Kõik elusorganismid ei ela Maal üksteisest eraldatult, vaid moodustavad kooslusi. Kõik neis on omavahel seotud, nii elusorganisme kui ka sellist looduses tekkivat moodustist nimetatakse ökosüsteemiks, mis elab oma kindlate seaduspärasuste järgi ning millel on spetsiifilised jooned ja omadused, millega proovime lähemalt tutvust teha.

Ökosüsteemi mõiste

On olemas selline teadus nagu ökoloogia, mis uurib Kuid neid suhteid saab teostada ainult teatud ökosüsteemi raames ja need ei toimu spontaanselt ja kaootiliselt, vaid teatud seaduste järgi.

Ökosüsteeme on erinevat tüüpi, kuid kõik need on elusorganismide kogum, mis suhtleb üksteisega ja keskkonnaga ainete, energia ja teabe vahetamise kaudu. Seetõttu püsib ökosüsteem stabiilsena ja jätkusuutlikuna pika aja jooksul.

Ökosüsteemi klassifikatsioon

Vaatamata ökosüsteemide suurele mitmekesisusele on nad kõik avatud, ilma milleta oleks nende olemasolu võimatu. Ökosüsteemide tüübid on erinevad ja klassifikatsioon võib olla erinev. Kui me peame silmas päritolu, siis ökosüsteemid on järgmised:

1. loomulik või loomulik. Nendes toimub kogu suhtlus ilma inimese otsese osaluseta. Need omakorda jagunevad:

• Ökosüsteemid, mis sõltuvad täielikult päikeseenergiast.
• Süsteemid, mis saavad energiat nii päikeselt kui ka muudest allikatest.

2. Tehisökosüsteemid. Loodud inimkätega ja saab eksisteerida ainult tema osalusel. Need jagunevad ka:

• Agroökosüsteemid, st need, mis on seotud majanduslik tegevus inimene.
• Tehnoökosüsteemid tekivad seoses inimeste tööstustegevusega.
• linna ökosüsteemid.

Teine klassifikatsioon eristab järgmist tüüpi looduslikke ökosüsteeme:

1. Maapind:

• Vihmametsad.
• Kõrb rohtunud ja põõsaste taimestikuga.
• Savannah.
• Stepid.
• Heitlehine mets.
• Tundra.

2. Magevee ökosüsteemid:

• seisvad veehoidlad
• Voolavad veed (jõed, ojad).
• Sood.

3. Mere ökosüsteemid:

• Ookean.
• mandrilava.
• Kalapüügipiirkonnad.
• Jõgede suudmed, lahed.
• Süvaveelõhede tsoonid.

Olenemata klassifikatsioonist on näha ökosüsteemi liikide mitmekesisust, mida iseloomustab eluvormide kogum ja arvuline koostis.

Ökosüsteemi eristavad tunnused

Ökosüsteemi mõiste võib omistada nii looduslikele moodustistele kui ka inimese kunstlikult loodud. Kui me räägime looduslikest, siis iseloomustavad neid järgmised omadused:

• Igas ökosüsteemis on olulised elemendid elusorganismid ja abiootilised keskkonnategurid.
• Igas ökosüsteemis on suletud tsükkel alates orgaaniliste ainete tootmisest kuni nende lagunemiseni anorgaanilisteks komponentideks.
• Liikide koosmõju ökosüsteemides tagab stabiilsuse ja iseregulatsiooni.

Kogu ümbritsevat maailma esindavad erinevad ökosüsteemid, mis põhinevad kindla struktuuriga elusainel.

Ökosüsteemi biootiline struktuur

Isegi kui ökosüsteemid erinevad liigilise mitmekesisuse, elusorganismide arvukuse, nende eluvormide poolest, on biootiline struktuur neil siiski sama.

Igat tüüpi ökosüsteemid sisaldavad samu komponente, ilma nende olemasoluta on süsteemi toimimine lihtsalt võimatu.

1. Tootjad.
2. Teise järjekorra tarbijad.
3. Reduktorid.

Esimesse organismide rühma kuuluvad kõik taimed, mis on võimelised fotosünteesi protsessiks. Nad toodavad orgaanilist ainet. Sellesse rühma kuuluvad ka kemotroofid, mis moodustavad orgaanilisi ühendeid. Kuid ainult selleks ei kasuta nad päikeseenergiat, vaid keemiliste ühendite energiat.

Tarbijate hulka kuuluvad kõik organismid, kes vajavad oma keha ehitamiseks väljastpoolt pärit orgaanilist ainet. See hõlmab kõiki taimtoidulisi organisme, kiskjaid ja kõigesööjaid.

Lagundajad, mille hulka kuuluvad bakterid, seened, muudavad taimede ja loomade jäänused elusorganismidele sobivateks anorgaanilisteks ühenditeks.

Ökosüsteemide toimimine

Suurim bioloogiline süsteem on biosfäär, mis omakorda koosneb üksikutest komponentidest. Saate teha järgmise ahela: liik-populatsioon-ökosüsteem. Ökosüsteemi väikseim üksus on liik. Igas biogeocenoosis võib nende arv varieeruda mitmekümnest sadade ja tuhandeteni.

Olenemata isendite ja üksikute liikide arvust mis tahes ökosüsteemis, toimub pidev aine- ja energiavahetus mitte ainult omavahel, vaid ka keskkonnaga.

Kui me räägime energiavahetusest, siis on täiesti võimalik füüsikaseadusi rakendada. Termodünaamika esimene seadus ütleb, et energia ei kao jäljetult. See muutub ainult ühest liigist teise. Teise seaduse kohaselt saab suletud süsteemis energia ainult kasvada.

Kui ökosüsteemidele rakendada füüsikaseadusi, siis võime järeldada, et need toetavad nende elutähtsat tegevust tänu päikeseenergia olemasolule, mida organismid on võimelised mitte ainult kinni püüdma, vaid ka teisendama, kasutama ja seejärel keskkonda vabastama.

Energia kandub ühelt troofiliselt tasemelt teisele, ülekande käigus muundatakse üht tüüpi energiat teiseks. Osa sellest läheb muidugi soojuse näol kaotsi.

