Porównanie ekosystemów naturalnych i sztucznych. Ekosystemy: rodzaje ekosystemów

Porównanie naturalnych i uproszczonych ekosystemów antropogenicznych (wg Millera, 1993)

Głównym celem tworzonych systemów rolniczych jest racjonalne ich wykorzystanie zasoby biologiczne, które są bezpośrednio zaangażowane w sferę działalności człowieka – źródła produktów spożywczych, surowce technologiczne, leki.

Agroekosystemy są tworzone przez człowieka w celu uzyskania wysokiego plonu – czystej produkcji autotrofów.

Podsumowując wszystko, co już zostało powiedziane o agroekosystemach, podkreślamy następujące główne różnice w stosunku do naturalnych (tabela 2).

1. W agroekosystemach różnorodność gatunków jest znacznie zmniejszona:

§ spadek gatunkowy roślin uprawnych zmniejsza również widoczne zróżnicowanie populacji zwierząt biocenozy;

§ różnorodność gatunkowa zwierząt hodowanych przez człowieka jest znikoma w porównaniu z naturalną;

§ pastwiska uprawne (z siewem traw) są zbliżone różnorodnością gatunkową do pól uprawnych.

2. Gatunki roślin i zwierząt hodowane przez człowieka „ewoluują” poprzez sztuczną selekcję i nie są konkurencyjne w walce z dzikimi gatunkami bez ludzkiego wsparcia.

3. Agroekosystemy oprócz energii słonecznej otrzymują dodatkową energię dotowaną przez człowieka.

4. Produkcja netto (uprawa) jest usuwana z ekosystemu i nie wchodzi do łańcuchów pokarmowych biocenozy, ale jej częściowe wykorzystanie przez szkodniki, straty podczas zbiorów, które mogą również wpaść w naturalne łańcuchy troficzne. W każdy możliwy sposób stłumiony przez człowieka.

5. Ekosystemy pól, sadów, pastwisk, warzywników i innych agrocenoz są uproszczonymi systemami wspieranymi przez człowieka we wczesnych stadiach sukcesji i są tak samo niestabilne i niezdolne do samoregulacji jak naturalne społeczności pionierskie, a zatem nie mogą istnieć bez ludzkie wsparcie.

Tabela 2

Charakterystyka porównawcza naturalne ekosystemy i agroekosystemy.

Ekosystemy to jedno naturalne kompleksy, które tworzą połączenie żywych organizmów i ich siedlisk. Nauka ekologii zajmuje się badaniem tych formacji.

Termin „ekosystem” pojawił się w 1935 roku. Angielski ekolog A. Tensley zasugerował jego użycie. Naturalny lub naturalno-antropogeniczny kompleks, w którym zarówno żywe, jak i pośrednie składniki są w ścisłym związku poprzez metabolizm i dystrybucję przepływu energii – wszystko to zawiera się w pojęciu „ekosystemu”. Rodzaje ekosystemów są różne. Te podstawowe jednostki funkcjonalne biosfery są podzielone na odrębne grupy i badane przez nauki o środowisku.

Klasyfikacja pochodzenia

Na naszej planecie istnieją różne ekosystemy. Rodzaje ekosystemów są klasyfikowane w określony sposób. Nie da się jednak powiązać ze sobą różnorodności tych jednostek biosfery. Dlatego istnieje kilka klasyfikacji systemów ekologicznych. Na przykład rozróżniają je według pochodzenia. To jest:

1. Ekosystemy naturalne (naturalne). Należą do nich te kompleksy, w których obieg substancji odbywa się bez ingerencji człowieka.
2. Sztuczne (antropogeniczne) ekosystemy. Są tworzone przez człowieka i mogą istnieć tylko przy jego bezpośrednim wsparciu.

naturalne ekosystemy

Naturalne kompleksy, które istnieją bez ingerencji człowieka, mają swoje własne klasyfikacja wewnętrzna. Istnieją następujące typy naturalne ekosystemy pod względem energetycznym:

Całkowicie zależny od promieniowania słonecznego;

Odbieranie energii nie tylko z ciała niebieskiego, ale także z innych naturalnych źródeł.

Pierwszy z tych dwóch typów ekosystemów jest nieproduktywny. Niemniej jednak takie naturalne kompleksy są niezwykle ważne dla naszej planety, ponieważ istnieją na rozległych obszarach i wpływają na kształtowanie się klimatu, oczyszczają duże objętości atmosfery itp.

Najbardziej produktywne są naturalne kompleksy, które otrzymują energię z kilku źródeł.

