Основные отличия искусственных и природных экосистем

Особенности агроэкосистем определяются биотической частью агробиоценоза, которые заключаются в распределении энергии, в круговороте минеральных веществ, в образовании трофических структур, в почвообразовании и накоплении гумуса.

К ним относятся особенности фитоценоза, который можно представить схемой:
культурные растения + дикие растения;
а также особенности зооценоза, представленные схемой: niarKjo
домашние животные + дикие позвоночные, млекопитающие
(грызуны, птицы в посевах).
Микроагроценоз представлен беспозвоночными насекомыми, живущими в почве и на растениях, например, грибы, бактерии клубеньковые, актиномицеты (водоросли, живущие в почве).
Особенности агробиоценоза заключаются в низкой скорости фильтрации и в потере почвенной влаги в связи с испарением, низком генетическом разнообразии, опаде лиственном и других остатков, незначительном растительном покрове, меньшем содержании почвенных коллоидов, высокой величиной стока и большой вероятности подверженности ветровой и водной эрозии.
В природных биоценозах уменьшению стока способствует растительность, покрывающая почву во время ее вегетации. В аграрных биоценозах культивируемые растения произрастают в ограниченный срок от времени высева семян до уборкн урожая. В остальное время года нет препятствий для стока воды. Меньшее количество почвенных коллоидов, обладающих способностью Удержать влагу, приводит в агробиоценозах к повышенной величине стока.
Таким образом, механизмы саморегуляции, самовоспроизведения и самосохранения в агробиоценозе подавлены. Длительное существование живых организмов возможно только при постоянной заботе человека. Агрофитоценоз — не конкретный посев, а Комплекс культур, используемых в севообороте в пределах однородного участка. При смене севооборота меняется и агрофитоценоз.

Центральный вид — культурное растение, которое играет роль эдификатора, в результате своей жизнедеятельности создает определенный микроклимат, среду обитания для других сообществ. Многие сорные растения являются спутниками культурных растений. Например, горчица рассеченная — спутник льна, у них совпадают ритм развития, высота, величина и форма плодов. Заразиха подсоляечниковая — спутник подсолнечника. Как только влияние человека на агробиоценоз прекращается, он «дичает» и через ряд сукцессионных изменений превращается в природный биоценоз.
Накопленная энергия в растениях выводится из агроэкосистем с Урожаем и перераспределяется не самопроизвольно к консументам первого порядка, как в естественных экосистемах, а принудительно в виде привоза кормов, т. е. регулируется человеком. Большая часть элементов питания выносится с урожаем и круговорот веществ, таким образом, разомкнут, т. е. в системе не происходит накопления органического вещества в почве. Формирование гумуса происходит в основном за счет корневой системы и остатков после жатвы. Роль животных в почвообразовании в агробиоценозах незначительна.
Таким образом, для повышения устойчивости агробиоценозов большое внимание необходимо уделять вопросам повышения плодородия почв, т. е. накоплению гумуса, что позволит обеспечить круговорот биогенных Веществ по замкнутому циклу.
Как правило, каждый вид биоценоза испытывает воздействие разнообразных факторов. Однако ответные реакции живых организмов на любой фактор среды подчиняется законам оптимума, лимитирующего фактора и минимума. Любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.
Любой живой организм в определенной мере способен заменить дефицитный элемент (вещество) или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором, что позволяет рационально производить замену дефицитных веществ и воздействий на менее дефицитные. Это особенно важно при эксплуатации природных ресурсов (минеральных удобрений) и для получения экологически безопасной продукции.
Для любого живого организма в равной мере губителен как минимум, так и максимум воздействия любого экологического фактора (например, минеральных веществ).

В агробиоценозах недостаток или избыток биогенных элементов в почве приводит к негативным явлениям, так как биологическая продуктивность растений зависит не от количества питательных веществ, а от их распределения в почве и растениях.

Большая часть необходимых макро- и микроэлементов выносится растениями (продуцентами) с урожаем. При этом создаются условия несбалансированного питания, что в свою очередь приводит к нарушению баланса макро- и микроэлементов как в самих растениях, так и в животных, использующих их в пищу, снижению качества продукции. Недостаток одного биогенного элемента в растениях может вызвать серьезные заболевания животных. Например, дефицит калия в кормах приводит к аритмии сердца, разрушению печени, почек.
С другой стороны, интенсивное применение минеральных удобрений для получения высоких урожаев нередко приводит к невозможности использования растительной продукции по содержанию нитратного азота.
Таким образом, для получения экологически безопасной продукции сельскохозяйственного производства необходимо осуществлять контроль за содержанием биогенных элементов в агробиоценозах и уровнем загрязнения окружающей среды.
Для оценки состояния сельскохозяйственных экосистем широко применяются методы расчета выноса биогенных веществ с урожаем.
Особенности зооценоза. Домашние животные представлены стадом из животных одного вида, породы, возраста и пола для содержания, кормления и производства продуктов питания и для технических целей (шерсть). Их функции заключаются в потреблении фитомассы, выращенной человеком; повышении плодородия почвы, необходимого для замкнутости круговорота веществ. Чрезмерное одомашнивание животных превратило их в живые машины по производству продуктов питания, они малоподвижны и восприимчивы к различным заболеваниям.
Домашние животные не участвуют в процессе почвообразования, устройство захоронений в могильниках отходов зооценоза надолго исключает часть веществ из круговорота, фитомасса и зоомасса выводятся из агроэкосистемы. цр! доя
Перечисленные особенности определяют видовой состав агроэкосистем. Видовой состав беден и неустойчив. Структура популяций агрофитоцеиоза и зооценоза простая и представлена особями одного возраста и пола. Она регулируется деятельностью человека, а именно: посевом семян в один срок и на одинаковую глубину, выведением селекционных сортов, максимальным выравниванием поверхности почвы для одновременных всходов, цветения и созревания растений.
Особенности распределения энергии. Взаимосвязь между составляющими биотической части естественных экосистем осуществляется через непрерывный обмен материалов или веществ, который

выражается в круговороте питательных веществ и распределении потока энергии по цепям питания в виде фиксации в биомассе и рассеивании в виде тепла.
В естественных экосистемах солнечная энергия фиксируется при фотосинтезе в биомассе растений и распределяется по трофическим цепям по правилу 10%. В агроэкосистемах используется как солнечная энергия, так и энергия, затрачиваемая на внесение удобрений, обработку семян или посевов пестицидами. Используется также энергия, необходимая при уходе за посевами, а в животноводческих фермах — энергия, затрачиваемая на прирост фитомассы, затраты на отопление, освещение и электроэнергию.
Количество энергии, затрачиваемое в современном производстве пищи, возросло в 10 раз, а урожайность агроэкосистем увеличилась в 2 раза. В целом во всем мире наблюдается тенденция снижения энергетической эффективности — соотношения вкладываемой энергии и готовой продукции.
Таким образом, особенности агробиоценоза состоят в распределении энергии, круговороте минеральных веществ, образовании трофической структуры, почвообразовании и накоплении гумуса.

<< | >>

↑

Источник: Салова Т. Ю., Громова Н. Ю., Шкрабак В. С., Курмашев. Основы экологии. Аудит и экспертиза техники и технологии. 2004

Еще по теме Основные отличия искусственных и природных экосистем:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -