Агроэкосистемы более устойчивы чем естественные экосистемы
Почему агроэкосистема менее устойчива, чем природная экосистема
Агроэкосистема (агроценоз) — искусственная экосистема, созданная человеком. В агроэкосистеме живет меньше видов, чем в естественной экосистеме. Поэтому пищевые цепи в агроэкосистеме короткие, неразветвленные, из-за этого круговорот веществ неустойчивый, следовательно, сама агроэкосистема неустойчива.
Если человек не будет за ней ухаживать (поливать, удобрять, пропалывать), то она разрушится, например, поле пшеницы зарастет, превратится в луг. Таким образом, естественная экосистема получает энергию только от солнечного света, а агроэкосистема – от Солнца и от человека (основной источник энергии для агроэкосистемы – всё-таки Солнце).
В агроэкосистеме живет очень много растений одного вида (монокультура), следовательно, создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом (вирусов, бактерий, нематод, клещей, насекомых и т.п.). Поэтому в сельском хозяйстве обязательно надо бороться с вредителями.
Основные способы борьбы с вредителями в сельском хозяйстве
В естественной экосистеме растения своими корнями забирают из почвы минеральные соли, затем растения поедаются консументами, разрушаются редуцентами, и соли возвращаются назад в почву – это замкнутый круговорот веществ. На поле пшеницы урожай собирается и вывозится, и минеральные соли в почву не возвращаются (незамкнутый круговорот веществ). Поэтому в сельском хозяйстве применяют удобрения – минеральные (соли) и органические (навоз).
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.
Агроэкосистемы, основные отличия от природных экосистем
Содержание:
Человек сам создает биологические сообщества с целью производства сельскохозяйственной и другой необходимой продукции. Особенно большие площади отведены под аграрные экосистемы. Они включают такие же компоненты среды, которые характерны для естественных биогеоценозов, но не обладают способностью к саморегуляции, зависят от вмешательства человека. Это менее целостные и недостаточно устойчивые сообщества, по сравнению с дубравой, лугом, водоемом.
Причины неустойчивости агробиоценозов:
Агробиоценозам, в отличие от естественных экосистем, требуется помощь человека для поддержания всех процессов. Культурные растения нуждаются в уходе — рыхлении почвы, поливе, подкормках, обрезке, прополке. Если за агроэкосистемой не ухаживать, то она быстро деградирует. Поле пшеницы без обработки гербицидами зарастает сорняками, овощи быстро поражаются болезнями, вредителями и погибают.
Урожай на поле собирают и вывозят. Минеральные соли, микроэлементы не возвращаются в почву с лиственным опадом, перегнившими растительными остатками, как в естественном сообществе. Круговорот веществ незамкнут, почвенное плодородие снижается. Для его сохранения применяют минеральные (некоторые соли азотной, фосфорной и соляной кислот) и органические удобрения (навоз, птичий помет, навозная жижа).
В агроэкосистеме преобладают растения одного вида. Такой способ выращивания называют монокультурой. Внедряются уплотненные посадки двух и более видов растений на одном поле, но они не получили широкого распространения.
При монокультуре высокий риск распространения болезней и вредителей (вирусов, бактерий, грибов, нематод, клещей, насекомых). Поэтому, в агросистемах обязательно проводятся обработки пестицидами. Это доступный и относительно дешевый способ, но не безопасный для человека и окружающей среды.
Внедряются, но очень медленно, биологические методы борьбы с патогенами. Используют естественных врагов — божьих коровок против тли, наездников против гусениц бабочек. Ротация культур на поле, или севооборот, тоже помогает бороться с вредителями и болезнями растений.
Биосфера прошла длительный путь эволюционного развития и становления. Живые организмы меняли формы и способ питания, вышли из воды на сушу, снова приспосабливались к жизни в воде. Во всех протекавших и еще идущих процессах, изменениях велика роль биологического круговорота веществ и энергии, поддерживающего стабильные условия жизни на Земле.
Биология. 11 класс
Преобразующая деятельность людей
Биосфера и человек
Необходимо запомнить
Ноосфера – сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития.
