Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду - Environmental impact of agriculture

Загрязнение воды в сельской местности транслировать из-за стока из сельскохозяйственная деятельность в Новой Зеландии

В воздействие сельского хозяйства на окружающую среду - это влияние, которое различные методы ведения сельского хозяйства оказывают на окружающие их экосистемы, и то, как эти эффекты можно проследить до этих методов. Воздействие на окружающую среду сельское хозяйство варьируется в зависимости от большого разнообразия сельскохозяйственный практики, применяемые во всем мире. В конечном итоге воздействие на окружающую среду зависит от производственной практики системы, используемой фермерами. Связь между выбросами в окружающую среду и системой ведения сельского хозяйства является косвенной, так как она также зависит от других климатических переменных, таких как осадки и температура. Некоторые другие факторы могут включать типы техники, используемой в сельскохозяйственных целях, а также выбор фермерами того, как они обращаются со своим скотом.

Существует два типа показателей воздействия на окружающую среду: «основанный на средствах», который основан на производственных методах фермера, и «основанный на воздействии», который представляет собой влияние, которое методы ведения сельского хозяйства оказывают на систему ведения сельского хозяйства или на выбросы в окружающую среду. . Примером индикатора, основанного на средних значениях, может быть качество грунтовых вод, на которое влияет количество азота, внесенного в почву. Показатель, отражающий потерю нитратов в грунтовые воды, будет основан на воздействии.[1] Оценка, основанная на средствах, рассматривает методы ведения сельского хозяйства фермерами, а оценка, основанная на эффектах, рассматривает фактические эффекты сельскохозяйственной системы. Например, анализ, основанный на средствах, может рассматривать пестициды и методы удобрения, которые используют фермеры, а анализ, основанный на эффектах, может учитывать, сколько CO2 выбрасывается или каково содержание азота в почве.[1]

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду включает в себя множество факторов: почва, воде, воздуху, разнообразию животных и почвы, людям, растениям и самой пище. Некоторые из экологических проблем, связанных с сельским хозяйством: изменение климата, вырубка леса, мертвые зоны, генная инженерия, орошение проблемы, загрязняющие вещества, деградация почвы, и напрасно тратить.

Отрицательные

Изменение климата

Основная статья: Изменение климата и сельское хозяйство

Изменение климата и сельское хозяйство - взаимосвязанные процессы, происходящие в мировом масштабе. Глобальное потепление по прогнозам, окажет значительное влияние на условия, влияющие на сельское хозяйство, в том числе температура, осадки и ледниковый сток. Эти условия определяют грузоподъемность из биосфера производить достаточно еда для человеческое население и домашние животные. Рост углекислый газ уровни также могут иметь как пагубные, так и положительные эффекты на урожайность сельскохозяйственных культур. Оценка воздействия глобальных климатических изменений на сельское хозяйство может помочь правильно предвидеть и адаптировать сельское хозяйство для максимизации Сельскохозяйственное производство. Хотя чистое воздействие изменения климата на сельскохозяйственное производство является неопределенным, вполне вероятно, что оно сместит подходящие зоны выращивания для отдельных культур. Адаптация к этому географическому сдвигу повлечет за собой значительные экономические затраты и социальные последствия.

В то же время было показано, что сельское хозяйство оказывает значительное влияние на изменение климата, в первую очередь за счет производства и выпуска парниковые газы Такие как углекислый газ, метан, и оксид азота. Кроме того, сельское хозяйство, которое практикует обработку почвы, внесение удобрений и пестицидов, также высвобождает аммиак, нитрат, фосфор, и многие другие пестициды, которые влияют на качество воздуха, воды и почвы, а также биоразнообразие.[1] Сельское хозяйство также меняет растительного покрова, которые могут изменять свою способность поглощать или отражать тепло и свет, тем самым способствуя радиационное воздействие. Землепользование изменение, такое как вырубка леса и опустынивание вместе с использованием ископаемое топливо, являются основными антропогенный источники углекислого газа; Само сельское хозяйство является основным фактором увеличения концентрации метана и закиси азота в земных атмосфера.[2]

