Основные отличия агроэкосистемы и природной экосистемы. Естественные и искусственные экосистемы

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.

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.

Агроэкосистема(с/х экосистема, агроценоз, агробиоценоз)-биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения с/х продукции.Включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования. Характер. Особенность-малая экологич. надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов растений (поля, сады, огороды, крупные животноводч. Комплексы с прилегающими пастбищами и т.д.)

Агроэкос. Обладают определенным составом организмов и определен. взаимоотношениями между организмами и средой обитания. В них складываются те же цепи питания, что в ествественных экосистемах. Но в отличие от естествен. Экосистемы обязательным звеном пищевой цепи является человек.Агроэкос. представляют собой искусств. системы и отличаются от естеств. 1-е отличие: разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции(на пшенич. поле кроме злаковой монокультуры можно встретить несколько видов малообильных сорняков). На естествен. лугу биологич. разнообразие выше, но биологич. продуктивность уступает засеянному полю во много раз. 2-е отличие:виды с/х растений и животных получены в результате искусств. отбора, что влияет на сужение их генетической базы.

3-е отличие:состоит в получении дополнительной энергии для нормального функционирования. Дополн. энергия – любой тип энергии(мускульная сила человека или животных, различные виды горючего, ядохимикаты, пестициды, дополн. освещение и т.д.).4-е отличие: для агроценозов характерна большая открытость, из них изымается вещество и энергия с урожаем, животноводч. продукцией, в результате разрушения почв, смена растит. покрова происходит по воле человека. Все это не способно к саморегулированию, самовосстановлению, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей и болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

Урбоэкосистема - искусственно созданная и поддерживаемая человеком среда. Сюда относятся города, посёлки и урбанизированные людьми участки земли.К урбоэкосистеме также относят влияние роста городского населения и поддержки инфраструктуры зданий на окружающую город среду и прилегающие к городу территории. В их число входят пригороды, окружающие города, а также сельскохозяйственная деятельность и природные ландшафты.Рассматривая урбанизированные территории как часть более широкой экологической системы, учёные могут исследовать функции городских ландшафтов, их влияние на другие ландшафты, с которыми они взаимодействуют. Знание об этом могут привести к лучшему экологическому результату.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Экология как наука. Предмет, объекты и задачи экологии

Термин экология был введен в году эрнстом геккелем экология от греческ ойкос дом жилище обиталище.. структура экологии.. экологию можно разделить на два раздела на общую и частную специальную..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Экология - наука изучающая взаимодействия живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.
Предмет экологии - совокупность связей между организмом и средой. Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяция, биоценозы) и их динамика во времени и прост

Уровни организации живых систем.
Каждая живая система состоит из единиц подчиненных ей уровней организации и является единицей, входящей в состав живой системы, которой она подчинена. Например, организм состоит из клеток,

Понятие о лимитирующих факторах. Закон минимума Ю.Либиха.
В экологии под лимитирующим (ограничивающим) фактором понимается любой фактор, который ограничивает процесс развития или существования организма, вида или сообщества. Им может быть любой из

Закон толерантности В. Шелфорда. Эврибионты и стенобионты.
Изучая различное лимитир. действие экологич. факторов на насекомых, америк. зоолог Виктор Шелфорд пришел к выводу, что лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток таких факто

В зависимости от плотности и давления морских и океанических вод организмы в них делятся на три экологич. группы, различающиеся образом жизни.
БЕНТОС –совокупность организмов, обитающих на дне океанов и морей. Они могут быть сидячими (водоросли, губки, мшанки), роющими (кольчатые черви, двустворчатые моллюски), ползающими (иглокож

Вода как фактор среды, Экологич. группы растений по отношению к влажности.
Вода необходима для жизни и может быть важным лимитирующим фактором в наземных экосистемах. Вода поступает из атмосферы в виде осадков: дождя, снега, дождя со снегом, града или росы. В прир

Понятие популяции. Основные динамические и статические характеристики популяций.
Термин «популяция» заимствован из демографии, где обозначал народ, население(с лат.) ПОПУЛЯЦИЯ - группа организмов одного вида, проживающая длительное время на определенной территории, своб