Sztuczne jednostki biosfery

Ekosystemy antropogeniczne są również inne. Do typów ekosystemów zaliczanych do tej grupy należą:

Agroekosystemy powstające w wyniku zarządzania przez człowieka Rolnictwo;

Technoekosystemy wynikające z rozwoju przemysłu;

Ekosystemy miejskie powstałe w wyniku powstania osad.

Wszystko to są rodzaje ekosystemów antropogenicznych, które powstały przy bezpośrednim udziale człowieka.

Różnorodność naturalnych składników biosfery

Rodzaje i typy ekosystemów pochodzenia naturalnego są różne. Ponadto ekolodzy wyróżniają je na podstawie warunków klimatycznych i naturalne warunki ich istnienie. Tak więc istnieją trzy grupy cała linia różne jednostki biosfery.

Główne typy ekosystemów pochodzenia naturalnego:

grunt;

słodka woda;

Morski.

Zmielone naturalne kompleksy

Różnorodność typów ekosystemów lądowych obejmuje:

tundra arktyczna i alpejska;

Lasy iglaste borealne;

Masywy liściaste strefy umiarkowanej;

Sawanny i łąki tropikalne;

Chaparrals, czyli obszary o suchych latach i deszczowych zimach;

Pustynie (zarówno krzewiaste, jak i trawiaste);

Półzimozielone lasy tropikalne zlokalizowane na obszarach o wyraźnych porach suchych i mokrych;

Tropikalne wiecznie zielone lasy deszczowe.

Oprócz głównych typów ekosystemów istnieją również te przejściowe. Są to leśne tundry, półpustynie itp.

Przyczyny istnienia różnego rodzaju kompleksów przyrodniczych

Na jakiej zasadzie na naszej planecie znajdują się różne naturalne ekosystemy? Rodzaje ekosystemów pochodzenia naturalnego znajdują się w tej lub innej strefie w zależności od ilości opadów i temperatury powietrza. Wiadomo, że klimat w różnych częściach świata ma znaczne różnice. Jednocześnie roczna ilość opadów nie jest taka sama. Może wynosić od 0 do 250 lub więcej milimetrów. W takim przypadku opady spadają równomiernie we wszystkich porach roku lub w pewnym okresie deszczowym spada ich główny udział. Średnia roczna temperatura zmienia się również na naszej planecie. Może mieć wartości od wartości ujemnych do trzydziestu ośmiu stopni Celsjusza. Inna jest również stała nagrzewania się mas powietrza. Może albo nie mieć znaczących różnic w ciągu roku, jak na przykład w pobliżu równika, albo może się stale zmieniać.

Charakterystyka kompleksów naturalnych

Różnorodność typów naturalnych ekosystemów grupy lądowej prowadzi do tego, że każdy z nich ma swoje własne charakterystyczne cechy. Tak więc w tundrze, która znajduje się na północ od tajgi, panuje bardzo zimny klimat. Obszar ten charakteryzuje się ujemną średnią roczną temperaturą oraz zmianą dnia i nocy polarnej. Lato w tych rejonach trwa zaledwie kilka tygodni. W tym samym czasie ziemia ma czas na rozmrożenie do niewielkiej głębokości metra. Opady w tundrze wynoszą mniej niż 200-300 milimetrów w ciągu roku. Ze względu na takie warunki klimatyczne tereny te są ubogie w roślinność, reprezentowane przez wolno rosnące porosty, mchy, a także karłowate lub płożące krzewy borówki brusznicy i borówki. Czasami możesz się spotkać

Świat zwierząt też nie jest bogaty. Reprezentują go renifery, małe ssaki kopiące nory oraz drapieżniki, takie jak gronostaj, lis polarny i łasica. Przedstawiony jest świat ptaków śnieżna sowa, trznadel i siewka. Owady w tundrze to głównie gatunki muchówek. Ekosystem tundry jest bardzo wrażliwy ze względu na słabą odporność.

Tajga, położona w północnych regionach Ameryki i Eurazji, jest bardzo zróżnicowana. Ekosystem ten charakteryzuje się mroźnymi i długimi zimami oraz obfitymi opadami śniegu. Świat warzyw Reprezentują ją wiecznie zielone masywy iglaste, w których rosną jodła i świerk, sosna i modrzew. Przedstawiciele świata zwierząt - łosie i borsuki, niedźwiedzie i wiewiórki, sobole i rosomaki, wilki i rysie, lisy i norki. Tajga charakteryzuje się obecnością wielu jezior i bagien.

