Таблиця характерна природна екосистема агроценоз. Чим агроекосистеми відрізняються від природних екосистем: поняття та порівняльна характеристика

Порівняння природної та спрощеної антропогенної екосистем (за Міллером, 1993)

Головна мета створюваних сільгоспсистем - раціональне використання тих біологічних ресурсів,які безпосередньо залучаються до сфери діяльності людини – джерела харчових продуктів, технологічної сировини, лікарських препаратів.

Агроекосистеми створюються людиною для отримання високого врожаю – чистої продукції автотрофів.

Узагальнюючи все вже сказане про агроекосистеми підкреслимо такі основні відмінності від природних (таблиця 2).

1. В агроекосистемах різко знижено різноманітність видів:

§ зниження видів рослин, що культивуються, знижує і видиме розмаїття тваринного населення біоценозу;

§ видова різноманітністьтварин, що розводяться людиною, мізерно мало в порівнянні з природною;

§ культурні пасовища (з посівом 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 ланцюги. 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 2

Порівняльна характеристика природних екосистемта агроекосистем.

Пропрацювавши ці теми, Ви повинні вміти:

1. Дати визначення: "екологія", "екологічний фактор", "фотоперіодизм", " екологічна ніша", "Середовище проживання", "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 факторівсередовища.
5. Описати приклад успішного біологічного методу боротьби зі шкідниками.
6. Пояснити причини демографічного вибухуі 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 круговороту 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. " Загальна біологія". Москва, "Освіта", 2000

• Тема 18. "Середовище проживання. Екологічні фактори." розділ 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

Екосистеми - це одне з ключових понятьекології, що являє собою систему, що включає кілька компонентів: співтовариство тварин, рослин і мікроорганізмів, характерне середовище проживання, цілу систему взаємозв'язків, завдяки яким здійснюється взаємообмін речовинами і енергіями.

У науці є кілька класифікацій екосистем. Одна з них поділяє всі відомі екосистеми на два великих класу: природні, створені природою, і штучні - ті, що створила людина Розглянемо кожен із цих класів докладніше.

Природні екосистеми

Як зазначалося вище, природні, природні екосистеми утворилися внаслідок дії сил природи. Їх характерні:

• Тісний взаємозв'язок органічних та неорганічних речовин
• Повний, замкнуте колокругообіг речовин: починаючи від появи органічної речовиниі закінчуючи його розпадом та розкладанням на неорганічні компоненти.
• Стійкість та здатність до самовідновлення.

Усі природні екосистеми визначаються такими ознаками:

• 1. Видова структура: чисельність кожного виду тварини чи рослини регулюється природними умовами.
  2. Просторова структура : всі організми розташовуються у суворій горизонтальній або вертикальній ієрархії. Наприклад, у лісовій екосистемі чітко виділяються яруси, у водяній — розміщення організмів залежить від глибини води.
  3. Біотичні та абіотичні речовини. Організми, що становлять екосистему, поділяються на неорганічні (абіотичні: світло, повітря, грунт, вітер, вологість, тиск) та органічні (біотичні - тварини, рослини).
  4. У свою чергу біотичний компонент ділиться на виробників, споживачів та руйнівників. До виробників відносять рослини та бактерії, які за допомогою сонячного світлата енергії створюють з неорганічних речовин органіку. Споживачі - це тварини та м'ясоїдні рослини, які харчуються цією органікою. Руйнівники (гриби, бактерії, деякі мікроорганізми) є вінцем харчового ланцюжка, оскільки виробляють зворотний процес: органіку перетворюють на неорганічні речовини.

Просторові межі кожної природної екосистеми дуже умовні. У науці прийнято визначати ці межі природними контурами рельєфу: наприклад, болото, озеро, гори, річки. Але в сукупності всі екосистеми, що складають біооболонку нашої планети, вважаються відкритими, оскільки вони взаємодіють з навколишнім середовищем і з космосом. В самому загальному поданнікартина виглядає так: живі організми отримують з довкілляенергію, космічні та земні речовини, а на виході - осадові породиі гази, що йдуть у результаті космос.

Усі компоненти природної екосистеми перебувають у тісному взаємозв'язку. Принципи цього зв'язку складаються роками, іноді століттями. Але саме тому вони й стають настільки стійкими, оскільки ці зв'язки та кліматичні умови та визначають види тварин та рослин, які мешкають у даному ареалі. Будь-яке порушення рівноваги у природній екосистемі може призвести до її зникнення чи згасання. Таким порушенням може стати, наприклад, вирубування лісу, винищення популяції того чи іншого виду тварин. У цьому випадку одразу порушується харчовий ланцюжок, та екосистема починає "збоїти".