Ükskõik, mis tüüpi looduslikke ökosüsteeme eksisteerib, kehtivad sellised seadused absoluutselt kõigis.

Ökosüsteemi struktuur

Kui arvestada mis tahes ökosüsteemi, siis on selles kindlasti näha, et erinevaid kategooriaid, näiteks tootjaid, tarbijaid ja lagundajaid, esindab alati terve hulk liike. Loodus näeb ette, et kui mõne liigiga äkki midagi juhtub, siis ökosüsteem sellesse ei sure, selle saab alati edukalt asendada teisega. See seletab looduslike ökosüsteemide stabiilsust.

Suur liikide mitmekesisus ökosüsteemis, mitmekesisus tagab kõigi koosluses toimuvate protsesside stabiilsuse.

Lisaks on igal süsteemil oma seadused, millele kõik elusorganismid järgivad. Selle põhjal saab biogeocenoosis eristada mitmeid struktuure:

Mis tahes struktuur on tingimata olemas igas ökosüsteemis, kuid see võib oluliselt erineda. Näiteks kui võrrelda kõrbe ja vihmametsa biogeocenoosi, on erinevus palja silmaga nähtav.

kunstlikud ökosüsteemid

Sellised süsteemid on loodud inimese kätega. Hoolimata asjaolust, et neis, nagu ka looduslikes, on kõik biootilise struktuuri komponendid tingimata olemas, on siiski olulisi erinevusi. Nende hulgas on järgmised:

1. Agrotsenoosidele on iseloomulik halb liigiline koosseis. Seal kasvavad ainult need taimed, mida inimene kasvatab. Kuid loodus võtab omajagu ja alati võib näiteks nisupõlludel näha asumas rukkililli, karikakraid, erinevaid lülijalgseid. Mõnes süsteemis on isegi lindudel aega maapinnale pesa ehitada ja tibusid välja haududa.
2. Kui inimene selle ökosüsteemi eest ei hoolitse, ei pea kultuurtaimed oma metsikute sugulastega konkurentsi vastu.
3. Agrotsenoosid eksisteerivad ka tänu lisaenergiale, mida inimene toob näiteks väetisi andes.
4. Kuna taimede kasvatatud biomass eemaldatakse koos saagiga, on pinnas toitainetest tühi. Seetõttu on edasiseks eksisteerimiseks jällegi vajalik inimese sekkumine, kes peab järgmise saagi kasvatamiseks väetama.

Sellest võib järeldada, et tehisökosüsteemid ei kuulu jätkusuutlike ja isereguleeruvate süsteemide hulka. Kui inimene lõpetab nende eest hoolitsemise, ei jää ta ellu. Järk-järgult tõrjuvad looduslikud liigid kultuurtaimed välja ja agrotsenoos hävib.

Näiteks saab kodus kergesti luua kolme tüüpi organismidest koosneva tehisökosüsteemi. Kui paned akvaariumi, valad sinna vett, asetad paar elodea oksa ja asustad kaks kala, siin on sul kunstlik süsteem valmis. Isegi nii lihtne ei saa eksisteerida ilma inimese sekkumiseta.

Ökosüsteemide väärtus looduses

Globaalses plaanis on kõik elusorganismid jaotunud ökosüsteemide vahel, mistõttu on nende tähtsust raske alahinnata.

1. Kõik ökosüsteemid on omavahel seotud ainete ringluse kaudu, mis võivad migreeruda ühest süsteemist teise.
2. Tänu ökosüsteemide esinemisele looduses säilib bioloogiline mitmekesisus.
3. Kõik ressursid, mida loodusest ammutame, on meile antud ökosüsteemidest: puhas vesi, õhk,

Iga ökosüsteemi on väga lihtne hävitada, eriti arvestades inimese võimeid.

Ökosüsteemid ja inimene

Alates inimese ilmumisest on tema mõju loodusele iga aastaga suurenenud. Arenedes kujutles inimene end looduse kuningaks, hakkas kõhklemata hävitama taimi ja loomi, hävitama looduslikke ökosüsteeme, asudes seeläbi lõikama oksa, millel ta ise istub.

Sajandeid vanadesse ökosüsteemidesse sekkudes ja organismide eksisteerimise seadusi rikkudes on inimene viinud selleni, et kõik maailma ökoloogid karjuvad juba ühest suust, et maailm on tulnud.inimese sekkumine selle seadustesse. On aeg peatuda ja mõelda, et igasugused ökosüsteemid moodustusid sajandeid, ammu enne inimese ilmumist, ja eksisteerisid suurepäraselt ilma temata. Kas inimkond saab elada ilma looduseta? Vastus viitab iseenesest.

Eesmärk: tuvastada biosfääri erineva päritoluga ökosüsteemide struktuuri ja toimimise tunnused

Loengu kava

1. Võrdlevad omadused biosfääri ökosüsteemid päritolu järgi.
2. Looduslikud ja tehisökosüsteemid - nende homöostaatilise tasakaalu säilitamise probleemid.

Ökosüsteemide loomulik areng toimub aastatuhande mastaabis, praegu pärsib seda inimtegevusega seotud antropogeenne evolutsioon. Inimtekkelise evolutsiooni bioloogiline aeg ulatub aastakümnete ja sajanditeni.

Ökosüsteemide inimtekkeline areng jaguneb 2 suurde klassi (vastavalt protsesside tüübile): eesmärgipärane ja spontaanne. Esimesel juhul moodustab inimene uut tüüpi tehisökosüsteeme. Selle evolutsiooni tulemuseks on kõik agroökosüsteemid, linnad, maastikuaiaansamblid, pruunvetika mereaiad, austrifarmid jne. “Planeeritud” evolutsioonile lisanduvad aga alati “planeerimata” protsessid – agrotsenoosidesse tuuakse spontaanseid liike, näiteks umbrohtude taimeliike ja fütofaagilisi putukaid. Inimene püüab selliseid "planeerimata" protsesse alla suruda, kuid see osutub peaaegu võimatuks.

Ökosüsteemide spontaanne inimtekkeline evolutsioon mängib suuremat rolli kui sihikindel. See on mitmekesisem ja reeglina regressiivse iseloomuga: see viib bioloogilise mitmekesisuse ja mõnikord ka tootlikkuse vähenemiseni.

