Виды агроценоза
Выделяют 2 разновидности агроценозов. В основе первой разновидности лежит наличие единственного или нескольких видов растительного мира, которые выращиваются в рамках данного агроценоза. Например, овес с рожью и пшеницей. В основе второй разновидности лежат растения, произрастающие в естественной природной среде, в дополнение к ним, подсеивают семена культурных растений.
Так появляются пастбища с парками, лесами и лугами. Учеными Л.Раменским и С.Хохловым в 20 веке разрабатывалась классификация агроценозов. Они выделяли окультуренный агроценоз. Это может быть природный луг или лес, слегка подвергшийся человеческому воздействию. Полукультурный агроценоз. Он образуется на основе естественных природных условий и не подвергающийся ежедневному контролю со стороны человека.
Примером может стать засеянный луг. Третьим видом классификации является культурный агроценоз. Это полностью искусственное образование, созданное руками человека, подверженное ежедневному контролю, имеющее конкретный видовой состав и специфические условия среды. Примером может служить плантация растений.
Основные виды экосистем
Экологические системы имеют неопределенные размеры. Они способны существовать на небольшом пространстве, например под камнем, гниющем пне дерева или в небольшом озере, а также занимать значительные территории (как весь тропический лес). С технической точки зрения, нашу планету можно назвать одной огромной экосистемой.
Схема небольшой экосистемы гниющего пня
Виды экосистем в зависимости от масштаба:
- Микроэкосистема — экосистема небольшого масштаба, как пруд, лужа, пень дерева и т.д.
- Мезоэкосистема — экосистема, такая, как лес или большое озеро.
- Биом. Очень большая экосистема или совокупность экосистем с аналогичными биотическими и абиотическими факторами, такими как целый тропический лес с миллионами животных и деревьев, и множеством различных водных объектов.
Границы экосистем не обозначены четкими линиями. Их часто разделяют географические барьеры, такие как пустыни, горы, океаны, озера и реки. Поскольку границы не являются строго установленными, экосистемы, как правило, сливаются друг с другом. Вот почему озеро может иметь множество небольших экосистем со своими собственными уникальными характеристиками. Ученые называют такое смешивание «Экотон».
Виды экосистем по типу возникновения:
Помимо вышеперечисленных видов экосистем, существует также разделение на естественные и искусственные экологические системы. Естественная экосистема создается природой (лес, озеро, степь и т.д.), а искусственная — человеком (сад, приусадебный участок, парк, поле и др.).
Сравнение естественных и искусственных экосистем
Сравнительную характеристику природных и искусственных экосистем проводят по внушающему числу критериев. Рассмотрим важнейшие из них.
Основные источники энергии
Естественные сообщества полагаются лишь на энергию солнечных лучей для поддержания жизнедеятельности. Ключевое значение имеет фотосинтез: поглощая свет, растения производят органические вещества, потребляемые остальными участниками биогеоценоза.
Искусственные экосистемы существуют за счёт дополнительных ресурсов – энергии, затрачиваемой людьми и техникой при выполнении следующих работ:
- внесение удобрений;
- рыхление почвы;
- распашка земель;
- уничтожение сорняков;
- борьба с насекомыми-вредителями;
- регулярный полив растений;
- подкормка животных.
Круговорот веществ в экосистеме
В биогеоценозах происходит полный (замкнутый) круговорот веществ, то есть созданная растениями органика в конце цикла разлагается микроорганизмами, что способствует плодородию почв.
Сбор урожая – причина незамкнутого обмена веществ в агроценозах. Убирая выращенные культуры, люди как бы вырывают звено цепи, из-за чего в земле не остаётся органического материала для последующего гниения. Чтобы избежать истощения почв, приходится вводить минеральные компоненты через удобрения.
В антропогенных системах ограничено число звеньев пищевых цепей: от двух до четырёх. В диких сообществах цепи питания начинаются с трёх ступеней, образуют сложные сети.
Степень устойчивости веществ
Естественная экосистема способна к самовосстановлению: если один элемент (вид организмов) пропадает, структура незначительно нарушается, так как другие виды заменяют исчезнувший.
В отличие от биогеоценозов, искусственные системы неустойчивы и не возобновляются без помощи человека. Особую угрозу для них представляют массовые атаки вредителей, например саранчи. Без участия людей агроценозы существуют максимум столько:
- овощные и зерновые культуры – 1 год;
- многолетние травы – 4 года;
- плодовые рощи – 30 лет.
