Описание искусственной экосистемы. Естественные и искусственные экосистемы, их сравнение

Эта ценная рукопись, известная под названием "Dioscurides Neapolitanus" , содержит работу Педания Диоскорида - греческого врача, родившегося в городе Аназарбе неподалеку от Тарсуса в Киликии (территория современной Турции) и жившего в I веке нашей эры, в период правления императора Нерона. Диоскорид стал автором пятикнижного трактата "Perì üles iatrichès" , латинский вариант которого известен под названием "De materia medica" ("О лекарственных веществах"). Этот трактат считается важнейшим руководством в области медицины и ведущей фармакопеей Древней Греции и Древнего Рима. В Средние века он пользовался большим уважением как в западных странах, так и в арабском мире. Трактат посвящен лечебным свойствам натуральных веществ животного, растительного и минерального происхождения. Рукопись в Национальной библиотеке Неаполя содержит только ту его часть, где говорится о растительных средствах. В ней на 170 страницах с иллюстрациями и комментариями представлены описания всех известных лекарственных растений, ареалов их распространения и особенностей использования в медицинских целях. Прослеживается тесная взаимосвязь между "Dioscurides Neapolitanus" и хранящейся в Вене рукописью "Dioscurides Costantinopolitanus" , которая была создана в 512 году в Константинополе для принцессы Аникии Юлианы, дочери западно-римского императора Олибрия. Вполне вероятно, что обе работы написаны на основе общего оригинала. Вместе с тем изображения человека и животных в неаполитанской рукописи не соответствуют иллюстрациям, которые украшают венскую и другие рукописи Диоскорида, в том числе хранящиеся в Париже и в Палаццо Киджи в Риме. Живописные иллюстрации, дополненные столь подробными комментариями, повышают антикварную ценность этой чрезвычайно редкой рукописи. Кроме того, данная работа представляет собой один из важнейших источников для изучения греко-римской медицинской культуры и ее распространения в итало-византийском мире в конце VI - начале VII веков. Она содержит материалы, свидетельствующие об интеллектуальных и культурных тенденциях той эпохи, включая бесспорное предпочтение текстам дидактического характера, напоминающим, скорее, справочник, чем научный трактат. Вне всякого сомнения, "Dioscurides Naepolitanus" имеет итальянское происхождение. Эту гипотезу выдвинул в конце XVII века Бернар де Монфокон, увидевший рукопись в Неаполе и высоко оценивший ее красоту. Тем не менее точное место ее написания не установлено. По мнению одних ученых, история этой рукописи берет свое начало в Равеннском экзархате, тогда как другие утверждают, что рукопись была создана на юге, в кругах, находившихся под влиянием римского государственного деятеля и писателя Кассиодора (около 487–580).

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.

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.

Экосистема - это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Экосистемами являются, например, муравейники, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже весь земной шар. Сельское подворье следует также отнести к экосистемам. Сельское подворье, или агроэкосистема - это антропогенные (т. е. созданные человеком) экосистемы. Человек определяет структуру и продуктивность такой экосистемы: он распахивает часть земли и высевает сельскохозяйственные культуры, разводит сельскохозяйственных животных.

Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии - солнце. дополнительная энергия, которую использует человек при обработке почвы и которая затрачена на производство тракторов, удобрений, пестицидов и т. д. , не превышает 1% от солнечной энергии, усваиваемой агроэкосистемой. Агроэкосистема - это не только экологическое единство разных организмов и условий среды, но и сельскохозяйственное предприятие.

Как и естественная экосистема, агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов. Экосистема- это совокупность сообщества живых организмов с неживыми компонентами среды.

Растительный и животный мир участка тесно связан с компонентами неживой природы: почвой (её химическими составом, количеством питательных веществ, структурой и т. д.) влагой (естественными осадками и поливом) и состоянием атмосферного воздуха.

Каждая экосистема характеризуется составом, структуру определенным соотношениям энергии, химических веществ и организмов.

Основным источником энергии на нашем подворье является солнечная энергия. Она усваивается растениями и идёт на нагревания почвы, строений, на испарение влаги. Есть и дополнительные источники энергии - это электричество и энергия органического топлива (в основном дров). При сгорании топлива выделяется не очень большое количество углекислота газа, которое вполне может быть усвоено растениями участка. Избыток тепловой энергии рассеивается в атмосфере.

