В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — агроэкосистемы (агроценоз, агробиоценоз, сельскохозяйственная экосистема).

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

2. Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора. В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, который крайне чувствительны к массовому размножению вредителем и болезням.

3. В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожа­ем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия. Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.

4. 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.

5. 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.

6. Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агроэкосистемах используется их свойство производить чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например химической и биологической борьбы.

Какие признаки экосистемы считаются устойчивыми? Прежде всего, это сложная, полидоминантная структура, включающая максимально возможное при данных условиях число видов и популяций. Второй признак — максимальная биомасса. И последнее — относительное равновесие между приходом и расходом энергии. Несомненно, что в таких экосистемах наблюдается наименьший уровень продуктивности: биомасса большая, а продуктивность низкая. Это связано с тем, что основная часть поступающей в экосистему энергии идет на поддержание процессов жизнедеятельности.

Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

Источник: StudFiles.net

 

В биосфере помимо естественных биогеоценозов (лес, луг, болото, река и т.д.) и экосистем существуют и сообщества, созданные хозяйственной деятельностью человека. Такое искусственно созданное человеком сообщества называется агроэкосистема (агроценоз, агробиоценоз, сельскохозяйственная экосистема).

Агроэкосистема (от греч. агрос — поле — сельскохозяйственная экосистема, агроценоз, агробиоценоз) — 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 или нескольких видов (или сортов культивируемых растений) или животных.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей.

Агроэкосистемы имеют несколько отличных от экосистем естественных, природных.

1. Видовое разнообразие 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 уступает засеянному полю во много раз.

2. Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, что в значительной мере влияет на сужение их генетической базы. В агроэкосистемах происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовым размножениям вредителей и болезням.

3. Для агроэкосистем, по сравнению с естественными биоценозами, характерна большая открытость. Это означает, что 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.
роэкосистемы же более открыты, и из них изымается вещество и энергия с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв. В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, а также при длительном выращивании монокультуры, на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Именно поэтому для получения высоких урожаев необходимо вносить большое количество минеральных удобрений, чтобы поддерживать плодородие почвы.

4. 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.

Почва является важнейшей системой жизнеобеспечения и существования сельскохозяйственного производства. Однако продуктивность агроэкосистем зависит не только от плодородия почвы и поддержания ее качества. В не меньшей мере на нее влияет сохранность среды обитания полезных насекомых (опылители) и других представителей животного мира. К тому же в этой среде обитают многие естественные враги сельскохозяйственных вредителей. Так, уже стал хрестоматийным пример массовой гибели опылителей полей гречихи в США, происходившей при столкновении их с автомобилями в местах близкого расположения сельскохозяйственных угодий к автотрассам.

5. Одна из главных особенностей экосистем состоит в получении дополнительной энергии для нормального функционирования.
з поступления дополнительной энергии извне агроэкосистемы, в отличие от экосистем природных, существовать не могут. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимый 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. Под дополнительной энергией можно также понимать новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.

6. Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агроэкосистемах используется именно их свойство производить высокую чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например, химической и биологической борьбы.

Следует отметить, что агроэкосистемы являются крайне неустойчивыми сообществами.Они неспособны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

А какие же признаки сообщества, экосистемы считаются устойчивыми? Прежде всего, это сложная, полидоминантная структура, включающая наибольшее, возможное при данных условиях число видов и популяций. Затем, максимальная биомасса. И последнее – относительное равновесие между приходом и расходованием энергии. Несомненно то, что в таких экосистемах наблюдается наименьший уровень продуктивности. Биомасса большая, а продуктивность низкая. Это связано с тем, что основная часть поступающей в экосистему энергии идет на поддержание процессов жизнедеятельности.

Самое важное негативное следствие существования агроэкосистем — это их дестабилизирующее воздействие на биогеохимические циклы биосферы, где осуществляется воспроизводство основных видов экологических ресурсов и совершается регуляция химического состава жизненных сред. На сельскохозяйственных угодьях круговорот биогенов оказывается разомкнутым на десятки процентов. Поэтому есть все основания говорить, что агроценозы с самого начала их существования находятся в антагонистических отношениях с окружающей природной средой. Ныне стало очевидно, что они угрожают разрушением фундаментальных биосферных процессов и повинны в глобальном экологическом кризисе. Это относится ко всем созданным человеком формам, в том числе к самым продуктивным сортам и породам.

Сказанного, по-видимому, достаточно, чтобы продемонстрировать принципиальную неспособность агроценозов взять на себя функции естественных экосистем. Следует только добавить, что в настоящее время человечество не придумало еще иного способа снабжать себя продовольствием, нежели создавая искусственные агроэкосистемы.

 

 

ВОПРОСЫ

 

1. В чем смысл концепции экосистемы?

2. Какой размерности могут быть экосистемы.

3. Приведите примеры экосистем.

4. Какие признаки присущи естественным экосистемам?

5. Дайте определение пищевой цепи.

6. Какие виды экологических пирамид вы знаете?

7. Что такое биогеоценоз:

8. Приведите примеры биогеоценозов.

9. Что общего и в чем различие между биогеоценозом и экосистемой?

10. Какие функционально связанные части можно выделить в биогеоценозе?

11. Чем определяются границы биогеоценоза?

12. Чем определяется динамика экосистем?

13. Охарактеризуйте суточную и сезонную динамику экосистем.

14. Что такое сукцессия? Приведите примеры сукцессий.

