Rolnictwo jest jedną z tych działalności człowieka, która szeroko i wielowymiarowo wpływa na środowisko naturalne. Przejawy działalności rolniczej w oczywisty sposób dotykają gleb, ale nie wszyscy są świadomi, jak istotny wpływ mają one także na wody, a nawet atmosferę i krajobraz.

Spis tematów (kliknij, aby przejść do wyboru tematów)


Człowiek a środowisko

IV Rolnictwo a środowisko

1. Działalność rolnicza człowieka

Rolnictwo wpływa na środowisko wielowymiarowo. Wśród obszarów oddziaływania można wymienić:

  • Krajobraz i jego przekształcanie (z naturalnego w rolniczy), co wiąże się przede wszystkim z wpływem na biosferę i pedosferę.
  • Wody – do których dostają się zanieczyszczenia oraz operowanie wodą jako zasobem niezbędnym do rozwoju upraw i chowu (w tym także zabiegi melioracji i irygacji).
  • Atmosferę – wykorzystanie maszyn przyczynia się do emisji zanieczyszczeń, a nieumiejętna gospodarka glebą do emisji pyłów.
  • Pedosferę i biosferę – zmiany parametrów gleb oraz naturalnej fauny i flory.

Jednym z podstawowych przejawów działalności człowieka, za sprawą których dochodzi do wpływu na środowisko naturalne są zabiegi agrotechniczne, czyli czynności stosowane przy uprawie roślin. Możemy do nich zaliczyć:

  • Czynności uprawy roli (orka)
  • Nawożenie
  • Stosowanie środków ochrony roślin (np. opryski)
  • Zabiegi melioracyjne

2. Systemy gospodarowania w rolnictwie

W historii rolnictwa stosowano różne metody uprawy. Początkowo nie przywiązywano większej wagi do sposobu uprawy, nie mając większej świadomości konsekwencji złego gospodarowania ziemią. Z czasem jednak, doświadczenia empiryczne pozwoliły zrozumieć, że organizacja działalności rolniczej odgrywa dużą rolę w kształtowaniu jej efektywności, a tym samym wpływa na dobrobyt rolników. Z czasem zaczęto więc wymyślać coraz lepsze systemy upraw. Pierwszymi z nich były: najpierw dwupolówka, a potem trójpolówka, czyli podział pola na części i stosowanie ugoru. Więcej na temat wykształconych typów rolnictwa możesz przeczytać tutaj (kliknij). Z czasem człowiek zaczął dostrzegać duże korzyści wynikające ze stosowania dwóch skrajnie różnych metod uprawy: monokultury rolnej oraz płodozmianu.

Za stosowaniem monokultury rolnej przemawia prostota, wygoda i wysoka wydajność ekonomiczna (w krótkiej perspektywie czasu). Dzięki obsianiu całego pola jednym gatunkiem, można zastosować ważną w gospodarce specjalizację produkcji, dzięki temu obniżając koszty i maksymalizując zyski.

Typowym przykładem monokultury rolnej są plantacje, np. bananów (na zdjęciu – w Maroku). W 97% przypadków stosuje się uprawę tylko jednego gatunku – Cavendish

Źródło: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/jwqh7TOCg_zp5VcriradqH_aexHaJPp0tz5Ua3rxZYECCORjC10PxvBNUS0FFpunwOxhuczSS32qwVDJvym3xViRkW-Y999ghQUHfK8

Jednak z czasem odkryto, że monokultura ma swoje poważne mankamenty i negatywnie wpływa na środowisko. Są wśród nich:

  • Ułatwienie rozprzestrzeniania się chorób, szkodników i grzybów, dla których brak bariery w postaci innej roślinności (co może unicestwić cały zbiór).
  • W celu ochrony przed zagrożeniami konieczne jest stosowanie chemicznych środków ochrony roślin, które oprócz pasożytów wybijają też pożyteczne organizmy np. pszczoły, dodatkowo zanieczyszczając rośliny i glebę różnymi chemikaliami.
  • Usunięcie roślinności naturalnej w celu utworzenia plantacji prowadzi do niekorzystnego zachwiania bioróżnorodności.
  • Długotrwałe stosowanie uprawy jednego gatunku rośliny prowadzi do wyjałowienia gleby poprzez wyczerpanie jej określonych, wartościowych składników mineralnych.

W dłuższej perspektywie czasowej, opłacalność monokultury szybko spada z powodu strat i rosnących kosztów, ale niektóre rośliny na świecie, aby ich uprawa była jakkolwiek opłacalna, muszą działać właśnie w takim systemie.

