Природні та штучні екосистеми. Чим природна екосистема відрізняється від агроекосистеми

Крім природних біогеоценозів та екосистем, існують спільноти, штучно створені господарською діяльністю людини, — агроекосистеми (агроценоз, агробіоценоз, сільськогосподарська екосистема).

Агроекосистема(від грец. agros - поле) - біотичне співтовариство, створене і регулярно підтримується людиною з метою отримання сільськогосподарської продукції. Зазвичай включає сукупність організмів, що мешкають на землях сільгоспкористування.

До агроекосистем відносять поля, сади, городи, виноградники, великі тваринницькі комплекси із прилеглими штучними пасовищами. Характерна рисаагроекосистем - мала екологічна надійність, але висока врожайність одного (кілька) видів або сортів рослин або тварин, що культивуються. Головна їхня відмінність від природних екосистем — спрощена структура та збіднений видовий склад.

Агроекосистеми відрізняються від природних екосистем рядом особливостей.

Різноманітність живих організмів у них різко знижено для отримання максимально високої продукції. На житньому чи пшеничному полі крім злакової монокультури можна зустріти хіба кілька видів бур'янів. На природному лузі біологічна різноманітність значно вища, але біологічна продуктивність у багато разів поступається засіяному полю.

Види сільськогосподарських рослин та тварин в агроекосистемах отримані внаслідок дії штучного, а не природного відбору. В результаті відбувається різке звуження генетичної бази сільськогосподарських культур, які вкрай чутливі до масового розмноження шкідників та хвороб.

У природних біоценозах первинна продукція рослин споживається в численних ланцюгах живлення і знову повертається в систему біологічного кругообігу у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення. Агроекосистеми більш відкриті, їх речовина і енергія вилучаються з урожаєм, тваринницької продукцією, і навіть у результаті руйнації грунтів.

У зв'язку з постійним вилученням урожаю та порушенням процесів ґрунтоутворення, при тривалому вирощуванні монокультури на культурних землях поступово відбувається зниження родючості ґрунтів. Дане становище в екології називається законом спадної родючості.Таким чином, для розважливого та раціонального ведення сільського господарства необхідно враховувати збіднення ґрунтових ресурсів та зберігати родючість ґрунтів за допомогою покращеної агротехніки, раціональної сівозміни та інших прийомів.

Зміна рослинного покриву в агроекосистемах відбувається не природним шляхом, а з волі людини, що не завжди добре відбивається на якості абіотичних факторів, що входять до неї. Особливо це стосується ґрунтової родючості.

Головна відмінність агроекосистеми від природних екосистем – отримання додаткової енергії для нормального функціонування. Під додатковою розуміється будь-який тип енергії, яка приноситься в агроекосистеми. Це може бути м'язова сила людини чи тварин, різні видипального для роботи сільськогосподарських машин, добрива, пестициди, отрутохімікати, додаткове освітленняі т.д. До поняття «додаткова енергія» входять також нові породи свійських тварин та сорти культурних рослин, які впроваджуються у структуру агроекосистем.

Усі штучно створювані у сільськогосподарській практиці агроекосистеми полів, садів, пасовищних лук, городів, теплиць є системи, спеціально підтримувані людиною. В агроекосистемах використовується їхня властивість виробляти чисту продукцію, тому що всі конкурентні впливи на культивовані рослини з боку бур'янів стримуються агротехнічними заходами, а формування харчових ланцюгів за рахунок шкідників припиняється за допомогою різних заходів, наприклад хімічної та біологічної боротьби.

Які ознаки екосистеми вважаються стійкими? Насамперед це складна, полідомінантна структура, що включає максимально можливе за цих умов число видів та популяцій. Друга ознака – максимальна біомаса. І останнє — відносна рівновага між приходом та витратою енергії. Безперечно, що у таких екосистемах спостерігається найменший рівень продуктивності: біомаса велика, а продуктивність низька. Це пов'язано з тим, що основна частина енергії, що надходить в екосистему, йде на підтримку процесів життєдіяльності.

Слід зазначити, що агроекосистеми є вкрай нестійкими спільнотами. Вони не здатні до самовідновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі від масового розмноження шкідників або хвороб. Для їхньої підтримки необхідна постійна діяльність людей.