15. Чем первичная сукцессия отличается от вторичной?

16. Что такое сукцессия антропогенная?

17. Дайте определение агроэкосистемы, приведите примеры агроэкосистем.

18. В чем проявляются существенные различия между природными экосистемами и агроэкосистемами?

Глава 6. Биосфера

 

<== предыдущая лекция	|	следующая лекция ==>
ЭКОСИСТЕМА И БИОГЕОЦЕНОЗ	|	ПОНЯТИЕ И Определение биосферы

Источник: helpiks.org

В сжатом, концентрированном виде собраны материалы, посвященные экологическим проблемам и агроэкосистемам, а главное — теоретическим подходам к этим проблемам.

Из-за желания авторов рассмотреть эти вопросы как можно более комплексно, с учетом многих факторов приведенный материал несет следы некоторой декларативности: названа проблема, сформулированы основные теоретические подходы и положения, но опущены обстоятельные доказательства правильности предлагаемых подходов. В основном в книге даны концепции и краткие иллюстрации к этим концепциям.

Конечно, не этот фактический материал или его отсутствие делают книгу нужной. Необходимые данные сейчас публикуются в больших количествах во множестве изданий, в том числе и в советских. Читатель, интересующийся этими проблемами, прекрасно знает факты, а часто сам добывает и публикует их.

Разработаны основные положения теории агроэкосистем. Авторы относят к агроэкосистемам не только агроценозы, но всю совокупность естественных и социальных явлений, связанных с агроценозами. Агроэкосистемы — это в первую очередь социальная система, отражающая способы производства и характер организации общества. Ю. Одум, известный эколог и один из авторов книги, выделяет наряду с агроэкосистемой городскую экосистему и естественные экосистемы, отмечая, что вместе с общими для этих систем процессами существуют и специфические особенности в каждой группе экосистем.

Социальные особенности агроэкосистем определяются, как способами производства, так и характером распределения в обществе сельскохозяйственной продукции. В этом плане всю книгу пронизывает идея глубокого воздействия человека на биосферу и связи агроэкосистемы с развитием общества. Именно благодаря учету социальных условий авторы отделяют агроэкосистему от агроценоза. В советской литературе термин агроценоз часто рассматривается как синоним агроэкосистемы. Но и у нас понятие «агроценоз» заметно меньше по объему понятия «агроэкосистема» и сводится к анализу посева сельскохозяйственной культуры, анализу состояния растений и продуктивности данного поля, но не к системному анализу поля, методов получения и реализации продукции. Однотипный агроценоз может входить в совершенно разные агроэкосистемы, что хорошо показано материале «Затраты энергии в агроэкосистемах», написанной Д. Пиментелом.

В книге не обсуждаются другие искусственные экосистемы, непосредственно не связанные с сельскохозяйственным производством: лесные полосы, лесные насаждения, живые изгороди и т. д. Однако такие искусственные экосистемы (может быть, целесообразно их называть артоэкосистемами) занимают сейчас значительную площадь биосферы. Существование артоэкосистем основывается на тех же закономерностях, которые авторы книги отметили для агроэкосистем.

Дан небольшой сравнительный анализ агроэкосистем и естественных экосистем по их продуктивности (Р. О. Вудмэнси). Получается, что продуктивность обеих систем близка. Наверное, этот вывод не совсем правилен, и в некоторых регионах продуктивность агроэкосистемы может заметно превышать продуктивность естественных экосистем. Но, как это прекрасно показано, существование агроэкосистем, как и любой искусственной экосистемы, немыслимо без постоянного дополнительного потока энергии.

Менее четко в книге раскрыта идея, что любая агроэко — система существует в ландшафте, поэтому ее экономику следует оценивать по отношению ко всему ландшафту. При этом сами ландшафты также существенно изменены и представляют собой искусственные звенья биосферы, совокупность искусственных, естественных и агроэкосистем. Человек регулирует в искусственных экосистемах численность видов живых организмов, их состав, состояние и свойства почвы. Так, вся Среднерусская полоса, как, впрочем, большинство ландшафтов Западной Европы, США и других регионов, представляет собой уже искусственную биосферу, где четко регулируется состав флоры и фауны.

В настоящее время, по статистическим данным, во всем мире распахано уже более 10 % территории суши (Г. В. Добровольский, И. С. Урусевская. География почв. — М.: Изд. МГУ, 1985), что составляет 17 млн. кв. км. Еще 30 млн. кв. км используются с той или иной полнотой под пастбища, сенокосы. Если приплюсовать к этой площади лесосеки, то площадь измененной биосферы окажется заметно больше, чем неизмененной. И конечно, немыслимо ни сейчас, ни в обозримом будущем представить биосферу без агроэкосистем. Поэтому выход данной книги представляется очень своевременным. Почвоведы, геоботаники, агрономы, географы, биогеоценологи и другие исследователи биосферы найдут в ней много полезного.

Среди очень важных частных вопросов, обсуждаемых в книге, следует обратить внимание на так называемую нулевую обработку почв и смешанные посевы. Авторы книги показывают практическую важность и возможность такого ведения хозяйства на основе теории агроэкосистем. В нашей литературе дискуссия на эту тему (нулевая обработка) ведется уже более 50 лет.

Очевидно, настало время осмыслить все наше природопользование с точки зрения не только ближайших, но и отдаленных экологических последствий. Поэтому издание данной книги на русском языке — очень своевременный шаг.

Л. О. Карпачевский

Источник: www.activestudy.info