Пространственная структура популяции.
Под простран. структурой популяции понимаются особенности и характер особей популяции в пространстве. Численность особей в популяции одна из важных характеристик при экологических исследова

Возрастная структура популяции.
Важной характеристикой при исследовании популяции является ее возрастная структура. влияющая как на рождаемость, так и на смертность. Выделяют 3 экологич. возрастные группы: *пререпродуктив

Половая структура популяции.
Половая структура популяции определяет соотношение в ней особей разного пола. Генетический механизм определения пола обеспечивает расщепление потомства по полу в отношении, близком 1:1 – эт

Численность любой популяции определяется ее способностью к размножению
Две теории, объясняющие регуляцию численности. 1.Смертность в популяции обусловлена только воздействием физических (погода, пожар, загрязнение) или биологич. факторов (хищники). Факторы, д

Понятие биоценоза. Видовой состав и видовое разнообразие как специфические характеристики биоценоза.
БИОЦЕНОЗ – это сочетание популяций растений, животных и микроорганизмов, взаимодействующих друг с другом в пределах данной среды и образующих особую живую систему со своими собственными сос

Зеленые растения лежат в основании всех пищевых связей. Они кормятся сами и кормят все остальные живые организмы.
2.Организмы, использующие для питания органические вещества, произведенные другими видами –Консументы(потребители)-к ним относятся все животные, которые извлекают необходимую энергию из гот

Конкуренция. Закон конкурентного исключения Г.Ф.Гаузе. Концепция экологической ниши.
Конкуренция(сталкиваться)-взаимодействие, когда две популяции (или две особи) в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно, т.е. взаимно угнетают друг д

Характеристика основных биомов суши.
Биом-это природная зона или область с определенными климатич. условиями и соответствующим набором доминирующих(в лесных биомах-деревья, в тундре-многолетним травам) видов растений и животны

Биосфера как высшая степень развития живых систем. Состав и строение биосферы, ее границы (по В.И.Вернадскому).
«Биосфера-организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Основа концепции биосферы – представление о живом веществе. Более 90% всего живого вещества приходится на

Предел протяженности биосферы выражается цифрой 39-40 км.
Вещественный состав биосферы: живое вещество; биогенное вещество(горючие ископаемые, известняки и т.д.); косное вещество, образуемое без участия живых организмов (твердое, жидкое, газообраз

Учение В.Вернадского о биосфере. Живое вещество планеты и его глобальные геохимические функции.
Живое вещество биосферы-это совокупность всех ее живых организмов. Главное предназначение живого вещества – накопление свободной энергии в биосфере. Биогеохимическая энергия живого вещества

Эволюция биосферы. Исторические изменения в биосфере. Ноосфера. Техносфера.
Важнейшей частью в биосфере В. И. Вернадского являются представление о её возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе пос

Наружная газовая оболочка, окутывающая Землю, называется атмосферой. Основные составляющие ее газы – азот и кислород. Атмосферу делят на три части. Нижняя часть –тропосфера(здесь находится

Парниковый эффект, его причины и последствия
ПАРНИКОВЫЙ эффект – это явление, при котором атмосферные газы (водяной пар, углекислый газ, метан и озон) удерживают восходящее от Земли тепло в тропосфере, не давая ему подниматься в более

Вода входит в состав всех организмов биосферы, в том числе и в состав тела человека. От обеспеченности водой зависит жизнедеятельность всех живых организмов. Вода регулирует климат планеты,

Каждый пятый человек в мире не имеет в своем распоряжении чистой питьевой воды. Каждый второй употребляет воду, не прошедшую нормальной очистки.
В Беларуси на каждого жителя республики приходится 20 куб. м пресной воды в сутки(неплохо), но в большинстве своем эта вода загрязнена. Вода содержит нефтепродукты, азот, фенолы, органич. и

Почвенные ресурсы. Виды деградации почвенного покрова (в мире и в РБ).
Численность населения в мире, занимающегося земледелием, все уменьшается-- в связи с ростом народонаселения и выходом части угодий из с/хоз. оборота (загублены). Одной из главных бед разруш

Охраняемые природные территории и объекты Беларуси, их характеристика.
Заповедники(никакой хозяйств. деятельности, ради сохранения в нетронутом виде природных комплексов, охрана редких и исчезающ. видов); Национальные парки (сохранение и поддержание экологич.

