Экосистемой называется особое единство растений, микроорганизмов и животных, в рамках которого между ними происходит обмен различными веществами и энергией. Каждая экосистема обладает характерным только для нее составом почвы, температурой, а также другими показателями. Они подразделяются на две категории - естественные (природные) и искусственные (агроэкосистемы). В чем же их сходства и различия? Давайте разбираться.

Главные отличия

Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы в наибольшей степени? В первую очередь - разнообразием видов на ее территории. Первый тип (агроценоз) существует гораздо более длительное время, обладает способностью самостоятельно регулировать происходящие в ней процессы. Природная экосистема, в отличие от агроэкосистемы, более устойчива и стабильна. Создаваемая в ее пределах биомасса используется для обогащения ее же ресурсов и не покидает пределы данной системы. К категории природных экосистем относят моря, леса, степи, болота. Ко второй группе принадлежат те системы, которые созданы руками человека.

Развитие сельского хозяйства и природный баланс

С самых древних времен, когда сельское хозяйство только начало зарождаться, человек полностью уничтожал растительный покров, чтобы вырастить те виды, которые были бы наиболее пригодны для питания. На заре истории деятельность человека не нарушала баланса в биохимическом круговороте. Однако современное сельское хозяйство применяет по большей части синтезированную энергию, обрабатывает землю механическими способами. В подавляющем большинстве случаев для получения высокого урожая используются удобрения, пестициды. Все эти действия могут привести к непредсказуемым последствиям.

Опасность для природы

Еще одно отличие экосистемы от агроэкосистемы - это занимаемая ими площадь. Последние занимают не более 10% от общей площади суши. Но при этом они являются источниками 90% пищи для человечества. Их биологическая продуктивность на порядок выше, чем у естественных экосистем. Однако агроэкосистемы обладают меньшей устойчивостью. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы помимо перечисленных факторов? Одно из важнейших различий между этими двумя типами систем состоит в том, что агроэкосистема истощает почву, а также может быть опасной для плодородия почв. Первый тип, наоборот, формирует качественный грунт.

Те системы, которые созданы руками человека, также производят различные отходы и загрязнители. Они обязательно должны проходить обеззараживание, и это происходит за счет человека. Природные экосистемы обеззараживаются самостоятельно - для этого не нужна никакая плата или усилия со стороны людей. Они также имеют способность сохранять сами себя в течение длительного времени. Что касается агроэкосистем, то для их поддержания требуется большое количество затрат.

Рациональность в природопользовании

Нередко ответ на вопрос о том, в чем состоит отличие экосистемы от агроэкосистемы, необходимо подготовить школьникам или учащимся природоохранных факультетов. Главный аспект, который необходимо озвучить при подготовке такого материала, - это создание агроэкосистемы руками человека. Те виды, которые культивируются руками человека, поддерживаются при помощи искусственного отбора. Они получают энергетический поток только благодаря действиям извне. Без поддержки со стороны человека этот тип системы очень быстро распадается и возвращается в обычное, естественное состояние.

Мы рассмотрели, в чем отличия экосистемы от агроэкосистемы. Из этого анализа можно сделать вывод: при длительном использовании природных ресурсов - в частности, при постоянном изъятии урожая - плодородие почвы неуклонно снижается. Это положение в экологической науке носит название убывающего плодородия. Для того чтобы вести сельское хозяйство расчетливо и рационально, нужно учитывать фактор обеднения почвенных ресурсов. Человек может сохранять плодородие почв, если будет использовать улучшенную технику для их обработки, делать севооборот рациональным, а также использовать другие приемы.

Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы? Список отличий

Все различия между данными типами систем можно представить в виде списка:

• Агроценоз создан руками человека. Естественная экосистема образуется и функционирует в природе без намеренного вмешательства людей.
• Разнообразие видов свойственно только природным экосистемам. На пшеничном или ржаном поле, созданном руками человека, можно встретить разве что несколько видов сорняков.
• Природная экосистема постоянно получает, накапливает, а также преобразует энергию. Агроценозу постоянно необходим приток энергии в виде удобрений либо топлива.
• Смена растительного покрова в агроэкосистеме происходит по воле человека. В природе же этот процесс протекает естественным путем.
• Агроценоз расходует большое количество воды. Природная экосистема накапливает воду, расходуя ее постепенно.
• Агроэкосистема требует значительных затрат для поддержания своего существования, а природная экосистема имеет способность к самовосстановлению.

Вопросом о том, чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы, занимается экология. Те студенты или школьники, которые хотели бы изучить этот вопрос детальнее, могут прочесть специальную литературу. Например, учебник «Общая экология» авторов Н. М. Черновой и А. М. Быловой, или же издание «Стабильность и устойчивость агроэкосистем» И. Ю. Винокурова.