Как биологический объект – человек – тесно зависит от природы? Как мощная социальная система – человек – создаёт свою интенсивную среду?
Техносфера – часть биосферы, преобразованная людьми с помощью прямого или косвенного действия технических средств и занятая продуктами его деятельности.
При современном уровне развития человечества, деятельность общества очень сильно сказывается на биосфере.
Экологический кризис – напряжённое состояние взаимоотношений между человеком и природой.
Загрязнение – это комплекс разнообразных воздействий человеческого общества на биосферу.
Типы загрязнений: биологические, физические, химические, загрязнение атмосферы. Основные загрязнения атмосферы: механические, физические, биологические.
Положительное влияние человека на среду обитания выражается в выведении новых пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений, создание культурных биоценозов, развитие биотехнологии, рыбного хозяйства, интродукции полезных видов в новых условиях.
Ноогеника – наука управления взаимоотношениями между человеческим обществом и природой.
Бионика – научно-технологическое направление по заимствованию у природы ценных идей и реализации их в виде конструкторских, дизайнерских решений, и новых информационных технологий.
Рост населения, скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба.
Преобразующая деятельность людей неизбежна, так как. с ней связано благосостояние населения. Единственный выход из сложившейся ситуации – научно обоснованное рациональное природопользование.
Типы загрязнений окружающей природной среды
Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистем.
Выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
1. Дайте оценку движущим силам, формирующим природные экосистемы и агроэкосистемы.
В ячейках таблицы дать выпадающее меню:
2. Оцените некоторые количественные характеристики экосистем (больше, меньше).
В ячейках таблицы дать выпадающее меню:
Агроценоз и его отличие от биогеоценоза
Агроценозы – искусственные экосистемы, структуру и функцию которых создаёт, поддерживает и контролирует человек в своих интересах. Природные биогеоценозы – саморегулирующиеся экосистемы, агроценозы регулируются человеком.
Главная цель создания агроэкосистемы – рациональное использование тех биологических ресурсов, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека – источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов. Сюда же относятся специально культивируемые человеком виды, являющиеся объектами сельскохозяйственного производства: рыбоводства, звероводства, специального выращивания лесных культур, а также виды, используемые для промышленных технологий.
Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.
Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах действует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов в экосистеме и тем самым обеспечивающий её основное свойство – устойчивость. В агроценозах наряду с естественным действует 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 сменяются естественным биогеоценозом.
Второе отличие – 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.
Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения насекомыми-вредителями (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (ржавчинными, головнёвыми грибами, фитофторой и др.).
Четвёртое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.
В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения.
Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.
Отличия агроэкосистем от природных экосистем
1. Устойчивость. Природная экосистема устойчива. Для агроценоза этот показатель невысок, потому что без участия человека, без его заботы зерновые и овощные агроценозы проживут не больше года, многолетние травы «продержатся» три года, а вот плодовые культуры могут сохраняться до 20 лет.
2. Источник энергии. Природные экосистемы получают энергию только от Солнца. Для существования агроценоза помимо Солнца требуется еще много энергии: на возделывание почвы, внесение удобрений, битву с вредителями и сорными травами, болезнями.
3. Особенности биологического круговорота. В природных экосистемах он практически замкнут — первичная продукция возвращается в систему в результате круговорота веществ. А вот в агроценозах круговорот незамкнутый, он нарушен — человек изымает весь урожай и искусственно поддерживает плодородие почвы с помощью удобрений.
4. Видовое разнообразие. В природе видов очень много, пищевые цепи разветвленные. Агроценоз может похвастаться гораздо меньшим количеством видов, причем доминирующий вид определяет человек.
5. Действие определенного вида отбора. В природных экосистемах правит естественный отбор. В агроценозах он ослаблен, зато мощно действует искусственный отбор.
6. Направление действия отбора. Природные системы вполне устойчивы к неблагоприятным факторам. Агроценозы направлены на максимальную продуктивность.
7. Механизм регуляции. Естественные экосистемы саморегулируются. Агроценоз почти полностью регулируется человеком.
8. Продуктивность. В природе она зависит от природных условий. Агроценозы отличаются высокой продуктивностью, благодаря действиям человека.
