Порівняльна характеристика природних екосистем та агроекосистем таблиця. Чим агроекосистеми відрізняються від природних екосистем? Здатна до саморегуляції

• Подібність природних екосистем та агроценозів;
• Відмінності між природними екосистемами та агроценозами.

1. Наявність трьох функціональних груп

(продуценти, консументи, редуценти)

Пшеничне поле

продуценти

консументи

редуценти

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

2. Наявність харчових мереж

вершник

рослини

пугач

гусениці

переспів

жайворонок

лисиця

миша

Харчова мережа агроценозу

рослини

гусениці

миша

вершник

переспів

жайворонок

лисиця

пугач

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

3. Ярусна структура

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

абіотичні фактори

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

4. Вплив екологічних факторів

біотичні фактори

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

4. Вплив екологічних факторів

антропогенні фактори

Подібності агроценозу з природною екосистемою:

5. Часто є вид - домінант

Вид – домінант– вид, що переважає в екосистемі за чисельністю та впливом

Відмінності

Характеристики

Природна екосистема

1. Видове розмаїття

Агроценоз

Багато видів, що утворюють сильно розгалужені харчові мережі

Видів менше, вид – домінант визначає людина

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

2. Стійкість

Агроценоз

Нестійкий, без людини гине

Стійка

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

3. Дія відбору

Агроценоз

Діє природний відбір , залишаються більш пристосовані особини

Природний відбір ослаблений, діє штучний відбір , залишаються цінні для людини особини

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

4. Джерело енергії

Агроценоз

Енергія Сонця та енергія, що вноситься людиною (полив, прополювання, внесення добрив тощо)

Енергія сонця

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

5. Кругообіг елементів

Агроценоз

Частину елементів забирає людина з урожаєм, кругообіг неповний

Повний кругообіг

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

6. Саморегуляція

Агроценоз

Регулює людина

Здатна до саморегуляції

Відмінності агроценозу та природної екосистеми:

Характеристики

Природна екосистема

7. Продуктивність (створення органічних речовин при фотосинтезі за одиницю часу)

Агроценоз

Висока завдяки людині

Залежить від природних умов

Заповніть таблицю.

Природна спільнота

Природний відбір

Агроценоз

Штучний відбір

Дайте оцінку рушійним силам, що формують природні та штучні екосистеми:

• Чи не діє на екосистему;
• Чинить на екосистему;
• Дія на екосистему мінімальна;
• Дія спрямовано досягнення максимальної продуктивності.

Видовий склад спільноти

Природна спільнота

Видовий склад

Агроценоз

Менше/більше за кожною позицією.

Розподіліть характеристики:

Загальні характерно

характеристики тільки для тільки для

природних агроценозу

екосистем

Характеристики:

1. Неорганічні речовини, що поглинаються продуцентами із ґрунту, видаляються з екосистеми.

2. Наявність у екосистемі редуцентів.

3. Екосистема швидко руйнується без втручання.

4. Наявність у ланцюгах живлення продуцентів.

5. Основне джерело енергії – сонце.

6. Неорганічні речовини, що поглинаються продуцентами із ґрунту, повертаються в екосистему.

Характеристики:

7. Екосистема стійка у часі без втручання людини.

8. Частина енергії чи хімічних речовин може штучно вноситися людиною.

9. Людина слабко впливає на кругообіг речовин.

10. Характеризується різноманіттям екологічних ніш.

11. Наявність у ланцюгах живлення консументів.

12. Обов'язковим елементом ланцюгів живлення є людина.

Природні екосистеми та створені людиною агроценози мають загальні характеристики: _____________________.

Відмінності пов'язані з _________________

____________________________________.

Сільськогосподарські екосистеми (агроекосистеми)

Головна мета створюваних сільгоспсистем - раціональне використання тих біологічних ресурсів,які безпосередньо залучаються до сфери діяльності – джерела харчових продуктів, технологічної сировини, лікарських препаратів. Сюди ж належать види, що спеціально культивуються людиною, які є об'єктами сільськогосподарського виробництва: рибництва, звірівництва, спеціального вирощування лісових культур, а також види, що використовуються для промислових технологій.

Агроекосистеми створюються людиною для здобуття високого врожаю – чистої продукції автотрофів. Узагальнюючи все вже сказане вище про агроекосистеми, наголосимо на наступних їх основних відмінностях від природних (табл. 10.2):

1. Вони різко знижено різноманітність видів: зниження видів культивованих рослин знижує і видове розмаїтість тваринного населення біоценозу; видове розмаїття тварин, що розводяться людиною, мізерно мало в порівнянні з природним; культурні пасовища (з підсівом трав) за видовою різноманітністю схожі на сільськогосподарські поля.

2. Види рослин і тварин, що культивуються людиною, «еволюціонують» за рахунок штучного відбору та неконкурентоспроможні у боротьбі з дикими видами без підтримки людини.

3. Агроекосистеми отримують додаткову енергію, що субсидується людиною, крім сонячної.

4. Чиста продукція (урожай) видаляється з екосистеми і не надходить у ланцюги харчування біоценозу, а часткове її використання шкідниками, втрати при збиранні, які можуть потрапити в природні трофічні ланцюга, всіляко припиняються людиною.

5. Екосистеми полів, садів, пасовищ, городів та інших агроценозів – це спрощені системи, що підтримуються людиною на ранніх стадіях сукцесії, і вони так само нестійкі та нездатні до саморегуляції, як і природні піонерні спільноти, а тому не можуть існувати без підтримки людини.

Таблиця 10.2

В агроценозах значно частіше відбувається надмірне збільшення окремих видів, назване Ч. Елтоном екологічним вибухом. З історії відомі такі, наприклад, «екологічні вибухи»: у минулому столітті грибок фітофтори знищив картоплю у Франції та викликав голод, а колорадський жук поширився в Америці до Атлантичного океану та на початку XX ст. . проник у Західну Європу, в 40-х рр. - У європейську частину Росії. У важкий повоєнний час цей жук буквально «очищав» наші поля, оскільки ми були не готові до його нашестя.

Щоб не відбувалося таких явищ, необхідне штучне регулювання чисельності шкідників зі швидким придушенням тих, які лише намагаються вийти з-під контролю. При цьому часто думка людини не збігається з «думкою» природи про надмірну чисельність того чи іншого шкідника. Так, з позицій природного відбору стабілізація чисельності яблуневої плодожерки на певному рівні не шкодить існуванню яблуні як виду, але людині потрібно набагато більше якісних плодів для харчування. Тому в сільськогосподарській практиці він застосовує такі засоби для придушення чисельності шкідників і в такій кількості, що вони впливають у багато разів сильніше за природні абіотичні та біотичні регулятори.

Спрощення природного оточення людини з екологічних позицій дуже небезпечне. Тому не можна перетворювати весь ландшафт на агрогосподарський, необхідно зберігати і множити його різноманіття, залишаючи незаймані заповідні ділянки, які могли б бути джерелом видів для спільнот, що відновлюються в сукцесійних рядах.

Мета уроку:

• Сформувати в учнів систему знань про структуру та функціонування біоценозів, створених людиною, про основні ознаки, що характеризують агроценоз.
• Навчити школярів порівнювати природний біогеоценоз та агроценоз; пояснити причини виявленої подібності та відмінності вміти прогнозувати зміни в них.
• Переконати старшокласників у тому, що між агроценозом та природним біогеоценозом може бути досягнуто гармонійного поєднання, що природні спільноти не повинні бути повністю замінені сільськогосподарськими угіддями.
• Навчити застосовувати отримані знання у житті.
• Забезпечити засвоєння матеріалу з використанням освітніх ресурсів „Електронний засіб навчального видання „Екологія” ТОВ „Дрофа” ЗАТ „1С”.

