Группировка живых существ — это не хаотичное собрание, а сложная система, которая является результатом длительного процесса эволюции. группируются не случайным образом, а только по законам общего, взаимосвязанного существования в определенных условиях окружающей среды.

Природные группировки, в которые объединяются для совместной жизни растения, животные, грибы, микроорганизмы и их среду обитания, называют экологической системой, или экосистемой.

Например, природной экосистемой можно считать смешанный лес, потому что его компоненты (растения, животные, грибы, микроорганизмы) сосуществуют в определенной среде и тесно связаны между собой. Если посмотреть на растительное группировки смешанного леса, то становится заметно, что растения имеют разную высоту. Это связано с их различными требованиями к условиям существования. Так, одним растениям необходимо больше света. Это высокие деревья (дубы, ясени). Другие деревья требуют меньше света (клены, липы, березы). Под ними располагаются кусты, нетребовательные к свету (лещина, шиповник, крушина). Самый низкий уровень образуют травянистые растения (ландыши, подснежники, медуницы), мхи, которые довольствуются совсем небольшим количеством солнечного света. Такое размещение растений в зависимости от требований к условиям существования называется ярусностью.

Обязательным условием существования любой экосистемы является обеспечение всех организмов, образующих ее, питательными веществами.

Основу экосистем составляют растения, потому что они создают органические вещества из неорганических, т.е. становятся пищевой базой для животных. Растениями питается большинство насекомых, а также травоядные животные и грызуны. Насекомые служат пищей для птиц, которыми в свою очередь питаются хищные птицы и звери. Образуется прочная цепь, в основе которого лежат пищевые связи.

Цепь питания — это последовательность организмов, в которой каждый предыдущий представитель является пищей для следующего. Например, растения ест заяц, на которого охотится волк; листья растений ест гусеница, которой питается синица и др.

Экосистемы нашей местности: степь, пресный водоем

Степь — это равнинная территория, покрытая травянистыми растениями. Изредка встречаются одиночные деревья. Лето в степи засушливое. Благоприятной временем года для растений степи является весна, когда в почве достаточно влаги. Именно в это время цветет большинство цветочных растений: звонки, шалфей, маки. К засушливым условиям лета хорошо приспособлены засухоустойчивые многолетние травы: житняк, мятлик, полынь, ковыль, перекати-поле.

Большое количество травянистых растений дает возможность прокормиться грызунам. В степи можно встретить сусликов, полевых мышей, слепышей, сурков. Также в степи много птиц: жаворонки, перепела, соколы. Живут в степи хищники, например, лисица-корсак. Селится она в норах и охотится на грызунов и птиц. Большинство из них в жару скрывается в норах или в других тайниках, а на поиски пищи отправляется ночью.

Не менее сложной и многогранной природной экосистемой нашей местности является озеро. Важным фактором для жителей экосистемы озера является свет. Вдоль берега растут камыши, рогоз. У них хорошо развито корни, прочные стебли и листья, в котором запасается . Среди их зарослей прячутся и находят пищу лягушки, стрекозы, черви и другие животные. Дальше от берега растут желтые кувшины и белые кувшинки. На разной глубине в озере много водорослей. Они имеют важное значение: образуют органические вещества (пища для животных), поглощают углекислый газ и выделяют кислород, то есть обеспечивают дыхание живых существ.

Разнообразен и животный мир озера. В толще водоема много одноклеточных животных, которыми питаются мелкие рачки (дафнии и циклопы). Общее название этих жителей — планктон. Планктон служит пищей для рыб. На дне живут (жаберницы, беззубки). Они пропускают воду через себя, очищая ее. Также много различных насекомых живут на поверхности озера или по его берегам.

Среди рыб озера есть травоядные (караси, лещи, красноперки) и хищные (окуни, щуки). Обтекаемая форма и чешуя, покрывающая тело рыб, позволяют им быстро двигаться в . Полосатую окраску в хищных рыб помогает им маскироваться среди водных растений.

Использование экосистем человеком. Охрана экосистем

Любая экосистема способна к саморегулированию, благодаря связям между организмами, которые в ней сосуществуют. Но естественных экосистем остается все меньше, потому что человек своей деятельностью изменяет их.

Каждая группировка организмов формировалось на протяжении тысячелетий. Организмы, входивших в его состав, создавали друг другу необходимые условия существования. Поэтому каждая система живет как единый организм. Плохо, когда человек вмешивается в такую ​​группировку и нарушает установившиеся связи. Это может привести к гибели экосистем. Человек должен учитывать это в своей практической деятельности.

Для сохранения природных экосистем создают охранные территории — заповедники, заказники, национальные парки и тому подобное. Например, известный далеко за пределами России Алтайский заповедник.

Редкие и исчезающие виды животных и растений заносят в Красную книгу. Например, в нее внесены горицвет весенний, кувшинка белая, калужница европейская, бабочка махаон, тритон грибенчатый.

Охрана природы — дело каждого человека. Ваша уважительная поведение в естественной среде и бережное отношение к ней — тоже вклад в общее дело.

Искусственные экосистемы

Издавна человек осуществляла влияние на природные экосистемы, меняя их: распахивали луга и степи, вырубали леса, осушали болота, орошала засушливые . На их местах появлялись необходимые для выращивания культурных растений поля, огороды, сады, лесополосы, парки и другие группировки. Все эти системы называют искусственными экосистемами, потому что созданы они усилиями человека.

Искусственные экосистемы — это такие экосистемы, которые создает, поддерживает и контролирует человек для своей пользы.

Искусственные экосистемы состоят из растений-производителей, животных-потребителей, животных почвы — разрушителей. Главным потребителем продукции в искусственных экосистемах является человек, поэтому именно он определяет состав этих систем и поддерживает его постоянство. Например, искусственная экосистема поля представлена ​​растениями-производителями (пшеница — главная культура, василька, березка — сорняки), потребителями (птицы, мыши, насекомые, но главный потребитель — это человек), разрушителями (животные почвы). Растительная продукция собирается и вывозится с поля. То есть те вещества, которые растения поглощали из почвы для роста и развития, не возвращаются назад, как в естественных экосистемах. Чтобы поддерживать плодородие почвы, человек должен вносить удобрения.

Искусственная экосистема представлена ​​теми же группами организмов, что и естественная. Но разнообразие растений и животных в ней регулирует человек. В природных экосистемах нет такого понятия, как вредители: все живые существа приносят пользу системе в целом, поддерживают ее баланс. Искусственные экосистемы создают для выращивания определенных растений, поэтому все существа, которые мешают им развиваться, рассматриваются как вредители и уничтожаются.

Назначение искусственных экосистем:

1. Выращивание продуктов питания (поля, огороды, теплицы).
2. Защита почвы (лесополосы).
3. Улучшение воздуха в городе, снижение уровня шума (деревья на улицах с активным движением автомобилей).
4. Украшение города, места отдыха (скверы, парки, цветники).
5. Изучение животных и растений (зоологические и ботанические сады).

Грунт. Состав почвы

Грунт — плодородный слой земли, на котором растут растения. Почва — это естественная смесь, так как его компоненты можно отделить друг от друга. Благодаря этим особенностям состава, почве свойственна способность пропускать воздух и воду.

В состав почвы входят: песок, глина, воздух, вода, органические и минеральные вещества. Состав почвы создает условия для питания растений. В воде растворяются минеральные вещества, необходимые для роста растений. В почве их запасы пополняются благодаря деятельности животных, бактерий и грибов, которые растворяют растительные и животные остатки. Так живые организмы образуют перегной, или гумус, от которого зависит важнейшее свойство почвы — плодородие.

Разнообразие почв

Название почвы часто соответствует его окраске. Например, черноземы имеют почти черную окраску. Черноземы сформировались в степях, где много травянистых растений. Надземные части этих растений отмирают ежегодно, а их остатки превращают в гумус насекомые, черви и почвенные бактерии. Этот грунт содержит наибольшее количество гумуса и образует слой толщиной до 150 см. Серые лесные почвы сформировались там, где раньше были леса. Они содержат меньшее количество перегноя, поэтому имеют более светлую окраску. Их плодородный слой достигает 100 см.

Наибольшим богатством юга России являются черноземы. Именно эти почвы обеспечивают высокие урожаи сельскохозяйственных культур, важнейшими из которых являются зерновые: пшеница, рожь и другие.

Черноземы и серые лесные почвы состоят из небольших комочков, поэтому хорошо пропускают воду и воздух, создавая благоприятные условия для развития растений. Именно эти типы почв являются самыми распространенными в южных областях России.

Плодородие почв и способы ее повышения. Понятие об удобрениях

Для того, чтобы плодородие почв не уменьшалась, необходимо вносить те вещества, которые были изъяты растениями. С этой целью в почву добавляют удобрения.

Плодородие почвы — это ее способность обеспечивать растения питательными веществами.

Удобрения — это вещества, которые специально добавляют в почву для повышения ее плодородия. Удобрения делятся на органические и минеральные.

К органическим удобрениям относятся навоз, птичий помет, торф. В почве под воздействием бактерий они превращаются в гумус. Органические удобрения улучшают структуру почвы, способствуют накоплению в нем гумуса, воды, воздуха. Воздействие на почву осуществляют периодически в течение нескольких лет (нет необходимости вносить удобрения ежегодно).

Минеральные удобрения изготавливаются из природных минералов на специальных предприятиях. Основными минеральными удобрениями являются азотные, калийные и фосфорные. Их название соответствует названию химического , которым обеспечивается растение. Минеральные удобрения добавляют в почву в разное время года: азотные и калийные растворяются быстро, поэтому их вносят весной, фосфорные растворяются медленнее — их вносят осенью. Важно соблюдать нормы внесения определенных удобрений. Чрезмерная их количество накапливается в растениях, а это представляет угрозу здоровью человека.

Чередование посевов различных растений на одном участке называют севооборотами. Такая мера также дает возможность надолго сохранить плодородие почвы.

Искусственные экосистемы: поле, сад. Уход за ними

Растения, которые человек специально выращивает для получения из них определенных продуктов, называют культурными.

Обработанные участки земли, засеянные культурными растениями, называются полями. Поле — это искусственная экосистема. На полях выращивают зерновые культуры (пшеница, рожь, кукуруза, гречка и другие), а также овощи (картофель, огурцы, морковь, свекла, помидоры и т.д.).

Все культурные растения являются результатом кропотливого труда многих людей. Ведь именно ученые вывели тысячи сортов культурных растений. Сорт — это созданная человеком совокупность определенных растений, которые имеют необходимые для человека признаки.

На поле растут также растения, которые человек специально не выращивает, но они появляются среди посевов культурных растений. Такие растения называются сорняками. Распространенными сорняками полей является березка, осот, пырей, щирица.

Кроме сорняков, растениям наносят вред некоторые животные. Например, насекомые и клещи. Они питаются растениями и тем самым снижают урожайность.

Для получения высоких урожаев человек должен ухаживать за полем: своевременно проводить обработку почвы, уничтожать сорняки, бороться с вредителями культурных растений, вносить удобрения. Существование экосистемы поля зависит от хозяйственной деятельности человека.

Также чрезвычайно распространенной искусственной экосистемой является сад. Сад — это посадка деревьев и кустарников, которые обеспечивают человека съедобными плодами. Самыми распространенными растениями сада является яблони, вишни, груши, сливы. Рядом с деревьями можно встретить ягодные кусты: смородину, малину, крыжовник и др.

В саду много насекомых и птиц. Некоторые насекомые необходимы растениям, потому что они опыляют цветки, чем способствуют повышению урожайности сада. Но большинство насекомых — вредители, которые повреждают различные части растений. Например, листовертки повреждают плоды, листья, почки деревьев и кустарников, плодожорки — плоды и побеги, щитовки — плоды и кору деревьев, жуки — корни и листья. Птицы, которые живут в саду, приносят пользу, уничтожая большое количество насекомых-вредителей. Это такие привычные для нас воробьи, синички, скворцы.