Poniższe ekosystemy reprezentowane są przez lasy liściaste. Gatunki ekosystemowe tego typu występują we wschodnich Stanach Zjednoczonych, w wschodnia Azja i w Zachodnia Europa. Jest to sezonowa strefa klimatyczna, w której zimą temperatura spada poniżej zera, a w ciągu roku spada od 750 do 1500 mm opadów. Florę takiego ekosystemu reprezentują takie drzewa liściaste jak buk i dąb, jesion czy lipa. Występują tu krzewy i gruba warstwa trawiasta. Faunę reprezentują niedźwiedzie i łosie, lisy i rysie, wiewiórki i ryjówki. W takim ekosystemie żyją sowy i dzięcioły, drozdy i sokoły.

step strefy umiarkowane są w Eurazji i Ameryka północna. Ich odpowiednikami są Tussoki w Nowej Zelandii, a także pampasy w Ameryce Południowej. Klimat na tych obszarach jest sezonowy. Latem powietrze nagrzewa się od umiarkowanie ciepłego do bardzo wysokich wartości. Zimowe temperatury są ujemne. W ciągu roku występuje od 250 do 750 milimetrów opadów. Flora stepów reprezentowana jest głównie przez trawy darniowe. Wśród zwierząt są żubry i antylopy, saigi i wiewiórki ziemne, króliki i świstaki, wilki i hieny.

Chaparrals znajdują się na Morzu Śródziemnym, a także w Kalifornii, Gruzji, Meksyku i na południowym wybrzeżu Australii. Są to strefy o łagodnym klimacie umiarkowanym, gdzie w ciągu roku spada od 500 do 700 milimetrów opadów. Z roślinności wyrastają krzewy i drzewa o zimozielonych twardych liściach, takie jak dzika pistacja, wawrzyn itp.

Taki systemy ekologiczne, podobnie jak sawanny, znajdują się w Afryce Wschodniej i Środkowej, Ameryce Południowej i Australii. Większość z nich znajduje się w południowych Indiach. Są to strefy klimatu gorącego i suchego, gdzie w ciągu roku spada od 250 do 750 mm opadów. Roślinność jest głównie trawiasta, tylko w niektórych miejscach występują rzadkie drzewa liściaste (palmy, baobaby i akacje). Świat zwierząt reprezentują zebry i antylopy, nosorożce i żyrafy, lamparty i lwy, sępy itp. W tych częściach świata występuje wiele owadów wysysających krew, takich jak muchy tse-tse.

Pustynie występują na niektórych obszarach Afryki, w północnym Meksyku itp. Klimat jest suchy, z mniej niż 250 mm opadów rocznie. Dni na pustyniach są gorące, a noce zimne. Roślinność reprezentowana jest przez kaktusy i nieliczne krzewy o rozbudowanych systemach korzeniowych. Ziemne wiewiórki i skoczki, antylopy i wilki są powszechne wśród przedstawicieli świata zwierząt. Jest to delikatny ekosystem, łatwo niszczony przez erozję wodną i wietrzną.

Półzimozielone tropikalne lasy liściaste występują w Ameryce Środkowej i Azji. W tych strefach następuje zmiana pory suchej i mokrej. Średnie roczne opady wynoszą od 800 do 1300 mm. Lasy deszczowe zamieszkuje bogaty świat zwierząt.

Lasy deszczowe, wiecznie zielone, tropikalne lasy występują w wielu częściach naszej planety. Są w Ameryce Środkowej, na północy Ameryka Południowa, w środkowej i zachodniej części Afryki równikowej, w regionach przybrzeżnych północno-zachodniej Australii, a także na wyspach Pacyfiku i Oceany Indyjskie. Ciepły warunki klimatyczne w tych częściach nie różnią się sezonowo. W ciągu roku obfite opady przekraczają granicę 2500 mm. Ten system jest inny ogromna różnorodność flora i fauna.

Istniejące kompleksy naturalne z reguły nie mają wyraźnych granic. Pomiędzy nimi musi istnieć strefa przejściowa. Obejmuje nie tylko interakcję populacji różne rodzaje ekosystemów, ale są też specjalne typy organizmów żywych. Tak więc strefa przejściowa obejmuje większa różnorodność przedstawiciele fauny i flory niż sąsiednie terytoria.

Wodne naturalne kompleksy

Te jednostki biosfery mogą istnieć w wodach słodkich i morzach. Do pierwszych należą takie ekosystemy jak:

Lentic to zbiorniki, to znaczy wody stojące;

Lotic, reprezentowany przez strumienie, rzeki, źródła;

Obszary upwellingu, na których odbywają się produktywne połowy;

Cieśniny, zatoki, ujścia rzek, które są ujściami;

Strefy raf głębinowych.

