بوم شناسی یا اکولوژی چیست؟

ضرورتهای نگرش به اگرواکولوژی

موجودات زنده خاک

اغلب موجودات زنده خاک از طریق سهمی که در فرایند تجزیه دارند برای بوم نظام های کشاورزی سودمند هستند. فعالیت این قبیل موجودات باعث تسریع فساد مواد الی و آزاد شدن و بازچرخش مواد غذایی می شود. فعالیت برخی از انواع موجودات زنده خاک سرعت تجزیه مواد آلی را که از طریق باکتری ها و قارچها انجام می پذیرد افزایش می دهند. بی مهرگان درشت تر نظیر کر های خاکی, موریانه ها و هزارپایان و حتی بی مهرگان ریزجثه ای نظیر کرم های خاکی , دم فنری ها مواد آلی را به قطعات کوچکتر شکسته و بدین شکل سطح بیشتری از مواد آلی را در معرض تجزیه قرار می دهند.

حفاظت آب در کشاورزی

حفاظت آب اغلب بخش مهمی از فعالیت های تولیدات کشاورزی محسوب می شود. بر خلاف دیگر عوامل فیزیکی(همچون نور و …) دامنه گسترده ای از آب خاک وجود دارد که در آن گیاه قادر به حداکثر رشد است. در این مورد اضافه نمودن آب از طریق آبیاری تاثیر چندانی بر عملکرد نخواهد داشت و حتی ممکن است که عملکرد را نیز کاهش دهد. در مناطقی که کشاورزان هزینه های هنگفتی را برای آب می پردازند این چالش بوم شناختی یک چالش اقتصادی است.

وقتی که آب به شکل بارندگی وارد بک بوم نظام کشاورزی می شود, سه رویداد اصلی ممکن است که اتفاق افتد. مقدار زیادی از این آب در خاک حفظ می شود هر چند که مقدار آبی را که خاک می تواند در خود نگه دارد به ساختمان و بافت خاک بستگی دارد. همچنین ممکن است که آب بلافاصله توسط گیاهان جذب شود, به ویژه اگر خاک نسبتاٌ خشک باشد و گیاهان محدودیت آبی داشته باشند. آبی که توسط گیاهان جذب نمی شود و نمی تواند در خاک نگهداری شود یا به هوا تبخیر شده یا در خاک نفوذ می کند و یا به شکل رواناب در زمینی که باریده شده است جاری می شود. در اینجا ممکن است این آب ذخایر زیر زمینی یا سفره های آب زیر زمینی را پر کند. یکی از نگرانی های موجود در این زمینه این است که آبی که در خاک حرکت می کند ممکن است با خود مواد آلوده یا مواد شیمیایی کشاورزی را منتقل کند و این مواد شیمیایی می توانند در سفره های آبی, منابع آب یا دریاچه ها و رودخانه ها قرار بگیرند. به علاوه اگر آب در سطح خاک در زمین به شکل رواناب جاری جاری شود, چنانچه خاک چندان محکم با ریشه گیاهان موجود ارتباط و پیوند نداشته باشد ممکن است مقدار زیادی از خاک سطحی را با خود جابجا کند. این امر منجر به فرسایش خاک و ته نشین شدن این خاک در رودخانه ها و دریاچه ها می شود.

آشیانه های اکولوژیک

آشیانه اکولوژیک واژه ای انتزاعی است و در برگیرنده عوامل و متغیرهای متعددی می باشد که همگی همراه با هم عمل می کنند تا نقش یک موجود را در بوم نظام توصیف نمایند. این واژه مشخص می کند که موجود زنده در چه مکانی می تواند زندگی کند(عوامل فیزیکی) و در این منطقه می تواند چه کاری انجام دهد(عوامل فیزیکی). آشیانه اکولوژیک دامنه های فیزیولوژیکی را برای یک موجود زنده مشخص می کند که توزیع و الگوهای مهاجرت این موجود را مشخص می سازد.آشیانه اکولوژیک همچنین برهمکنش هایی را که یک موجود با سایر موجودات هم گونه خود و یا سایر گونه ها دارد مشخص می نماید. آشیانه اکولوژیک دربردارنده تمام منابعی است که یک موجود زنده برای بقا و تولید مثل به آنها نیاز دارد.