Сад нуждается в постоянном уходе. С ранней весны до поздней осени проводят обрезку сухих, поврежденных и лишних веток, отбеливают стволы деревьев известковым раствором, подкармливают растения удобрениями, рыхлят почву, убирают листья, покрывают стволы деревьев, особенно молодых, защитными составами, чтобы их кору не повредили зайцы.

Итак, сад и поле — это сложные искусственные экосистемы, где налажены взаимосвязи между всеми компонентами и существуют цепи питания. Гармоничная и продуктивный жизнедеятельность экосистем поля и сада полностью зависит от человека.

Значение искусственных экосистем в жизни человека

В жизни современного города зеленое строительство имеет очень большое значение, так как растительные группировки являются одними из главных его компонентов и единственными представителями природной среды. Зеленые насаждения нужны прежде всего как средство для создания наиболее благоприятных условий жизни человека в местах, загрязненных промышленными предприятиями. Сады, парки и скверы — это творения природы и искусства, большинство из которых призвана внести ощущение покоя в бурное и шумное течение жизни современного города.

Создать растительный комплекс в городе — значит застроить часть его территории: площади, улицы, проспекта. Поэтому процесс создания растительных насаждений в городе и называется зеленым строительством. Эта задача возложена на работников озеленительных хозяйств городов.

Задача зеленого строительства заключается в том, чтобы показать красоту растений, найти для них подходящее место среди зданий, создавая оптимальное сочетание с архитектурными сооружениями, располагая их в наиболее выгодных условиях жизни.

Также важным является учет «профессий» растений в условиях города. То, что растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, известно всем. Но это не единственное их назначение. Такие растения, как, например, сирень лучше других растений задерживают пыль. Хвойные растения выделяют в воздух вещества, которые уничтожают болезнетворные бактерии. А черемуха выделяет вещества, отпугивающие мух и комаров. Лучше других приспособлены к жизни в условиях задымленного городского воздуха тополя, клены, липы, дубы и некоторые другие растения. Кроме того, растительные насаждения увлажняют воздух, уменьшают шум от машин и механизмов.

Декоративные листья, красивые цветы и приятный аромат дают эстетическое наслаждение. Издавна известно о положительном, целебное воздействие на человека звуков природы: пение птиц в парках и лесопарках, успокаивающее журчание ручьев, мягкий шелест листьев.

Значение искусственных экосистем

1. Выращивание продуктов питания и сырья для пищевой и легкой промышленности.
2. Увлажнение воздуха.
3. Закрепление берегов рек.
4. Очистка воздуха.
5. Научно-исследовательская работа с растениями и животными.
6. Отдых и эстетическое удовольствие.

Итак, растения — это постоянные спутники человека, источник его сил и здоровья. Зеленые насаждения очищают воздух, снижают уровень шума, ароматы и краски цветов снимают нервное напряжение. Также они обеспечивают сырьем пищевую и легкую промышленность. Чтобы поддерживать жизнедеятельность искусственных экосистем, необходимо постоянно бережно заботиться о них.

Цель: охарактеризовать особенности состава и протекающих процессов в искусственной экосистеме.

Вопросы входного контроля:

1. Что такое экологическая пирамида и каковы направления естественного отбора на каждой ее ступени?

2. Каково значение для устойчивости биогеоценоза его видового разнообразия?

3. Какие показатели действия абиотических факторов могут угнетать жизнедеятельность растений или животных?

Общие сведения: Экосистема , или экологическая система (от др.-греч. οἶκος - жилище, местопребывание и σύστημα - система) - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии. Пример экосистемы - пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрациярастворенныхгазов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статусводоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы - лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

Искусственные экосистемы - это экосистемы, созданные человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные системы или Биосфера.