Spontaanse inimtekkelise evolutsiooni aluseks on liikide ilmumine ökosüsteemidesse, mida inimesed tahtmatult (harva tahtlikult) toovad sisse teistelt aladelt. Selle protsessi ulatus on nii suur, et see omandas inimese mõjul biosfääri "suure rände" ja "homogeniseerimise" iseloomu. Võõrliike nimetatakse juhuslikeks ja juhuslike liikide ökosüsteemidesse sissetoomise (invasiooni) protsessi nimetatakse adventiviseerimiseks.

Juhuslike liikide leviku põhjuseks on ökosüsteemide iseregulatsiooni protsesside antropogeensed häired antagonistlike liikide puudumisel, nagu Põhja-Ameerika viigikakkus Austraalias ja Amazonase vesihüatsindis Aafrikas ja Aasias, või vastupidi. , kui ilmneb patogeeniliik, mille vastu on saanud peremees kohalik liik, puudub puutumatus, nagu näiteks Castanea dentata surma ja Aafrika savannide kahjustamise lugudes lehmahaiguse viiruse poolt.

"Ökoloogilised plahvatused" põhjustavad võtmetähtsusega liikide sissetoomist. Sagedamini selliseid “plahvatusi” üldse ei toimu, kuna juhuslik liik ei tõrju üldse kooslusest välja või kui tõrjub välja, siis võtab ümberasustatud liigi funktsionaalse rolli.

Inimtekkelise evolutsiooni käigus võivad suureneda ka mõned kohaliku taimestiku ja loomastiku liigid, mis osutusid eelnevalt kohanenud kasvavate inimtekkeliste koormuste režiimiga. Varem seostati neid kohalike looduslike häiringute kohtadega – mägimudavoolud, urud, ökosüsteemide tallatud alad jootmiskohtade läheduses, suurte fütofaagide, nagu piisonid või piisonid, kõrkjad jne.

Lisaks on ökosüsteemide antropogeense evolutsiooni tulemused järgmised:

ü liikide hävitamine või nende geneetilise mitmekesisuse vähendamine (punaste raamatute lehekülgede arv kõigis riikides suureneb aasta-aastalt);

ü looduslike vööndite piiride nihkumine - kõrbestumise protsessi areng stepivööndis, metsade nihkumine rohttaimestiku poolt nende leviku lõunapiiri lähedal;

ü uute, inimmõjudele vastupidavate ökosüsteemide tekkimine (näiteks ammendunud liigirikkusega allasurutud karjamaade ökosüsteemid);

ü uute koosluste moodustumine inimtekkeliste substraatidega nende loodusliku kinnikasvamise või taastumise käigus.

Antropogeense evolutsiooni aluseks on tänapäeval aga loomulikult võõrliikide levikuprotsess.

Looduslike ja tehisökosüsteemide võrdlus.Ökosüsteemi peamised näitajad on liigiline mitmekesisus (sellesse kuuluvate liikide arv), asustustihedus (antud liigi isendite arv pindala- või mahuühiku kohta), biomass (kõikide ökosüsteemis elavate elusorganismide kogumass). ), tootlikkus (ökosüsteemi toodetud orgaaniliste ainete mass ajaühikus); peamised omadused on stabiilsus (ökosüsteemide võime säilitada välistegurite mõjul oma struktuuri ja funktsionaalseid omadusi), stabiilsus (ökosüsteemi võime naasta algsesse olekusse või selle lähedale pärast kokkupuudet teguritega, mis seda esile toovad. tasakaalust).

Looduslikes ökosüsteemides on suurem liigiline mitmekesisus kui inimtekkelistes ökosüsteemides. Seetõttu on viimased äärmiselt ebastabiilsed ega saa ilma pideva inimese sekkumiseta pikka aega eksisteerida.

Looduslikud ökosüsteemid "töötavad ilma inimese murede ja kuludeta, et säilitada nende elujõulisus ja areng. Kunstlikud ökosüsteemid töötavad üsna erinevalt. Nad ei kasuta mitte ainult Päikese energiat, vaid ka selle toetusi inimese tarnitava kütuse kujul. Lisaks muudab inimene peaaegu täielikult looduslikku ökosüsteemi, mis väljendub ennekõike selle lihtsustamises, s.t. liikide mitmekesisuse vähendamine kuni väga lihtsustatud monokultuurisüsteemini.

Looduslike ja lihtsustatud ökosüsteemide võrdlus (Milleri, 1993 järgi)

Looduslik ökosüsteem (raba, heinamaa, mets)	Antropogeenne ökosüsteem (põld, taim, maja)
Võtab vastu, muundab, kogub päikeseenergiat	Tarbib energiat fossiil- ja tuumakütustest
Toodab hapnikku ja tarbib süsihappegaasi	Tarbib hapnikku ja tekitab fossiilkütuste põletamisel süsinikdioksiidi
Moodustab viljaka pinnase	Kurnab või kujutab endast ohtu viljakatele muldadele
Koguneb, puhastab ja kulutab järk-järgult vett	Kasutab palju vett, saastab seda
Loob elupaiku erinevat tüüpi metsloomadele	Hävitab paljude metsloomade liikide elupaiku
Filtreerib ja desinfitseerib saasteained ja jäätmed tasuta	Toodab saasteaineid ja jäätmeid, mis tuleb avalikkuse kulul puhastada
Omab enesealalhoiu ja -tervendamise võimet	Nõuab suuri kulutusi pidevaks hoolduseks ja taastamiseks

Vaatleme üksikasjalikumalt selliseid tehisökosüsteeme nagu põllumajandus ja linnad.

Linnad on väga spetsiifilised inimese looming, millega kohanemine on seotud inimeste tervise ja heaoluga kaasnevate märkimisväärsete kuludega. Vaevalt saab neid tavamõistes ökosüsteemideks nimetada. Neil puuduvad ökosüsteemide põhiomadused: eneseregulatsioonivõime (homöostaas) ja ainete ringlemine. Siin praktiliselt puudub tootjate seos ja lagundajate tegevus on märgatavalt alla surutud. Linna olemasolu on mõeldamatu ilma pideva energiainvesteeringuta. Mõnel juhul toob inimene seda fotosünteesi protsessis võrdsel alal kaasa rohkem, kui isegi kõige produktiivsemad ökosüsteemid seovad. Viimane väärtus on ligi 1% Maale jõudvast päikeseenergiast. Energeetikainvesteeringute lõppedes järgib linna areng primaarse või sekundaarse järelkasvu mustreid.

