غیر زنده می باشند. در ساده ترین مفهوم ، تنوع یعنی تعداد گونه ای که در یک جامعه وجود دارند: هر گونه ای دارای نیازهای خاص است: در طول زمان، تنوع گونه ای، ساختار غالبیت، ساختار تغذیه ای یک جامعه، معمولاَ ، حتی در صورت مرگ گونه ها باید با ثبات باقی بماند.ثبات در تنوع هر جامعه زیستی، تا حد زیادی به نوع جامعه و ماهیت اختلالات و تخریب هائی که جامعه در معرض آنهاست بستگی دارد. در سالهای اخیر اصلاح نباتات یا اتکاء به پیشرفتهای دانش ژنتیک گیاهی سهمی غیر قابل انکار در افزایش محصولات کشاورزی داشته، اما بنیاد کشاورزی را به دلیل تمایل به یکنواخت کردن هرچه بیشتر منابع ژنتیکی و کاهش تنوع زیستی دگرگون کرده است. کشاورزی پایدار همواره در جهت نگهداری و باروری اکوسیستم های طبیعی فعالیت می کند و به حفظ تنوع زیستی با تکیه بردانش سنتی و بومی و محدود ساختن فعالیت های مخرب محیط تمایل داردبه همین منظور چگونگی دست یابی به تنوع هر چه بیشتر در اکوسیست های کشاورزی بر پایه کشاورزی پایدار با توجه به دانش سنتی و مدیریت آنها برای حفظ گونه های بومی مطلوب مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.( صفاری، (1389
.4 تنوع زیستی در اکوسیستم
در دنیایی که به سرعت به سوی جهانی شدن پیش می رود، "تنوع زیستی" و یا به بیانی دیگر مدیریت منابع گرانبهای حیات، یکی از بزرگترین و مهم ترین چالشهای پیش روی بشر امروز به شمار می آید. توسعه پایدار تلفیق اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی برای حداکثر سازی رفاه نسل فعلی، بدون به خطر انداختن توانایی های نسل آینده می باشد. تنوع زیستی منبعی است که سلامت جوامع و اکوسیستم ها را تضمین می کند، به عبارت دیگر تنوع ضامن سلامت محیط زیست است. به طور کلی بزرگترین تهدید تنوع زیستی، تخریب محیط زیست و کاهش منابع می باشد و جبران این معضلات در دراز مدت موجب ضررهای فراوان اقتصادی خواهد شد. در سال 1972 کنفرانس سازمان ملل متحد در زمینه محیط زیست و انسان که در استکهلم برگزار گردید به شکل گیری برنامه محیط زیست سازمان ملل (UNEP) منتهی شد. به گونه ای که تمامی دولت ها و ملت ها موظف به توسعه اقتصادی، بدون تخریب محیط زیست شدند.(کبیری و همکاران، (1389
آنچه بشر تاکنون سعی در انجام داشته است جایگزینی اکوسیستم های طبیعی، که در طی میلیون ها سال تکامل یافته اند، با اکوسیستم های کشاورزی مصنوعی بوده است. اکوسیستم های کشاورزی معمولا کوتاه مدت هستند و به عنوان مثال، فقط برای یک
5
فصل رویشی وجود دارند. اما با این حال قوانین اکولوژی برای اکوسیستم های طبیعی و کشاورزی یکسان هستند. بخش اساسی اکوسیستم های کشاورزی، زمین زراعی است.