Штучні екосистеми (агроекосистеми)

Своєрідний тип екосистем є агроекосистемами. Агроекосистеми(Сільськогосподарські екосистеми) створюються людиною для отримання високочистої продукції автотрофів (урожаю), що відрізняється від природних рядом особливостей:

Вони різко знижено різноманітність організмів.
Види, культивовані людиною, підтримуються штучним добором може, далекому від початкового, і що неспроможні витримувати боротьбу існування з дикими видами без підтримки людини.
Агроекосистеми отримують додатковий потік енергії, крім сонячної, завдяки діяльності людей, тварин і механізмів, що забезпечують необхідні умови зростання видів, що культивуються. Чиста первинна продукція (урожай) видаляється з екосистеми і не надходить до ланцюга живлення.

Штучне регулювання чисельності шкідників — здебільшого необхідна умовапідтримки агроекосистем. Тому у сільськогосподарській практиці застосовують потужні засоби придушення чисельності небажаних видів: отрутохімікати, гербіциди тощо. Екологічні наслідки цих дій призводять, однак, до ряду небажаних ефектів, крім тих, для яких вони використовуються.

Стосовно спільнот, що складаються в агроекосистемах, поступово змінюються акценти у зв'язку з загальним розвиткомекологічних знань На зміну уявленням про уривчастість, осколковість ценотичних зв'язків і граничну спрощеність агроценозів виникає розуміння їх складної системної організації, де людина істотно впливає лише на окремі ланки, а вся система продовжує розвиватися за природними законами.

З екологічних позицій вкрай небезпечно спрощувати природне оточення людини, перетворюючи весь ландшафт на агрогосподарський. Основна стратегія створення високопродуктивного та стійкого ландшафту повинна полягати у збереженні та множенні його різноманіття.

Поряд із підтримкою високопродуктивних полів слід особливо дбати про збереження заповідних територій, які не піддаються антропогенному впливу. Заповідники з багатим видовим розмаїттям є джерелом видів для спільнот, що відновлюються в сукцесійних рядах.

Зелена революція

Однією з форм прояву науково-технічної революції сільському господарстві є «зелена революція». Зелена революціяє перетворення сільського господарства на основі сучасної агротехніки та селекції, це період кардинальної зміни підходів до вирощування рослин і тварин. В результаті першого періоду цієї революції врожайність зернових культур зросла в 2-3 рази і вдвічі збільшився асортимент продукції.

Основними тенденціями другого періоду «зеленої революції» були: надання мінімальної дії на навколишню природне середовище, зниження вкладень антропогенної енергії, використання біологічних методівборотьби зі шкідниками рослин. Однак активне втручання людини в природні екосистеми та створення агроекосистем призвело до ряду негативних наслідків: деградації ґрунтів, зниження родючості ґрунтів, забруднення екосистем отрутохімікатами.

Екосистеми - це одне з ключових понять екології, яке 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 великі класи: 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
Повне, замкнене коло кругообігу речовин: починаючи від появи органічної речовини і закінчуючи її 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. У найзагальнішому уявленні картина виглядає так: живі організми отримують з навколишнього середовища енергію, космічні та земні речовини, а на виході - осадові породи та гази, що йдуть у результаті в 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 відразу порушується харчовий ланцюжок, і 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 можливість 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:

Природні екосистеми	Штучні екосистеми
Головний компонент – сонячна енергія.	В основному, отримує енергію з палива, та готової їжі (гетеротрофні)
Формує родючий ґрунт	Виснажує ґрунт
Усі природні екосистеми поглинають вуглекислий газ та виробляють кисень	Більшість штучних екосистем споживає кисень та продукує вуглекислий газ
Велика видова різноманітність	Обмежена кількість видів організмів
Висока стійкість, здатність до саморегуляції та самовідновлення	Слабка стійкість, оскільки така екосистема залежить від діяльності
Замкнений обмін речовин	Незамкнений ланцюг обміну речовин
Створює житла диких тварин і рослин	Руйнує ареали дикої природи
Накопичує воду, розумно витрачаючи її та очищаючи	Велика витрата води, її забруднення

Поняття "агроекосистема" з'явилося зовсім недавно. Людина вже вивчила принципи освіти екосистем і встановила рівень шкоди, що завдає їй і природі користувальницького, нераціонального ведення сільського господарства. Тому продумана агроекосистема повинна забезпечувати людство продуктами харчування і не завдавати шкоди екосистемам, що залишилися на Землі.