Przykład naturalnego kompleksu

Ekolodzy wyróżniają duża różnorodność rodzaje ekosystemów naturalnych. Niemniej jednak istnienie każdego z nich przebiega według tego samego schematu. Aby jak najgłębiej zrozumieć interakcje wszystkich żywych i nieożywionych istot w jednostce biosfery, rozważ gatunek Wszystkie żyjące tu mikroorganizmy i zwierzęta mają bezpośredni wpływ na skład chemiczny powietrze i gleba.

Łąka jest układem równowagi, który obejmuje różne elementy. Część z nich to makroproducenci, czyli roślinność zielna, tworząca organiczne produkty tej zbiorowości lądowej. Co więcej, życie naturalnego kompleksu odbywa się kosztem biologicznego łańcucha pokarmowego. Zwierzęta roślinne lub konsumenci pierwotni żywią się trawami łąkowymi i ich częściami. Są to tacy przedstawiciele fauny, jak duże zwierzęta roślinożerne i owady, gryzonie oraz wiele gatunków bezkręgowców (susły i zające, kuropatwy itp.).

Konsumenci pierwotni są zjadani przez wtórnych, do których należą ptaki i ssaki mięsożerne (wilk, sowa, jastrząb, lis itp.). Kolejne reduktory są podłączone do pracy. Niemożliwe bez nich Pełny opis ekosystemy. W kompleksie naturalnym tymi pierwiastkami są gatunki wielu grzybów i bakterii. Rozkładający się rozkładają produkty organiczne do stanu mineralnego. Jeśli warunki temperaturowe korzystne, wówczas resztki roślin i martwe zwierzęta szybko się rozpadają proste połączenia. Niektóre z tych komponentów zawierają baterie, które są wypłukiwane i ponownie wykorzystywane. Bardziej stabilna część pozostałości organicznych (próchnica, celuloza itp.) rozkłada się wolniej, odżywiając świat roślin.

Ekosystemy antropogeniczne

Omówione powyżej naturalne kompleksy mogą istnieć bez jakiejkolwiek ingerencji człowieka. Sytuacja wygląda zupełnie inaczej w ekosystemach antropogenicznych. Ich połączenia działają tylko przy bezpośrednim udziale osoby. Na przykład agroekosystem. Głównym warunkiem jego istnienia jest nie tylko wykorzystanie energii słonecznej, ale także otrzymywanie „dopłat” w postaci pewnego rodzaju paliwa.

Po części ten system jest podobny do naturalnego. Podobieństwo do kompleksu naturalnego obserwuje się podczas wzrostu i rozwoju roślin, do czego dochodzi dzięki energii słonecznej. Jednak rolnictwo nie jest możliwe bez przygotowania gleby i zbiorów. A te procesy wymagają subsydiów energetycznych społeczeństwa ludzkiego.

Do jakiego rodzaju ekosystemu należy miasto? Jest to kompleks antropogeniczny, w którym bardzo ważne ma energię paliwową. Jego zużycie w porównaniu do przepływu promienie słoneczne dwa lub trzy razy wyższe. Miasto można porównać do ekosystemów głębinowych lub jaskiniowych. Wszak istnienie tych konkretnych biogeocenoz w dużej mierze zależy od dopływu substancji i energii z zewnątrz.

Ekosystemy miejskie powstały w wyniku historycznego procesu zwanego urbanizacją. Pod jego wpływem ludność krajów wyjechała wieś tworzenie dużych osiedli. Stopniowo miasta coraz bardziej wzmacniały swoją rolę w rozwoju społeczeństwa. Jednocześnie, aby poprawić życie, sam człowiek stworzył złożony system urbanistyczny. Doprowadziło to do pewnego oderwania miast od natury i zakłócenia istniejących kompleksów przyrodniczych. System osadniczy można nazwać urbanistycznym. Jednak wraz z rozwojem branży sytuacja nieco się zmieniła. Do jakiego rodzaju ekosystemów należy miasto, w którym działa zakład lub fabryka? Można go raczej nazwać industrialno-miejskim. Kompleks ten składa się z obszarów mieszkalnych i terytoriów, na których zlokalizowane są zakłady produkujące różnorodne produkty. Ekosystem miasta różni się od naturalnego bardziej obfitym, a ponadto toksycznym strumieniem różnych odpadów.