Солнечную энергию усваивают продуценты - растения. Человек выращивает растения для своих нужд, т. е. большое количество органического вещества используются в пищу человеком, часть поедается насекомыми и другими организмами, часть ежегодного отмирает и перегнивает.

Сельское подворье- это искусственная экосистема. Основным консументом в ней является человек и домашние животные. А все другие животные организмы (насекомые, мелкие грызуны) становятся его пищевыми конкурентами и обычно считаются вредителями. С ними человек борется. На самом деле они тоже нужны в экосистеме, важно только регулировать их численность.

Они построены по тем же правилам, что и пищевые цепи естественных экосистем. Конечно, они не отражают все типы взаимоотношений животных участка, их связи с растениями, но показывают, какими животными организмами представлены продуценты, консументы, редуценты.

Экосистемный анализ сельского подворья.

Продуценты.

На участке большая часть территории (20 соток) летом занята посадками картофеля, меньшая часть(10 соток) - плодово-ягодными растениями (кустарниками и деревьями): черемуха, ранетка, облепиха, ирга, смородина, малина; овощными культурами: перед, чеснок, горох, свекла, дыни, огурцы, арбузы, тыквы, кабачки, помидоры, декоративные деревья и кустарники: клен, акация, ель, тополь, сирень.

Их состав остаётся довольно постоянным.

Продуцентами являются и спутники культурных растений - сорняки. По всему участку растут сорняки: марь белая, щирица запрокшутая, бодяк полевой, пырей ползучий, польинь горькая, полынь чернобыльник, сурепка дикая, редька дикая.

На территории подворья имеются различные жизненные формы растений, что способствует существованию разнообразных животных.

Растительность сельского подворья - это и местообитание, и пища для животных, а чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее.

Консументы.

Животные - детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий. Особенно важна роль дождевых червей. Прошедшая через пищевую систему дождевого червя почва с растительными остатками склеивается в плотные комочки, что улучшает её структуру. Эти комочки обогащаются калием, фосфором и азотом в форме соединений, доступных растениям. Кроме того, черви своими ходами разрыхляют почву и облегчают проникновение в неё корней. В хорошо унавоженной почве биомасса червей может составлять до 10 -20 т на 1 га. Существуют специальные фермы (в Америке), где разводят дождевых червей, которых вносят на поля для повышения урожая.

На нашем подворье живут различные животные: млекопитающие, птицы, (домашние и дикие), пресмыкающиеся, земноводные, моллюски, клещи, пауки, насекомые. Млекопитающие: корова, теленок, овцы, мыши, крысы, кошка, собака.

Наибольшее количество видов характерно для группы насекомых. Это связано с большим количеством разных растений. К тому же многие культурные виды растений менее устойчивые по отношению к насекомым, чем их дикорастущие родственники.

На грядке, где растет только один сорт культурных растений, размножается большое количество насекомых.

В большом количестве встречается колорадский жук, т. к. картофель выращивается ежегодно и занимает большую часть участка, встречаются и личинки жука - щелкуна.

На капусте - капустная белянка, капустная совка, крестоцветные блошки, крестоцветные клопы. На луке - луковая мука, на декоративных цветущих растениях - жуки - цветоеды.

Из полезных насекомых можно встретить наездников - рогохвостов, мух - тахин, златоглазку, на посадках картофеля в больших количествах размножается божья коровка/

Важную роль в поддержании равновесия в экосистеме участка играют птицы. Постоянно гнездятся скворцы, воробьи, много прилетает птиц, которые едят семена, плоды растений, насекомых. Зимой - это синицы, свиристели, снегири, а летом - грачи, иногда - вороны, дятел.

На влажных, затененных участках можно встретить лягушек, ящериц. В доме, сарае есть мыши и крысы.

Животный мир сельского подворья, так же как и растительный, регулируется человеком. Человек может влиять на состав животного мира как косвенным путём (сажая разные растения, обрабатывая их растворами, запах которых отпугивает животных или наоборот, привлекает, делает кормушки и т. д.), так и прямым, уничтожая нежелательные и размножая полезные для себя виды.

Редуценты

Редуценты в экосистеме сельского подворья в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая пожнивные остатки в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз - в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. К редуцентам относятся грибы. На деревьях есть трутовики, на участках, удобренных навозом растут шампиньоны, дождевики, навозники. Почва участка богата гумусом и в ней живет множество дождевых червей, которых также можно отнести к редуцентам.