Alternatywą dla monokultury rolnej jest płodozmian. System ten wyewoluował z innych opartych o podział pola i rozwinął się na duża skalę w XIX wieku. Ta metoda gospodarowania polega podobnie jak w trójpolówce – na podziale pola na części (ale bez ugoru), na których uprawia się inne gatunki roślin, dokonując ich corocznej rotacji. Działanie takie nosi znamiona dywersyfikacji produkcji rolnej. Stosując odpowiedni dobór upraw, można korzystnie wpłynąć na stan gleby, albo w najgorszym razie – nie pogorszyć go. Rośliny można zasadniczo podzielić na trzy typy:

  • Pogarszające wartość użytkową gleby (zwłaszcza rośliny okopowe, korzeniowe, a wśród zbóż – kukurydza)
  • Neutralne dla gleby (większość zbóż np. żyto i roślin oleistych)
  • Wzbogacające glebę (rośliny pastewne i motylkowate np. fasola oraz rozmaite trawy)

Przykład polskiego zastosowania płodozmianu (od frontu) z monokulturą żyta w tle

Źródło: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ad/Plodozmian.jpg

Umiejętne żonglowanie stosowanymi uprawami, nie tylko ochroni rolnika przed skutkami monokultury, ale dodatkowo zadziała jak naturalne nawożenie.

3. Chemizacja rolnictwa

Dużo negatywnych skutków dla środowiska naturalnego przynosi stosowanie w rolnictwie chemizacji. Proces ten ma swoje racjonalne uzasadnienie gospodarcze – ogranicza choroby roślin oraz powiększa plon, dzięki czemu możliwe jest produkowanie większej ilości żywności. Jednak działania te nie pozostają obojętne dla natury. Wśród przejawów negatywnego stosowania chemii w rolnictwie są:

  • Zaburzenie naturalnej równowagi biologicznej organizmów glebowych, co może prowadzić do powstawania pustyń glebowych w jej wewnętrznej części na skutek wybicia organizmów żywych.
  • Nieumyślne uśmiercenie pożytecznych organizmów np. pszczół, na skutek stosowania niektórych oprysków.
  • Zmiana (najczęściej pogorszenie) naturalnych parametrów fizycznych i chemicznych gleby.
  • W przypadku dostania się stosowanych chemikaliów do wód – ich zanieczyszczenie, które może prowadzić do zwiększonej eutrofizacji jezior oraz użyźniania mórz (czego ostatecznym skutkiem są pustynie beztlenowe).
  • Zanieczyszczenie powietrza.
  • Zwiększona kumulacja chemikaliów w żywności oraz w karmionych tą żywnością zwierzętach, a więc docelowo także spożywanie takiej żywności przez człowieka. Kumulujące się w żywności metale, mogą prowadzić do poważnych zatruć.

Szczególnie niebezpieczne dla pożytecznych organizmów np. pszczół są opryski rolnicze

Źródło: https://www.kalendarzrolnikow.pl/upload/image/opryskiwacz1.jpg

Wśród głównych stosowanych chemikaliów są nawozy oraz pestycydy. Nawozy sztuczne stosuje się w celu zwiększenia urodzajności gleby i zwiększenia plonów. Wśród głównych typów nawozów sztucznych można wymienić: azotowe, potasowe i fosforowe. Mimo negatywnych skutków nawożenia, ich stosowanie w racjonalnym stopniu wydaje się jednak społecznie użyteczne. Dużo gorsze od nawozów są jednak pestycydy. Ich celem jest ochrona roślin przed zagrożeniami, m.in. fungicydy chronią przed grzybami, insektycydy przed owadami, a herbicydy przed chwastami. To właśnie pestycydy najsilniej przenikają do żywności. Z tego powodu w niektórych krajach ogranicza się lub całkowicie zabrania stosowania pestycydów.

4. Mechanizacja rolnictwa

Często niedostrzegane są niekorzystne skutki środowiskowe mechanizacji rolnictwa. Choć samo jej stosowanie uchodzi za wyznacznik nowoczesności i pozwala znacząco poprawić efektywność ekonomiczną, niesie za sobą pewne koszty.

Podstawowym skutkiem mechanizacji rolnictwa są przemiany w strukturze gleby. Stosuje się maszyny, których celem jest orka gruntu. Niestety, czasami stosowanie ciężkich maszyn może prowadzić do nadmiernego “ugniecenia” gleby i na skutek nadmiernej utraty napowietrzenia warstwy wierzchniej – wytworzenia się nieprzepuszczalnej warstwy gleby. Taka gleba stanowi barierę dla tlenu oraz wody dla niższych poziomów. W konsekwencji jakość gleby pogarsza się. Nadto stosowanie ciągłej obróbki gleby może prowadzić także do odwrotnego skutku – jej nadmiernego utlenienia substancji organicznych, co przyczynia się do pogłębienia erozji i zmniejszenia urodzajności gleby.