Видовое разнообразие
Дикие среды обитания населяет огромное число организмов, причём доминирование видов определяется естественным отбором: выживают наиболее приспособленные особи. В искусственных сообществах отбор производится человеком. Задачи сельского хозяйства – размножать плодовитые сорта и породы, уничтожать сорные растения, вредителей, поэтому разнообразие агроценозов невелико.
| Естественная экосистема | Искусственная экосистема |
|---|---|
| Единственный источник энергии – солнечный свет | Добавляется готовая пища, используется энергия машин и человека |
| Богатое разнообразие организмов | Преобладает один вид |
| Замкнутый круговорот веществ | Незамкнутый обмен |
| Самовосстанавливается, устойчива | Неустойчива без человеческого контроля |
| Создаёт плодородные почвы | Истощает почву |
| Поддерживает благоприятные среды обитания | Разрушает дикие ареалы |
| Высокая приспособленность к колебаниям внешних факторов | Беззащитность перед засолением, иссушением, вредителями |
| Длинные цепи питания, формирующие сети | Короткие пищевые цепи |
| Продуктивность соответствует нуждам участников сообщества | Большая продуктивность |
Типы агроэкосистем
Общепринятой классификации агроэкосистем не существует, их принято делить по типам структур земледелия:
- агроэкосистемы пастбища (сенокосы и луга);
- плантационные агроценозы (насаждения чайных и кофейных плантаций);
- земледельческие или полевые агроэкосистемы (овощные, плодовые, бахчевые культуры);
- садовые агроценозы (сады яблонь и груш);
- смешанные агроэкосистемы.
Кроме того, агроэкосистемы разделяют на типы в зависимости от природных зон и климатических условий:
- Тропический тип. Такая агроэкосистема относится к тропикам, где преимущественно сухая погода с незначительными сезонными колебаниями температур. На плантациях этого типа выращивают ананасы, кофе и бананы.
- Субтропический тип. Отличительной чертой такой агроэкосистемы есть тропической лето и нетропическая зима. Средняя годовая температура составляет 14⁰С, которая подходит для чая и винограда.
- Умеренный тип. Агросистемы этого типа приспособлены к резким перепадам температур и атмосферного давления, культуры выращиваются в особенностях четырех сезонов, поэтому имеют только один период вегетации (лето).
- Полярный тип. Очень ограниченный тип агроэкосистемы, так как подвержен долгим отрицательным температурам. Подходит для ячменя и раннего картофеля.
- Арктический тип. Агроэкосистемы на этом типе климата, невозможны, из-за низких температур и длительных похолоданий.
Суть агроэкосистемы
Агроэкосистема специально создается руками человека для получения необходимой сельскохозяйственной продукции в масштабных и домашних объемах. Агроэкосистема включает в себя сельскохозяйственные культуры и грибы, а также разведение крупного рогатого скота и птиц. Примерами агроэкосистем служат:
- дачные огороды;
- виноградники;
- сады с плодово-ягодными деревьями и кустарниками;
- поля с культурными растениями;
- территории с декоративными растениями.
В сравнении с городскими экосистемами, агроэкосистемы имеют простой процесс формирования. Проще говоря, если очистить участок земли от сорняков и ненужной растительности, разрыхлить его и посадить желаемые семена – создается новая искусственная экосистема. Однако даже самая маленькая, она имеет сложную совокупность экологических взаимосвязей реализующихся в результате производственной деятельности.
Слайд 39ТЕСТ. ЧАСТЬ С1) Количество энергии, передаваемой с одного трофического уровня на
другой, составляет от количества энергии предыдущего уровня:а) 1 %;б) 5 %;в) 10 %;г) 15 %.2) Согласно правилу пирамиды чисел общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном:а) уменьшается;б) увеличивается;в) остается неизменным;г) изменяется по синусоидному графику (циклически).3) Причинами смены одного биогеоценоза другим являются:а) сезонные изменения в природе;б) изменения погодных условий;в) колебания численности популяций одного вида;г) изменения среды обитания в результате жизнедеятельности организмов.
4) В процессе сукцессии в сообществе происходят следующие основные изменения:а) смена видового состава растений и животных;б) уменьшение видового разнообразия организмов;в) уменьшение биомассы органического вещества;г) увеличение чистой продукции сообщества.5) Выберите неправильный ответ. Вытаптывание в лесопарке ведет:а) к повреждению подроста деревьев;б) уплотнению почвы;в) исчезновению луговых трав;г) исчезновению лесных трав.