Влияние человека на экосистему сельского подворья.

Человек контролирует не всё живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живёт помимо (или даже вопреки) его воли. Среди них - и вредители, и растения - сорняки, и полезные животные

Сам человек в экосистеме сельского подворья- консумент - фитофаг (питается растениями), и зоофаг (ест мясо и пьёт молоко). Однако его роль в ней ещё больше, так как, исходя из своих интересов, человек формирует структуру и состав сельского подворья.

Все компоненты агроэкосистемы тесно связаны, хотя в ней не возникает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие агроэкосистемы должен сам человек. Если этого не делать, происходит разрушение её ресурсов.

Экосистема сельского подворья может существовать только при поддержке и контроле человека. На сельском подворье человек влияет на все компоненты экосистемы и на процессы, которые в ней происходят.

Отходы на сельском подворье.

Как и на любом сельском подворье, у нас накапливается большое количество разных отходов Из магазина мы приносим продукты в упаковке, стараясь использовать ее не один раз (например, пакеты из-под соков, фольгу, стеклянные, пластиковые бутылки, банки). Некоторые виды отходов сжигаем в печи. Часть органических отходов (очистки, ботва растений, опавшие листья, гниющие плоды, скорлупа яиц, пищевые отходы) используется для корма животных. Навоз используется для компостных куч, затем вносим его в почву или сжигается и золу тоже вносим в почву. Таким образом, в почву возвращается часть питательных веществ, которые мы забираем у нее с урожаем, и в то же время не загрязняется окружающая среда

Результаты

Всего мною обнаружено и определено 29 растений. Из них 19 растений являются культурными, 10 дикорастущими, 2 дерева, 8 кустарников, 19 видов трав. Мною на сельском подворье обнаружено: 13 видов птиц, 8 видов млекопитающих, 13 видов насекомых, 1 вид пресмыкающихся, 3 вида пауков, 3 вида клещей, 1 вид моллюсков. Следует отметить, что это не все виды животных на нашем подворье.

К редуцентам нашего подворья относятся бактерии гниения, а также мною обнаружено 4 вида грибов, дождевой червь и слизень Все виды отходов, которые могут гореть, мы сжигаем, пищевые отходы идут на корм животным, некоторые отходы используются вторично.

1. На нашем сельском подворье существуют главные компоненты экосистемы: продуценты, консументы и редуценты - следовательно, оно является экосистемой.

2. Сельское подворье - особый тип искусственных экосистем.

Существование такой экосистемы, особенности, строение, влияние на окружающую среду зависят от человека. В то же время экосистема сельского подворья формируется и с учетом природных закономерностей (пищевая сеть, взаимосвязи растений и животных, круговороты веществ, энергии, воды).

3. Владельцы сельского подворья часто не знают и нарушают природные законы, загрязняют его и окружающую среду, что оборачивается против них.

4. Сельские подворья, хотя созданы и контролируются человеком, живут по природным законам. Владельцы участков должны стремиться действовать в рамках этих законов. Бережное отношение к природе, понимание существующих в ней взаимосвязей поможет владельцам сделать экосистему сельского подворья устойчивее, а продукцию безопасной для здоровья.

ОСНОВНОЙ ВЫВОД. Владельцам сельских подворий выгодно знать законы природы и соблюдать их и невыгодно загрязнять окружающую среду.

На основе исследований экосистемы сельского подворья и их результатов были составлены рекомендации для владельцев. Все они основываются на существующих в природе взаимосвязях. Если сельчане будут их выполнять, то они сделают окружающую среду более безопасной для них самих; вода, которую они пьют, и овощи, фрукты, которые они едят, водоем, в котором они купаются, не будут представлять угрозу для их здоровья. Эти рекомендации можно было бы включить в памятки, адресованные владельцам сельских подворий.

1. Не беспокойте животных, ваших союзников в борьбе с вредителями сада. Шум отпугивает птиц, их гнезда становятся доступными для ворон.

2. Берегите озерные растения и животных - фильтраторов грязной и индикаторов чистой воды.

3. Сохраняйте жаб и лягушек: они помогают бороться с вредителями сада и огорода. Берегите дождевых червей: они перерабатывают растительные остатки, рыхлят почву, улучшают ее качество.