Визначення

Агроекосистема– це різновиди екосистем, які створила людина з метою забезпечення її сім'ї та населення країни продуктами харчування та сировиною для різних галузей промисловості.

Екосистема– це історично сформоване співтовариство рослин-грибів-тварин-мікроорганізмів у певному секторі гідросфери, на материку, у нижньому шарі атмосфери або в верхньому шаріґрунти.

Порівняння

Агроекосистема - це певна територія на суші або в морі, на якій людина особливим чином організувала сільськогосподарський процес. Умовою, щоб ця ділянка отримала право називатися агроекосистемою, має стати раціональне землекористування, тваринництво чи вирощування у морі певних культур. Тобто сільське господарствомає бути не користувальницьким та екстенсивним, а максимально інтенсивним, з продуманим процесом повернення використаної сили та енергії природи в загальний кругообіг органічних та мінеральних речовин на планеті.

Щоб забезпечити такий кругообіг, агроекосистема має бути багатопрофільною та багатоликою. Наприклад, до ділянки ріллі необхідно «прикласти» пасовище, луг, плодовий садта невеликий тваринницький комплекс. Усі зв'язки між компонентами агроекосистеми організовує та здійснює людина.

Екосистема є основним поняттям екології. Екосистема може бути природною та антропогенною. Наприклад, екосистема савани, екосистема озера Байкал чи екосистема пустиря за будинком.

Екосистема складається з двох видів компонентів – біотичних та абіотичних. Біотичні компоненти – це набір живих організмів, які заселили нашу систему. У цьому випадку ми називатимемо їх продуцентами, консументами різних рівнів та редуцентами. Абіотичні компоненти - це основа для формування екосистеми: водне середовище або суша, підстилаючі гірські породи, показники температури та вологості, температурний режим.

Між компонентами екосистеми є різні видизв'язків, що склалися історично, за досить тривалий часовий відрізок. Тому час, конкуренція та природний відбірє основними творцями екосистеми.

Висновки сайт

Агроекосистеми створені людиною, більшість екосистем створено природою.
Часу для створення людиною конкретної агроекосистеми потрібно набагато менше, ніж потрібно для утворення елементарної екосистеми природи.
Кордони агроекосистеми визначені людиною, межі екосистеми розмиті.
Зв'язки між елементами агроекосистеми визначають, організовують та виконують люди. У більшості екосистем природа багато мільйонів років успішно справлялася із цим завданням сама.
Агроекосистеми з'явилися завдяки людині, при цьому безліч природних екосистем Землі зникли або були розбалансовані через людину.
Сьогодні на Землі дуже мало об'єктів, які можна назвати ідеальною агроекосистемою, і дуже багато об'єктів, які можна назвати безнадійно зіпсованими, пораненими та вбитими людьми екосистемами.

На відміну від природної екосистеми штучна екосистема характеризується. Відповідь запишіть цифрами без пробілів.

1) великою різноманітністю видів

2) різноманітними ланцюгами живлення

3) незамкненим кругообігом речовин

4) переважанням одного – двох видів

5) впливом антропогенного фактора

6) замкнутим кругообігом речовин

Пояснення.

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

Перша відмінність полягає в різному напрямкувідбору. 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. В агроценозах діє переважно штучний відбір, спрямований людиною насамперед на максимальне підвищенняурожайності сільськогосподарських культур. Тому екологічна стійкість агроценозів невелика. Вони не здатні до саморегуляції та самовідновлення, схильні до загрози загибелі при масовому розмноженні шкідників або збудників хвороб. Тому без участі людини, її невпинної уваги та активного втручання у їхнє життя агроценози зернових та овочевих культуріснують не більше року, багаторічних трав- 3-4 роки, плодових культур- 20-30 років. Потім вони розпадаються чи відмирають.