Linnades avaldub tehnogeensetele moodustistele iseloomulik suletud ainete tsüklite asendamine otsevooluliinidega kõige täielikumalt jäätmete ja saaste kogunemise tulemusena. Linnad hoiavad selles osas kindlalt peopesast.

Linnasüsteem (urbosüsteem, linnaökosüsteem) on "ebastabiilne looduslik ja inimtekkeline süsteem, mis koosneb arhitektuuri- ja ehitusobjektidest ning järsult häiritud looduslikest ökosüsteemidest" (Reimers, 1990).

Linna arenedes eristuvad üha enam selle funktsionaalsed tsoonid - need on tööstus-, elamu- ja metsaparkide tsoonid.

tööstuspiirkonnad- Need on erinevate tööstusharude tööstusrajatiste koondumispiirkonnad. Need on peamised saasteallikad keskkond.

elurajoonid- need on elamute, administratiivhoonete, kultuuri-, haridusobjektide jms koondumise territooriumid.

metsapark- see on linna ümbritsev roheline tsoon, mida on kasvatanud inimene, s.t. kohandatud massiliseks puhkuseks, spordiks, meelelahutuseks. Selle lõigud on võimalikud ka linnas sees, kuid tavaliselt on linnas linnapargid - puuistandused, mis hõivavad üsna suuri territooriume ja teenindavad ka kodanikke puhkuseks. Erinevalt loodusmetsadest ja isegi metsaparkidest ei ole linnapargid jms väiksemad istutused linnas (väljakud, puiesteed) isekandvad ja isereguleeruvad süsteemid.

Metsaparkides ja -parkides kasvavate taimede peamine tähendus ei ole orgaanilise aine tootmine, vaid atmosfääri gaasilise koostise reguleerimine. Taimedel on oluline esteetiline ja dekoratiivne väärtus. Muruplatsidel, väljakutel võib sageli leida umbrohtu. Nende hulgas on valge marli, tagasi visatud amarant, karjase rahakott, sitke peenrakõrs, harilik koirohi, põldohi, kollane emise ohakas, rohelised ja hallid harjased, roomav diivanirohi. Venemaa stepivööndi lõunapoolsetes linnades on ilmunud agressiivne umbrohi ambroosia.

Linna loomad on esindatud tavalised liigid looduslikud ökosüsteemid. Näiteks elutsevad parkides mitmesugused linnuliigid - vindid, lindud, ööbikud jt, imetajad - oravad, hiired. Veehoidlates võib kohata metsparte, hanesid, luiki.

Eriline linnaloomade rühm on inimeste kaaslased. Nende hulgas on linnud (tuvid, varblased, varesed, pääsukesed, kuldnokad jne), närilised (rotid, hiired), putukad (lutikad, ööliblikad, kärbsed, prussakad jne). Paljud loomad on linna korrapidajad, kes söövad prügi (nokad, varesed, varblased). Koduloomad (kassid, koerad), dekoratiivloomad (tuvid, papagoid, hamstrid, akvaariumi kalad) on linna ökosüsteemides laialt levinud.

Venemaa linnade haljasalade kogupindala moodustab 25% kogu linnamaast ja ühiseks kasutamiseks mõeldud istandused on umbes 2%.

Metsaparkide vööndit, linnaparke ja muid inimeste puhkamiseks eraldatud ja kohandatud territooriumi alasid nimetatakse nn. puhkealad.

Linnastumise protsesside süvenemine toob kaasa linna infrastruktuuri keerukuse. Märkimisväärse koha hõivavad transpordi- ja transpordirajatised (maanteed, bensiinijaamad, garaažid, teenindusjaamad, raudteed koos nende keeruka infrastruktuuriga, sealhulgas maa-alune - metroo; teeninduskompleksiga lennuväljad jne). Transpordisüsteemid läbivad kõik linna funktsionaalsed piirkonnad ja avaldavad mõju kogu linnakeskkonnale.

Inimkeskkond nendes tingimustes on see abiootiliste ja sotsiaalsete keskkondade kogum, mis ühiselt ja otseselt mõjutavad inimesi ja nende majandust. Samas võib selle N. Reimersi (1990) järgi jagada looduskeskkonnaks endaks ja inimese poolt muudetud looduskeskkonnaks (antropogeensed maastikud kuni inimeste tehiskeskkonnani - hooned, asfaltteed, tehisvalgustus jne. ., st tehiskeskkonda). Üldiselt linnakeskkond asulad linnatüüp on osa tehnosfäär, st. biosfäär, mille inimene on radikaalselt muutnud tehnilisteks ja tehnilisteks objektideks.

Linnapiirkondades saab eristada süsteemide rühma, mis peegeldab hoonete ja rajatiste koostoimete keerukust keskkonnaga, mida nimetatakse looduslikeks ja tehnosüsteemideks. Need on tihedalt seotud inimtekkeliste maastikega, oma geoloogilise ehituse ja reljeefiga.

Linnasüsteemide keskkond, nii selle geograafiline kui ka geoloogiline osa, on kõige tugevamalt muutunud ja tegelikult muutunud kunstlikuks, siin on probleeme ringlusse, keskkonna saastamise ja puhastamisega seotud loodusvarade kasutamise ja taaskasutamisega, siin majandus- ja tootmistsüklid on üha enam eraldatud looduslikust ainevahetusest ja energiavoogudest looduslikes ökosüsteemides. Ja lõpuks, just siin on kõige suurem asustustihedus ja tehiskeskkond, mis ei ohusta mitte ainult inimeste tervist, vaid ka kogu inimkonna ellujäämist. Inimeste tervis on selle keskkonna kvaliteedi näitaja. Kuid suurenenud keskkonnareostus ja muud kahjulikud tegurid põhjustavad närvivapustuste, stressi ja muude haiguste suuremat tõenäosust. On tõendeid selle kohta, et linnades on haigestumus keskmiselt 2 korda kõrgem kui maapiirkondades.