Aby poprawić swoje środowisko, człowiek tworzy wokół swojego rozliczenia tak zwane zielone pasy. Składają się z trawiastych trawników i krzewów, drzew i stawów. Te małe naturalne ekosystemy tworzą produkty organiczne, które nie odgrywają szczególnej roli w życiu miejskim. Do egzystencji ludzie potrzebują jedzenia, paliwa, wody i elektryczności z zewnątrz.

Proces urbanizacji znacząco zmienił życie naszej planety. Oddziaływanie sztucznie stworzonego systemu antropogenicznego w znacznym stopniu zmieniło przyrodę na rozległych obszarach Ziemi. Jednocześnie miasto oddziałuje nie tylko na te strefy, w których znajdują się same obiekty architektoniczno-budowlane. Wpływa na rozległe terytoria i nie tylko. Na przykład przy wzroście popytu na produkty przemysłu drzewnego człowiek wycina lasy.

Podczas funkcjonowania miasta do atmosfery przedostaje się wiele różnych substancji. Zanieczyszczają powietrze i zmieniają warunki klimatyczne. W miastach zachmurzenie jest większe i mniejsze światło słoneczne, więcej mgły i mżawki i nieco cieplej niż w okolicy.

Sztuczne ekosystemy ( noobiogeocenozy lub socjoekosystemy ) to zbiór organizmów żyjących w warunkach stworzonych przez człowieka. W przeciwieństwie do ekosystemu zawiera dodatkową równą społeczność zwaną noocenoza .

Noocenoza jest częścią sztucznego ekosystemu, który obejmuje środki pracy, społeczeństwo i produkty pracy.

Agrocenoza- jest to biocenoza sztucznie stworzona przez człowieka do własnych celów o określonym poziomie i charakterze produktywności.

Obecnie około dziesięciu procent ziemi zajmują agrocenozy.

Pomimo tego, że w agrocenozie, jak w każdym naturalnym ekosystemie, obowiązują poziomy troficzne - producenci, konsumenci, rozkładający się tworzący typowe sieci troficzne, istnieją dość duże różnice między tymi dwoma typami zbiorowisk:

1) W agrocenozach różnorodność organizmów jest znacznie zmniejszona. Monotonię i ubóstwo gatunkowe agrocenoz utrzymuje osoba ze specjalnością skomplikowany systemśrodki rolnicze. Na polach zwykle uprawia się jeden rodzaj roślin, w związku z czym zarówno populacja zwierząt, jak i skład mikroorganizmów glebowych są gwałtownie uszczuplone. Jednak nawet najbardziej uszczuplone agrocenozy obejmują kilkadziesiąt gatunków organizmów należących do różnych systematycznych i organizacje ekologiczne. Na przykład w agrocenozie pola pszenicy, oprócz pszenicy, chwastów, owadów - szkodników pszenicy i drapieżników, bezkręgowców - mieszkańców gleby i warstwy gruntu, grzybów chorobotwórczych itp.

2) Gatunki hodowane przez człowieka są wspierane przez sztuczną selekcję i nie mogą wytrzymać walki o byt bez wsparcia człowieka.

3) Agroekosystemy otrzymują dodatkową energię poprzez działalność człowieka, która zapewnia dodatkowe warunki wzrost roślin uprawnych.

4) Produkcja pierwotna netto agrocenozy (biomasy roślinnej) jest usuwana z ekosystemu jako uprawa i nie wchodzi do łańcucha pokarmowego. Jego częściowe spożycie przez szkodniki jest w każdy możliwy sposób tłumione przez działalność człowieka. W rezultacie gleba jest zubożona w minerały niezbędne do życia roślin. Dlatego ponownie konieczna jest interwencja człowieka w postaci zapłodnienia.

W agrocenozach efekt jest osłabiony naturalna selekcja i działa głównie sztuczna selekcja, mająca na celu maksymalną produktywność roślin potrzebnych człowiekowi, a nie tych, które są lepiej przystosowane do warunków środowiskowych.

Zatem agrocenozy, w przeciwieństwie do systemów naturalnych, nie są systemami samoregulującymi, lecz są regulowane przez człowieka. Zadaniem takiej regulacji jest zwiększenie produktywności agrocenozy. W tym celu suche ziemie są nawadniane, a podmokłe grunty osuszane; niszczenie chwastów i roślinożernych zwierząt, zmiana odmian roślin uprawnych i stosowanie nawozów. Wszystko to stwarza korzyści tylko dla roślin uprawnych.