Большая часть выбросов метана происходит в результате использования домашний скот, в частности жвачных животных, таких как крупный рогатый скот и свиньи. Другой домашний скот, например, птица, рыба ... оказывает гораздо меньшее воздействие.[3] Некоторые решения разрабатываются для борьбы с выбросами жвачных животных. Стратегии включают использование биогаз из навоза,[4] генетический отбор,[5][6] иммунизация, рубец выход из строя, превосходит конкуренцию метаногенных архей с ацетогены,[7] представление о метанотрофные бактерии в рубец,[8][9] изменение рациона и управление выпасом, среди прочего.[10][11][12] Определенные изменения в диете (например, с Аспарагопсис таксомоторный ) позволяют сократить до 99% выбросов парниковых газов жвачных животных.[13][14]Из-за этих негативных воздействий, а также по причинам ведения сельского хозяйства эффективность (видеть Еда против корма ), в одном из прогнозов упоминается значительное сокращение поголовья, по крайней мере, некоторых животных (например, крупного рогатого скота) в некоторых странах к 2030 году.[15][16]

Вырубка леса

Основная статья: Вырубка леса

Вырубка лесов ведет к вырубке лесов Земли в больших масштабах во всем мире и приводит к многочисленным повреждениям земель. Одна из причин обезлесения - расчистка земель под пастбища или посевы. По словам британского эколога Норман Майерс, 5% вырубки лесов связано с разведение крупного рогатого скота, 19% из-за перегрузки протоколирование, 22% за счет растущего сектора пальмовое масло плантаций, и 54% за счет рубящий удар сельское хозяйство.[17]

Вырубка леса вызывает потерю среды обитания для миллионов видов, а также является движущей силой изменения климата. Деревья действуют как поглотитель углерода: то есть они поглощают из атмосферы углекислый газ, нежелательный парниковый газ. Удаление деревьев приводит к выбросу углекислого газа в атмосферу и оставляет меньше деревьев, чтобы поглотить увеличивающееся количество углекислого газа в воздухе. Таким образом, обезлесение усугубляет изменение климата. Когда деревья удаляются из леса, почвы имеют тенденцию высыхать, потому что больше нет тени и недостаточно деревьев, чтобы помочь в круговорот воды возвращая водяной пар обратно в окружающую среду. Без деревьев ландшафты, которые когда-то были лесами, потенциально могут превратиться в бесплодные пустыни. Удаление деревьев также вызывает резкие колебания температуры.[18]

В 2000 году Организация Объединенных Наций Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) обнаружила, что «роль динамики населения в местных условиях может варьироваться от решающей до незначительной» и что вырубка лесов может быть результатом «сочетания демографического давления и стагнации экономических, социальных и технологических условий».[19]

Генная инженерия

Смотрите также: Споры о генетически модифицированных продуктах питания

Орошение

Основная статья: Воздействие орошения на окружающую среду

Орошение может привести к ряду проблем:[20]

Среди некоторых из этих проблем - истощение подземных водоносные горизонты через овердрафтинг. Почва может быть чрезмерно полива из-за плохого равномерность распределения или же управление отходы вода, химикаты и может привести к загрязнение воды. Чрезмерный орошение может вызвать глубокий дренаж из-за повышения уровня грунтовых вод, что может привести к проблемам с орошением. соленость требующий контроль уровня воды какой-то формой подземный дренаж земель. Однако если почва не орошается, она дает плохой контроль засоления почвы что приводит к увеличению засоление почвы с последующим накоплением токсичных соли на поверхности почвы в районах с высоким испарение. Это требует либо выщелачивание для удаления этих солей и метод дренаж чтобы унести соли. Орошение физиологический раствор или же с высоким содержанием натрия вода может повредить структуру почвы из-за образования щелочная почва.