تنوع زیستی

تنوع زیستی توسط بنیاد جهانی طبیعت(1989) به عنوان «غنای زندگی روی زمین, میلیون ها گیاه, جانور و ریز-موجودات,ژنهایی که حامل آنها هستند و بوم نظامهای پیچیده ای که این موجودات به شکل گیری آنها در درون محیط زنده کمک می کنند تعریف شده است». بنابراین تنوع زیستی نه تنها نشانگر گوناگونی گونه های موجودات زنده در سیاره ما, بلکه همچنین تنوع ژنتیکی که در بین آن موجودات و تنوع بوم نظامهایی که این موجودات در آنها زندگی می کنند نیز می باشد.تنوع زیستی در سیستم های طبیعی, جایی که هر موجود در معرض دامنه ای از شرایط و رخدادهایی است که تکامل او را شکل می دهند و عامل توزیع و موفقیتش می باشند به وجود می آید.

مدیریت تلفیقی آفات

به شکل نظری تلفیق در مدیریت آفات ممکن است در دو سطح روی دهد.

1- تلفیق چنین تدبیر برای مدیریت یک آفت
2- تلفیق مدیریت چند نوع آفت
مفهوم دیریت تلفیق آفات در دهه 1960 به عنوان رهیافتی برای مدیریت آفات, از طریق گستره ای از روشها با هدف کاهش آفت کش و تاثیرات منفی محیطی آنها تکامل یافت. استفاده از برنامه های IPM[1] موجب کمترین تاثیرات منفی محیطی, بهبود سلامت انسان, افزایش سود کشاورز به دلیل کاهش تیمارهای هزینه بر, و تشویق توسعه و استفاده از تدابیر جایگزین برای مدیریت آفات می شود. از این زمان به بعد IPM به طرق گوناگونی مورد استفاده قرار گرفته است.

بر همکنش های کشاورزی-محیط زیست

بوم نظامهای کشاورزی و طبیعی در داخل یک چشم انداز به اشکال مختلف با یکدیگر برهمکنش نشان می دهند. برهمکنش های بین نظام های کشاورزی و غیرکشاورزی(طبیعی یا دیگر بوم نظامها همچون بوم نظام شهری)به ویژگی های مهم و متعدد چشم اندازی که در آن وجود دارد بستگی دارد:

اثرات مکانی(فضایی): اگر ما چشم انداز را به عنوان مجموعه از قطعات که شامل مزارع کشاورزی و قسمت های غیر کشاورزی می باشد, در نظر بگیریم, اندازه و فضای این قطعات اهمیت زیادی دارد.یک مزرعه یا یک باغ که در داخل یک جنگل بارانی وسیع محصور است ممکن است مورد تجاوز گونه های بومی جنگلی قرار بگیرد, اما بقای همین گونه های جنگلی نیز ممکن است چنانچه یک قطعه جنگلی بارانی در بین مزارع وسیع محصور باشد مورد تهدید جدی قرار بگیرد.

اثرات زمانی: تاریخچه و زمان وقوع رخدادها نیز برهمکنش کشاورزی-محیط زیست را تحت تاثیر قرار می دهند. رخدادهای آب و هوایی و فصلی بر زمان وقوع پدیدها تاثیر می گذارند, اما اثرات انسانی(عملیات زراعی,تاریخچه استفاده از زمین)در بسیاری از موارد, مهمتین عامل است. بوم نظامهای کشاورزی و طبیعی از طریق برهمکنش با یکدیگر در طول زمان به تدریج تغییر می کنند.