1. Організаційний момент

Включається музика із записами шуму лісу та співу птахів.

Звернення до школярів: "У нас на уроці сьогодні гості, подивіться на них та посміхніться, адже ви раді бачити їх сьогодні тут".

2. Перевірка знань.

(Хлопці під музику виконують завдання, видане на аркушах)

1. У наведеному переліку знайдіть та підкресліть різними кольорами назви продуцентів, консументів та редуцентів.

Папороть, мурашка, білий гриб, хемосинтезуюча бактерія, бабка, дощовий черв'як, гнильна бактерія, ціанобактерія, лев, мухомор, кактус, людина.

2. Вкажіть (позначте цифрами), в якій послідовності можуть входити в харчовий ланцюг такі організми: людина, одноклітинна водорість, дафнія, судак, піскар.

3. Серед наведених тверджень підкресліть правильні:

А. Джерелом енергії для редуцентів є окиснення неорганічних речовин.

Б. Чисельність консументів зазвичай менше чисельності продуцентів.

В. Найвищою продуктивною екосистемою є Світовий океан.

Г. Найбільш малопродуктивними екосистемами є пустелі.

Д. Високопродуктивні екосистеми є самовідтворюючими, а низькопродуктивні – ні.

Е. Екосистеми з малою видовою різноманітністю нестійкі.

Ж. Існування харчових мереж є умовою стійкості екосистеми.

З. Механізмом саморегуляції екосистем є дрейф генів.

І. Агроценоз - одна з найстійкіших екосистем, тому що в ньому знижено дію природного відбору.

4. Заповніть таблицю, використовуючи наведений нижче список

Тайга, ставок, озеро, альпійський луг, пшенична сфера, парк, кораловий острів.

Як називається природний біоценоз? (Біогеоценоз).

Як називається штучний біоценоз? (Агроценоз).

Разом із учнями перевіряємо завдання 4.

На дошці написано таку схему:

Робота з визначенням "агроценозу"

Від грецького “агрос” – поле “біос” – життя, “ценоз” – загальний.

Визначення: агроценоз – це створений людиною біоценоз.

Використання електронного засобу навчального видання "Екологія" ТОВ

"Дрофа" ЗАТ "1С" - відеофрагмент "Агроценоз та агроекосистема"

Звернемося до таблиці та порівняємо біогеоценоз із агроценозом. Матеріал надрукований на окремому аркуші.

Подивіться на таблицю та порівняйте у чому особливість штучного біогеоценозу?

Порівняльна характеристика біогеоценозів та агроценозів.

Порівняйте екосистему луки та поля. Заповніть таблицю:

Риси схожості агроценозу та природного біогеоценозу.

1. Є відкритими системами (наприклад, поглинають сонячну енергію ззовні).
2. Усередині кожного з них діють фактори еволюції (штучний чи природний відбір, боротьба за існування, спадкова мінливість)
3. Мають подібну структуру (складаються із продуцентів, консументів, редуцентів).
4. І в тому і в іншому біогеоценоз діє правило екологічної піраміди.
5. В основі спільноти лежать продуценти (автотрофні організми), які безпосередньо використовують енергію Сонця для синтезу органічних речовин.
6. У біогеоценозах будь-якого типу існують ланцюги живлення.

Це цікаво:

На перших етапах розвитку землеробства агроценозибули стійкіші, ніж сучасні. ріллі займали порівняно невеликі площі в оточенні природної рослинності. Був багатий світ тварин - регуляторів та запилювачів. Культурні рослини були чистими сортами і представляли суміш різних за спадковими якостями форм. У посушливі роки виживали одні форми, у вологі – інші. Бур'яни на полях приваблювали різноманітних комах. Існувала система зв'язків, близьких до природних. Такі агроценози давали відносно невисокі, але надійні врожаї, і спалахи чисельності шкідників у них рідкісні.