Загрязняющие вещества

Основная статья: Загрязнение сельского хозяйства
Смотрите также: Воздействие пестицидов на окружающую среду, Воздействие удобрений на окружающую среду, и Очистка сельскохозяйственных сточных вод

Синтетические пестициды, такие как 'Малатион ', 'Рогор ', 'Kelthane ' и 'доверенное лицо 'являются наиболее распространенным методом борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. Пестициды могут просачиваться сквозь почву и попадать в грунтовые воды, а также задерживаются в пищевых продуктах и ​​приводят к смерти людей и нецелевых диких животных.[21]Широкий спектр сельскохозяйственные химикаты используются, а некоторые становятся загрязняющие вещества из-за использования, неправильного использования или незнания. Эрозия верхнего слоя почвы, которая может содержать химические вещества, такие как гербициды и пестициды, может быть перенесена с ферм в другие места.[22] Пестициды можно найти в ручьях и грунтовых водах. Атразин - гербицид, используемый для борьбы с сорняками, которые растут среди сельскохозяйственных культур.[23] Этот гербицид может нарушить эндокринную продукцию, что может вызвать репродуктивные проблемы у млекопитающих, амфибий и рыб, подвергшихся воздействию.[23] Загрязняющие вещества от сельского хозяйства оказывают огромное влияние на качество воды. Сельскохозяйственная неточечный источник (NPS) раствор воздействует на озера, реки, водно-болотные угодья, эстуарии и грунтовые воды. АПЛ в сельском хозяйстве может быть вызвано плохо организованным кормлением животных, чрезмерным выпасом пастбищ, вспашкой, удобрением и неправильным, чрезмерным или несвоевременным использованием Пестициды. Загрязняющие вещества от сельского хозяйства включают отложения, питательные вещества, патогены, пестициды, металлы и соли.[24] Животноводство также может вызывать попадание загрязняющих веществ в окружающую среду. Бактерии и патогенные микроорганизмы, содержащиеся в навозе, могут проникнуть в ручьи и грунтовые воды, если выпас скота, хранение навоза в лагунах и внесение навоза на поля не осуществляется должным образом.[23]

Ниже перечислены дополнительные и конкретные проблемы, которые могут возникнуть при выбросе загрязняющих веществ в сельское хозяйство.

Деградация почвы

Деградация почвы ухудшение качества почвы, которое может быть результатом многих факторов, особенно сельскохозяйственных. Почвы содержат большую часть мирового биоразнообразия, и здоровые почвы необходимы для производства продуктов питания и надлежащего водоснабжения.[25] Распространенными признаками деградации почвы могут быть засоление, заболачивание, уплотнение, загрязнение пестицидами, снижение качества структуры почвы, потеря плодородия, изменения кислотности, щелочности, засоления почвы и т. Д. эрозия. Эрозия почвы - это истирание верхнего слоя почвы водой, ветром или сельскохозяйственной деятельностью.[22] Верхний слой почвы очень плодороден, что делает его ценным для фермеров, выращивающих сельскохозяйственные культуры.[22] Деградация почвы также оказывает огромное влияние на биологическую деградацию, которая влияет на микробное сообщество почвы и может изменить круговорот питательных веществ, борьбу с вредителями и болезнями, а также химические свойства почвы.[26]

Напрасно тратить

Пластикультура это использование пластиковая мульча в сельском хозяйстве. Фермеры используют пластиковые листы в качестве мульчи, чтобы покрыть 50-70% почвы и позволить им использовать системы капельного орошения для лучшего контроля над ней. питательные вещества почвы и влага. В этой системе не требуется дождя, и фермы, использующие пластиковую культуру, построены так, чтобы способствовать максимально быстрому смыванию дождя. Использование пестициды с пластиковыми культурами позволяет легче транспортировать пестициды в поверхностный сток к водно-болотным угодьям или ручьям. Сток пестицидов и химикатов в пластике может вызвать серьезные деформации и смерть моллюсков, поскольку сток переносит химикаты в океаны.[27]