4. Оставляйте на подворье островки естественной растительности: они станут домом для птиц, хищных насекомых и опылителей.

5. Используйте в борьбе с вредителями настои пахучих растений - это эффективный и безвредный способ.

6. Высаживайте на сельском подворье растения, отпугивающие вредителей своим запахом, фитонцидами.

7. Привлекайте на сельское подворье птиц: они уничтожают большое количество насекомых, не нарушая экологическое равновесие на вашем сельском подворье.

8. Увеличивайте разнообразие растительности сельского подворья. Сельское подворье, богатое видами, более устойчиво и требует меньшего вмешательства человека.

Изучить экосистему по причине большого количества переменных, входящих в ее состав, очень сложно. Основные компоненты наземной и водной экосистем – это абиотические вещества, продуценты, консументы и редуценты.

Абиотические вещества – это неорганические соединения и отдельные элементы, не входящие в состав живых или отмерших организмов. Незначительное количество важных элементов питания находится в растворенной форме, доступной для питания растений и других организмов. Остальная же, большая их часть содержится в фиксированной форме.

Экосистемы очень разнообразны. Их состав зависит от многих факторов, в первую очередь от климата, геологических условий и влияния человека. Они могут быть автотрофными , если главную роль играют автотрофные организмы – продуценты, или гетеротрофными , если их роль незначительна. Экосистемы могут быть естественными или созданными человеком – антропогенными (от греческих слов антропос – человек и генезис – происхождение).

Естественные (природные) экосистемы формируются под влиянием природных факторов, хотя человек может оказывать влияние на них. В лесу человек заготавливает древесину и охотится, на степном пастбище пасет скот, в водоемах ловит рыбу. Он может загрязнять атмосферу, почву, воду. Однако влияние человека в этих экосистемах меньше, чем влияние природных факторов.

Антропогенные (искусственные) экосистемы создаются человеком в процессе хозяйственной деятельности. Их примеры: сельскохозяйственные ландшафты с посевами и стадами скота, города, лесопосадки, морские “огороды” из водорослей ламинарии и “фермы” устриц или морского гребешка. В состав антропогенных экосистем могут входить сохранившиеся более мелкие естественные экосистемы (лес или озеро на территории сельскохозяйственной экосистемы, лесопарк в городе).

Существуют экосистемы, переходные между естественными и искусственными, например, экосистема естественных полупустынных пастбищ Калмыкии со стадами сельскохозяйственных животных.

И естественные, и антропогенные экосистемы различаются по источнику энергии, который обеспечивает их жизнедеятельность.

Автотрофные экосистемы находятся на энергетическом самообеспечении и разделяются на фотоавтотрофные – потребляющие солнечную энергию за счет продуцентов – фотоавтотрофов и хемоавтотрофные – использующие химическую энергию за счет продуцентов – хемоавтотрофов. Большая часть экосистем, в том числе и сельскохозяйственные, являются фотоавтотрофными. В сельскохозяйственные экосистемы человек вносит энергию, которая называется антропогенной (удобрения, горючее для тракторов и т.д.). Но ее роль незначительно по сравнению с используемой экосистемой солнечной энергией.

Естественные хемоавтотрофные экосистемы формируются в подземных водах. Антропогенные хемоавтотрофные экосистемы человек создает из микроорганизмов в некоторых биологических очистных сооружениях для очистки воды от неорганических загрязнителей.

Гетеротрофные экосистемы используют химическую энергию, которую получают вместе с углеродом от органических веществ, или энергию созданных человеком энергетических устройств.

Пример естественной гетеротрофной экосистемы – экосистема океанических глубин, куда не доходит солнечный свет. Животные и микроорганизмы, входящие в нее, существуют за счет “питательного дождя” – трупов и остатков организмов, падающих на дно из освещенной солнцем автотрофной океанической экосистемы. Существуют гетеротрофные экосистемы и высоко в горах, где микроскопические клещи питаются остатками растений, которые приносит ветер.

Антропогенные гетеротрофные экосистемы очень разнообразны. Это, во-первых, города и промышленные предприятия. Энергия в них поступает по линиям электропередач, по трубам нефте- и газопроводов, в цистернах автомашин и железнодорожных вагонах. Поступают в город и сырье для работы промышленных предприятий, и продукты питания для горожан. Какое-то количество солнечной энергии городская экосистема получает благодаря зеленым растениям, но оно ничтожно мало по сравнению с энергией, которую город получает извне.