اثرات کارکردی: ماهیت و شدت برهمکنش نیز مساله مهمتر می باشد. به عنوان مثال, کم یا زیاد بودن نشت مواد شیمیایی کشاورزی از یک بوم نظام کشاورزی باعث ایجاد برهمکنش ها و اثرات متفاوتی در بوم نظام طبیعی می شود.

اثرات بوم نظامهای طبیعی بر کشاورزی

تاثیر بوم نظامهای طبیعی در افزایش تنوع ئ اطراف بوم نظامهای کشاورزی معمولاٌ برای کشاورزی سودمند می باشد. در بعضی موارد, علف های هرز, مهره داران و پرندگان یا حشرات مناطق طبیعی ممکن است به آفات بوم نظامهای کشاورزی مجاور حود تبدیل شوند. اما باید اظهار داشت که اغلب آفات مهم کشاورزی گونه های نیستند که از یک بوم نظام طبیعی مجاور به مزرعه وارد شده باشن, بلکه گونه هایی(اغلب غیربومی)هستند که سازگاری ویژه ای با نظامهای زراعی کاملاٌ تخصصی پیدا کرده اند.

اثرات بوم نظامهای کشاورزی بر بوم نظامهای طبیعی

فعالیت های کشاورزی به طور مستقیم و غیر مستقیم بر بوم نظامهای طبیعی تاثیر می گذارند. مشهود ترین اثر مستقیم این امر تبدیل بوم نظامهای طبیعی به زمین های زراعیب می باشد. قطعه بندی یا تقسیم مناطق طبیعی به قطعه های کوچک و جدا از هم می تواند پیامدهای جدی برای بوم نظامهای طبیعی به دنبال داسته باشد.کشاورزی ممکن است منبع آفات یا گونه های علف هرزی باشد که به بوم نظامهای طبیعی هچوم برند. فرسایش خاک که نتیجه خاکورزی و دیگر عملیات کشاورزی می باشد می تواند باعث انباشت سیلت, غرقاب و دیگر اثرات مستقیم بر نظام های طبیعی شود.

تک کشتی در برابر چند کشتی

تک کشتی عبارتست از تکرار تولید یک نوع گیاه در یک قطعه زمین در طول زمان که منجر به بالابودن نیازهای چنین نظامی به عملیات تولیدی خاص و مکانیزاسیون می شود. در مقابل چند کشتی به تولید انواع مختلفی از گیاهان مختلف در یک قطعه از زمین(در زمان و مکان)اشاره دارد که اغلب چنین نظامهایی حالت انحصاری کمتری داشته و در چنین نظامی مکانیزاسیون می تواند دخیل باشد یا نباشد.

دو نوع اصلی نظامهای کشاورزی کاملاٌ مفاوت از یکدیگر وجود دارد. کشاورزی صنعتی معمولاٌ با مقادیر زیادی انرژی سوختهای فسیلی پشتیبانی می شود و مقادیر زیادی از یک نوع محصول زراعی را برای فروش در جامعه و سایر کشورها تولید می کند.کشاورزی معیشتی تنها با انرژی انسان یا حیوان پشتیبانی شده و مقادیر کمی از انواع مختلف محصولات زراعی برای بقای یک خانواده یا برای فروش محدود در بازار تولید می کند.

نظام های تک کشتی دو مشکل عمده دارند. احتمالاٌ جدی ترین خطر یک نظام تک کشتی, حساسیت آن به بیماری ها  بلایای طبیعی است. اگر تنها یک رقم کشت شود هنگام وقوع یک فاجعه طبیعی یا شیوع یک آفت مشکلات زیادی گریبانگیز نظام کشاورزی خواهد شد. دیگر آنکه افزایش تنوع این امکان را فراهم می کند که زیستگاههای متعددی برای دشمنان طبیعی ایجاد شود, در نتیجه احتمال اینکه جمعیت آفت باعث بروز مشکلات جدی شوند کمتر است.