Сравнение естественных и искусственных экосистем
Сравнительную характеристику природных и искусственных экосистем проводят по внушающему числу критериев. Рассмотрим важнейшие из них.
Основные источники энергии
Естественные сообщества полагаются лишь на энергию солнечных лучей для поддержания жизнедеятельности. Ключевое значение имеет фотосинтез: поглощая свет, растения производят органические вещества, потребляемые остальными участниками биогеоценоза.
Искусственные экосистемы существуют за счёт дополнительных ресурсов – энергии, затрачиваемой людьми и техникой при выполнении следующих работ:
- внесение удобрений;
- рыхление почвы;
- распашка земель;
- уничтожение сорняков;
- борьба с насекомыми-вредителями;
- регулярный полив растений;
- подкормка животных.
Круговорот веществ в экосистеме
В биогеоценозах происходит полный (замкнутый) круговорот веществ, то есть созданная растениями органика в конце цикла разлагается микроорганизмами, что способствует плодородию почв.
Сбор урожая – причина незамкнутого обмена веществ в агроценозах. Убирая выращенные культуры, люди как бы вырывают звено цепи, из-за чего в земле не остаётся органического материала для последующего гниения. Чтобы избежать истощения почв, приходится вводить минеральные компоненты через удобрения.
В антропогенных системах ограничено число звеньев пищевых цепей: от двух до четырёх. В диких сообществах цепи питания начинаются с трёх ступеней, образуют сложные сети.
Степень устойчивости веществ
Естественная экосистема способна к самовосстановлению: если один элемент (вид организмов) пропадает, структура незначительно нарушается, так как другие виды заменяют исчезнувший.
В отличие от биогеоценозов, искусственные системы неустойчивы и не возобновляются без помощи человека. Особую угрозу для них представляют массовые атаки вредителей, например саранчи. Без участия людей агроценозы существуют максимум столько:
- овощные и зерновые культуры – 1 год;
- многолетние травы – 4 года;
- плодовые рощи – 30 лет.
Видовое разнообразие
Дикие среды обитания населяет огромное число организмов, причём доминирование видов определяется естественным отбором: выживают наиболее приспособленные особи. В искусственных сообществах отбор производится человеком. Задачи сельского хозяйства – размножать плодовитые сорта и породы, уничтожать сорные растения, вредителей, поэтому разнообразие агроценозов невелико.
| Естественная экосистема | Искусственная экосистема |
|---|---|
| Единственный источник энергии – солнечный свет | Добавляется готовая пища, используется энергия машин и человека |
| Богатое разнообразие организмов | Преобладает один вид |
| Замкнутый круговорот веществ | Незамкнутый обмен |
| Самовосстанавливается, устойчива | Неустойчива без человеческого контроля |
| Создаёт плодородные почвы | Истощает почву |
| Поддерживает благоприятные среды обитания | Разрушает дикие ареалы |
| Высокая приспособленность к колебаниям внешних факторов | Беззащитность перед засолением, иссушением, вредителями |
| Длинные цепи питания, формирующие сети | Короткие пищевые цепи |
| Продуктивность соответствует нуждам участников сообщества | Большая продуктивность |
Суть экосистемы
В экосистеме каждый организм имеет свое собственное место или роль.
Рассмотрим экосистему небольшого озера. В нем, можно найти все виды живых организмов, от микроскопических до животных и растений. Они зависят от , такой как вода, солнечный свет, воздух и даже от количества питательных веществ в воде. (Нажмите здесь, чтобы узнать подробнее о пяти основных потребностях живых организмов).
Схема экосистемы озера
Каждый раз, когда «постороннее» (живое существо(а) или внешний фактор, например, повышение температуры) вводятся в экосистему, могут произойти катастрофические последствия. Это происходит потому, что новый организм (или фактор) способен искажать естественный баланс взаимодействия и нести потенциальный вред или разрушение неродной экосистеме.
Как правило, биотические члены экосистемы, вместе с их абиотическими факторами зависят друг от друга. Это означает отсутствие одного члена или одного абиотического фактора может повлиять на всю экологическую систему.
Если нет достаточного количества света и воды, или, если почва содержит мало питательных веществ, растения могут погибнуть. Если растения погибают, животные, которые от них зависят также оказываются по угрозой. Если животные, зависящие от растений гибнут, то другие животные, зависящие от них также погибнут. Экосистема в природе работает одинаково. Все ее части должны функционировать вместе, чтобы поддерживать баланс!