Задания части 2 ЕГЭ по теме «Агроэкосистема (агроценоз)»
1. Почему в агроэкосистеме короткие цепи питания?
В агроэкосистеме небольшое видовое разнообразие, которое дополнительно ограничивается человеком с помощью ядохимикатов, вспашки в начале года и т.п.
2. Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их. (1) Экосистемы, сформированные в результате хозяйственной деятельности человека – это агроценозы. (2) В них обитают организмы производители органического вещества и его потребители, но отсутствуют организмы разрушители. (3) Для агроценоза характерно большое разнообразие видов. (4) Между видами сформировались цепи питания. (5) Человек изымает из агроценоза основную массу органических веществ. (6) Поэтому круговорот веществ в агроценозе замкнутый.
3. Известно, что агроценозы менее устойчивы, чем биогеоценозы. Укажите не менее 3-х признаков, которые доказывают это утверждение.
1) Агроценозы не могут существовать без удобрений, поскольку в них незамкнутый круговорот веществ.
2) Агроценозы не могут существовать без гербицидов, поскольку культурные растения не выдерживают конкуренции с дикими.
3) Оставленные человеком, агроценозы «зарастают» – превращаются в естественные экосистемы, например, поле превращается в луг.
4. Почему видовой состав кукурузного поля значительно беднее, чем леса?
5. Почему в полевых агроценозах не рекомендуется из года в год использовать одну и ту же культуру?
1) при выращивании одной и той же культуры на поле истощается почва, так как растения избирательно поглощают вещества;
2) увеличивается численность вредителей и паразитов этой культуры растений (увеличивается устойчивость вредителей к пестицидам)
6. Почему на пшеничном поле видовое разнообразие насекомых-фитофагов меньше, а их биомасса выше, чем на соседнем участке степи? Какими особенностями в развитии, размножении и поведении должны обладать эти насекомые? Ответ обоснуйте.
1) видовое разнообразие насекомых на пшеничном поле ниже, чем в степи, так как видовое разнообразие продуцентов (растений) на поле значительно ниже;
2) большая биомасса насекомых связана с очень высокой первичной продукцией пшеничного поля (с обилием растительной пищи);
3) насекомые должны обладать высокой скоростью развития и размножения;
4) в виду непродолжительности существования пшеничного поля;
5) активная часть жизненного цикла насекомого (личинка, имаго) должна совпадать с вегетационным периодом пшеницы;
6) поскольку пшеница является кормом для насекомого;
7) насекомые должны обладать способностями к миграции;
8) в виду непродолжительности существования пшеничного поля
7. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?
1) Большим видовым разнообразием.
2) Разнообразием пищевых связей и цепей питания.
3) Сбалансированным круговоротом веществ.
4) Более высокой устойчивостью, и, соответственно, большей продолжительностью существования.
5) Наличием в круговороте веществ только солнечной энергии.
8. Найдите три ошибки в приведённом тексте «Антропогенные экосистемы». Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их. Дайте правильную формулировку. (1) Агроэкосистемы и городские урбоэкосистемы относят к антропогенным экосистемам, структура которых создаётся, поддерживается и контролируется человеком в своих интересах. (2) Агроэкосистема характеризуется высокими продуктивностью и саморегуляцией. (3) Как и в природной экосистеме, в агроэкосистеме используется только энергия солнечного света. (4) Видовое разнообразие агроэкосистем невелико, часто преобладает монокультура. (5) В антропогенных экосистемах консументом является только человек, так как выбирает всю продукцию агроценоза. (6) Круговорот веществ в такой экосистеме несбалансированный, так как снижается возврат органических и минеральных веществ в почву. (7) В урбоэкосистему, помимо природных компонентов, входит созданная человеком особая среда – техносфера.
1) 2 – в агроэкосистемах низкая саморегуляция (саморегуляция отсутствует);
2) 3 – в агроэкосистеме используются дополнительные источники энергии (энергия удобрений, электрическая энергия, гербициды, пестициды);
3) 5 – в антропогенных экосистемах консументами являются также животные агроэкосистемы