trvale udržitelné zemědělství

chranu povodí je dobře známý stejně jako ekostabilizační role (zajišťující uchování genofondu opylovačů, predátorů apod.). Tak např. Thies & Tscharntke (1999) uvádějí, že pokles zastoupení nezemědělských ploch s vytrvalou vegetací v krajině pod 20 % způsobí pokles parazitace blýskáčka řepkového (Meligethes aeneus) lumky pod 32 - 36 %, což jest hodnota, která již nepostačí k efektivní bioregulaci tohoto škůdce. Fragmenty alespoň polopřirozených ekosystémů (zejména neprodukčních s vytrvalou zelení) v zemědělské krajině mohou být refugiemi bohaté fauny a flóry, stejně jako životním prostředím myslivecky významné zvěře, což může zvýšit příjem farmy. Naopak, některé nezemědělské ekosystémy mohou být nebezpečné zemědělského systému tím, že mohou působit jako zdroje škůdců a plevelů, zejména jsou - li ochuzené o faunu a flóru, plošně malé, izolované, vytlačené na marginální plochy, vystavené vlivům agrourbánní matrice apod. Zemědělci a sadaři dobře znají škody, které jim působí spárkatá zvěř nebo zajíci, migrující z okolních nezemědělských ploch a zdivočelých holubů domácích pronikajících z měst. Podobné problémy skýtají pozemky dočasně nebo trvale vyčleněné ze zemědělské činnosti. Jejich management je složitou záležitostí, kde se střetávají zájmy ekonomické, ekologické, komunální apod. Problém bude nabývat na rozsahu vzhledem k očekávané nadvýrobě potravin a s tím související zvýšené míře reverze zemědělských systémů.
14.1.4 Společensko-ekonomické a zdravotní dopady industriálního zemědělství
Struktura zemědělství má velký vliv na venkovské obyvatelstvo. To je známo od dob klasických studií Goldschmidta v Kalifornii publikované v r.1968: studoval dvě oblasti v San Joaquin valley, jednu v okolí městečka Dinuba a druhou v okolí Arvin. V první oblasti převládaly malé rodinné farmy a ve druhé velké komerční farmy. V oblasti malých farem zjistil větší kvalitu života, lepší veřejné služby a zařízení, vyšší zapojení lidí do společenského a politického života, méně výrazné socioekonomické rozvrstvení, nižší chudobu a diverzifikovanější a stabilnější obchodní sektor. Jiní autoři ještě dalšími výzkumy přidali další důsledky změn organizace farem (většinou v souvislosti se zvyšováním rozměrů farem, vyšší komercializací a intenzifikací a se změnami v organizaci obchodu): zvyšování rozdílů v příjmech lidí, vylidňování venkova, znečištění prostředí, růst nezaměstnanosti apod. Další možnosti studia dopadů jednotlivých typů zemědělských systémů na společnost nabízí využití tzv. indexů trvalé udržitelnosti (viz dále).
Industriální zemědělství doprovází koncentrace farem do velkých podniků obhospodařujících velké spojité plochy monokultur obdělávaných velkou mechanizací. Např. v USA se počet farem od r. 1920 do konce století snížil z 6,5 miliónů na 2 milióny. Také proporce lidí žijících a pracujících na farmách klesla za toto období na 2 %. Tento proces je spojen se ztrátou kontroly farmářů a místních farem nad produkcí. To je devastující, protože místní znalosti a umění jsou nahrazovány diktátem agrobyznysu, trhu, firem spojených s výrobou strojů a agrochemikálií apod. Tím je řízení zemědělských systémů oddáleno od jejich prostředí, dochází k přetrhání ekologických vazeb a souvislostí a jejich nahrazování drahými nakupovanými vnějšími vstupy, které jsou často založeny na neobnovitelných zdrojích. Alarmující je, že farmáři se dostávají do kleští, které svírá z jedné strany růst nákladů na vstupy a z druhé strany růst relativních zisků z farmářské produkce, kterou pohltí sféra obchodu. Tak např. v USA se podíl farmářů (share) snížil z nějakých 20 % z každého dolaru obdrženého od zákazníka za produkt v r. 1910 na asi 9 % (viz obr. 1.4.1, Smith 1992, z Gliessman 2000). I v méně rozvinutých zemích pozorujeme podobný trend: růst farem produkujících exportní produkty vyhání místní lidi z venkova do měst, kde se stávají závislými na ostatních ve své potravinové potřebě. Zvýšené potravinové nároky spolu s rostoucí plochou věnovanou exportním produktům vede ke zvýšeným nárokům na dovozy potravin, které v rozvojových zemích stouply mezi lety 1970-1990 pětinásobně. To podstatně ohrožuje potravinovou bezpečnost méně rozvinutých zemí.