Suurenenud haigestumuse põhjuseks linnades on ka inimeste väga lühike kohanemisperiood oma spetsiifiliste tingimustega. Umbes 200 aastat tagasi hakkas inimene linnakeskkonnaga kohanema. Linnade praeguse kasvutempo juures on inimesed sunnitud kohanema linnatingimustega kogu ühe põlvkonna eluea jooksul. Märkimisväärsed kohanemisraskused tekivad monotoonse monotoonse arhitektuuriga uusehitiste piirkondades. Seda nähtust on nimetatud “uute linnade kurbuseks”, mis kannab endas paljuski nostalgiale omaseid tunnetele iseloomulikke jooni. Lisaks ruumi monotoonsusele on kurbus inimeste lahknevuse, nende tavapärasest sotsiaalpsühholoogilisest keskkonnast võõrandumise tagajärg.

Linna ökosüsteemide keskkonnasäästliku majandamise ülesanded on puhtalt tehnoloogilised, seotud tööstusettevõtete tootmistehnoloogiate täiustamisega, kommunaalteenuste ja transpordi rohestamisega.

Parendades tootmist ja sõidukeid ning arendades linna ühistranspordisüsteemi (viimane on eriti oluline, kuna autod põhjustavad 50–90% linnaõhu saastatusest), paraneb linnaatmosfääri ja vee kvaliteet.

Tehnoloogiliselt lahendatakse linnade energiatarbimise vähendamise ülesandeid ka energiatootmispaigaldiste hajutamine (süsinikenergia kandjatest, päikesekollektoritest jne), selle säästlikum kasutamine kommunaalmajanduses (hõõglampide asendamine külmhõõglampiga, termiline). seinte soojustamine, ökonoomse kodumasinate kasutamine jne) ja tööstusettevõtted. Samamoodi on insenertehnilisteks küsimusteks vee tarbimine ja sellest tulenevalt saastunud heitvee puhastamine, tahkete olmejäätmete koguse vähendamine, ladustamine ja töötlemine.

Iga linlase kohta “töötab” 1-3 hektarit põllumaad (sh 0,5 hektarit põllumaad). Sellest tulenevalt on ökoloogiliseks ülesandeks toiduainete säästlik kasutamine ja nende riknemise vältimine.

Kui inimene ei suuda linnakeskkonda tasakaalustatuks muuta, siis peab ta tegema kõik endast oleneva, et piirata kahjulik mõju linnade looduslikesse ja põllumajanduslikesse ökosüsteemidesse.

Ideaalne variant linna ökosüsteemide jaoks on ökolinnad - väikesed (elanikkonnaga 50-100 tuhat inimest) rohelised linnad. Rahvastiku kasv muudab aga inimeste võimalused ökolinna elama asuda väga piiratuks (sisuliselt on "ökolinn" igas eeslinnas suur linn kus suvilates elab ühiskonna jõukaim osa). Ökoloogia ülesanne on hallata suurte linnade ökosüsteeme (sh Tokyo või New Yorgi mastaabis megalinnad, mille rahvaarv ületab 10 miljonit inimest), et kodanike elu neis oleks soodsam, peatada valglinnastumise protsess. ning vähendada õhu- ja veereostust ning pinnast.

Linnad peavad jääma oma olemasolevatesse piiridesse ja kasvama esmalt ülespoole, tehes ruumi haljasaladele, mis on kõige tõhusam ja mitmekülgsem vahend linnakeskkonna parandamiseks. Rohealad parandavad mikrokliimat, vähendavad atmosfääri keemilist saastumist, vähendavad füüsilise saastatuse (peamiselt müra) taset ja avaldavad soodsat mõju psühholoogiline seisund linnarahvas. Keskkonnanormide järgi peaks ühel kodanikul olema linnas 50 m 2 ja äärelinna metsades 300 m 2 haljasala.

Ühiskonna arenguprotsessis muutub inimese mõju olemus ja ulatus loodusele. Koos tulekuga lahendatud Põllumajandus neoliitikumi alguses suureneb inimese mõju biosfäärile võrreldes rändmajandusega kordades. Inimese arendatud aladel algab kiire rahvastiku kasv. Arendatakse kultiveeritud põllukultuuride maa harimise tehnikaid ja meetodeid ning täiustatakse kariloomade pidamise tehnoloogiat. Varasemaid muutusi nimetatakse teiseks tehniliseks revolutsiooniks. Põllumajanduse arenguga kaasnes paljudel juhtudel algse taimkatte täielik hävitamine suurtel aladel, tehes ruumi vähesele hulgale inimese valitud, toiduks kõige sobivamatele taimeliikidele. Seda tüüpi taimi hakati järk-järgult kasvatama ja korraldati nende pidev kasvatamine.

Põllumajanduskultuuride levikul on olnud tohutu, sageli katastroofiline mõju maismaaökosüsteemidele. Metsade hävitamine suurtel aladel, maade ebaratsionaalne kasutamine parasvöötmes ja troopilistes vööndites on siin ajalooliselt välja kujunenud ökosüsteemid pöördumatult hävitanud. Looduslike biotsenooside asemel tekkisid ökosüsteemid, maastikud, agrosfäär, agroökosüsteemid, agrotsenoosid, põllumajandusmaastikud jne.

Agrosfäär- globaalne süsteem, mis ühendab kogu Maa territooriumi, mis on muutunud inimtegevuse tõttu põllumajanduses.

Agroökosüsteemid- inimese poolt põllumajandusliku tootmise käigus muudetud ökosüsteemid. Need on põllumajanduslikud põllud, juurviljaaiad, viljapuuaiad, viinamarjaistandused, varjualused jne. Agroökosüsteemid on agroökosüsteemide aluseks.

Agrotsenoosid- biotsenoosid põllumajandussaaduste saamise eesmärgil loodud põllumajandusmaadel, inimeste korrapäraselt toetatud biotseenikooslustel, millel on madal ökoloogiline usaldusväärsus, kuid kõrge tootlikkus (saak) ühe või mitme valitud taime- või loomaliigi (sordi, tõu) puhul.

põllumajandusmaastik- maastiku põllumajandusliku ümberkujundamise tulemusena tekkinud ökosüsteem (stepp, taiga jne).