W przeciwieństwie do naturalnego ekosystemu agrocenoza jest niestabilna, szybko się załamuje, bo. rośliny uprawne nie wytrzymają konkurencji z roślinami dzikimi i zostaną przez nie wyparte.

Agrobiocenozy charakteryzują się również marginalnym wpływem na rozmieszczenie szkodników owadzich. Są one skoncentrowane głównie w pasie brzeżnym, a środek pola jest zaludniony w mniejszym stopniu. Zjawisko to wynika z faktu, że konkurencja między poszczególnymi gatunkami roślin gwałtownie nasila się w strefie przejściowej, a to z kolei obniża poziom reakcji ochronnych przeciwko owadom w tych ostatnich.

Naturalne, naturalne ekosystemy powstały w wyniku działania sił natury. Charakteryzują się:

• Bliski związek między produktami organicznymi a substancje nieorganiczne
• Kompletne, błędne koło obiegu substancji: począwszy od wyglądu materia organiczna a kończąc na jego rozpadzie i rozpadzie na składniki nieorganiczne.
• Odporność i zdolność do samoleczenia.

Wszystkie naturalne ekosystemy określają następujące cechy:

• 1. struktura gatunkowa: liczba każdego gatunku zwierząt lub roślin jest regulowana przez warunki naturalne.
  2. Struktura przestrzenna: wszystkie organizmy są ułożone w ścisłej hierarchii poziomej lub pionowej. Na przykład w ekosystemie leśnym wyraźnie rozróżnia się poziomy, w ekosystemie wodnym rozmieszczenie organizmów zależy od głębokości wody.
  3. Substancje biotyczne i abiotyczne. Organizmy tworzące ekosystem dzielą się na nieorganiczne (abiotyczne: światło, powietrze, gleba, wiatr, wilgotność, ciśnienie) i organiczne (biotyczne - zwierzęta, rośliny).
  4. Z kolei składnik biotyczny dzieli się na producentów, konsumentów i niszczycieli. Producenci obejmują rośliny i bakterie, które za pomocą światła słonecznego i energii tworzą materię organiczną z substancji nieorganicznych. Konsumenci to zwierzęta i Mięsożerne rośliny które żywią się tą materią organiczną. Niszczyciele (grzyby, bakterie, niektóre mikroorganizmy) są koroną łańcucha pokarmowego, ponieważ wytwarzają proces odwrotny: substancje organiczne są przekształcane w substancje nieorganiczne.

sztuczne ekosystemy

Sztuczne ekosystemy to zbiorowiska zwierząt i roślin, które żyją w warunkach stworzonych dla nich przez człowieka. Nazywa się je również noobiogeocenozami lub socjoekosystemami. Przykłady: pole, pastwisko, miasto, społeczeństwo, statek kosmiczny ogród zoologiczny, ogród, sztuczny staw, zbiornik.

przez większość prosty przykład sztuczny ekosystem to akwarium. Tutaj siedlisko jest ograniczone ścianami akwarium, dopływem energii, światła i składników odżywczych dokonuje człowiek, reguluje też temperaturę i skład wody. Wstępnie określana jest również liczba mieszkańców.

Pierwsza cecha: wszystkie sztuczne ekosystemy są heterotroficzne, czyli spożywanie gotowej żywności. Weźmy na przykład miasto - jeden z największych sztucznych ekosystemów. Ogromną rolę odgrywa tu dopływ sztucznie wytworzonej energii (gazociąg, prąd, żywność). Jednocześnie takie ekosystemy charakteryzują się dużym plonem substancje toksyczne. Oznacza to, że te substancje, które w naturalnym ekosystemie służą później do produkcji materii organicznej, często stają się bezużyteczne w sztucznych.

Inny cecha wyróżniająca sztuczne ekosystemy - otwarty cykl metabolizmu. Weźmy na przykład agroekosystemy - najważniejsze dla człowieka. Należą do nich pola, sady, ogrody warzywne, pastwiska, gospodarstwa i inne grunty rolne, na których człowiek stwarza warunki do wywozu produktów konsumpcyjnych. Część łańcucha pokarmowego w takich ekosystemach jest zabierana przez człowieka (w postaci plonów), a zatem łańcuch pokarmowy ulega zniszczeniu.

Trzecią różnicą między ekosystemami sztucznymi a naturalnymi jest niedobór gatunków.. Rzeczywiście, człowiek tworzy ekosystem w celu hodowli jednego (rzadko kilku) gatunków roślin lub zwierząt. Na przykład na polu pszenicy wszystkie szkodniki i chwasty są niszczone, uprawiana jest tylko pszenica. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie najlepsze zbiory. Ale jednocześnie niszczenie organizmów „nieopłacalnych” dla człowieka powoduje, że ekosystem jest niestabilny.