Составляющими биогеоценоза и агроценоза являются одинаковые компоненты среды. В той и другой системе живые организмы объединены территориальными и пищевыми связями. Но в каждом случае можно заметить и свои особенности.

Определение

Биогеоценоз – это самостоятельно сложившаяся экосистема, в которой представители живого мира тесно связаны с неорганическими компонентами, составляющими среду их обитания. Примеры: хвойный лес, цветочный луг.

Агроценоз – это система, которая появляется при вмешательстве человека в пространство естественной среды. Как и биогеоценоз, она включает в себя органическую и неорганическую части. Примеры: приусадебный участок, кукурузное поле.

Сравнение

Сравнивая между собой рассматриваемые системы, следует прежде всего обратить внимание на их видовой состав. Для биогеоценоза в этом отношении характерно большее разнообразие. В агроценозе же преобладают одна или несколько культур, выбранных человеком для выращивания (например, посаженный на участке картофель), и, соответственно, количество видов животных и низших организмов (бактерий, грибов) тоже является ограниченным.

В связи с этим цепи питания в искусственно созданных системах короче и проще. Однако на территории, где находится множество растений одного вида, создаются все условия для жизнедеятельности зловредных организмов, способных сосуществовать именно с такими культурами. Не испытывая биологической конкуренции, они могут усиленно размножаться и уничтожать посевы или вызывать болезни у растений. В итоге вся система нередко оказывается под угрозой гибели. Биогеоценоз в этом отношении гораздо устойчивей.

Отличие биогеоценоза от агроценоза состоит также в том, каким образом в каждом случае осуществляется круговорот веществ. В естественном природном сообществе он является замкнутым. Все произведенное растениями (а также их останки) потребляется представителями многочисленных пищевых звеньев и возвращается в почву, обогащая ее. В то же время агроценоз создается именно с целью получения урожая. Соответственно, на моменте уборочных работ, сопровождаемых значительным выносом биомассы, круговорот веществ в такой системе нарушается, поэтому в данном случае он называется незамкнутым. Для сохранения баланса в землю вносят удобрения.

Важным является также то, что структура биогеоценоза формируется при осуществлении естественного отбора, устраняющего слабые виды организмов. В агроценозе же участвуют культуры, тщательно подобранные человеком с учетом степени их продуктивности. Иными словами, в образованиях такого типа по большей мере действует искусственный отбор. При этом человек не только сам определяет, что будет расти на земельной площади, но и обеспечивает поступление в агроценоз дополнительной энергии. Например, производится подогрев теплиц, создается искусственное освещение. Между тем экосистемы, существующие без вмешательства человека, получают энергию в основном от Солнца.

В чем разница между биогеоценозом и агроценозом? В том, что последний приносит человеку реальную выгоду, поскольку служит источником необходимой продукции. Биогеоценоз, в свою очередь, не всегда полезен с практической точки зрения. Однако он является устойчивым саморегулирующимся образованием. Агроценоз же благополучно существует более или менее длительный срок только при условии контроля со стороны людей. Для поддержания такой системы требуется применение всевозможных агротехнических приемов.

Таблица

Агроценозы. В отличие от городов агроценозы, или сельскохозяйственные экосистемы, характеризуются основным компонентом - автотрофными организмами

В отличие от городов агроценозы, или сельскохозяйственные экосистемы, характеризуются основным компонентом - автотрофными организмами, которые обеспечивают их органическим веществом и выделяют кислород. От естественных биогеоценозов они отличаются следующими особенностями.

1. Кроме солнечной энергии для поддержания агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической в виде удобрений, механической в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества.

2. Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, с сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным количеством видов домашних животных.

3. Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуются таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10% свободной от льда суши занято пахотными землями, еще 20% используются как пастбища.

Существует два основных типа сельскохозяйственных экосистем: экстенсивные и интенсивные агроценозы. Первые существуют с использованием в основной мышечной энергии человека и животных. Продукция этих систем используется для питания семей мелких фермеров и для продажи или обмена на местном рынке. Вторые связаны с крупными затратами химической энергии и машин. Продукты питания производятся здесь в количестве, превышающем местные потребности, и они вывозятся на продажу, играя важную роль в экономике.

Около 60% сельскохозяйственных угодий используются экстенсивно. Большая часть из них сосредоточена в странах Азии, Африки и Южной Америки. В ряде случаев они могут быть весьма сложными и гармонировать с природными экосистемами. Эффективность экстенсивных агроценозов может быть очень высокой, особенно в случаях культивирования на ограниченных территориях значительного количества видов растении и животных. Так, на о-вах Новая Гвинея и Филиппины население получает продукты питания, содержащие примерно 96 млн. кДж/га при затратах труда, эквивалентного б млн. кДж. Соотношение полученной и затраченной энергии соответствует 16: 1.

