Агроэкосистемы в отличие от естественных экосистем характеризуются. Агроэкология. Агроэкосистема. Отличие агроэкосистем от природных экосистем. Экологическая система в целом

Понятие «агроэкосистема» появилось совсем недавно. Человек уже изучил принципы образования экосистем и установил уровень вреда, который причиняет ему и природе пользовательское, нерациональное ведение сельского хозяйства. Поэтому продуманная агроэкосистема должна обеспечивать человечество продуктами питания и не наносить вред оставшимся на Земле экосистемам.

Определение

Агроэкосистема – это разновидности экосистем, которые создал человек с целью обеспечения его семьи и населения страны продуктами питания и сырьем для различных отраслей промышленности.

Экосистема – это исторически сложившееся сообщество растений-грибов-животных-микроорганизмов в определенном секторе гидросферы, на материке, в нижнем слое атмосферы или в верхнем слое почвы.

Сравнение

Агроэкосистема – это определенная территория на суше или в море, на которой человек особым образом организовал сельскохозяйственный процесс. Условием, чтобы этот участок получил право называться агроэкосистемой, должно стать рациональное землепользование, животноводство или выращивание в море определенных культур. То есть сельское хозяйство должно быть не пользовательским и экстенсивным, а максимально интенсивным, с продуманным процессом возвращения использованной силы и энергии природы в общий круговорот органических и минеральных веществ на планете.

Чтобы обеспечить такой круговорот, агроэкосистема должна быть многопрофильной и многоликой. Например, к участку пашни необходимо «приложить» пастбище, луг, плодовый сад и небольшой животноводческий комплекс. Все связи между компонентами агроэкосистемы организовывает и осуществляет человек.

Экосистема является базовым понятием экологии. Экосистема может быть природной и антропогенной. Например, экосистема саванны, экосистема озера Байкал или экосистема пустыря за домом.

Экосистема состоит из двух видов компонентов – биотических и абиотических. Биотические компоненты – это набор живых организмов, заселивших нашу систему. В этом случае мы будем называть их продуцентами, консументами разных уровней и редуцентами. Абиотические компоненты – это основа для формирования экосистемы: водная среда или суша, подстилающие горные породы, показатели температуры и влажности, температурный режим.

Между компонентами экосистемы существуют разные виды связей, которые сложились исторически, за довольно продолжительный временной отрезок. Поэтому время, конкуренция и естественный отбор являются основными творцами экосистемы.

Выводы сайт

1. Агроэкосистемы созданы человеком, большинство экосистем созданы природой.
2. Времени для создания человеком конкретной агроэкосистемы требуется намного меньше, чем было нужно для образования элементарной экосистемы природе.
3. Границы агроэкосистемы определены человеком, границы экосистемы размыты.
4. Связи между элементами агроэкосистемы определяют, организовывают и выполняют люди. В большинстве экосистем природа много миллионов лет успешно справлялась с этим заданием сама.
5. Агроэкосистемы появились благодаря человеку, при этом множество природных экосистем на Земле исчезли или были разбалансированы из-за человека.
6. Сегодня на Земле очень мало объектов, которые можно именовать идеальной агроэкосистемой, и очень много объектов, которые можно назвать безнадежно испорченными, «ранеными» и «убитыми» людьми экосистемами.

Помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — агроэкосистемы (агроценоз, агробиоценоз, сельскохозяйственная экосистема).

Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользо- вания.

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами. Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей.

Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.

Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора. В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия. Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.

Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.

Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем — получение дополнительной энергии для нормального функционирования. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агроэкосистемах используется их свойство производить чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например химической и биологической борьбы.

Какие признаки экосистемы считаются устойчивыми? Прежде всего это сложная, полидоминантная структура, включающая максимально возможное при данных условиях число видов и популяций. Второй признак — максимальная биомасса. И последнее — относительное равновесие между приходом и расходом энергии. Несомненно, что в таких экосистемах наблюдается наименьший уровень продуктивности: биомасса большая, а продуктивность низкая. Это связано с тем, что основная часть поступающей в экосистему энергии идет на поддержание процессов жизнедеятельности.

Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

Искусственные экосистемы (агроэкосистемы)

Своеобразный тип экосистем представляют агроэкосистемы. Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы) создаются человеком для получения высокочистой продукции автотрофов (урожая), отличающейся от природных рядом особенностей:

• В них резко снижено разнообразие организмов.
• Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором в состоянии, далеком от первоначального, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.
• Агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии, кроме солнечной, благодаря деятельности людей, животных и механизмов, обеспечивающих необходимые условия роста культивируемых видов. Чистая первичная продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания.

Искусственная регуляция численности вредителей — по большей части необходимое условие поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.

В отношении к сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в связи с общим развитием экологических знаний. На смену представлениям об обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает развиваться по естественным, природным законам.

С экологических позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия.

Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.

Зеленая революция

Одной из форм проявления научно-технической революции в сельском хозяйстве является «зеленая революция». Зеленная революция представляет собой преобразование сельского хозяйства на основе современной агротехники и селекции, это период кардинальной смены подходов к выращиванию растений и животных. В результате первого периода этой революции урожайность зерновых культур возросла в 2-3 раза, и вдвое увеличился ассортимент продукции.

Основными тенденциями второго периода «зеленой революции» были: оказание минимального воздействия на окружающую природную среду, снижение вложений антропогенной энергии, использование биологических методов борьбы с вредителями растений. Однако активное вмешательство человека в природные экосистемы и создание агроэкосистем привело к ряду негативных последствий: деградации почв, снижению плодородия почв, загрязнению экосистем ядохимикатами.

Агроэкосистема – сознательно спланированные человеком биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования. Характерная особенность агроэкосистем – малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов растений (или сортов культивируемых растений).

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими пастбищами и т.д.

Агроэкосистемы, как и природные экосистемы, характеризуются набором составляющих их видов (ᴛ.ᴇ. обладают определœенным составом организмов) и определœенными взаимоотношениями между организмами и средой обитания. В агроценозе складываются те же цепи питания, что и в естественных экосистемах.

Агроценоз – искусственно создан­ное и постоянно поддерживаемое че­ловеком биотическое сообщество, об­ладающее высокой продуктивностью одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений и живот­ных. К примеру, трофическую структуру ржаного поля определяет набор продуцентов (рожь, сорняки), консументов (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуцентов (грибы, микроорганизмы).

При этом в отличие от естественной экосистемы обязательным звеном пищевой цепи здесь является человек, который формирует агроценозы, исходя из их практической значимости, – и обеспечивает их высокую продуктивность.

Главная цель создания агроэкосистемы – рациональное использование тех биологических ресурсов агроэкосистемы, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека – источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов. Сюда же относятся специально культивируемые человеком виды, являющиеся объектами сельскохозяйственного производства: рыбоводства, звероводства, специального выращивания лесных культур, а также виды, используемые для промышленных технологий.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая – чистой продукции автотрофов. Обобщая всœе уже сказанное выше об агроэкосистемах, подчеркнем следующие их основные отличия от природных:

1. В них резко снижено разнообразие видов: снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населœения биоценоза; видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным; культурные пастбища (с подсевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля.

2. Виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи, всячески пресекаются человеком.

5. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов - ϶ᴛᴏ упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Сегодня пахотными землями и пастбищами занято свыше 30% суши, и деятельность людей по поддержанию этих систем превращается в глобальный экологический фактор.

Несмотря на значительную упрощенность агроэкосистем в них всœе же сохраняется множество биоценотических связей, в конеч­ном счете, влияющих на судьбу урожая. Сопоставление сведений о фауне и флоре пшеничных полей показывает гигантскую слож­ность даже предельно простого агроценоза, здесь сохраняется более тысячи видов.