Остановимся на таких примерах естественных экосистем, как пруд, луг, водосборный бассейн. Биологическое разнообразие в них не столь велико, и поэтому легче увидеть неотделимость живых организмов от неживой природы.

Пруд и луг . Растения, животные и микроорганизмы, которые живут в этих экосистемах, оказывают влияние на химический состав воды, почвы и воздуха.

Пруд, озеро или луг, как и другие экосистемы, представляют собой равновесные системы, состоящие из разных элементов.

Скорость и интенсивность перехода абиотических веществ из доступных форм в недоступные и обратно зависит от ряда климатических факторов- поступления солнечной энергии, температурного цикла, количества осадков, длины светового дня и других климатических условий, которые оказывают регулирующее воздействие на функционирование экосистемы.

Продуценты водной экосистемы подразделяются на два типа:

крупные укорененные или плавающие растения –макрофиты (обычно они обитают на мелководье, в освещенной зоне);

мелкие плавающие растения, главным образом водоросли, находящиеся в толще воды, которые называются фитопланктоном (от греч. phyton – растение, plankton – блуждающий). Они распространены в толще воды на глубине проникновения света. При большом количестве фитопланктона вода имеет зеленый цвет.

В больших глубоких водоемах фитопланктон играет гораздо большую роль в

производстве пищи для всей экосистемы, чем укорененная растительность. В наземных сообществах, наоборот, - больше органической продукции дают макропродуценты.

Консументов можно разделить на два вида – первичные и вторичные. Первичные консументы, или растительноядные животные питаются живыми растениями и их частями. В пруду встречаются два типа первичных макроконсументов : зоопланктон (животный планктон) и бентос (донные формы). В лугопастбищной экосистеме растительноядные животные также делятся на две группы: крупные травоядные млекопитающие и грызуны; растительноядные насекомые и другие беспозвоночные.

Вторичные консументы или плотоядные, питаются первичными консументами (в случае, если в качестве пищи они потребляют другие вторичные консументы, их называют третичными). В экосистеме пруда это насекомое, пауки и хищные рыбы, в луговых экосистемах – млекопитающие, птицы и т. д.

Из консументов важное значение имеют также детритофаги, которые существуют, используя в пищу органический детрит, поступающий из верхних автотрофных ярусов.

К сапротрофным организмам относятся бактерии и грибы. Они распространены повсеместно, но особенно многочисленны на поверхности раздела ила и воды. Большинство сапрофитов поселяется только на мертвых организмах, но некоторые могут поселяться и на живых, вызывая у них болезни. Существует также группа микроорганизмов, которые образуют с растениями взаимовыгодные ассоциации.

При благоприятных температурных условиях первые стадии разложения проходят быстро: мертвые животные и растительные остатки распадаются на более простые соединения. Некоторые из содержащихся в них элементов питания высвобождаются, выщелачиваются и могут быть использованы повторно. Устойчивая часть органических соединений (целлюлоза, лигнин, гумус и д.р.) разлагается слабо, благодаря которой создаются условия для роста растений.

Структурная и функциональная организация водных и наземных экосистем во многом сходна, однако они различаются видовым составом и размерами трофических компонентов. Наземные автотрофы обычно не так многочисленны, как водные, но значительно превосходят последних не только размерами отдельных особей, но и производимой биомассой на единицу площади, то есть продукцией.

Значительную часть энергии наземные автотрофы используют на построение опорных тканей, поддерживающих растения в вертикальном положении. Опорные ткани состоят из целлюлозы и лигнина, которые слабо разлагаются микроорганизмами.

Благодаря массивной структуре наземные растения создают большое количество устойчивого волокнистого детрита (листовой опад, древесина), который накапливается в гетеротрофном ярусе. В водной системе детрит состоит из мелких частиц, которые легче разлагаются и потребляются животными.

В наземных экосистемах значительная часть солнечной энергии тратится на испарение воды и лишь небольшая ее часть (около 1%) фиксируется в процессе фотосинтеза. Роль испарения и поддержания температурного режима в водных и наземных экосистемах неодинакова.

Водосборный бассейн . Пруд и луг на первый взгляд кажутся автономными, однако это открытые системы, входящие в качестве составных частей в более крупные системы водосборных бассейнов. Стабильность и функционирование экосистем в значительной мере определяется скоростью притока и оттока воды, веществ и организмов между частями водосборного бассейна.