Помимо повышенного стока в результате пластикового выращивания, существует также проблема увеличения количества отходов от самой пластиковой мульчи. Использование пластиковой мульчи для овощей, клубники и других пропашных и садовых культур превышает 110 миллионов фунтов стерлингов в год в Соединенных Штатах. Большая часть пластика попадает на свалку, хотя существуют и другие варианты утилизации, такие как закатывание мульчи в почву, захоронение на месте, хранение на месте, повторное использование, переработка и сжигание. Варианты сжигания и рециркуляции осложняются разнообразием типов используемых пластмасс и географическим распределением пластмасс. Пластмассы также содержат стабилизаторы и красители, а также тяжелые металлы, что ограничивает количество продуктов, которые могут быть переработаны. Постоянно проводятся исследования по созданию биоразлагаемых или фоторазлагаемый мульчи. Хотя это было незначительным успехом, существует также проблема того, как долго пластик разлагается, поскольку многие биоразлагаемые продукты разлагаются очень долго.[28]

Проблемы по регионам

Воздействие сельского хозяйства на окружающую среду может варьироваться в зависимости от региона, а также от типа используемого метода сельскохозяйственного производства. Ниже перечислены некоторые конкретные экологические проблемы в различных регионах мира.

Устойчивое сельское хозяйство

Основная статья: Устойчивое сельское хозяйство

Устойчивое сельское хозяйство заключается в том, что сельское хозяйство должно развиваться таким образом, чтобы мы могли продолжать производить то, что необходимо, не ущемляя возможности будущих поколений делать то же самое.

Экспоненциальный рост населения в последние десятилетия увеличил практику ведения сельского хозяйства. преобразование земли для удовлетворения спроса на продукты питания, что, в свою очередь, привело к усилению воздействия на окружающую среду. Население мира по-прежнему увеличивается и в конечном итоге стабилизируется, поскольку некоторые критики сомневаются, что производство продуктов питания из-за более низких урожаев из-за глобального потепления может поддержать население мира. Сельское хозяйство также может иметь негативные последствия для биоразнообразия. Органическое земледелие многогранный устойчивое сельское хозяйство набор методов, которые могут иметь меньшее воздействие на окружающую среду в небольшом масштабе. Однако в большинстве случаев органическое земледелие приводит к снижению урожайности с единицы площади.[29] Следовательно, широкое внедрение органического сельского хозяйства потребует расчистки дополнительных земель и извлечения водных ресурсов для обеспечения того же уровня производства. Европейский метаанализ показал, что органические фермы, как правило, имеют более высокую органическое вещество почвы содержание и более низкие потери питательных веществ (выщелачивание азота, выбросы закиси азота и выбросы аммиака) на единицу площади поля, но более высокие выбросы аммиака, выщелачивание азота и выбросы закиси азота на единицу продукта.[30] Многие считают, что традиционные системы земледелия вызывают менее богатое биоразнообразие, чем органические системы. Органическое земледелие показал, что в среднем на 30% больше видов, чем при традиционном земледелии. В органических системах в среднем на 50% больше организмов. У этих данных есть некоторые проблемы, потому что было несколько результатов, которые показали отрицательное влияние на эти вещи в системе органического земледелия.[31] Противники органического сельского хозяйства считают, что эти недостатки являются проблемой системы органического земледелия. То, что начиналось как мелкомасштабная экологически сознательная практика, теперь стало таким же индустриальным, как и традиционное сельское хозяйство. Эта индустриализация может привести к указанным выше проблемам, таким как изменение климата и вырубка лесов.

Консервационная обработка почвы

Консервативная обработка почвы - это альтернативный метод обработки почвы в сельском хозяйстве, более устойчивый для почвы и окружающей экосистемы.[32] Это достигается за счет того, что остатки урожая предыдущего урожая остаются в почве перед обработкой следующего урожая. Консервативная обработка почвы показала, что улучшает многие вещи, такие как сохранение влаги в почве и уменьшение эрозии. Некоторые недостатки заключаются в том, что для этого процесса требуется более дорогое оборудование, необходимо использовать больше пестицидов, а положительные эффекты становятся заметными через много времени.[32] Препятствия на пути внедрения политики консервативной обработки почвы состоят в том, что фермеры не хотят менять свои методы и будут протестовать против более дорогостоящего и трудоемкого метода обработки почвы, чем традиционный, к которому они привыкли.[33]

Другие специфические методы включают: пермакультура; и биодинамическое сельское хозяйство который включает в себя духовный элемент.