Agroökosüsteemid enne 20. sajandi algust. M. S. Sokolovi jt (1994) hinnangul olid siiski üsna mitmekesised: põlismaad, metsad, mitmekesise asustatud majanduse piiratud alad iseloomustasid elupaikade mõningast muutust. Agroökosüsteemidel olid oma esmatootjad (metsikud taimed), keda inimesed toitsid otseselt või kaudselt ulukite, koduloomade kaudu. Esmased autotroofsed tootjad varustasid inimesi taimsete kiudude ja puiduga. Inimene oli selle ökosüsteemi peamine tarbija, mis sisaldas ka märkimisväärsel hulgal suure kogumassiga mets- ja koduloomi. Kõik inimese tarbitud tooted muudeti jäätmeteks (jäätmeteks), hävitati ja lagundajad või lagundajad töötlesid lihtsateks aineteks (nitraadid, fosfaadid, muud mineraalsed ühendid), mida taas kasutasid autotroofid fotosünteesi protsessis.

Siin viidi läbi täielikult maade ja vete isepuhastus ning ainete ring ökosüsteemis ei olnud häiritud. Inimese poolt toitumise ajal ainevahetusprotsessis keemilise energia kujul saadud päikeseenergia sissevool (umbes 4000 kcal päevas inimese kohta) oli ligikaudu sama palju energiat, mida inimene kasutas soojuse kujul (küttepuude põletamine). ) ja mehaaniline (tõmbejõud). ) energia.

Seega oli agraartsivilisatsiooni kujunemise ajal inimese ökosüsteemil kõrge tase homöostaas. Hoolimata ökosüsteemide inimtegevusest tingitud muutumisest või asendumisest sobitus inimtegevus biogeokeemilisse tsüklisse ega muutnud energiavoogu biosfääri.

Põllumajandusliku tootmise mõjul toimuvad pöördumatud globaalsed muutused Maa biosfääris on 20. sajandil hüppeliselt suurenenud. 20. sajandi 70-90. intensiivsete tehnoloogiate (monokultuur, kõrge tootlikkusega, kuid kaitsmata sordid, agrokemikaalid) kasutuselevõtuga kaasnes vee- ja tuuleerosioon, sekundaarne sooldumine, mulla väsimine, mulla degradeerumine, edafooni ja mesofauna ammendumine, metsakatte vähenemine, kündmise suurenemine, jne.

Agroökosüsteemide energiatarbimine, toimimine ja bioproduktiivsus

Arenevas globaalses põllumajanduses erinevad mitut tüüpi agroökosüsteemid inimeste poolt saadava ja kasutatava energia hulga ja selle allika poolest.

Looduslikele ökosüsteemidele lähedased agroökosüsteemid. Koos päikeseenergiaga kasutatakse täiendavaid allikaid, inimese loodud. Nende hulka kuuluvad põllumajandus- ja veemajandussüsteemid, mis toodavad toitu ja toorainet. Täiendavad energiaallikad on fossiilsed kütused, inimeste ja loomade metaboolne energia (keskmine energia juurdevool on 2 kcal/cm 2 * aastas).

Intensiivset tüüpi agroökosüsteemid. tarbimisega seotud suured hulgad naftasaadused ja agrokemikaalid. Need on produktiivsemad võrreldes eelmise ökosüsteemiga, mida iseloomustab kõrge energiaintensiivsus (energia sissevool keskmiselt 20 kcal/cm 2 * aastas).

Looduslike ökosüsteemide ja agroökosüsteemide toimimise peamised eripärad:

1. Valiku erinev suund. Looduslikke ökosüsteeme iseloomustab looduslik valik, mis viib nende põhiomaduseni - stabiilsuseni, jättes kõrvale ebastabiilsed, elujõulised organismide vormid nende kooslustes.

Agroökosüsteeme loob ja hoiab ülal inimene. Peamine valiku suund on siin kunstlik, mis on suunatud põllukultuuride saagikuse suurendamisele. Sageli ei ole sordi saagikus seotud selle vastupidavusega keskkonnateguritele, kahjulikele organismidele.

2. Fütotsenoosi ökoloogilise koostise mitmekesisus tagab produktsioonikoostise stabiilsuse looduslikus ökosüsteemis erinevate aastate ilmastikutingimuste kõikumisel. Mõne taimeliigi mahasurumine toob kaasa teiste tootlikkuse tõusu. Selle tulemusena säilib fütotsenoosil ja ökosüsteemil tervikuna võimalus luua erinevatel aastatel teatud toodangu tase.

Põllukultuuride agrotsenoos on monodominantne kooslus, kuid sageli ka üksiksort. Kõigil agrotsenoositaimedel kajastub ebasoodsate tegurite mõju ühtemoodi. Põhikultuuri kasvu ja arengu pärssimist ei saa kompenseerida teiste taimeliikide suurenenud kasvuga. Ja selle tulemusena on agrotsenoosi tootlikkuse stabiilsus madalam kui looduslikes ökosüsteemides.

3. Erineva fenoloogilise rütmiga taimede liigilise koostise olemasolu võimaldab fütotsenoosil kui terviklikul süsteemil tootmisprotsessi läbi viia pidevalt kogu kasvuperioodi vältel, kulutades täielikult ja säästlikult soojuse, niiskuse ja toitainete ressursse. .

Agrotsenooside kultuurtaimede kasvuperiood on kasvuperioodist lühem. Erinevalt looduslikest fütotsenoosidest, kus erineva bioloogilise rütmiga liigid saavutavad oma maksimaalse biomassi erinevatel kasvuperioodi aegadel, on agrotsenoosi korral taimede kasv samaaegne ja arenguetappide järjestus on tavaliselt sünkroniseeritud. Seega on agrotsenoosis fütokomponendi koostoime teiste komponentidega (näiteks pinnasega) palju lühem, mis loomulikult mõjutab ainevahetusprotsesside intensiivsust kogu süsteemis.