Dalším výrazným dopadem industriálních technologií je růst globální nerovnoměrnosti. Stále rostou rozdíly mezi kalorickým příjmem a kvalitou potravy, kterou přijímají lidé vyspělých a méně vyspělých zemí a to bez ohledu na zvyšování produktivity a výnosů. Rozvojové země často produkují komodity, které exportují do vyspělých zemí a přitom využívají vstupy, které od vyspělých zemí nakupují. To obohacuje úzkou skupinku prominentních vlastníků půdy a obchodníků, ale ochuzuje masy obyvatel. Ti buď odcházejí do měst nebo svou farmářskou činnost provozují na marginálních půdách, kam jsou velkými vlastníky vytlačeni. To urychluje degradaci půdy, odlesňování, erozi a působí značnou sociální a ekonomickou škodu. Vždy existovala ekonomická nerovnováha mezi vyspělými a málo vyspělými zeměmi, ale industrializace zemědělství ji prohloubila porušováním principu ekvitability. Vytváří se pozitivní (destabilizující) zpětná vazba: farmář, který má více půdy, větší přístup ke kapitálu a technologiím, profituje ze společných planetárních zdrojů více než farmář, který k nim má menší přístup.
Lidské zdraví je definováno (WHO) jako stav mentální, fyzické a sociální pohody. Zdravotní rizika zemědělské produkce se dají rozdělit zhruba do 4 oblastí: 1) pesticidy: přímé otravy jsou čím dál vzácnější a jsou v současné době omezeny téměř zcela na tropické a subtropické země, větším nebezpečím jsou chronické otravy, které se projevují jako: neurologické problémy, neplodnost, dermatologické problémy, oslabení imunity, alergenní a karcinogenní působení zejména reziduí pesticidů ale též jejich metabolických a degradačních produktů, 2) antibiotika, zejména preventivně aplikovaná zvířatům, mohou vyvolat rezistenci u patogenních mikroorganizmů, dnes většina vyspělých zemí preventivní medikaci krmiv zakazuje, 3) nitráty již byly zmíněny na několika místech, jejich vstup do lidského těla je nejvyšší se zeleninou, ale možné nepříznivé následky jsou snižovány ochrannými látkami (protektivy jako např. antioxidanty, vitamíny), které jsou současně v zelenině obsaženy, 4) kvalita potravy, zejména složení, se mění: např. v USA vzhledem k trendu „zdravé“ výživy se podstatně snížilo množství živočišných tuků, barviv aj. aditiv. Také u nás se od r. 1989 do r. 2003 změnila struktura spotřebitelské poptávky po potravinách, snížila se spotřeba mléčných tuků a tučných mas (vepřového) ve prospěch zeleniny a ovoce. Asi polovina všech otrav potravou souvisí s masným a mlékárenským průmyslem. Novějším „šlágrem“ je nemoc šílených krav, ale nejzávažnější je stále salmonelóza. Zdraví je třeba vždy chápat komplexně (zdraví lidí, půdy, zvířat, rostlin, prostředí), u lidí ve vztahu k sociálním poměrům, práci, volnému času, rekreaci apod. a nesoustředit se jen na lineární vztahy (zisk, produkce, statistika).