Условия, которым в идеале должны соответствовать поля сельско-хозяйственных культур, – быть высокопродуктивными и вместе с тем стабильными – с экологической точки зрения несовме­стимы. В природных экосистемах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в виде минœеральных солей и углекислого газа в систему биологического круговорота. Ограждая урожай от его природных потребителœей, отчуждая его и заменяя органическими и минœеральными удобрениями, мы обрываем множество цепей питания и дисбалансируем сообщество. По существу, всœе усилия по созданию высокой густой продукции отдельных культур – есть борьба «против природы», которые требуют больших затрат труда и материальных средств.

Экосистема – это совокупность живых организмов и среды их обитания. Непременное условие объединения организмов в экосистему – наличие системы связей, по которым происходит обмен энергии и веществ. Понятие экосистемы это одна из фундаментальных категорий онтологии. Вместе с тем это своего рода некая научная абстракция.

Дело в том, что все живые организмы на земле, так или иначе, взаимосвязаны между собой. Когда речь идет, о какой-либо конкретной экосистеме, то, как правило, подразумевается некое обособление участка пространства и живых организмов населяющих его и состоящих друг с другом в болей тесных связях, чем с другими.

Таким образом, экосистемы могут иметь разные размеры и подразделяются на 4 типа: микро-, мезо-, макро- и биогеоценоз. К микроэкосистемам принадлежат небольшие системы наподобие капли воды или аквариума. К мезоэкосистемам относят такие крупные образования как пруд, лес, поле. Континент или море относят к Макроэкосистемам, а вот глобальную экосистему Земли называют биогеоценозом. Экосистемы принято также разделять на природные и созданные людьми.

Природные экосистемы

Природная экосистема возникает в естественных условиях без вмешательства со стороны человека . Ее отличительной чертой есть способность к саморегуляции. Механизмы взаимодействия живых организмов на болей высоком уровне позволяют экосистеме изменять свою структуру, приспосабливая ее к новым условиям. Любую экосистему стоит рассматривать как некий сложившийся в неких условиях объект. Если условия обитания превышаю границы жизненных показателей организмов, то экосистема лишается своих составляющих.

Еще одной характерной особенностью функционирования экосистем есть способность к самоорганизации . Отсутствие, какого либо координационного центра компенсируется за счет активности и взаимодействию ее элементов. Стремление живых организмов к выживанию, росту и развитию позволяет экосистеме регулировать свою жизнедеятельность. Везде где появляются минимальные предпосылки для существования нескольких видов существ — возникают экосистемы.

Каждая экосистема имеет также свое строение. Она состоит из трофических уровней – верхнего и нижнего. Верхний уровень располагается на уровне земной поверхности и выше. Там располагаются организмы растительного происхождения, принадлежащие к фотосинтезирующей биомассе. На нижнем уровне под землей находятся разнообразные организмы, участвующие в процессах разложения органических веществ.

Структура элементов экосистемы выглядит следующим образом:

• Неорганические вещества.
• Органические вещества.
• Субстратная среда.
• Продуценты.
• Консументы.
• Редуценты.

Неорганические вещества принимают участие в круговороте веществ. Органические служат депо для связанной химической энергии. Субстратная среда представлена землей, водой и воздухом.

Продуценты связывают энергию света солнца и с помощью процесса фотосинтеза преображают ее в энергию химических связей. Консументы употребляют в пищу продуцентов и усваивают вместе с химическими веществами энергию, но на следующий уровень переходит не больше 10% от количества предыдущей. В условиях такого дисбаланса между разными уровнями переходы энергии возможны благодаря существованию экологических пирамид. Масса каждого из звеньев в десять раз меньше предыдущего. Обычная цепь питания состоит из 3 элементов:

• Продуценты.
• Консументы.
• Редуценты.