Искусственные экосистемы имеют тот же набор компонентов, что и естественные: продуценты, консументы и редуценты, но есть существенные отличия в перераспределении потоков вещества и энергии. В частности, созданные человеком экосистемы отличаются от естественных следующим: меньшим числом видов и преобладанием организмов одного или нескольких видов (низкая выравненность видов); невысокой устойчивостью и сильной зависимостью от энергии, вносимой в систему человеком; короткими цепями питания из-за небольшого числа видов;

незамкнутым круговоротом веществ вследствие изъятия урожая (продукции сообщества) человеком, тогда как естественные процессы наоборот стремятся включить в круговорот как можно большую часть урожая. Без поддержания энергетических потоков со стороны человека в искусственных системах с той или иной скоростью восстанавливаются естественные процессы и формируется естественная структура компонентов экосистемы и вещественно-энергетических потоков между ними.

Оборудование: карточки с изображением искусственных экосистем.

Порядок выполнения работы:

Рассмотрите выданный вам объект и выявите наиболее очевидные взаимодействия в экосистеме, отметьте те факторы среды, которым они соответствуют.

Ответьте на вопросы:

1. Какое значение для организмов имеют другие живые организмы, обитающие рядом?

2. Назовите животных – обитателей экосистемы. Каким образом они связаны с растительным миром экосистемы? Возможно ли их существование без растений?

3. Какие изменения могут возникнуть в экосистеме, если по каким-то причинам погибнут водоросли и высшие растения?

4. Какие организмы служат основой многих цепей питания в данной экосистеме?

5. Каким образом проявляется правило экологической пирамиды в данной экосистеме?

6. Какие еще виды отношений, кроме пищевых, существуют в экосистемах?

7. Каким образом один вид может обеспечивать распространение другого или других видов?

Искусственные экосистемы (нообиогеоценозы или социоэкосистемы ) - это совокупность организмов, живущих в созданных человеком условиях. В отличие от экосистемы включает в себя дополнительное равноправное сообщество, называемое нооценозом .

Нооценоз - это часть искусственной экосистемы, включающая в себя средства труда, общество и продукты труда.

Агроценоз — это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности.

В настоящее время агроценозами занято около десяти процентов суши.

Несмотря на то, что в агроценозе, как и в любой природной экосистеме, существуют обязательные трофические уровни — продуценты, консументы, редуценты, образующие типичные трофические сети, между этими двумя типами сообществ существуют довольно большие различия:

1) В агроценозах резко снижено разнообразие организмов. Однообразие и видовую бедность агроценозов человек поддерживает специальной сложной системой агротехнических мер. На полях обычно культивируют один вид растений, в связи с чем резко обедняется и животное население, и состав микроорганизмов почвы. Однако даже самые обедненные агроценозы включают несколько десятков видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам. Например, в агроценоз пшеничного поля, кроме пшеницы, входят сорняки, насекомые - вредители пшеницы и хищники, беспозвоночные — обитатели почвы и напочвенного слоя, патогенные грибы и др.

2) Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и не могут выдерживать борьбу за существование без поддержки человека.

3) Агроэкосистемы получают дополнительную энергию благодаря деятельности человека, обеспечивающей дополнительные условия роста культивируемых растений.

4) Чистая первичная продукция агроценоза (биомасса растений) удаляется из экосистемы в виде урожая и не поступает в цепи питания. Частичное потребление ее вредителями всячески пресекается деятельностью человека. В результате этого почва обедняется минеральными веществами, необходимыми для жизнедеятельности растений. Следовательно, снова необходимо вмешательство человека в виде внесения удобрений.

В агроценозах ослаблено действие естественного отбора и действует в основном искусственный отбор, направленный на максимальную продуктивность растений, нужных человеку, а не тех, которые лучше приспособлены к окружающим условиям.

Таким образом, агроценозы, в отличие от природных систем, не являются саморегулирующимися системами, а регулируются человеком. Задачей такой регуляции является повышение продуктивности агроценоза. Для этого орошаются засушливые и осушаются переувлажненные земли; уничтожаются сорняки и поедающие урожай животные, меняются сорта культивируемых растений и вносятся удобрения. Все это создает преимущества только для культивируемых растений.