Czasami stosowanie ciężkiego sprzętu w rolnictwie niesie za sobą ryzyko uszkodzenia gleby

Źródło: https://img.agrofakt.pl/wp-content/uploads/2015/11/plug.jpeg

Poważnym, a bagatelizowanym problemem jest emisja zanieczyszczeń przez maszyny rolnicze. Ciągniki i kombajny, podobnie jak każdy inny środek transportu napędzany paliwami, prowadzi do emisji gazów cieplarnianych i innych odpadów do atmosfery. Mechanizacja rolnictwa (w niewielkim stopniu, ale jednak) pogłębia problem globalnego ocieplenia. Spaliny zawierają ponadto metale ciężkie, które mogą ponadto odkładać się w żywności.

5. Gospodarowanie wodą w rolnictwie

Ważnym zabiegiem agrotechnicznym stosowanym w rolnictwie jest melioracja. Obejmuje ona działania prowadzące do trwałego podniesienia jakości gleb, z wykorzystaniem wody. Podstawowym celem melioracji jest ochrona przed nadmiernym uwodnieniem oraz doprowadzenie wód do pól zagrożonych ich niedoborem. W celu realizacji tego zadania wykonuje się m.in. kanały lub rowy melioracyjne. Procesy melioracji stosuje się przede wszystkim w krajach rozwiniętych. Absolutnym liderem jest Holandia. W Polsce melioracji poddano około 44% użytków rolnych. Najwięcej zmeliorowanych gruntów znajduje się jednak w dużych krajach, np. Chinach i Indiach (około 40% wszystkich). Szacuje się, że całkowity obszar poddany melioracji to 320 mln ha (w tym 6,4 mln ha w Polsce). Szczególnie uzasadnione jest meliorowanie obszarów zagrożonych powodziami, co zapewnia niezbędną ochronę przed zalaniem i zniszczeniem upraw.

Nawet niewielkie kanały melioracyjne mogą korzystnie wpływać na rolnictwo

Źródło: https://i2.wp.com/magazyn.elubin.pl/wp-content/uploads/2017/08/melioracja.jpg?resize=800%2C509

Melioracja, mimo licznych korzyści niesie też zagrożenia dla środowiska, do których należą:

  • Przekształcenie rzeźby terenu i zniszczenie krajobrazu naturalnego.
  • Negatywny wpływ na obszary sąsiadujące – nadmierne uwodnienie lub odwodnienie.
  • Ryzyko obniżenia poziomu wód gruntowych na skutek nadmiernego odwodnienia.
  • Ryzyko wzrostu zasolenia gleb (transport zanieczyszczonej, słonej wody).

Pewną wariacją na temat gospodarowania wodą jest stosowanie w Azji Wschodniej tarasowania stoków (terasy rolne). Ze względu na górzysta rzeźbę terenu oraz stosowanie ryżu (silnie potrzebującego wody) jako podstawowego składnika diety, konieczne jest zatrzymanie odpływu wód z silnie nachylonych obszarów. W tym celu tworzy się specjalny system tarasów (teras), które zatrzymują wodę, umożliwiając powstawanie mini-jeziorek i uprawy w nich ryżu. W tym przypadku zagrożenie dla środowiska (oprócz całkowitego przekształcenia krajobrazu) wiąże się z zachwianiem naturalnego odpływu wód powierzchniowych.

Tarasy stokowe w Azji Wschodniej – służą zwłaszcza do uprawy ryżu

Źródło: https://cdn.pixabay.com/photo/2013/02/18/18/34/rice-fields-83005_960_720.jpg

Ważnym elementem gospodarowania wodą w rolnictwie jest także irygacja, czyli sztuczne nawadnianie pól. Celem jest najczęściej uprawa obszarów całkowicie suchych, np. pustyń, aby zapewnić lokalnej ludności niezbędną żywność (i tańszą niż z importu). Co logiczne, wodę trzeba jednak najpierw skądś pozyskać, co prowadzi najczęściej do sięgania po bardzo kruche zasoby wód podziemnych, które mogą zostać poważnie nadużyte w toku tego procesu.