تناوب زراعی

تناوب گیاهی یا کشت سلسله وار در حالت معمول به عنوان یک نظام چند کشتی تصور نمی شود. تناوب زراعی رشد بیشتر از یک گیاه زراعی را در یک منطقه مشابه از زمین را شامل می شود, اما گیاهان از نظر زمانی از هم متمایزند. تناوب زراعی دارای مزایایی است. تناوب زراعی همچون کشت مخلوط امکان افزایش تنوع به تولید را در طول زمان فراهم می کند. اگر بقولات در تناوب استفاده شوند, می توانند برای حصول عملکرد مطلوب در گیاهی که متعاقباٌ در تناوب وارد می شود, نیتروژن کافی تولید نمایند و نیز به عنوان یک علوفه با کیفیت بالا برای دامهای اهلی مورد استفاده قرار می گیرند. به علاوه اگر یک گیاه مقاوم در تناوب با یک میزبان خوب قرار بگیرد, آفات در زمان حضور گیاه مقاوم از منبع غذایی محروم خواهند شد. آفاتی که برای یافتن سایر میزبان ها قادر به حرکت نیستند ممکن است از گرسنگی تا حد مرگ پیش بروند و این مساله باعث کاهش جمعیت آفت در حد قابل قبول می شود و بدین شکل گیاه میزبان مطلوب را می توان با خسارت اقتصادی کمتر در مزرعه کشت کرد. از طرفی تناوب زراعی در برخی موارد باعث کاهش تراکم علفهای هرز شده است. از طرفی با کمک تناوب زراعی نیروی کارگری در کل سال توزیع شده و نیز امکان تولید فشرده گیاهان بسیار با ارزش فراهم می شود.

کشاورزی دوره ای

کشاورزی دوره ای در مواردی تحت عنوان کشاورزی قطع-سوزاندن مهمترین نظامهای سازگار چندکشتی است که در جهان امروز دیده شده است.این نظام به علت جنگل زدایی های وسیعی که صورت داده به شدت مورد مجادله و بحث است. در جریان کشاورزی یک نظام طبیعی پاک شده و برای چندین سال زیر کشت گیاهان یکساله و یا چند ساله کوتاه عمر می رود و سپس برای احیای حاصلخیزی خاک به حال خود رها می شود تا برای مدتی طولانیتر از مدت زمانی که زیر کشت قرار داشت در حالت آیش باقی بماند. این نظام روشی معیشتی از کشاورزی است که در آن بیشتر عملیات با استفاده از دست و بدون کاربرد ماشین آلات انجام شده و زمانی که گیاه روی زمین است به مدیریت کمتری نیاز دارد. در حالی که ممکن است دامها در این نظام نقشی ایفا کنند, اما عموماٌ بیش از آنکه برای استفاده از نیروی آنها در نظام وارد شوند, برای استفاده از آنها در حاصلخیز کردن خاک(در قالب کود دامی) مدنظر قرار می گیرند. اندازه کرتهایی که توسط هر کشاورز کشت می شود تا حدود زیادی به دسترسی به نیروی کارگری و تراکم جمعیت بستگی دارد.

کشاورزی دوره ای زمانی می تواند کارایی داشته باشد که جمعبیت کم باشد.

شخم حفاظتی

شخم متعارف به عملیاتی اشاره دارد که در آن بقایای گیاهی دفن شده و در سطح خاک تمیز شده و قبل از کاشت تسطیح می شود. اصطلاح شخم حفاظتی واژه ای عمومی است که به دامنه ای از عملیات خاکورزی اشاره دارد. که طی آن عملیات شخم حذف شده و یا کاهش می یابد. در شخم حفاظتی سطح زمین ناهموار بوده و بقایای گیاهی روی خاک باقی گذاشته می شوند. در برخی از تعاریف مربوط به شخم حفاظتی وجود 30% و یا حداقل مقدار ممکن از پوشش گیاهی در سزح خاک الزامی است. اهداف این گونه برنامه های شخم کاهش تلفات خاک و حفاظت از رطوبت موجود در آن است. برخی از متداول ترین شیوه های آن عبارتند از:

نظام بدون شخم. خاک و بقایای سطحی بدون تخریب باقی می مانند و تنها تخریب انجام شده مربوط به زمان قرار دادن بذر در خاک است.