Красная(все листы книги были окрашены в красный цвет; красный -- опасный).
Первое издание Крас. Книги в Беларуси-1981, 1993, 2006 гг. Все виды животных и растений сгруппированы по разделам. Каждый вид охарактеризован с точки зрения его статуса, т.е. категории охра

Энергосбережение и энергетические ресурсы.
Энергия неразрывно связана с повседневной жизнью человека.ЕЕ виды: Первичная энергия – содержит все природные геологически добываемые энергетические ресурсы(каменный уголь, нефть,

Роль энергетики в развитии общества. Энергетика и окружающая среда.
Энергетика – область человеческой деятельности, связанная с производством, передачей потребителям и использованием энергии. В мире наиболее развито производство электроэнергии, что обусловл

Альт. источ. энергии – это ветер, солнце, приливы, отливы, биомасса., использование естественного тепла земных недр. Большинство направлений нетрадиционной электроэнергетики основаны на впо

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.

Лекция №5 . Искусственные экосистемы

5.1 Естественные и искусственные экосистемы

В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, - антропогенные экосистемы.

Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы.

Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.

Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.

Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем

(по Миллеру, 1993)

5.2 Искусственные экосистемы

5.2.1 Агроэкосистемы

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

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:

1.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.

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.

2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

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.

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.

Следует отметить, что агроэкосистемы - крайне неустойчивые сообщества . Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней.

Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции. Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности. Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком .

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.

Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем

5.2.2.Индустриально-городские экосистемы

Совсем по-другому обстоит дело в экосистемах к которым относятся индустриально-городские системы - здесь энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах - здесь ее расход на два-три порядка выше.

В связи со сказанным выше, следует отметить, что искусственные экосистемы не могут существовать без природных систем, в то время как природные экосистемы мо­гут существовать без антропогенных..

Урбанистические системы

Урбанистическая система (урбосистема) - «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем» (Реймерс, 1990).

По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая .

Промышленные зоны - это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электрон­ной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

Селитебные зоны - это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п.

Лесопарковая - это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки - древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже лесопарков городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.

Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами (территориями, участками и т. п).

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслужива­ния, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, в том числе подземные - метрополитен; аэродромы с комплек­сом обслуживания и др.). Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду (урбосреду).

Среда, окружающая человека в этих условиях, - это совокупность абиотической и социальных сред, совместно и непо­редственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство. Одновременно, по Н. Ф. Реймерсу (1990), ее можно делить на собственно природную среду и преобразованную человеком природную среду (антропогенные ландшафты вплоть до искусственного окружения людей - здания, асфальт дорог, искусственное освещение и т. д., т. е. до искусственной среды).

В целом же среда городская и населенных пунктов городского типа - это часть техносферы, т. е. биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.

Помимо наземной части ландшафта в орбиту хозяйственной деятельности человека попадает и его литогенная основа, т. е. поверхностная часть литосферы, которую принято называть геологической средой (Е. М. Сергеев, 1979).

Геологическая среда - это горные породы, подземные воды, на которые оказывает воздействие хозяйственная деятельность человека (рис. 10.2).

На городских территориях, в урбоэкосистемах, можно выделить группу систем, отражающую всю сложность взаимодействия зданий и сооружений с окружающей средой, которые называют природно-техническими системами (Трофимов, Епишин, 1985) (рис. 10.2). Они теснейшим образом связаны с антропогенными ландшафтами, с их геологическим строением и рельефом.

Таким образом, урбосистемы - это средоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений. Существование урбосистем зависит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.

Среда урбосистем, как ее географическая, так и геологическая части, наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, здесь происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от природного обмена веществ (биогеохимических оборотов) и пото­ка энергии в природных экосистемах. И, наконец, именно здесь наибольшая плотность населения и искусственная среда, которые угрожают не только здоровью человека, но и выживанию всего человечества. Здоровье человека - индикатор качества этой среды.