До речі, привнесення додаткових елементівекосистеми також здатні порушити її. Наприклад, якщо людина почне розводити у вибраній екосистемі тварин, яких там спочатку не було. Яскраве підтвердження цього – розведення кроликів в Австралії. Спочатку це було вигідно, тому що в такому благодатному середовищі і прекрасних для розведення кліматичних умовах, Кролики стали розмножуватися з неймовірною швидкістю. Але зрештою все звелося до краху. Непомітні полчища кроликів спустошували пасовища, де раніше паслися вівці. Чисельність овець почала знижуватися. А продуктів від однієї вівці людина одержує набагато більше, ніж від 10 кролів. Цей випадок увійшов навіть у приказку: "Кролики з'їли Австралію". Знадобилося неймовірне зусилля вчених і великі витрати, перш ніж вдалося позбутися поголів'я кроликів. Цілком їхню популяцію в Австралії винищити не вдалося, але їх чисельність скоротилася і вже не загрожувала екосистемі.

Штучні екосистеми

Штучними екосистемами називають угруповання тварин і рослин, що мешкають в умовах, які створила для них людина. Їх ще називають нообіогеоценозами чи соціоекосистемами. Приклади: поле, пасовища, місто, суспільство, космічний корабель, зоосад, сад, штучний ставок, водосховище.

Самим простим прикладомШтучної екосистеми є акваріум. Тут ареал проживання обмежений стінками акваріума, приплив енергії, світла та поживних речовинздійснюється людиною, вона ж регулює температуру і склад води. Чисельність жителів також споконвічно визначено.

Перша особливість: усі штучні екосистеми є гетеротрофними., тобто споживають готову їжу. Візьмемо для прикладу місто - одну з найбільших штучних екосистем. Тут величезну роль відіграє приплив штучно створеної енергії (газопровід, електрика, продукти харчування). У той же час такі екосистеми характеризуються великим виходом отруйних речовин. Тобто ті речовини, які в природній екосистемі надалі служать для виробництва органіки, у штучних часто стають непридатними.

Ще одна відмінна особливістьштучних екосистем - незамкнений цикл обміну речовин.Візьмемо для прикладу агроекосистеми – найважливіші для людини. До них відносяться поля, сади, городи, пасовища, ферми та інші сільськогосподарські угіддя, на яких людина створює умови для виведення продуктів споживання. Частина харчового ланцюжка в таких екосистемах людина виймає (у вигляді врожаю), а тому харчовий ланцюжок стає зруйнованим.

Третьою відмінністю штучних екосистем від природних є їх видова нечисленність. Справді, людина створює екосистему для виведення одного (рідше кількох) видів рослин чи тварин. Наприклад, на пшеничному полі знищуються всі шкідники та бур'яни, культивується лише пшениця. Це дає змогу отримати найкращий урожай. Але в той же час знищення "невигідних" для людини організмів робить екосистему нестійкою.

Порівняльна характеристика природних та штучних екосистем

Порівняння природних екосистем та соціоекосистем зручніше подати у вигляді таблиці:

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. Співтовариства рослин та тварин, штучно створювані людиноюу морських та 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 факторіві 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 їх масового знищенняспеціалізованими комахами (наприклад, колорадським жуком) або ураження збудниками хвороб (борошняноросяними, іржовими, сажевими грибами, фітофторою та ін.).

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) харчування та знову повертається в систему біологічного круговоротуу 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 менше числоскладових 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 механізмипродуцентів - культурних рослин - слабше, ніж у дикорослих видів, у яких пристосування вдосконалювалися в ході природного обороту 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 складрослин і тварин, не здатні до самооновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі внаслідок масового розмноження шкідників або збудників хвороб і вимагають невпинної діяльності людини з їхньої підтримки. Їхні незаперечні переваги в порівнянні з природними екосистемамиполягає у 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.

Грядку картоплі та сад фруктових дерев? Все це – агроценози. У статті ми познайомимося з основними характеристиками цього поняття.

Співтовариства організмів

У природних умовах різні види живих істот не живуть по-різному. У результаті утворюються різні спільноти. Одним із них є біоценоз. У його структуру входять популяції різних видів, що мешкають на ділянці з однорідними умовами. Основою такої спільноти є фітоценоз.