З розвитком інтенсивного товарного землеробства врожайність полів зросла, але стійкість та запаси міцності екосистем різко знизилися. Ще понад сто років тому було сформульовано закон спаду родючості, яким сільськогосподарське виробництво неодмінно веде до виснаження і деградації грунтів.

З розвитком екологіїстало зрозуміло, що призупинити дію цього закону може лише планування сільськогосподарського виробництва на екосистемних засадах.

Перевагою біологічних методів боротьби зі шкідниками є їхня вибіркова дія лише на певні, небажані в агроценозі. види.

Мал. 1.
Наїзники та яйцеїди - помічники людини у боротьбі зі шкідниками сільського господарства:
зліва вгорі та внизу - самки яйцеїдів на яйцях комахи-господаря
праворуч вгорі - вершник на попелиці
справа внизу - загиблі попелиці після розвитку в них вершників

Комахи листогризучіу невеликій кількості корисні культурним рослинам. Їхня діяльність освітлює полог листя і покращує світловий режим. фотосинтезу. При невисокій частці пошкоджень рослини швидко відрощують з'їдене листя без втрат загальної врожайності. Види комах, що споживають культурні рослини, вважаються шкідниками, коли перевищують певний рівень чисельності та їхня діяльність починає знижувати врожай. Цей рівень називають " порогом шкідливості Якщо вид не досягає порога шкідливості, він не вважається шкідником і боротьбу з ним не проводять.

Культурні рослини сильно різняться за стійкістю до засмічення. Кількість бур'янів, згубна одного виду, майже шкодить іншому. Якщо прийняти врожай у чистому посіві за одиницю, то на сильно засмічених ділянках він залишить для пшениці 0,75, для картоплі – 0,65, кукурудзи – 0,56, льону – 0,42, цукрових буряків – 0,23, бавовнику – 0,12. Таким чином, пшениця – найбільш стійка до засмічення культура. При покритті 10-15% ґрунту бур'янами витрати на хімічне прополювання на полях пшениці зазвичай не окупаються збільшенням урожаю і можна уникнути застосування отрутохімікатів.

Розв'яжіть завдання.

Дослідниками встановлено, що у кожному квадратному метрі дрібних полів капусти налічується загалом до 69 гусениць капустяної білянки, але в одному квадратному метрі великих полів виявлено трохи більше однієї гусениці. При цьому шкідники і на великих полях, і на маленьких полях більшою мірою сконцентровані у крайовій смузі агроценозів завширшки 30-40 метрів. Аналогічні результати отримані і з урахуванням щільності популяцій інших шкідників сільськогосподарських культур: комплексу хрестоцвітих блішок, лляної блішки, конюшинної сім'її та інших комах - фітофагів. Чому чисельність комах-шкідників сільськогосподарських культур значно вища на краях агроценозів та невеликих полях? Які заходи можна порекомендувати для скорочення ступеня пошкодження сільськогосподарських культур комахами-фітофагами з огляду на особливості їхнього поширення.

Закріплення матеріалу:

1. Запишіть кола живлення в агроценозах. Чому ланцюги живлення в агроценозі невеликі? Яких умов слід дотримуватись при створенні агроценозів?

Чому на планеті не можуть переважати агроценози? До чого це може спричинити?

Виберіть із наведених положень, що стосується агроценозу, а що до біогеоценозу:

• складаються з великої кількості видів;
• здатні до саморегуляції;
• нездатні до саморегуляції;
• складаються з невеликої кількості видів;
• всі поглинені рослинами елементи живлення з часом повертаються у ґрунт;
• значна частина елементів живлення вилучається із ґрунту, для відшкодування втрат необхідно постійно вносити добрива;
• єдиним джерелом енергії є сонячне світло;
• основною рушійною силою еволюції є штучний відбір;
• основною рушійною силою еволюції є природний відбір;
• процвітання, збереження та висока продуктивність пов'язані з діяльністю людини.

2. Подумайте над тим, навіщо використовують сівозміну в агроценозі?