Taimede ühtlane areng looduslikus (looduslikus) ökosüsteemis ja nende arengu samaaegsus agrotsenoosis toovad kaasa erineva tootmisprotsessi rütmi. Tootmisprotsessi rütm, näiteks looduslikes rohumaade ökosüsteemides, määrab hävimisprotsesside rütmi või määrab taimejääkide mineraliseerumise kiiruse ning selle maksimaalse ja minimaalse intensiivsuse aja. Agrotsenooside hävimisprotsesside rütm sõltub palju vähemal määral tootmisprotsessi rütmist, kuna maismaa taimejäägid satuvad mulda ja lühikeseks ajaks mulda, reeglina lõpus. suvel ja varasügisel ning nende mineraliseerimine toimub peamiselt järgmisel aastal.

4. Looduslike ökosüsteemide ja agroökosüsteemide oluline erinevus seisneb ainete ringluse kompenseerimises ökosüsteemis. Ainete (keemiliste elementide) tsüklid looduslikes ökosüsteemides toimuvad suletud tsüklitena või on kompensatsioonilähedased: aine saabumine tsüklisse teatud perioodiks võrdub keskmiselt aine väljumisega tsüklist ja järelikult on tsükli jooksul aine sissevool igasse plokki ligikaudu võrdne aine väljumisega sellest.

Inimtekkelised vastasmõjud rikuvad ainete ringluse suletud olemust ökosüsteemides.

Osa agrotsenoosides sisalduvast ainest eemaldatakse ökosüsteemist pöördumatult. Üksikute elementide suure väetise andmise korral võib täheldada nähtust, kus mullast toiteelementide sisenemine taimedesse on väiksem kui lagunevatest taimejääkidest ja väetistest saadav toitaineid mulda. Agrotsenoosides sisalduvate majanduslikult kasulike toodetega võõrdub 50–60% orgaanilisest ainest selle toodetesse kogunenud kogusest.

5. Looduslikud ökosüsteemid on nii-öelda autoregulatsioonisüsteemid ja agrotsenoosid on inimese kontrolli all. Agrotsenoosis inimene muudab või kontrollib oma eesmärgi saavutamiseks suurel määral looduslike tegurite mõju, annab eeliseid kasvus ja arengus, peamiselt toitu tootvatele komponentidele. Peamine ülesanne selles osas on leida tingimused tootlikkuse suurendamiseks, minimeerides samal ajal energia- ja materjalikulusid, suurendades mulla viljakust. Selle probleemi lahendus seisneb loodusvarade võimalikult täielikus kasutamises agrofütocenooside poolt ja keemiliste elementide kompenseeritud tsüklite loomises agrotsenoosides. Ressursikasutuse täielikkuse määravad ära sordi geneetilised omadused, kasvuperioodi kestus, komponentide heterogeensus ühiskultuurides, külvikihilisus jne.

Looduslike ökosüsteemide ja agroökosüsteemide võrdlusomadused

looduslikud ökosüsteemid	Agroökosüsteemid
Biosfääri esmased looduslikud elementaarüksused, mis on tekkinud evolutsiooni käigus	Biosfääri sekundaarsed inimese poolt muudetud kunstlikud elementaarüksused
Komplekssed süsteemid märkimisväärse hulga looma- ja taimeliikidega, kus domineerivad mitme liigi populatsioonid. Neid iseloomustab stabiilne dünaamiline tasakaal, mis saavutatakse iseregulatsiooniga.	Lihtsustatud süsteemid kus domineerivad ühe taime- või loomaliigi populatsioonid. Need on stabiilsed ja neid iseloomustab nende biomassi struktuuri varieeruvus.
Tootlikkuse määravad ainete ringis osalevate organismide kohanemisomadused	Tootlikkuse määrab majandustegevuse tase ning see sõltub majanduslikest ja tehnilistest võimalustest
Esmatoodangut kasutavad loomad ja see osaleb ainete ringis. "tarbimine" toimub peaaegu samaaegselt "tootmisega"	Saaki koristatakse inimeste vajaduste rahuldamiseks ja kariloomade toitmiseks. Elusaine koguneb mõnda aega, ilma et seda tarbitaks. Kõrgeim tootlikkus areneb vaid lühikest aega

Järelikult saab agroökosüsteemide seisundi rangeimat kontrolli, mis nõuab olulisi energiakulusid, teostada ainult suletud ruumis. Sellesse kategooriasse kuuluvad poolavatud süsteemid, millel on väga piiratud suhtluskanalid väliskeskkonnaga (kasvuhooned, loomakasvatuskompleksid), kus reguleeritakse ja suures osas kontrollitakse temperatuuri, kiirgust ning mineraalsete ja orgaaniliste ainete ringlust. Need on hallatavad agroökosüsteemid. Kõik muud agroökosüsteemid on avatud. Inimliku poole pealt on kontrolli tõhusus seda suurem, mida lihtsamad need on.

Poolavatud ja avatud süsteemides taanduvad inimeste jõupingutused organismide kasvuks optimaalsete tingimuste loomisele ja nende koostise rangele bioloogilisele kontrollile. Sellest lähtuvalt tekivad järgmised praktilised probleemid:

ü esiteks võimalusel soovimatute liikide täielik likvideerimine;

ü teiseks kõrge potentsiaalse tootlikkusega genotüüpide valik.

Üldiselt seob ainete ringlus erinevaid agroökosüsteeme asustavaid liike.

Biosfääris on ka paljud biogeense päritoluga ringlevad ained energiakandjateks. Fotosünteesi protsessis olevad taimed muudavad Päikese kiirgusenergia orgaaniliste ainete keemiliste sidemete energiaks ja akumuleerivad selle süsivesikute - potentsiaalsete energiakandjate - kujul. See energia sisaldub toitumistsüklis taimedelt fütofaagideni kõrgema järgu tarbijateni. Seotud energia hulk troofilises ahelas liikudes väheneb pidevalt, kuna märkimisväärne osa sellest kulub tarbijate elutähtsate funktsioonide säilitamiseks. Energiajalgrattasõit säilitab ökosüsteemis mitmesuguseid eluvorme ja hoiab süsteemi stabiilsena.