Charakterystyka porównawcza ekosystemów naturalnych i sztucznych

Wygodniej jest przedstawić porównanie naturalnych ekosystemów i społeczno-ekosystemów w formie tabeli:

Oprócz naturalnych biogeocenoz i ekosystemów istnieją społeczności stworzone sztucznie działalność gospodarcza człowiek, - agroekosystemy (agrocenoza, agrobiocenoza, ekosystem rolniczy).

Agroekosystem(z gr. agros – pole) – wspólnota biotyczna stworzona i regularnie utrzymywana przez człowieka w celu pozyskiwania produktów rolnych. Zwykle obejmuje ogół organizmów żyjących na gruntach rolnych.

Agroekosystemy obejmują pola, sady, ogrody warzywne, winnice, duże kompleksy inwentarskie z przylegającymi do nich sztucznymi pastwiskami. Funkcja agroekosystemy - niska niezawodność ekologiczna, ale wysoka produktywność jednego (kilku) gatunków lub odmian roślin uprawnych lub zwierząt. Ich główną różnicą w stosunku do ekosystemów naturalnych jest uproszczona struktura i zubożony skład gatunkowy.

Agroekosystemy różnią się od naturalnych ekosystemów na wiele sposobów.

Różnorodność żyjących w nich organizmów jest znacznie zmniejszona, aby uzyskać najwyższą możliwą produkcję. Na polu żyta lub pszenicy, oprócz monokultury zbóż, występuje tylko kilka rodzajów chwastów. Na naturalnej łące bioróżnorodność znacznie wyższa, ale wydajność biologiczna jest wielokrotnie gorsza od zasianego pola.

Gatunki roślin i zwierząt rolniczych w agroekosystemach pozyskiwane są w wyniku działania sztucznej, a nie naturalnej selekcji. W efekcie dochodzi do gwałtownego zawężenia bazy genetycznej upraw rolniczych, które są niezwykle wrażliwe na masowe rozmnażanie szkodników i chorób.

W naturalnych biocenozach pierwotna produkcja roślin jest zużywana w wielu łańcuchach pokarmowych i ponownie powraca do układu cyklu biologicznego w postaci dwutlenek węgla, woda i żywioły odżywianie mineralne. Agroekosystemy są bardziej otwarte, materia i energia są z nich odbierane wraz z uprawami, produktami zwierzęcymi, a także w wyniku niszczenia gleby.

W związku z ciągłym zbiorem i zakłóceniem procesów glebotwórczych, przy wieloletniej uprawie monokultury na gruntach uprawnych, żyzność gleby stopniowo spada. Ta pozycja w ekologii nazywa się prawo zmniejszającej się płodności. Dlatego dla rozważnego i racjonalnego rolnictwa konieczne jest uwzględnienie wyczerpywania się zasobów gleby i zachowanie żyzności gleby za pomocą ulepszonej technologii rolniczej, racjonalnego płodozmianu i innych metod.

Zmiana szaty roślinnej w agroekosystemach nie następuje w sposób naturalny, ale z woli człowieka, co nie zawsze dobrze przekłada się na jakość zawartych w niej czynników abiotycznych. Dotyczy to zwłaszcza żyzności gleby.

Główną różnicą między agroekosystemem a ekosystemami naturalnymi jest pozyskiwanie dodatkowej energii do normalnego funkcjonowania. Uzupełnienie odnosi się do każdego rodzaju energii, która jest dodawana do agroekosystemów. Może to być siła mięśni człowieka lub zwierząt, Różne rodzaje paliwo do eksploatacji maszyn rolniczych, nawozy, pestycydy, pestycydy, dodatkowe oświetlenie itp. Pojęcie „dodatkowej energii” obejmuje również nowe rasy zwierząt domowych i odmiany rośliny uprawne wprowadzony do struktury agroekosystemów.

Wszystkie agroekosystemy pól, sadów, pastwisk, ogrodów warzywnych, szklarni wytworzonych sztucznie w praktyce rolniczej są systemami specjalnie wspieranymi przez człowieka. Agroekosystemy wykorzystują swoją własność do wytwarzania czystych produktów, ponieważ wszelkie konkurencyjne oddziaływanie chwastów na rośliny uprawne jest ograniczane przez środki agrotechniczne, a tworzenie łańcuchów pokarmowych przez szkodniki jest powstrzymywane różnymi środkami, takimi jak kontrola chemiczna i biologiczna.