.5 مفهوم توسعه پایدار
مفهوم توسعه پایدار، در طی سالهای دهه ًٌَُ و از زمانی که اتحادیه بین المللی حفاظت از محیط زیست و راهبرد جهانی (IUCN) منابع طبیعی حفاظت از منابع طبیعی با هدف کلی دستیابی به توسعه پایدار از طریق حفاظت از منابع حیاتی (زنده) را ارائه کرد، مورد توجه جدی قرار گرفت. از آن هنگام به بعد بسیاری از سازمانهای دولتی و غیر دولنی، »توسعه پایدار« را به عنوان الگوی جدید توسعه مدّ توجه قرار دادند ؟
شاید بهترین تعریف از مفهوم پایداری »توسعه پایدار «را بتوان از گزارش کمیسیون جهانی محیط زیست و توسعه به دست آورد ؟این گزارش( (WCED موسوم به گزارش براتلند - که از اسم رییس نروژی آن گرفته شده است -شامل مجموعهای از پیشنهادها و اصول قانونی جهت دستیابی به توسعه پایدار برای کشورهای در حال توسعه است. بر اساس گزارش برانتلند، دولتهای در حال توسعه میبایست به ارزیابی مسائل زیست محیطی بپردازند و داده های لازم برای این منظور را جمعآوری نمایند. وارد کردن ارزش کالاها و منابع محیطی در تصمیمات مربوط به سرمایهگذاری بخش خصوصی و دولتی از شرایط اولیه هر گونه حرکت به سمت توسعه پایدار است ؟ بر اساس این گزارش، مفهوم توسعه پایدار بر حسب اندازهای که فعالیتهای اقتصادی میتواند نیازهای بشری را برآورده سازد و همچنین بر حسب حفاظت و حمایت زیست کره یا سیستمهای ویژه طبیعی تعبیر و تفسیر میشود؟
.6 سابقه کاربرد شاخصهای پایداری
سنانایاک (1991) در مطالعهای جهت تدوین شاخص پایداری کشتبومها تاکید کرده است که برای تدوین یک شاخص باید از سنجههایی استفاده کرد که مستقل از نوع سامانه کشاورزی باشد. بر این اساس شاخص پیشنهادی وی مرکب از اجزای زیر است:
(1)
که به شکل زیر صورت بندی میشود:
6
که در آنها S شاخص پایداری بومشناختی در یک کشتبوم، Ei مقدار نهادههای خارجی، Er نسبت انرژی، Pbمعادلهای انرژی (قدرت)، Seکارایی مصرف نور و Rs و Rb به ترتیب دوام خاک و دوام پوشش گیاهی هستند.(f(Ve سنجه کارایی انرژی و f(Vd) سنجه وابستگی کشت بوم به انرژی است. بر اساس این شاخص، کشتبومهای یکه فرسایش خاک زیادی دارند یا تلفات پوشش گیاهی در آنها شدید است به دلیل اینکه صورت معادله شاخص پایداری در آنها )Rs Rb( به شدت کاهش مییابد، پایداری کمی دارند. به همین ترتیب، سامانههایی که از منابع موجود به خوبی حفاظت میکنند از پایداری بالایی برخوردار خواهند بود. شاخص دیگری با همین مبنا توسط لال راسینگ و همکاران (1997) ارائه شده است:
(3)
که در آن Cs شاخص پایداری، Oi ستانده به ازای مقدار نهاده ای که بیشترین تاثیر را در افزایش عملکرد دارد؛ Od ستانده به ازای مقدار کاهش محدودکنندهترین منبع غیرقابلتجدید؛ Om حداقل ستانده قابل حصول و t زمان است. بنابراین شاخص پایداری وابسته به مقدار تولیدات محصولات کشاورزی، کاهش منابع محیطی که تولیدات به آنها وابسته است و از همه مهمتر زمان است.
نامبیار و همکاران (2001) با استفاده از یک سری سنجههای زیست- فیزیکی، شیمیایی و اجتماعی- اقتصادی، شاخصی جهت سنجش پایداری کشتبومها در چین تدوین کردهاند که صورتبندی این شاخص به این ترتیب است:
(4)
که در آن شاخص پایداری کشاورزی، N موازنه عناصر غذایی، Y عملکرد محصولات زراعی، S کیفیت خاک، M مدیریت کشاورزی، Q کیفیت زیست محیطی کشتبوم، B تنوع زیستی کشاورزی، جنبههای اقتصادی و اجتماعی نظام زراعی و E موازنه اثر خالص در کشاورزی است. در هر یک از این گروههای هشت گانه سنجهایی برای کمّی کردن آنها استفاده شده و امتیاز سنجه در سه گروه کم، متوسط و زیاد قرار داده شده که حداقل امتیاز 75 و حداکثر امتیاز 100 برای هر سنجه منظور شده است. به عنوان مثال در گروه کیفیت خاک از سنجه عمق خاک استفاده شده است. چنانچه عمق خاک کمتر از 50 سانتیمتر باشد امتیاز کم (75)؛ اگر عمق خاک بین 50 تا 100 سانتیمتر باشد امتیاز متوسط (85) و چنانچه عمق خاک بیش از 100 سانتیمتر باشد امتیاز زیاد (100) برای آن منظور میشود. در نهایت حاصلضرب مجموع سنجههای گروههای هشتگانه است که امتیاز نهایی شاخص پایداری را تعیین میکند. (کامکار و مهدوی دامغانی، (1387
یوان و همکاران (2003) در چین با تهیه یک پرسشنامه که شامل 17 سنجه بود، وضعیت پایداری یکی از مناطق شانگهای را مورد ارزیابی قرار دادند. در این تحقیق، پاسخدهندگان در قالب 4 گروه دستهبندی شدند: کارمندان دولتی به عنوان تصمیمگیرندگان و مجریان، آموزگاران دبستان و دبیرستان به عنوان آموزشدهندگان، دانشآموزان 12 تا 14 ساله به عنوان نسل جدید و کارگران به
7
