Агроэкосистемы и их особенности

 

В биосфере помимо естественных биогеоценозов (лес, луг, болото, река и т.д.) и экосистем существуют и сообщества, созданные хозяйственной деятельностью человека. Такое искусственно созданное человеком сообщества называется агроэкосистем (агроценоз, агробиоценоз, сельскохозяйственная экосистема).

Агроэкосистема (от греч. агрос - поле - сельскохозяйственная экосистема, агроценоз, агробиоценоз) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования.

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами. Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов (или сортов культивируемых растений) или животных.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей.

Прежде всего, разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность уступает засеянному полю во много раз.

Еще одной особенностью является то, что виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, что в значительной мере влияет на сужение их генетической базы. Всего четыре сорта пшеницы обеспечивают 75% урожая зерновых в канадских прериях, причем более половины площадей, отведенных под пшеницу, засевается всего одним сортом. То же касается и картофеля: 72% его сборов в США обеспечиваются всего лишь четырьмя сортами. Таким образом, в агроэкосистемах произошло резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовым размножениям вредителей и болезням.

Если проанализировать мировое производство основных пищевых растений, то окажется, что их количество ограничивается цифрой 30. Эти 30 растений составляют 95% нашей пищи. Львиную долю среди этих культур составляют пшеница, кукуруза и рис. К ним можно отнести еще картофель. В то же время такие наши повседневные спутники как капуста, лук и горох, в пищевом рационе человечества занимают соответственно 25, 26 и 28-е место. Оказывается, для большинства землян они более экзотичны, нежели бананы, апельсины, кокосы, не говоря уже о таких массовых тропических как бататы и кассава, занимающие 6-ю и 7-ю строчки в этом списке.

Для агроэкосистем, по сравнению с естественными биоценозами, характерна большая открытость. В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. Агроэкосистемы же более открыты, и из них изымается вещество и энергия с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв. Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.

Почва является важнейшей системой жизнеобеспечения и существования сельскохозяйственного производства. Однако продуктивность агроэкосистем зависит не только от плодородия почвы и поддержания ее качества. В не меньшей мере на нее влияет сохранность среды обитания полезных насекомых (опылители) и других представителей животного мира. К тому же в этой среде обитают многие естественные враги сельскохозяйственных вредителей. Так, уже стал хрестоматийным пример массовой гибели опылителей полей гречихи в США, происходившей при столковении их с автомобилями в местах близкого расположения сельскохозяйственных угодий к автотрассам. Печально известна также "антиворобьевая" кампания в Китае, когда были уничтожены тысячи особей этих якобы вредящих урожаю зерновых птиц. А вслед за этим последовала вспышка размножения вредителей злаковых культур, которая нанесла по-настоящему серьезный урон земледельцам страны.

Еще одна особенность, собственно говоря, и отличающая агроэкосистемы от природных экосистем, состоит в получении дополнительной энергии для нормального функционирования. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимый в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. Под дополнительной энергией можно также понимать новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.

И последнее. Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агроэкосистемах используется именно их свойство производить высокую чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например, химической и биологической борьбы. Но эти сообщества неустойчивы, не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

 

 

ВОПРОСЫ

 

1. В чем смысл концепции экосистемы?

2. Какой размерности могут быть экосистемы.

3. Прнведите примеры экосистем. Является ли экосистемой космический корабль, подводная лодка, аквариум?

4. Что такое открытая и закрытая термодинамическая система, и как это понятие применить к экосистемам?

5. Какие признаки присущи естественным экосистемам?

6. Что такое биогеоценоз:

7. Приведите примеры биогеоценозов.

8. Что общего и в чем различие между биогеоценозом и экосистемой?

9. Какие функционально связанные части можно выделить в биогеоценозе?

10. Чем определяются границы биогеоценоза?

11. Чем определяется динамика экосистем?

12. Охарактеризуйте суточную и сезонную динамику экосистем.

13. Что такое сукцессия? Приведите примеры сукцессий.

14. Чем первичная сукцессия отличается от вторичной?

15. Что такое сукцессия антропогенная?

16. Дайте поределение агроэкосистемы, приведите примеры агроэкосистем.

17. В чем проявляются существенные различия между природными экосистемами и агроэкосистемами?

Глава 6. Биосфера