В отличие от природной экосистемы агроценоз неустойчив, он быстро разрушается, т.к. культурные растения не выдержат конкуренции с дикорастущими и будут ими вытеснены.

Для агробиоценозов также характерен краевой эффект в размещении насекомых вредителей. Они концентрируются в основном в краевой полосе, а центр поля заселяют в меньшей степени. Указанное явление связано с тем, что в переходной полосе резко обостряется конкуренция между отдельными видами растений, а это в свою очередь, снижает у последних уровень защитных реакций против насекомых.

Предыдущие материалы:

Презентация на тему "Разнообразие экосистем" по географии в формате powerpoint. В данной презентации для школьников даются понятия природной и искусственной экосистем, приводятся примеры этих экосистем.

Фрагменты из презентации

• Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма (от др.-греч. οἶκος - жилище, местопребывание и σύστημα - система) - биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
• Природные экосистемы – это естественные экосистемы, при изучении которых не учитываются какие бы то ни было антропогенные воздействия.

Примеры природных экосистем

Наземные экосистемы:

• Тундра: арктическая и альпийская;
• Бореальные хвойные леса;
• Листопадный лес умеренной зоны;
• Степь умеренной зоны;
• Тропические лесостепи и саванны;
• Чапараль;
• Полупустыня: травянистая и кустарниковая;
• Полувечнозеленый тропический лес;
• Вечнозеленый тропический дождевой лес.

Пресноводные экосистемы:

• Лентические (стоячие воды): озера, пруды и т.д.;
• Лотические (текучие воды): реки, ручьи и т.д.;
• Заболоченные угодья: болота и болотистые леса.

Морские экосистемы:

• Открытый океан (пелагическая);
• Воды континентального шельфа (прибрежные воды);
• Районы апвеллинга (с продуктивным рыболовством);
• Эстуарии (бухты, проливы, устья рек и т.д.).

Экосистема пресного водоема

Наиболее благоприятные условия для жизнедеятельности организмов создаются в прибрежной зоне. Особенности - высокая плотность среды, низкое содержание в ней кислорода, незначительные колебания температуры.

Продуценты:

• Вблизи берега – водоросли и высшие травянистые растения(камыш, рогоз, водяной хвощ);
• На дне – мхи и донный ил;
• Их роль: создание органических веществ из неорганических в процессе фотосинтеза и обогащение воды кислородом.

Консументы:

• Гетеротрофы, разные виды животных – простейшие (жгутиковые, инфузории, амебы), моллюски, низшие ракообразные (дафнии, циклопы), рачки, насекомые, черви, амфибии (лягушки, тритоны) рыбы (щука, окунь – хищные, карась - травоядные), млекопитающие (выхухоль, бобры, выдры).
• Их роль: расщепление органических веществ, обогащение воды углекислым газом.

Искусственные экосистемы - это экосистемы, созданные человеком.

Примеры искусственных экосистем

• Биологические очистные сооружения;
• Парк;
• Поле;
• Город;
• Агроценозы;
• Пашни;
• Природно – хозяйственные системы;
• Водохранилища и каналы.

Экосистема пшеничного поля

При использовании поля, человек применяет комплекс агротехнических приёмов: различные способы обработки почвы (вспашка, боронование, дискование и другие), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное орошение, посев (посадка) высокоурожайных сортов пшеницы, подкормку, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений.

Продуценты:

• Пшеница;
• Сорняки.

Консументы:

• Насекомые (бабочки, гусеницы, жучки);
• Дождевые черви;
• Грызуны (полевка);
• Птицы (куропатка);
• Лисы;
• Зерноядные (суслик).

Лекция №6 . Искусственные экосистемы

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)

Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию	Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива
Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода	Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива
Формирует плодородную почву	Истощает или представляет угрозу для плодородных почв
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду	Расходует много воды, загрязняет ее
Создает местообитания различных видов дикой природы	Разрушает местообитания многих видов дикой природы
Бесплатно фильтрует и обеззараживает загрязнители и отходы	Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения
Обладает способностью самосохранения и самовосстановления	Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления

Искусственные экосистемы

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.