Однако даже наиболее продуктивные экстенсивные агроценозы не могут производить достаточно много избыточных продуктов, чтобы снабжать ими большие города. Таким образом, неиндустриальное сельское хозяйство эффективно сберегает энергию, но оно малопродуктивно при учете количества продуктов, произведенных одним фермером.

Интенсивные агроэкосистемы занимают 40% обрабатываемых земель. Они сосредоточены в основном в Европе, Центральной и Северной Америке и в Австралии. Эффективность их столь высока, что 4% населения США, живущего в сельской местности, обеспечивают не только всю страну основными продуктами питания, но и экспорт.

Урожайность многих сельскохозяйственных культур, используемых в индустриальных агроценозах, в настоящее время достигает биологически возможного максимума. Характерно увеличение потерь сельскохозяйственных угодий в связи с эрозией почвы, а также ухудшением качества воды в результате стока поверхностных вод, насыщаемых пестицидами и минеральными удобрениями, в озера и реки.

В последние годы в индустриальном сельском хозяйстве наметились тенденции, направленные на совместное возделывание нескольких культур, уменьшение размеров посевных площадей с чередованием их с садами, водоемами, виноградниками, пастбищами и лесопосадками. На фоне применения технологий обработки почвы без глубокой вспашки, использования в основном органических удобрений и преимущественно биологических мер борьбы с вредителями и сорняками эти мероприятия способствуют созданию искусственных экосистем, по ряду показателей приближающихся к естественным биогеоценозам. Истощение почв и эрозия их, а также загрязнение окружающей среды при такой системе хозяйствования сводятся к минимуму.

Вопрос №11: Особенности наземно-воздушной среды. Адаптации организмов к жизни в наземно-воздушной среде

ОСОБЕННОСТИ наземно-воздушной среды:

· невысокая плотность воздуха, нет резких перепадов давления, большое содержание кислорода, температурные перепады, обилие света, огромная сила земного притяжения (сила тяжести).

ОБИТАТЕЛИ: пауки, насекомые, пресмыкающиеся, птицы, звери.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ: разнообразные. Конечности, позволяющие ползать, бегать, прыгать. роговые панцири, чешуи, хитинизированная кутикула, защитная окраска, маскирующая форма тела, когти, присоски, сложные инстинкты, фотопериодизм, геотропизм и др.

Агроэкосистемы - сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат её составляющих на поля для обеспечения круговорота минеральных и органических веществ. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища или луга и животноводческие комплексы.

Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов. Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

1) состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство - устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав 3-4 года, плодовых культур 20-30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

2) в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

3) сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней.

4)состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

О природных сообществах (биоценоз) вы хорошо знаете из предыдущих уроков географии и биологии. Там были достаточно полно представлены сведения о строении биоценоза, его биотическом взаимодействии, соотношении с экосистемами. Здесь мы будем изучать отклонения в строении природных сообществ, состояние антропогенных и агросообществ в настоящее время.

Вспомним: если биоценоз состоит из составляющих биотопа + + живые организмы (микроорганизмы, растения, животные), то биогеоценоз состоит из биотопа + биоценоз.

В условиях биоценоза все организмы, объединяясь, составляют биоту данной области. А биота построена из автотрофных и гетеротрофных организмов.

Автотрофы и гетеротрофы состоят из популяций различных организмов.

Биоценоз -это природное сообщество, которое формируется годами и изменяется с течением времени (рис. 70).

Рис. 70. Природный биоценоз

Жизнедеятельность человека во всех известных вам состояниях природного сообщества оказывает положительное или отрицательное воздействие, изменяет или обновляет его. Но в основном человечество признало, что его вмешательство в природные сообщества приводит к экологическому кризису.

Основные направления:

1. Развитие промышленности, освоение полезных ископаемых, возведение городов, развитие сельского хозяйства и экспорт продукции. Эти процессы непосредственно или косвенно влияют на экосистему. Развитие указанных производительных сил достигается путем полного уничтожения биоценоза. В итоге изменяется состав биоценоза, затем вследствие нагрузки на фауну и флору исчезают некоторые виды. Например, известно, что в связи с катастрофой Арала более 70% флоры и фауны этой местности за последние 30-40 лет уменьшилось и 50% исчезло.

Трагично и косвенное влияние человека на биоценоз. Засоленность Приаралья сокращает производство продукции сельского хозяйства. Вместе с тем загрязняются воздушные и водные ресурсы, сокращаются плодородные природные пастбища. Например, в настоящее время нет окутанных зеленью барханных ландшафтов Кызылкумов и Мойынкумов. Исчезают растения и животные.

2. Искусственные природные сообщества - формирование агроценоза. Чтобы удовлетворить запросы народного хозяйства, человечество стало осваивать все пригодные для сельского хозяйства земли.

Выращивание культурных растений, меры повышения прироста продукции - все это максимально сокращает биоценоз и, соответственно увеличивает агроценоз.