Состояние внутреннего равновесия экосистемы называется гомеостазом. Экосистема достигает этого состояния за счет внутренних механизмов саморегуляции. Например, чрезмерное размножение травоядных животных привело бы к уменьшению фотосинтезирующей массы, но вместе с тем возрастает численность хищников, которые уменьшаю популяцию консументов первого порядка.

Агроэкосистемы

Отличительной чертой этих экосистем есть их искусственное происхождение. Так же как и природные экосистемы, им свойственна определенная структура и взаимосвязанность элементов. Кроме своего возникновения эти экосистемы также обязаны человеку своим дальнейшим существованием. Отсутствие природных механизмов саморегуляции вынуждает человека постоянно осуществлять контроль. Структура аграрной экосистемы также отличается от природной упрощенной структурой. Это связано с тем, что при создании агроэкосистем человек использует только часть элементов и их взаимосвязи в своих целях.

Длительность жизни агроэкосистем весьма непродолжительна . Большинство таких экосистем существуют на протяжении одного периода вегетации и прекращают свое существование во время сбора урожая. В агроэкосистемах количество звеньев в трофических цепях невелико. В идеале, консументы представлены преимущественно человеком.

Различие природных и агроэкосистем

Одним из основных отличий являются механизмы регуляции. Если природная система способна к саморегуляции, то агроэкосистема полностью зависит от вмешательства человека. Также обе экосистемы отличаются субстратной средой. Если природные возникают стихийно на любых субстратах, то субстраты агроэкосистем формирует человек исходя из своих потребностей.

Также природная экосистема отличается от агроэкосистемы большим видовым разнообразием и количеством трофических уровней. Единственным основанием природной экосистемы есть стремление живых существ к росту и развитию, а вот устройство агроэкосистем обусловлено целесообразностью заложенной человеком. Отличаются обе экосистемы также продолжительностью жизни – природная существует до тех пор, пока не будет исчерпана ресурсная база. В то время как длительность жизни агроэкосистемы зависит от потребностей человека.

1. Установите соответствие между характеристикой экосистем и их типом: 1-природная экосистема, 2-агроэкосистема
А) преобладают растения одного вида
Б) обитает большое разнообразие видов
В) осуществляется саморегуляция численности популяций
Г) круговорот веществ незамкнутый
Д) большую роль играет антропогенный фактор
Е) пищевые цепи длинные

Ответ

А2 Б1 В1 Г2 Д2 Е1

2. В агроэкосистеме картофельного поля, в отличие от экосистемы луга
А) отсутствуют консументы
Б) высокая численность продуцентов одного вида
В) незамкнутый круговорот веществ
Г) преобладают растительноядные насекомые
Д) отсутствуют редуценты
Е) нарушена саморегуляция

Ответ

3. В чём сходство природной и искусственной экосистем?
А) небольшое число видов
Б) наличие цепей питания
В) замкнутый круговорот веществ
Г) использование солнечной энергии
Д) использование дополнительных источников энергии
Е) наличие продуцентов, консументов, редуцентов

Ответ

4. В природной экосистеме, в отличие от искусственной
A) длинные цепи питания
Б) короткие цепи питания
B) небольшое число видов

Ответ

5. В естественной экосистеме
А) разнообразный видовой состав
Б) незначительная саморегуляция
В) численность популяций не изменяется
Г) замкнутый круговорот веществ
Д) разветвленные пищевые цепи
Е) среди консументов преобладают хищники

Ответ

6. В природной экосистеме, в отличие от искусственной
А) длинные цепи питания
Б) продуценты изымаются из круговорота
В) небольшое число видов
Г) осуществляется саморегуляция
Д) замкнутый круговорот веществ
Е) используются дополнительные источники энергии наряду с солнечной

Ответ

7. В экосистеме широколиственного леса – дубраве –
А) короткие пищевые цепи
Б) устойчивость обеспечивается разнообразием растений и животных
В) высокая биологическая продуктивность
Г) видовой состав растений и животных ограничен
Д) почва богата гумусом
Е) в почве отсутствуют редуценты