14.1.5 Vliv globálních změn
Fyziologie zemědělských systémů se zabývá interagujícími fyziologickými procesy, které určují výměny uhlíku, toky energií, vody a živin celými zemědělské systémy. Je to relativně nové odvětví, které reaguje na potřebu porozumět tomu, jak zemědělské systémy reagují na globální změny prostředí (koncentrace atmosférického CO2, změny teploty, přístupnosti vody, depozice N, změny UV-B nebo troposférického ozónu, zvýšení eroze, globální degradace biodiverzity apod.) a jak také samy těmto změnám přispívají. Důležitým poznatkem fyziologie zemědělských systémů je to, že výsledky fyziologických měření určitých plodin, v určitých tkáních a orgánech a v určité časové škále, nemusí být extrapolovatelné na celosvětovou úroveň a na delší časovou škálu vzhledem k mnoha interakcích v rámci ekosystémů. V historii totiž byla fyziologie studována na podkladě experimentů s jedinci nebo s jednotlivými orgány jedinců a jenom velmi málo studií se zabývalo metabolickými reakcemi celého ekosystému v jakékoliv časové škále. Je dobře známo, že organizmy jsou schopny se přizpůsobit měnícím podmínkám prostředí různými mechanismy v krátkodobé časové škále. Přirozené ekosystémy se přizpůsobují v dlouhodobé časové škále (delší než doba trvání jednotlivých generací organizmů) nikoliv metabolickými aklimatizacemi, ale změnami v početnostech populací jednotlivých druhů a v druhovém složení. Tyto změny pozměňují fyziologii ekosystémů a musí se s nimi počítat. Reakce ekosystémů je velmi komplexní, protože generační doby se liší od několika hodin (u mikroorganizmů) až po staletí (některé stromy).
Schopnost člověka měnit prostředí se zvýšila v období průmyslové revoluce, tj. zhruba před 200 lety. Narušení globální biogeochemie je hlavní příčinou tzv. globálních změn. Globální změny fungují přímo, na základě koloběhů živin a jejich vzájemných interakcí a nepřímo, prostřednictvím změn v bilanci slunečního záření a klimatických změn. Antropogenní vlivy na koloběhy živin můžeme rozdělit na: 1) poruchy (perturbations), kdy se zvyšuje množství látky, které vstupuje do ekosystému (příkladem mohou být velké vstupy dusíku, fosforu a síry do globálního ekosystému jako následek průmyslových a zemědělských aktivit) a 2) rozvrácení (disturbations), kdy jsou změněny dráhy, efektivity, nebo koncové produkty biogeochemických procesů.
Zemědělství přispívá globálním změnám mnoha způsoby. Jednak za zvýšené množství CO2 v atmosféře, za které historicky zodpovídají asi z jedné poloviny průmyslové emise a z druhé poloviny změny ve využívání krajiny (související s konverzí stávajících ekosystémů na zemědělské systémy). Konverzí se obvykle snižuje jak celková biomasa tak i obsah SOM a CO2 se tedy ztrácí jak z půdy tak i z biomasy a v konečných důsledcích se dostane do atmosféry. Dále je to zvýšené emise oxidů N, zejména stabilní formy (N2O) a emise metylbromidu (který je mnohonásobně účinnější v ničení stratosférického ozónu než freony) a v neposlední řadě je to eroze, o vlivu zemědělských systémů na globální snížení biodiverzity již byla zmínka výše. Většina zemědělských systémů je mnohem méně efektivní v recyklování a udržení živin než přírodní ekosystémy. Výsledkem je redistribuce živin ze systému půda-rostliny do hydrosféry a atmosféry, což se někdy označuje slovem „leakiness“.
Ve skutečnosti jsou antropogenní poruchy i rozvrácení biogeochemických cyklů, až již pocházejí z průmyslové či zemědělské činnosti, úzce propojeny, protože je celkem jedno, zda nějaká molekula CO2 pochází z toho či jiného zdroje a navíc výstupy jedněch systémů mohou být vstupy do jiných. Podobně jsou propojeny zemědělské i nezemědělské vlivy zvýšené eroze a degradace biodiverzity. Globální cyklus C byl silně narušen během posledních 2 století velkým množstvím CO2 uvolňovaným do atmosféry pálením fosilních paliv a změnami ve využití krajiny. Roční fotosyntéza suchozemských rostlin využívá asi 15 % atmosférického zásobníku uhlíku. V současnosti tvoří asi ľ antropogenních emisí CO2 pálení fosilních paliv a výroba cementu, zbytek pak narušování suchozemských ekosystémů. Za posledních 200 let pochází sumárně asi stejné množství CO2 ze změn využívání krajiny a stejné množství z pálení fosilních paliv. Konverze přirozených, zejména lesních, ekosystémů do zemědělských systémů, přináší značnou ztrátu biomasy, jejíž uhlík se dostane do atmosféry v podobě CO2 a narušování půd zemědělského systému obvykle vede ke snížení množství C vázaného v půdách, který se také dostane do atmosféry v podobě CO2. Zdá se, že snížení biomasy zodpovídá asi za 2/3 uhlíku, který se objeví v atmosféře jako důsledek změn využívání krajiny a 1/3 pochází z půdy. Tu část, která pochází z půdy, je ovšem těžké kvantifikovat, protože ztráta půdního uhlíku závisí na celé řadě okolností. Konverzí přirozeného ekosystému v zemědělský systém dochází ke ztrátě C z dané plochy z mnoha důvodů: plodiny obvykle alokují méně C do podzemních částí než rostliny přirozených ekosystémů vzhledem k dlouholetému alokačnímu šlechtění na výnos části nadzemní biomasy. Značná část biomasy plodin je sklízena a odvážena z pozemku, místo aby se přeměnila na opadanku. Opakované narušování půdy mechanickou kultivací urychluje dekompozici opadanky a snižuje fyzikální ochranu organické hmoty před dekompozicí. Většina měření a odhadů ztrát půdního C je však založena na pozorování vrchního maximálně jednoho metru půdního profilu, ale uhlík uložený v hlubokých vrstvách se zpravidla nesleduje, a tak daná měření jsou často neadekvátní pro účely globálních odhadů.