Агроэкосистемы
Экосистемы, структуру которых создает, поддерживает и контролирует человек в своих интересах, называют агроэкосистемами (агроценозами). К ним
относятся сады, парки, лесопосадки, огороды, поля, пастбища.
В состав агроценозов, как и природных экосистем, входят все функциональные
группы: продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (человек,
насекомые-опылители, птицы, симбиотические организмы, животные — вредители
полевых культур, сельскохозяйственные животные), редуценты (бактерии и
грибы). Организмы составляют пищевые цепи и сети. При этом обязательным
звеном пищевых цепей является человек.
Отличие агроэкосистемы от естественной экосистемы. Человек создает
и поддерживает агроценозы путем больших затрат энергии. Он возделывает
огороды, поля, сады и собирает урожай, затрачивая свою мускульную энергию и
мускульную энергию животных, используя энергию сельскохозяйственных машин.
Природные биогеоценозы таких затрат энергии не получают. Тем не менее,
основной источник энергии в агроценозах, как и в естественных экосистемах —
это энергия Солнца.
В отличие от биогеоценозов, агроценозы состоят из особей немногих видов,
которые имеют большую численность. Поэтому их трофическая структура
относительно проста, пищевые цепи короткие и менее разнообразные.
Если в естественной экосистеме потребляемые растениями элементы в процессе
круговорота веществ возвращаются в почву, то в агроэкосистеме круговорот
веществ неполный: часть минеральных веществ (например, соединения азота,
фосфора) выносится с урожаем. Поэтому для восстановления плодородия почвы
человек вынужден вносить удобрения. Таким образом, агроэкосистемы крайне
неустойчивы и не способны к саморегуляции. В отличие от устойчивых экосистем
со зрелыми сообществами, агроценозы считают незрелыми системами.
Неустойчивость агроценозов обусловлена еще и ослаблением защитных механизмов
культурных растений к воздействию вредителей по сравнению с дикорастущими
видами. Поэтому они требуют постоянного вмешательства человека. Если он не
будет поддерживать агроценоз, то последний быстро разрушится и исчезнет:
культурные растения, не выдержав конкуренции с природными видами, будут ими
вытеснены. В районах с засушливым климатом на месте агроценоза может
возникнуть степь, а в более холодном и влажном климате — лесной
биогеоценоз.
Неустойчивость и высокая продуктивность агроценозов. Человек,
собирая урожай, «обрывает» множество цепей питания, упрощая трофическую
структуру, чем спасает урожай от его потенциальных потребителей. Это
позволяет получать высокую продукцию. Поля, сады, пастбища — это неустойчивые и не способные
к саморегуляции экосистемы. С экологической точки зрения, экосистема
одновременно не может быть высокопродуктивной и стабильной, иметь
разнообразную видовую и трофическую структуры.
В последние годы в селекции культурных растений развивается направление,
основой которого является поддержание неоднородности популяций. Растения
таких сортов имеют разные сроки цветения, разную высоту, глубину
проникновения корней в почву, засухо- и морозоустойчивость. Данное
разнообразие внутри популяций культурных растений позволяет получать более
стабильные урожаи.
В рыбоводстве применяют приемы выращивания в одном водоеме сразу нескольких
видов рыб, использующих разный корм. Например, хорошо уживаются белый
толстолобик, поедающий фитопланктон, пестрый толстолобик, питающийся
зоопланктоном, белый амур, кормящийся придонными растениями, черный амур и
карп, пищей которым служат придонные беспозвоночные.
Чтобы не нарушать устойчивость биосферы, не подрывать ее стабильность и,
вместе с тем, обеспечивать её высокую продуктивность, человек должен так
формировать природные ландшафты, чтобы они включали и высокопродуктивные
(незрелые) и устойчивые (зрелые) экосистемы. То есть агроценозы должны чередоваться с
лесами, водоемами, лугами, болотами, образовывать «экологическую мозаику».
Это будет способствовать обеспечению устойчивости экосистем, так как
вредители сельскохозяйственных растений окажутся в окружении своих
естественных врагов, которые будут регулировать их численность.
Далее:Охрана экосистем. Особо охраняемые Вверх:Глава IV. Общая характеристика Назад:Разнообразие и ценность природных
ЯГПУ, Центр информационных технологий обучения2006-03-29
Структура, компоненты и факторы экосистемы
Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.
Каждая экосистема состоит из абиотических и биотических компонентов:
Структура экосистемы
Абиотические компоненты
Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.
Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:
- Климатическими факторами, которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
- Эдафическими факторами, включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.