Агроценоз - искусственно созданный биоценоз вместо природного биоценоза для выращивания культурных растений.

В ходе становления этого биоценоза человечество использует агротехнику и полностью меняет его природные компоненты, флору и фауну.

Наряду с этим для получения качественной продукции и борьбы с вредителями проводят дополнительную мелиорацию, а для обработки в качестве удобрений используют большое количество химических вредных веществ.

Основные свойства и признаки агроценоза:

1. Выращивают только конкретно выбранные виды растений и животных.

2. Установлены запланированные виды организмов и их взаимодействие.

Существуют два типа агроценоза:

1. Основу агроценоза составляет один или несколько видов культурных растений (пшеница, овес, рожь и т. д.).

2.Основу агроценоза составляют природные растения, дополнительно к ним сеют культурные растения (пастбища, парки, сенокосы, луга и т. д.).

Основные отличия агроценоза и природного биоценоза

В природном биоценозе образование питательных минеральных элементов достигается путем природного обмена веществ, а в агроценозе - борьбой с вредителями и другими мерами, которые непосредственно связаны с вмешательством человека.

В природном биоценозе используется только солнечная энергия (схема 7), а в агроценозе наряду с солнечной энергией используют искусственные источники света (освещение, механическая энергия и т. д.).

Схема 7

Природный отбор происходит самостоятельно, а в агроценозе путем селекции создаются новые морозоустойчивые сорта, дающие большой урожай.

Таким образом, человечество сокращает биоценоз. При освоении целинных земель в Казахстане (1954-1960) миллионы гектаров плодородных пастбищ казахских степей пострадали от эрозии почв, ветров, это результат грубейшего насилия человечества над природой.

3. Последствия транспортировки веществ. В процессе освоения сельского хозяйства человечество наряду с другими веществами транспортирует и химические вещества. Перевозка удобрений, ядовитых химикатов, нефтепродуктов наносит большой вред природе. Вместе с тем аварии, разброс, разливание - все это загрязняет окружающую среду. Поэтому надо всегда помнить, что таких фактов не будет при точном соблюдении правил техники безопасности.

4. Проблемы освоения полезных ископаемых. Процесс освоения и разработки полезных ископаемых охватывает большую площадь биоценоза.

В условиях Казахстана земли, используемые под промышленные комплексы Темиртау, Караганды, Экибастуза, Жезказгана (Соколовско-Сарбайское), Риддера, Зыряновска, "Балхашмеди", относятся к непригодным техногенным экосистемам.

5. Состояние земель, использованных под испытательные полигоны.

В Казахстане испытательные полигоны охватывают около

20 млн. га. Это в основном Семипалатинск, Сарыозек, Байконур, Азгыр, Тайсойган, Нарын, Сарышаган. Не только земли, где проводились испытания, становятся непригодными, но и вся экосистема превращается в зону экологического бедствия.

6.Последствия использования химических веществ. В целях улучшения своего материального благосостояния человечество часто использует в быту химические, синтетические вещества. Это удобрения, пестициды, ядовитые химикаты, соли и т. д. Все эти вещества, смешиваясь с подземными водами, воздухом, продуктами питания, поступают в организм человека, что приводит к различным заболеваниям, отравлениям и даже смерти.

Также применение ингибитора для защиты металлов от коррозии и использование детонатора (диэтилсвинец) мотора в автотранспорте приводят к выделению очень опасных ядовитых веществ.

Таковы основные направления вмешательства жизнедеятельности человека в природу. Посмотрите на качество агроценоза, в котором находится нынешнее поколение. Поэтому исследование экологического состояния окружающей среды способствует защите от различных бедствий.

Биоценоз. Агроценоз.

1.Природные сообщества (биоценоз) - однородные территории, сформировавшиеся в течение длительного времени из определенных организмов и биотопов.

2.Под влиянием жизнедеятельности человека структура природного биоценоза превращается в агроценоз.

3.В настоящее время экологическое состояние, качество природного биоценоза ухудшаются.

4.Требования сегодняшнего дня - это рациональное использование и защита биоценоза и агроценоза.

1. Что такое биоценоз?

2. Назовите составные части биоценоза.

3. Что такое агроценоз?

1. Каковы основные отличия агроценоза от природного биоценоза?

2. Дайте характеристику шести факторам, оказывающим влияние на изменение природных биоценозов.

3. Можно ли восстановить природные биоценозы? Каковы его пути?

1. В чем причина превращения биоценоза в агроценоз?

2. Каково экологическое состояние биоценоза в настоящее время?

3. Каково влияние жизнедеятельности человека на биоценоз и агроценоз, его основные направления?

1. Начертите в виде схемы структуру биоценоза, биогеоценоза и опишите основные их свойства.

2.Начертите таблицу и на конкретном примере покажите сходство и различия компонентов биоценоза и агроценоза