Домашнє завдання:

Загальна біологія підручник для 10-11 класів за редакцією Д.К. Бєляєва стор.261-262.

1. Побудувати модель штучної екосистеми акваріума з огляду на всі необхідні умови.

2. Скласти свою схему 5-польного сівозміни, враховуючи необхідні вимоги.

Пропрацювавши ці теми, Ви повинні вміти:

1. Дати визначення: "екологія", "екологічний фактор", "фотоперіодизм", "екологічна ніша", "довкілля", "популяція", "біоценоз", "екосистема", "продуцент", "консумент", "редуцент", "Сукцесія", "Агроценоз".
2. Наводити приклади фотоперіодичних реакцій рослин та, по можливості, тварин.
3. Пояснити різницю між місцем проживання популяції та її нішою. Навести приклади на кожне з цих понять.
4. Прокоментувати закон Шелфорда та вміти будувати графік залежності організмів від абіотичних факторів середовища.
5. Описати приклад успішного біологічного методу боротьби зі шкідниками.
6. Пояснити причини демографічного вибуху та можливі наслідки, а також значення зниження народжуваності, яке, як правило, слідує за зниженням смертності.
7. Побудувати схему харчового ланцюга; правильно вказати трафічний рівень кожного компонента цієї екосистеми.
8. Побудувати схему простого кругообігу наступних елементів: кисню, азоту, вуглецю.
9. Описати події, що відбуваються під час заростання озера; після вирубування лісу.
10. Вказати різницю між агроценозом і биоценозом.
11. Розповісти про значення та структуру біосфери.
12. Пояснити, яким чином сільське господарство, використання викопного палива та виробництво пластмас сприяють забруднення середовища та запропонувати заходи для запобігання цьому.

Іванова Т.В., Калінова Г.С., М'ягкова О.М. "Спільна біологія". Москва, "Освіта", 2000

• Тема 18. "Середовище проживання. Екологічні фактори." Глава 1; стор 10-58
• Тема 19. "Населення. Типи взаємовідносин організмів." розділ 2 §8-14; стор 60-99; розділ 5 § 30-33
• Тема 20. "Екосистеми." розділ 2 §15-22; стор 106-137
• Тема 21. "Біосфера. Кругообіги речовин." розділ 6 §34-42; стор 217-290

Господарська діяльність людини призвела до формування в природі штучних екосистем з певними властивостями, які називаються агроценозами (агробіогеоценозами або агроекосистемами).

Агроценоз (грец. agros - поле) - це спільнота організмів, що мешкають на землях сільськогосподарського користування, зайнятих посівами або посадками культурних рослин. При цьому їх структуру та функцію створює, підтримує та контролює людина у своїх інтересах. Прикладами таких екосистем є поля, городи, сади, парки, штучні пасовища, квітники тощо. Спільноти рослин і тварин, які штучно створюються людиною в морських і прісноводних водоймах, також можна віднести до категорії агроценозів.

Сільськогосподарські екосистеми займають близько 1/3 території суші, причому 10% - це рілля, а решта природних кормових угідь. Для того, щоб керувати агроценозом, людина витрачає антропогенну енергію на обробіток ґрунту, посів високоврожайних сортів рослин, меліорацію, на внесення добрив та хімічних засобів захисту рослин, на обігрів тваринницьких приміщень тощо. Управління може бути інтенсивним (високе вкладення енергії) і екстенсивним (низькі вкладення енергії). Однак навіть за інтенсивної стратегії управління частка антропогенної енергії в енергетичному бюджеті екосистеми становить не більше 1%. Організми, які мешкають в межах агроценозу і не належать до об'єктів господарської діяльності людини, зазнають постійного впливу антропогенних факторів і змушені пристосовуватися до них.

Між природними та штучними біогеоценозами поряд із подібністю існують і великі відмінності, які важливо враховувати у сільськогосподарській практиці.