Органические загрязнения водоемов, обусловленные деятельностью человека, приводят к так называемой “культурной” эвтрофикации – повышению биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов. Так, при непрерывной обработке почвы эрозия обедняет поле, но может вызвать эвтрофикацию водоемов, расположенных вниз по течению.

Поэтому с учетом интересов человека минимальной единицей экосистемы следует считать площадь водосборного бассейна, а не какой-то участок суши или водоем. Такая единица удобна для планирования, прогнозирования и регулирования воздействия на природные объекты, так как составляющие водосборного бассейна (луг, лес, город, водоем и др.) взаимодействуют между собой и образуют единицу экосистемного уровня.

Концепция водосборного бассейна позволяет более достоверно оценивать состояние экосистемы и принимать решения, максимально направленные на ее сохранение.

Кроме естественных, выделяют и искусственные экосистемы.

Микроэкосистемы – это небольшие автономные “миры”, или микрокосмы, которые в определенной степени могут имитировать в миниатюре природу различных экосистем. Микроэкосистемы обычно используются в исследовательских целях. Их строят в виде частично закрытых систем (например, аквариум), где созданы условия, при которых происходит газообмен с атмосферой, но не происходит обмена биогенными элементами и организмами, в виде полностью открытых систем, с регулируемым притоком и оттоком биогенных элементов и организмов. Достоинством микрокосмов является то, что в них можно создать строго контролируемые условия проведения экспериментов.

Можно выделить два вида биологических микросистем.

Микросистемы первого типа – это, в сущности, “упрощенная” природа, в которой изучаются микроорганизмы, способные выдержать создавшиеся условия на протяжении всего эксперимента. Эти системы упрощенно имитируют определенные ситуации.

Микросистемы второго типа отличаются подбором тщательно изученных компонентов и используются для изучения питания, биохимии и других аспектов жизни отдельных видов и штаммов.

При проведении экологических исследований используются искусственные бассейны, различные вместилища мест обитания, которые занимают промежуточное положение между микрокосмами и реальными условиями.

Лабораторные и внелабораторные модельные экосистемы используются для приблизительной или предварительной оценки влияния загрязнений и других экспериментальных воздействий, связанных с деятельностью человека, а также для проверки различных экологических гипотез, разработанных на основе наблюдений в природе.

Город как гетеротрофная система . Город, особенно промышленный, - это не полная гетеротрофная система, получающая энергию, пищу, воду, различные материалы с больших площадей, находящихся за его пределами. От природной гетеротрофной экосистемы город отличается следующим:

гораздо более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего требуется большой приток концентрированной энергии извне;

большими потребностями в поступлении веществ извне;

более мощным и более ядовитым потоком отходов, многие из которых – синтетические соединения, более токсичные, чем исходное сырье. В связи с этим для системы города среда на входе и выходе значительно важнее, чем для любой автотрофной системы, например, леса.

Для улучшения среды обитания человека создается “зеленый пояс”, включающий в

себя автотрофный компонент: деревья, кустарники, травяные газоны, озера и пруды. Органическая продукция, полученная с этого компонента, не играет заметной роли в жизни города. Без поступления пищи, горючего, электричества и воды город обречен.

Рост городов и быстрая урбанизация территории изменили нашу планету, вероятно, в большей степени, чем другие виды деятельности человека. Площадь суши, занятая городами в разных районах мира, составляет от 1 до 5%. Воздействуя на обширные среды на входе и выходе, город в значительной степени изменяет природу и оказывает косвенное влияние на территории, находящиеся на значительном удалении от него. Например, спрос на продукцию, производимую из леса, вынуждает вырубать большие лесные массивы.

На единицу площади город потребляет значительно больше энергии, чем сельская местность. Тепло, пыль и другие вещества, образующиеся в результате функционирования города, загрязняют воздух и заметно изменяют климат. Как правило, в городах теплее, выше облачность, меньше солнечного света, больше мороси и тумана, чем в прилегающей сельской местности.

Следует учесть, что функционирование городов сказывается на загрязнении атмосферы и воды даже на значительном удалении от них.

Город, как правило, не производит или почти не производит пищу или другие органические вещества. Говоря о городе как об экосистеме, нельзя ограничиваться пределами его застройки, необходимо учитывать обширные среды на входе и выходе.