Друга відмінність - у джерелі енергії, що використовується. Для природного біогеоценозу єдиним джерелом енергії є Сонце. Водночас агроценози, крім сонячної енергії, отримують додаткову енергію, яку витратила людина на виробництво добрив, хімічних засобівпроти бур'янів, шкідників та хвороб, на зрошення чи осушення земель тощо. буд. Без такої додаткової витрати енергії тривале існування агроценозів практично неможливе.

Третя відмінність зводиться до того, що в агроекосистемах різко знижено 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 знищення спеціалізованими комахами (наприклад, колорадським жуком) або ураження збудниками хвороб (борошняно-торосяними, іржовими, сажевими грибами, фітофторою та ін.).

Четверта відмінність полягає у різному балансі поживних елементів. 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 вилучає з урожаєм. Тому для відшкодування їх втрат і, отже, підвищення врожайності культурних рослин необхідно постійно вносити у ґрунт добрива.

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.

Під цифрами 3, 4, 5 – характеризує агроценоз; 1, 2, 6 – природний біогеоценоз.

Відповідь: 345.

Агроекосистема– свідомо сплановані людиною біотична спільнота, створена та регулярно підтримувана людиною з метою отримання сільськогосподарської продукції. Зазвичай включає сукупність організмів, що мешкають на землях сільгоспкористування. Характерна риса агроекосистем - мала екологічна надійність, але висока врожайність одного або декількох видів рослин (або сортів рослин, що культивуються).

До агроекосистем відносятьполя, сади, городи, виноградники, великі тваринницькі комплекси з прилеглими пасовищами тощо.

Агроекосистеми, як і природні екосистеми, характеризуютьсянабором складових їх видів (тобто володіють певним складом організмів) і певними взаємовідносинами між організмами і середовищем проживання. В агроценозі складаються ті ж ланцюги живлення, що й у природних екосистемах.

Агроценоз– штучно створене і постійно підтримуване людиною біотичне співтовариство, що має високу продуктивність одного або декількох обраних видів (сортів, порід) рослин і тварин. Наприклад, трофічну структуру житнього поля визначає набір продуцентів(жито, бур'яни), консументів(комахи, птахи, полівки, лисиці) та редуцентів(Гриби, мікроорганізми).

При цьому в на відміну від природної екосистеми обов'язковою ланкою харчового ланцюгатут є людина, яка формує агроценози, виходячи з їх практичної значущості, – і забезпечує їхню високу продуктивність.

Головна мета створення агроекосистеми – раціональне використаннятих біологічних ресурсів агроекосистеми, які безпосередньо залучаються до сфери діяльності – джерела харчових продуктів, технологічної сировини, лікарських засобів. Сюди ж належать види, що спеціально культивуються людиною, які є об'єктами сільськогосподарського виробництва: рибництва, звірівництва, спеціального вирощуваннялісових 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, підкреслимо такі основні відмінності від природних:

1. У них різко знижено різноманітність видів: зниження видів культивованих рослин знижує і видове розмаїття 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, підтримувані людиною на ранніх стадіях сукцесії, і вони так само нестійкі і нездатні до саморегуляції, як і природні піонерні спільноти, а тому не можуть існувати .

Сьогодні орними землями та пасовищами зайнято понад 30% суші, і діяльність людей з підтримки цих систем перетворюється на глобальний екологічний чинник.

Незважаючи на значну спрощеність агроекосистем у них все ж таки зберігається безліч біоценотичних зв'язків, зрештою, що впливають на долю врожаю. Зіставлення відомостей про фауну та флору пшеничних полів показує гігантську складність навіть гранично простого агроценозу, тут зберігається понад тисячу видів.

Умови, яким в ідеалі мають відповідати поля сільськогосподарських культур, бути високопродуктивними і водночас стабільними з екологічної точки зору несумісні. У природних екосистемах первинна продукція рослин споживається у численних ланцюгах харчування і знову повертається у вигляді мінеральних солей та вуглекислого газу в систему біологічного кругообігу. Огороджуючи врожай від його природних споживачів, відчужуючи його та замінюючи органічними та мінеральними добривами, ми обриваємо безліч ланцюгів харчування та дисбалансуємо співтовариство. По суті, всі зусилля зі створення високої густої продукції окремих культур є боротьба «проти природи», які вимагають великих витрат праці та матеріальних засобів.