شخم مرزی. شخم برای ایجاد مرزهایی استفاده می شود که گیاه روی انها کاشته می شود. سپس نظام بدون شخم برای حفظ گیاهان بعدی مورد استفاده قرار می گیرد.

شخم نواری. این عملیات شامل ایجاد نوارهای باریکی است که گیاه روی آنها کشت شده و بقایای تخریب نشده در سطح خاک باقی گذاشته می شود.بدان شخم منطقه ای و زراعت منطقه ای نیز گفته می شود.

شخم مالچی. خاک شخم زده می شود و بخشی از بقایای گیاهی نیز به همراه خاک شخم زده می شود, اما مالچ ناشی از بقایا در سطح باقی می مانند. عملیات شخم شامل شخم سطحی و کم عمقی است که با هدف باقی گذاشتن بقایا در سطح خاک طراحی می شود.

شخم حداقل. در این روش در مقایسه با شخم متعارف میزان شخم کاهش یافته و مقداری از بقایای گیاه زراعی روی سطح خاک باقی می مانند.

مالچ ها

به موادی اطلاق می شود که در سطح خاک مورد استفاده قرار می گیرند.در کوتاه مدت از مالچ ها می توان به عنوان عاملی برای کاهش فرسایش, حفاظت ار رطوبت خاک, تعدیل دمای خاک, متوقف کردن رشد علف های هرز و یا بهبود کیفیت آبهای سطحی استفاده کرد.

کودهای سبز و تثبیت نیتروژن

بازگرداندن فراورده های جانبی برداشت شده به مزارع با هدف بازچرخش مواد یکی از روشهایی است که می توان نیتروژن را حفاظت کرد و کمبودهای موجود را کاهش داد.با این وجود تثبیت نیتروژن روشی است که مقدار قابل توجهی نیتروژن را می توان به بوم نظام کشاورزی افزود. در شرایط بهینه برخی از بقولات قادرند بیش از 80% نیتروژن مورد نیاز خود را از طریق تثبیت بیولوژیکی نیتروژن به دست بیاورند.بقولات از جمله این کودهای سبز می باشند.

تلفیق دام در اگرواکولوژی

در بسیاری از نظامهای زراعی که در بین پایدارترین نظامها از نظر اکولوژیکی قرار دارند نظامهایی هستند که در آنها ترکیبی از گیاه زراهی و دم وجود دارد. نظامهای دامپروری شامل موارد زیر است:

نظامهای چرا. منبع اصلی تغذیه حیوانات علوفه ای است که در درون نظام تولید می شود. میزان علوفه تولید شده به کیفیت زمین, اقلیم و مدیریت بستگی دارد و تعیین کننده ظرفیت چرا می باشد.

نظامهای محصور بیرونی. در این نظامها دامهای اهلی(مثلاٌ گاو,گوسفند, خوک) در حصارهایی در هوای آزاد در تراکم های نسبتاٌ بالا جای داده می شوند.در درون حصارها هیچ پوشش گیاهی نبوده یا میزان آن اندک است.بنابراین تمامی خوراک دام باید از منابع خارجی تامین شود.

نظامهای محصور درونی. در نظامهای محصور درونی حیوانات در طی سال در ساختما هایی که شرایط محیطی آن کنترل شده است قرار داده می شوند. در درون حصارها هیچ پوشش گیاهی نبوده تمامی خوراک و تغذیه آنها نیز از بیرون تامین می شود.