Irygację stosuje się głównie na Bliskim Wschodzie np. w Jordanii (na zdjęciu) czy Arabii Saudyjskiej

Źródło: https://www.greenprophet.com/wp-content/uploads/2010/06/pivot-irrigation-jordan.jpg

6. Intensywny wypas zwierząt

Wpływ rolnictwa na środowisko nie dotyczy jedynie uprawy pól, ale też chowu zwierząt. Sama ta działalność, podobnie jak uprawa pola nie musi jeszcze prowadzić do poważnych negatywnych skutków. Problemem jest nadmierny lub nieumiejętny chów, lub jego stosowanie w miejscach zagrożonych różnymi procesami środowiskowymi.

Jednym z mniejszych problemów chowu jest zadeptywanie gleby przez liczne stada zwierząt. Działa to podobnie jak wpływ ciężkiego sprzętu mechanicznego i prowadzi do podobnych skutków, głównie erozji gleby. Problem ten nie odgrywa jednak zbyt dużego znaczenia i dotyczy głównie obszarów górskich.

Duże stada zwierząt mogą mieć podobny wpływ na grunt jak przejazd ciężkiej maszyny

Źródło: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/wqiodmadoFwTbl-GI0droHaTaXKY9YBUntTnouJ2CGdfzmeHRo2NCP7Nw0FmRg3dYNoIJArDM2-7Wguz8VaFQJ-pq2qdf_FHgMGgAX4y4ak6gt_g2qd4dLC2K_RXscp0N-5Nv4QtbkI

Największym problemem chowu jest nadmierny wypas zwierząt. W toku tego procesu dochodzi do chowu ponad biologiczne zdolności łąk do regeneracji. Problem dotyczy obszarów, gdzie warunki rozwoju roślinności (nawet tak podstawowe jak trawa) są bardzo trudne, zwłaszcza w obszarach podzwrotnikowych i zwrotnikowych. W tej grupie są m.in. Półwysep Krymski, basen Morza Śródziemnego czy niektóre obszary Australii oraz środkowej Azji czy Indii. Najbardziej narażonym na skutki obszarem jest jednak położony w Afryce na granicy sawanny i Sahary – Sahel (kliknij tutaj aby dowiedzieć się więcej o Sahelu).

Hodowla koczownicza na Sahelu

Źródło: https://news.wisc.edu/content/uploads/2017/12/Sahel-cattle-public-doman-dept-of-defense-775×581.jpg

Mieszkańcy Sahelu trudnią się głównie chowem bydła (koczowniczym). Niestety stosowany gatunek bydła np. Zebu (wykorzystywany ze względu na dużą wytrzymałość na trudne warunki termiczne) wyjada trawę w sposób niezwykle niekorzystny, niszcząc także system korzeniowy i uniemożliwiając jej odbudowę.

Bydło jest podstawą utrzymania mieszkańców Sahelu, wśród wykorzystywanych gatunków jest m.in. Zebu (rogate bydło)

Źródło: https://ideas4development.org/uploads/2020/06/13244052844_608879899e_o-1080-ANG-1024×684.jpg

Na skutek nadmiernego wypasu bydła na Sahelu i w innych miejscach, może dojść do procesu pustynnienia (choć może on mieć też inne przyczyny). Zjawisko to polega na przekształcaniu się obszaru niebędącego pustynią, w pustynię lub półpustynie. Szacuje się, że w ciągu ostatnich 25 lat nadmierny wypas bydła mógł przyczynić się do pustynnienia 680 mln ha gleb, czyli 20% wszystkich pastwisk na Ziemi. Dodatkowo proces pogłębiają zmiany klimatyczne. Efektem jest zubożenie i tak już mającej trudne warunki życia ludności. Szacuje się, że obszary zagrożone pustynnieniem zamieszkuje 250 mln ludzi na świecie.

Schemat procesu pustynnienia

Proces pustynnienia składa się z kilku etapów. Najczęściej formacją pierwotną jest las, który usuwa się (deforestacja) w celu uzyskania pola. Część z pola stanowi łąka wykorzystywana w chowie zwierząt. Na skutek zniszczenia łąki przez bydło, na teren stopniowo napiera pustynia, dla której brak bariery naturalnej (lub teren przekształca się w pustynię).


Innym problemem związanym z chowem jest emisja metanu. Metan jest najgroźniejszym gazem cieplarnianym (choć co prawda nie jest głównym odpowiedzialnym za ten proces), dużo bardziej szkodliwym od dwutlenku węgla. W toku procesu trawiennego bydła dochodzi do fermentacji, której efektem jest wytwarzanie metanu. Szacuje się, że całe rolnictwo odpowiada za 18% emisji gazów cieplarnianych, ale jego główną przyczyną jest towarzyszące rolnictwu wylesianie (to prowadzi głównie do emisji CO2). Sama emisja metanu odpowiada jednak za co najmniej kilka procent tego procesu, potęgując globalne ocieplenie.