14.2. Trvale udržitelné využívání zemědělských systémů
14.2.1. Vymezení pojmů
Jde o relativně nový přístup, který je reakcí na pochopení toho, že „moderní“ zemědělství a lesnictví degraduje zdroje, na nichž je samo závislé. Industriální zemědělství existuje v dnešní podobě nejvýše 50-60 let a již nyní je jisté, že jde o způsob trvale neudržitelný. Vytváří sobě samému i svému jak biofyzikálnímu tak socioekonomickému prostředí velké problémy, využívá neobnovitelné vnější zdroje a degraduje vnitřní zdroje jak v kvalitě tak v kvantitě a kromě toho způsobuje rozsáhlé, špatně kvantifikovatelné a obtížně internalizovatelné negativní externí efekty. Externí efekty (externality, externalities), jsou náklady (negativní externí efekty) nebo užitky (pozitivní externí efekty), které vznikají některým jedincům nebo skupinám mimo tržní transakce. Tak například farma, která je ve finančních problémech, může omezit protierozní opatření, což zvýší povrchový odtok a znečistí povrchové toky. Toto znečištění je negativním externím efektem pro ty, kteří vodu využívají (jako například rybáři nebo obyvatelé měst, kteří využívají upravenou říční vodu k pití). Externí efekty vedou k regulacím a někdy k dotacím. Vysoká produktivita industriálního zemědělství není založena na přirozených faktorech umožňujících produktivitu přírodních ekosystémů, ale na neustálém přísunu vnějších energomateriálových vstupů (industriálních dodatků). Velké problémy vyvolává zavádění industriálních technologií do environmentálně citlivých a chudých rozvojových zemí. Pokrok tedy musí směřovat k trvale udržitelným technologiím, které zachovávají zdroje co do kvality i kvantity, jsou environmentálně zdravé, energeticky efektivní, ekonomicky životaschopné i sociálně akceptovatelné.
Pojem trvale udržitelné využívání zemědělských systémů vychází z koncepce trvale udržitelného rozvoje společnosti přijatého mezinárodním společenstvím na konferenci v Rio de Janeiru (1992): trvale udržitelný rozvoj společnosti je takový, který nebrání v rozvoji následujícím generacím, tj. předchozí generace musí následující generaci předat planetu nejméně v tak dobrém stavu (tj. stejném nebo lepším), jakou ji přebírala sama. Tomuto pojetí odporuje např. čerpání neobnovitelných zdrojů, které tak nemohou být využity následujícími generacemi. Trvale udržitelné využívání zemědělských systémů tedy rozšiřuje cíle zemědělství a lesnictví a kromě efektivity, produktivity a zisku zahrnuje též udržitelnost (sustainability), rovné sdílení zisků z využívání zdrojů (ekvitability), kvalitu života společnosti a kvalitu životního prostředí. Přináší tedy nejen změnu technologií, ale i změnu hodnotového žebříčku.
Sám pojem trvalá udržitelnost (sustainability) vznikl tehdy, když si lidé uvědomili, že některé zdroje, na kterých jsou závislí, čerpají větší rychlostí, než s jakou se tyto zdroje obnovují (regenerují). Tak např. lesy, ryby, stanoviště ohrožených druhů apod. využíváme rychleji než se stačí obnovit nemluvě o zdrojích, jejichž rychlost obnovy je nepatrná v porovnání s rychlostí čerpání, jako jsou zdroje nerostných surovin (minerály, uhlí, ropa). Udržitelný agroekosystém je v tomto symslu takový agroekosystém, z kterého čerpáme úrodu takovou rychlostí, s jakou se tato nově vytváří jen s podporou vnitřních mechanizmů přirozené produktivity (tj. bez vnějších dodatků).