Круговое земледелие

Видеть Циркулярная экономика # Сельское хозяйство

Смотрите также

Отчет Продовольственная и сельскохозяйственная организация из Объединенные Нации

Рекомендации

  1. ^ а б c ван дер Варф, Хайо; Пети, Жан (декабрь 2002 г.). «Оценка воздействия сельского хозяйства на окружающую среду на уровне хозяйств: сравнение и анализ 12 методов, основанных на показателях». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 93 (1–3): 131–145. Дои:10.1016 / S0167-8809 (01) 00354-1.
  2. ^ «Отчет ООН об изменении климата» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-11-14. Получено 25 июн 2007.
  3. ^ Системы животноводства и их влияние на окружающую среду
  4. ^ Монтени, Герт-Ян; Баннинк, Андре; Чедвик, Дэвид (2006). «Стратегии снижения выбросов парниковых газов в животноводстве, сельском хозяйстве, экосистемах и окружающей среде». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 112 (2–3): 163–70. Дои:10.1016 / j.agee.2005.08.015.
  5. ^ Проект геномики крупного рогатого скота в Genome Canada
  6. ^ Канада использует генетику, чтобы уменьшить газообразование у коров
  7. ^ Джоблин, К. Н. (1999). «Ацетогены рубца и их потенциал для снижения выбросов метана из жвачных животных». Австралийский журнал сельскохозяйственных исследований. 50 (8): 1307. Дои:10.1071 / AR99004.
  8. ^ Использование микробов прямого кормления для уменьшения выбросов метана жвачных животных: обзор
  9. ^ Parmar, N. R .; Nirmal Kumar, J. I .; Джоши, К. Г. (2015). «Изучение зависимых от диеты сдвигов в метаногене и разнообразии метанотрофов в рубце буйвола Мехсани с помощью метагеномического подхода». Границы науки о жизни. 8 (4): 371–378. Дои:10.1080/21553769.2015.1063550.
  10. ^ Боади, Д. (2004). «Стратегии смягчения последствий для снижения кишечных выбросов метана от молочных коров: обновленный обзор». Может. J. Anim. Наука. 84 (3): 319–335. Дои:10.4141 / a03-109.
  11. ^ Martin, C. et al. 2010. Снижение выбросов метана у жвачных животных: от микробов до масштабов фермы. Животное 4: pp 351-365.
  12. ^ Eckard, R.J .; и другие. (2010). «Варианты борьбы с выбросами метана и закиси азота при производстве жвачных животных: обзор». Животноводство. 130 (1–3): 47–56. Дои:10.1016 / j.livsci.2010.02.010.
  13. ^ Мачадо, Лорена; Магнуссон, Мари; Пол, Николай А .; де Нис, Рокки; Томкинс, Найджел (22 января 2014 г.). «Влияние морских и пресноводных макроводорослей на общее производство газа и метана in vitro». PLoS ONE. 9 (1): e85289. Дои:10.1371 / journal.pone.0085289. ISSN  1932-6203. ЧВК  3898960. PMID  24465524.
  14. ^ «Морские водоросли могут стать ключом к сокращению выбросов метана от коровьей отрыжки - CSIROscope». CSIROscope. 2016-10-14.
  15. ^ Rethink X: продовольствие и сельское хозяйство
  16. ^ Отчет "Переосмысление сельского хозяйства"
  17. ^ Ханс, Джереми (15 мая 2008 г.). "Вырубка тропических лесов - это один из худших кризисов с тех пор, как мы вышли из наших пещер".'". Mongabay.com / Место вне времени: тропические леса и опасности, с которыми они сталкиваются. Архивировано из оригинал 29 мая 2012 г.
  18. ^ "Вырубка леса". Национальная география. Получено 24 апреля 2015.