Jakie cechy ekosystemu są uważane za zrównoważone? Przede wszystkim jest to złożona, polidominująca struktura, obejmująca maksymalną możliwą liczbę gatunków i populacji w danych warunkach. Drugi znak to maksymalna biomasa. I ostatnia - względna równowaga między dochodami a wydatkami energii. Nie ulega wątpliwości, że w takich ekosystemach obserwuje się najniższy poziom produktywności: biomasa jest duża, a produktywność niska. Wynika to z faktu, że główna część energii wchodzącej do ekosystemu idzie na utrzymanie procesów życiowych.

Należy zauważyć, że agroekosystemy to niezwykle niestabilne społeczności. Nie są zdolne do samoleczenia i samoregulacji, narażają się na niebezpieczeństwo śmierci z powodu masowego rozmnażania się szkodników lub chorób. Aby je utrzymać, konieczna jest stała aktywność człowieka.

Sztuczne ekosystemy (agroekosystemy)

Agroekosystemy reprezentują szczególny rodzaj ekosystemów. Agroekosystemy(ekosystemy rolnicze) są tworzone przez człowieka w celu uzyskania autotroficznych produktów (upraw) o wysokiej czystości, które różnią się od naturalnych szeregiem cech:

• W nich różnorodność organizmów jest znacznie zmniejszona.
• Gatunki hodowane przez człowieka są utrzymywane przez sztuczną selekcję w stanie dalekim od ich pierwotnego stanu i nie mogą wytrzymać walki o byt z dzikimi gatunkami bez wsparcia człowieka.
• Agroekosystemy otrzymują dodatkowy przepływ energii, oprócz energii słonecznej, dzięki działalności ludzi, zwierząt i mechanizmów zapewniających niezbędne warunki do rozwoju gatunków uprawnych. Produkcja pierwotna netto (uprawa) jest usuwana z ekosystemu i nie wchodzi do łańcucha pokarmowego.

Sztuczna regulacja liczby szkodników - w większości warunek konieczny utrzymanie agroekosystemów. Dlatego w praktyce rolniczej stosuje się potężne środki do tłumienia liczby niepożądanych gatunków: pestycydów, herbicydów itp. Konsekwencje środowiskowe tych działań prowadzą jednak do szeregu niepożądanych skutków, oprócz tych, dla których są one stosowane.

W odniesieniu do społeczności pojawiających się w agroekosystemach nacisk stopniowo się zmienia ze względu na: wspólny rozwój wiedza ekologiczna. Ideę fragmentacji, fragmentacji powiązań coenotycznych i ostatecznego uproszczenia agrocenoz zastępuje zrozumienie ich złożonej organizacji systemowej, w której człowiek w istotny sposób wpływa tylko na poszczególne ogniwa, a cały system nadal rozwija się zgodnie z naturalnym, naturalnym prawa.

Z ekologicznego punktu widzenia uproszczenie środowiska naturalnego człowieka, zamieniając cały krajobraz w rolniczy, jest niezwykle niebezpieczne. Główną strategią tworzenia wysoce produktywnego i zrównoważonego krajobrazu powinno być zachowanie i zwiększenie jego różnorodności.

Wraz z utrzymywaniem wysoko produktywnych pól należy zachować szczególną ostrożność, aby zachować obszary chronione, które nie podlegają wpływ antropogeniczny. Rezerwaty o bogatej różnorodności gatunkowej są źródłem gatunków dla zbiorowisk odradzających się w seriach sukcesyjnych.

Zielona rewolucja

Jednym z przejawów rewolucji naukowo-technicznej w rolnictwie jest „zielona rewolucja”. Zielona rewolucja reprezentuje transformację rolnictwa opartą na nowoczesnej technologii rolniczej i hodowli, jest to okres radykalnej zmiany podejścia do uprawy roślin i zwierząt. W wyniku pierwszego okresu tej rewolucji plony zbóż wzrosły 2-3-krotnie, a asortyment podwoił się.

Głównymi trendami drugiego okresu „zielonej rewolucji” były: minimalny wpływ na środowisko, ograniczenie antropogenicznych inwestycji energetycznych, wykorzystanie metody biologiczne zwalczanie szkodników roślin. Jednak aktywna ingerencja człowieka w naturalne ekosystemy i tworzenie agroekosystemów doprowadziła do szeregu negatywnych konsekwencji: degradacji gleby, zmniejszonej żyzności gleby, zanieczyszczenia ekosystemów pestycydami.