Rozpracovat tuto koncepci rozvoje společnosti na řízení zemědělských systémů není jednoduché a v současné fázi poznání jde spíše o aspekty a principy než o ucelené a konkrétní technologické postupy. Není divu, že lépe jsou rozpracované trvale udržitelné technologie v zemědělství než v lesním hospodářství, protože lesnictví vykazuje mnohem méně environmentálních problémů než zemědělství. Důvodů pro to je více: na většině míst světa je mnohem "blíže" ke klimaxu, navíc les roste v méně environmentálně zranitelných prostředích než ostatní biomy; a tím jsou jeho systémy stabilnější a méně environmentálně problematické. Kompromis technologií spočívá především v tom, že zemědělské a lesnické postupy musí udržet produktivitu (tj. schopnost regenerovat v rámci pěstební periody část produkce, která je periodicky odebírána) a zároveň zachovat zdroje obdobně jako přírodní ekosystém. Problémem je, jak uvádí Gliessman (2000), že není možné stanovit, zda nějaké činnost je trvale udržitelná, protože „trvalost“ nelze prokázat dnešním stavem. Udržitelnost se totiž projeví až v budoucnosti. Ale je možné prokázat, jaké praktiky jistě trvale udržitelné nejsou, protože jejich neudržitelnost se projevuje již dnes nebo je jasná z analýzy trendů.
Pro úplnost je potřeba konstatovat, že trvalá udržitelnost (sustainability) není jediným atributem nebo funkcí zemědělských systémů. Těch je celá řada a jejich klasifikace je velmi složitá, úvod k problematice, tj. rozlišení podle Reijntjes et al. (1992) (na produktivitu, bezpečnost, kontinuitu, a identitu) i klasifikaci podle Conway (1985) (tj. udržitelnost, produktivita, ekvitabilita a spolehlivost), naleznete v kapitole 2.
14.2.2 Trvale udržitelné zemědělství
Trvale udržitelné využívání zemědělských systémů je takové využívání zemědělských systémů, které dlouhodobě uspokojuje lidskou potřebu potravin, krmiv, dřeva, vlákna a jiných surovin (tj. zajišťuje potravinovou bezpečnost) a přitom zachovává kvalitu prostředí, nedegraduje zdroje, na kterých jsou tyto systémy samy závislé, a to ani v kvalitě ani v kvantitě, které využívá přirozené biologické cykly a regulace, zachovává ekonomickou udržitelnost i kvalitu života farmářů, rančerů a společnosti jako celku. Jiná definice: „vyrovnaně balancuje zájmy environmentální soudnosti, ekonomické životaschopnosti a sociální spravedlnosti mezi všemi sektory společnosti.“ Podle Gliessmana (2000) je trvale udržitelný zemědělský systém takový, který zachovává základnu zdrojů, na kterých je závislý (tj. nesnižuje jejich kvalitu ani kvantitu), spoléhá jen na minimum umělých zdrojů pocházejících zvenčí, řídí škůdce a choroby vnitřními regulačními mechanismy a je schopen se sám zotavit (regenerovat) z narušování (disturbancí) působených kultivací a sklizní. Lehman et al. (1993) zužují definici trvalé udržitelnosti na soubor procesů, které nevyčerpávají nenahraditelné zdroje.
Naopak, někteří autoři chápou trvalou udržitelnost zemědělských systémů poněkud jinak, v rozporu s obecně přijatou definicí trvalé udržitelnosti rozvoje společnosti tak, jak byla přijata v r. 1992 v Rio de Janeiru. Některá odlišná pojetí rozebereme níže, na tomto místě se můžeme jen zmínit o některých jako např. synonymizování trvalé udržitelnosti zemědělských systémů se systémy nízkých vstupů (dodatků) - tzv. LEI(S)A systémy (low external input (sustainable) agricultural systems) nebo zužování trvalé udržitelnosti jen na udržení zaměstnanosti na venkově a udržení venkovského prostoru. Jistě, snížení vnějších vstupů (dodatků) je významným opatřením ke zvýšení udržitelnost systémů a lidské zdroje a venkovská krajina p