Але живі організми пов'язані як між собою. також мають на них певний вплив. Тому екологи називають ще одну структуру – біогеоценоз. Це територія з приблизно однаковими умовами, на якій популяції різних видів об'єднані між собою та фізичним середовищемза допомогою круговороту речовин та енергії.

Агроценоз - це також співтовариство організмів, але воно істотно відрізняється від решти. У чому полягає різниця? Давайте розберемося.

Біогеоценоз та агроценоз

Агроценозу називають співтовариство організмів, створене людиною. До його складу можуть входити рослини, тварини, гриби та мікроорганізми. Мета його створення – отримання сільськогосподарської продукції. Але найчастіше агроценоз називають штучне Це поле, город, сад або грядка.

Біогеоценоз - структура природна, що саморозвивається.

До характеристик агроценозу також належить практично повна відсутність саморегуляції. Усі процеси у цій спільноті контролює людина. Коли його діяльність припиняється, агроценоз припиняє своє існування.

Біогеоценоз для свого розвитку використовує лише сонячну енергію. У агроценозі є додаткові резерви. Це енергія, яку вносить людина при зрошенні, розорюванні земель, використанні добрив, спеціальних кормів, хімічних препаратівдля боротьби з бур'янами та гризунами.

Ознаки агроценозу

Агроценози відрізняються низьким видовим розмаїттям. Оскільки ці спільноти створюються з метою одержання певної сільськогосподарської продукції, до їх складу входить один-два представники органічного світу. Як результат - знижується кількість інших видів, що населяють цю територію.

Агроценоз – це слабостійка структура. Її розвиток відбувається лише за впливу людини у штучно відтворених умовах. Тому здатність витримати коливання інтенсивності факторів довкілля без різких змінструктури та функцій агроценозу практично неможливо.

Трофічні зв'язки

Для будь-якої природної спільноти характерна наявність ланцюгів живлення. Агроценоз не є винятком. Його трофічні сіті розгалужені дуже слабо. Це з збідненим видовим розмаїттям.

У біогеоценозі відбувається безперервний кругообіг речовин та енергії. Наприклад, рослинна продукція споживається іншими організмами, після чого повертається в природну системуу зміненому вигляді. Це може бути вода, вуглекислий газ чи мінеральні елементи.

У ланцюгах агроценозу цього немає. Отримуючи врожай, людина просто вилучає його з обігу. Трофічні зв'язки у своїй розриваються. Для відшкодування таких втрат необхідно систематично вносити добрива.

Умови розвитку

Для підвищення врожайності та продуктивності агроценозів людина використовує штучний відбір. У ході цього процесу людина відбирає особини з найбільш корисними якостями, здатні дати життєздатне та плідне потомство. Цей вид відбору діє швидше та ефективніше, ніж природний.

З іншого боку, це призводить до нездатності до саморегуляції та самооновлення. Якщо людина припиняє діяльність, агроценоз руйнується. Станеться це не одразу. Так, багаторічні трав'янисті культурні рослини проіснують близько 4-х років, а дерева – кілька десятків.

Для підтримки розвитку агроценозів людина постійно має запобігати процесам сукцесії. Цей термін означає руйнування чи заміну одних природних угруповань іншими. Наприклад, якщо не видаляти бур'яни, вони спочатку стануть домінуючим виглядом. З часом вони повністю замінять культуру. Справа в тому, що бур'яни мають низку пристосувань, які допомагають успішно пережити несприятливі умови. Це наявність підземних - кореневищ, цибулин, велика кількістьнасіння, різноманітність способів поширення та вегетативного розмноження.

Значення агроценозів

Завдяки агроценозам людина отримує сільськогосподарську продукцію, яку використовує як їжу та основу для харчової промисловості. Перевагою штучних спільнот є їх керованість та необмежена здатність до підвищення врожайності. Але діяльність людини призводить і до негативних наслідків. Розорювання земель, вирубування лісів та інші прояви нераціонального природокористуванняпризводять до порушення балансу. Тому при створенні агроценозів необхідно враховувати зв'язки між дикими та культурними видами.

Отже, агроценоз – це штучний біогеоценоз. Людина створює її для отримання різного видупродукції. І тому він відбирає продуктивні сорти рослин, породи тварин, види грибів чи штами мікроорганізмів. До основних характеристик агроценозу належать: погано розгалужені відсутність круговороту речовин та енергії, незначна видова різноманітність та постійний контроль з боку людини.