  19. ^ Ален Марку (август 2000 г.). «Население и вырубка лесов». Размеры SD. Департамент устойчивого развития Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО). Архивировано из оригинал на 2011-06-28.
  20. ^ ILRI, 1989, Эффективность и социальные / экологические последствия ирригационных проектов: обзор. В: Годовой отчет 1988, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды, стр. 18–34. В сети: [1]
  21. ^ «Риски использования пестицидов». EPA. EPA. Архивировано из оригинал 20 мая 2011 г.. Получено 23 апреля 2011.
  22. ^ а б c «Эрозия почвы - причины и последствия». www.omafra.gov.on.ca. Получено 2018-04-11.
  23. ^ а б c «Исследование экологического воздействия методов ведения сельского хозяйства на природные ресурсы». USGS. Январь 2007 г., pubs.usgs.gov/fs/2007/3001/pdf/508FS2007_3001.pdf. По состоянию на 2 апреля 2018 г.
  24. ^ «Информационный бюллетень о неточечных источниках сельскохозяйственной продукции». Агентство по охране окружающей среды США. EPA. 2015-02-20. Получено 22 апреля 2015.
  25. ^ «Деградация почвы». Управление экологического наследия. Получено 23 апреля 2015.
  26. ^ «Проблемы использования земель сельскохозяйственного назначения». Национальная система заповедников эстуариев. Архивировано из оригинал 24 апреля 2015 г.. Получено 23 апреля 2015.
  27. ^ Кидд, Грег (1999–2000). «Пестициды и пластиковая мульча угрожают здоровью штатов Восточного побережья Мэриленда и Вирджинии» (PDF). Пестициды и вы. 19 (4): 22–23. Получено 23 апреля 2015.
  28. ^ Хемфилл, Делберт (март 1993). «Сельскохозяйственные пластмассы как твердые отходы: каковы варианты утилизации?». Hort Technology. 3 (1): 70–73. Получено 23 апреля 2015.
  29. ^ Зеуферт, Верена; Раманкутти, Навин; Фоли, Джонатан А. (25 апреля 2012 г.). «Сравнение урожайности органического и традиционного сельского хозяйства». Природа. 485 (7397): 229–232. Дои:10.1038 / природа11069. PMID  22535250.
  30. ^ Tuomisto, H.L .; Hodge, I.D .; Riordan, P .; Макдональд, Д. (Декабрь 2012 г.). «Снижает ли органическое сельское хозяйство воздействие на окружающую среду? - Метаанализ европейских исследований». Журнал экологического менеджмента. 112: 309–320. Дои:10.1016 / j.jenvman.2012.08.018. PMID  22947228.
  31. ^ Бенгтссон, Янне; Анстрём, Йохан; Вейбулл, Анн-Кристин (1 апреля 2005 г.). «Влияние органического сельского хозяйства на биоразнообразие и изобилие: метаанализ». Журнал прикладной экологии. 42 (2): 261–269. Дои:10.1111 / j.1365-2664.2005.01005.x. ISSN  1365-2664.
  32. ^ а б «Консервационная обработка почвы | ClimateTechWiki». www.climatetechwiki.org. Получено 2017-05-04.
  33. ^ Холланд, Дж. М. (2004-06-01). «Экологические последствия внедрения консервативной обработки почвы в Европе: обзор доказательств». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 103 (1): 1–25. Дои:10.1016 / j.agee.2003.12.018.

дальнейшее чтение

  • Миллер, Г. Т., и Спулман, С. (2012). Наука об окружающей среде. Cengage Learning. ISBN  978-1-305-25716-0
  • Каим, Матин (2010). «Преимущества генетически модифицированных культур для бедных: доход домохозяйства, питание и здоровье». Новая биотехнология. 27 (5): 552–557. Дои:10.1016 / j.nbt.2010.07.009. ISSN  1871-6784. PMID  20643233.CS1 maint: ref = harv (связь)

внешняя ссылка