Значение абиотических компонентов
Почвы содержат минеральные и органические вещества, а также живые организмы. Почва обеспечивает живых существ питательными веществами, влагой и средой обитания. Растительность верхней части почвенного покрова тесно с ней связана через круговорот питательных веществ.
Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и круговорота воды происходят между атмосферой и поверхностью Земли.
Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. Фотосинтез обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.
Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.
Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды — атмосферные осадки.
Биотические компоненты
Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.
На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:
- Продуценты производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
- Консументы питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и всеядные);
- Редуценты. Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.
Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.
Примеры искусственных и естественных экосистем
Водные биогеоценозы представлены океанами, морями, реками, озёрами. Человеком создаются водохранилища, городские пруды (декорация и место отдыха), котлованы (место водопоя скота).
Аквариум – простейшая искусственная среда, где образующим фактором является вода. Водоросли служат фотосинтезирующим элементом, рыбы или улитки поглощают созданный водорослями кислород, микроорганизмы разлагают органические остатки. Даже в присутствии всех необходимых частей жизнь аквариума невозможна без своевременной фильтрации, добавления синтетического корма.
Примеры наземно-воздушных естественных экосистем – луга, леса, степи, пустыни, тундра. Распространённые агроценозы – поля, где средообразующими видами выступают злаки, бобовые, подсолнечники. Продуктивность полей поддерживают, обрабатывая их тракторами, комбайнами. Сады создают для сбора фруктов, ягод и разведения декоративных растений; огороды устраивают для получения овощного урожая.
Пастбища – регулируемые человеком луга, предназначенные для выпаса рогатого скота, лошадей, а также сенокошения. Парки для активного отдыха на свежем воздухе часто обустраивают на месте природных лесов. Для создания пешеходных дорожек часть деревьев вырубают, некоторые виды специально высаживают рощами.
Теплицы и оранжереи используют для выращивания теплолюбивых растений на дачных участках либо экзотических видов в ботанических садах. Экосистемы могут быть совсем небольшими, как сад Дэвида Латимера в закупоренной стеклянной бутылке.
Ульи – те же антропогенные экосистемы. Поддержание продуктивности живых организмов требует усилий, что доказывает работа пасечников, которые:
- весной пересаживают пчёл;
- летом помогают пчёлам роиться;
- чистят ульи каждый летний месяц;
- следят за качеством мёда;
- осенью меняют пчелиных маток;
- зимой держат пчёл в темноте, регулируют температуру.
Слайд 35Подведем итоги:Источники энергии в агроценозе?Не только солнечный свет, но энергия вносимых
органических удобрений, энергия трудовой деятельности человека, энергия сжигаемого горючего.Что характерно для продуцентов агроценоза?Биоценоз отличается меньшим разнообразием видов, часто возделывается одна культура растений (монокультура) — пшеница, рожь, кукуруза. Что характерно для консументов агроценоза?Меньшее число видов, но большая численность. Выполняется правило немецкого эколога Тинеманна: «Чем беднее видами сообщество, тем выше может быть численность каждого отдельного вида».Что характерно для круговорота веществ в агроценозе?Круговорот неполный. Урожай, забирается человеком. В результате происходит обеднение почвы и для того, чтобы восстановить ее плодородие, необходимо вносить удобрения.Что характерно для саморегуляции в агроценозе?Саморегуляция, обеспечивающая устойчивость естественных биогеоценозов, в агроценозах проявляется очень слабо.
Слайд 21Подведем итоги:В чем проявляется саморегуляция в экосистеме?Численность популяций любого вида в
биогеоценозе остается достаточно стабильной, контролируется «снизу» и «сверху».За счет чего осуществляется контроль численности «снизу» и «сверху»?«Снизу» ее контролируют жизненные ресурсы, «сверху» — организмы следующего трофического уровня. От чего зависит устойчивость экосистемы?Чем больше видов входит в состав биогеоценоза, тем сложнее сети питания, тем он устойчивее. Выпадение одного звена в такой экосистеме обычно не приводит к её гибели.Почему появление кроликов в Австралии привело к экологической катастрофе?Не было достаточного контроля «сверху».К каким последствиям может привести отсутствие контроля сверху?К интенсивному размножению и росту численности, уничтожению кормовой базы, распространению инфекционных заболеваний и резкому снижению численности.Что такое сукцессия?Закономерную смену биогеоценозов называют сукцессией.Какое сообщество называют зрелым сообществом?Зрелое сообщество – сообщество живых организмов, наиболее устойчивое для данных экологических условий.