Відмінністю агроценозів від біогеоценозів є (таблиця 1):

1. Мале видове розмаїття живих організмів

На полях зазвичай культивують один або кілька видів (сортів) рослин, що призводить до значного збіднення видового складу тварин, грибів, бактерій. Крім того, біологічна одноманітність сортів культурних рослин, що займають великі площі (іноді десятки тисяч гектарів), часто є основною причиною їхнього масового знищення спеціалізованими комахами (наприклад, колорадським жуком) або ураження збудниками хвороб (борошняноросяними, іржі, голівцевими грибами, фітофтор). ).

2. Короткі ланцюги живлення

В агроценозі, як і в біогеоценозі, існують продуценти (культурні рослини та бур'яни), консументи (комахи, полівки, птахи, миші, лисиці тощо), редуценти (гриби та бактерії). При цьому обов'язковою ланкою харчових ланцюгів є людина, яка обробляє поля, сади та збирає врожай. Але, через невелику кількість видів в агроценозі, що мають високу чисельність (культурні рослини, бур'яни, шкідники, збудники захворювань), ланцюги харчування в ньому короткі та прості.

3. Неповний кругообіг речовин

У природному біогеоценозі первинна продукція рослин (урожай) споживається у численних ланцюгах (мережах) живлення і знову повертається в систему біологічного круговороту у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення. В агроценозі такий кругообіг елементів різко порушується, оскільки значну їх частину людина безповоротно вилучає з урожаєм. Тому для відшкодування їх втрат і, отже, підвищення врожайності культурних рослин необхідно постійно вносити у ґрунт добрива.

4. Джерело використовуваної енергії (антропогенна енергія)

Для природного біогеоценозу єдиним джерелом енергії є Сонце. У той же час агроценози, окрім сонячної енергії, отримують антропогенну додаткову енергію, яку витратила людина на виробництво добрив, хімічних засобів проти бур'янів, шкідників та хвороб, на зрошення чи осушення земель тощо. неможливо.

5. Штучний відбір

У природних екосистемах існує природний відбір, що відкидає неконкурентоспроможні види та форми організмів та їх угруповань в екосистемі і тим самим забезпечує її основну властивість - стійкість.

Спрямований людиною насамперед на максимальне підвищення врожайності сільськогосподарських культур.

6. Нестійкість

Чим менша кількість складових агроценоз видів, тим менш стійка ця екосистема. Найменш стійка монокультура (пшениці, рису, бавовни тощо), що вимагає для свого існування внесення добрив та отрутохімікатів. З агроценозів найбільш стійкими є багатовидові екосистеми, наприклад, луг. Нестійкість агроценозу обумовлена ​​також тим, що захисні механізми продуцентів - культурних рослин - слабші, ніж у дикорослих видів, у яких пристрої вдосконалювалися в ході природного обігу протягом мільйонів років.

Таблиця 1

Порівняльна характеристика природних екосистем та агроценозів

7. Відсутність повної саморегуляції

Агросистеми не здатні до саморегуляції та самовідновлення, схильні до загрози загибелі при масовому розмноженні шкідників або збудників хвороб. Агроценоз регулюється людиною, і якщо її не підтримувати, вона швидко зруйнується і зникне. Культурні рослини не витримають конкуренції з дикими видами та будуть витіснені. На місці агроценозу у посушливому кліматі виникне степ, у холоднішому та вологішому – ліс.

Таким чином, порівняно з природними біогеоценозами агроценози мають обмежений видовий склад рослин та тварин, не здатні до самооновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі внаслідок масового розмноження шкідників або збудників хвороб та вимагають невпинної діяльності людини з їхньої підтримки. Їхні незаперечні переваги в порівнянні з природними екосистемами полягає в необмежених потенційних можливостях збільшення продуктивності. Однак їх реалізація можлива лише за постійного, науково обґрунтованого догляду за ґрунтом, забезпечення рослин вологою та елементами мінерального харчування, охорони рослин від несприятливих абіотичних та біотичних факторів.