M.S.Sokolovi jt (1994) andmetel on taimede fotosünteesienergia tarbimine agroökosüsteemis Kesk-Venemaa rohumaade näitel järgmine:

ü umbes 1/6 taimede kasutatavast energiast kulub hingamisele;

ü Taimtoiduliste loomade kehasse siseneb umbes 1/4 energiast. Samas on 50% sellest loomade väljaheidetes ja surnukehades;

ü Üldjuhul koos surnud taimede ja fütofaagidega sisaldub umbes 3/4 algselt neelduvast energiast surnud orgaanilises aines ja veidi üle 1/4 jääb hingamise käigus ökosüsteemist soojuse näol välja.

Pange tähele, et energiavoog agroökosüsteemi toiduahelas järgib ökosüsteemide energia muundamise seadust ehk nn Lindemanni seadust ehk 10% seadust. Lindemanni seaduse kohaselt kandub kõrgemal troofilisel tasemel asuvatele organismidele üle vaid osa teatud agrotsenoosi troofilisel tasemel (biotsenoosist) saadud energiast.

Energia ülekandmine ühelt tasandilt teisele toimub väga madala efektiivsusega. See seletab toiduahela lülide piiratud arvu, sõltumata ühest või teisest agrotsenoosist.

Konkreetses looduslikus ökosüsteemis toodetud energia hulk on üsna stabiilne väärtus. Tänu ökosüsteemi võimele toota biomassi saab inimene endale vajaliku toidu ja palju tehnilisi ressursse. Arvuliselt kasvava inimkonna toiduga varustamise probleem on peamiselt agroökosüsteemide (põllumajanduse) tootlikkuse tõstmise probleem.

Inimese mõju ökoloogilistele süsteemidele, mis on seotud nende hävitamise või saastamisega, põhjustab otseselt energia ja aine voolu katkemist ning seega ka tootlikkuse vähenemist. Seetõttu on esimene inimkonna ees seisev ülesanne ennetada agroökosüsteemide tootlikkuse langust ja pärast selle lahendamist saab lahendada ka teise. kõige tähtsam ülesanne– tootlikkuse tõus.

Kahekümnenda sajandi 90ndatel. planeedi haritavate maade aastane esmane tootlikkus oli 8,7 miljardit tonni ja energiavaru 14,7 * 10 16 kJ.

Organismide seos agroökosüsteemides

Agroökosüsteemide komponendid on põllumaad, kus kasvatatakse teravilja, reakultuure, sööda- ja tööstuskultuure, samuti niidud ja karjamaad.

Agrobiotsenoosi peamised elemendid põllumajanduslikes ökosüsteemides on (M.V. Markovi, 1972 järgi):

1. Inimese külvatud või istutatud kultuurtaimed.

2. Lisaks ja mõnikord ka inimese tahte vastaselt agrobiotsenoosi tunginud umbrohi.

3. Kultuur- ja umbrohutaimede risosfääride mikroorganismid.

4. Kaunviljade juurtel asuvad mügarbakterid, mis seovad õhus olevat vaba lämmastikku.

5. Mükoriisa seened kõrgemate taimede juurtel.

6. Mullas vabalt elavad bakterid, seened, aktinomütseedid, vetikad.

7. Mullas ja taimedel elavad selgrootud.

8. Mullas ja põllukultuurides elavad selgroogsed (närilised, linnud jne).

Agroökosüsteemil on bioloogiline produktiivsus või bioloogiline võimekus.

Üksikute liikide populatsioonide suurus kõigub abiootiliste ja biootiliste tegurite pidevate muutuste tõttu. Liigi asustustihedust mõjutavad tegurid hõlmavad liikidevahelist konkurentsi toidu ja ruumi pärast. Liikidevaheline konkurents tekib peamiselt siis, kui erinevatel liikidel on keskkonnatingimustele samad või lähedased nõuded. Elatusvahendite nappuse tõttu tiheneb konkurents. Tavaliselt rahvastiku tihedus erinevad rühmad organismid agroökosüsteemis hoitakse optimaalsel tasemel. Agrofütotsenoosi korral avaldub asustustiheduse reguleerimine taimede liigisisese konkurentsina ja selle tulemusena kujuneb nende suhteline optimaalne tihedus okupeeritud territooriumil. Näiteks ristikutaimede arv 1 m 2 kohta on kattevilja koristamise ajaks 400/m 2 . Järgmisel aastal võib see kasvuperioodi alguseks langeda 150-200 tk/m 2-ni, mis loob kõige soodsamad tingimused saagi kujunemiseks. Taimkatte tiheduse reguleerimine toimub ka selliste tegurite mõjul nagu lehepinna tihedus, mis väljendub assimileeriva pinna indeksi kaudu. Konkurentsi süvendab lehe pinna suur tihedus. Kuna kõik taimed ei saa piisavalt valgust, surutakse nõrgemad alla. Järelikult täheldatakse sama liigi isendite vahel liigisisest konkurentsi. Liigi populatsiooni suurust piirab tema eluks vajalike keskkonnaressursside suurus.

Taimede liikidevaheline konkurents ei too kaasa vähem konkurentsivõimelise liigi täielikku väljatõrjumist. Kultuur- ja umbrohutaimede vahelise võitlusena avaldub liikidevaheline konkurents avatud agroökosüsteemis. Niitudel ja karjamaadel valitseb selline võistlusvorm. Siinseid taimekooslusi iseloomustavad sellele territooriumile iseloomulikud tunnusjooned. Agrofütocenoosiga kultuurtaimede põllukultuurid on rohusööjate ja fütofaagiliste putukate ainus toitumisallikas. Taimede kasvuks soodsatel perioodidel võivad tootjate populatsioonid järsult ja kiiresti suureneda. Taimtoiduliste ja fütofaagiliste putukate massiline paljunemine põhjustab tavaliselt põllukultuuridele suurt kahju. Taimtoiduliste loomade, fütofaagiliste putukate arvukuse loomulik reguleerimine ja nende populatsioonide majanduslikult kahjutu läve viimine looduslike kiskjate kasutamisega on keeruline ja mitte alati häid tulemusi. Seega toimub põllumajanduspraktikas kunstlik sekkumine ja fütofaagide arvu reguleerimine erinevate kunstlike kaitsesüsteemide kasutamisega.

Fütofaagide mõjul ei ole taimede produktiivsuse langus alati võrdeline nende tarbitava toidukoguse, domineerimise või biomassiga, vaid tuleneb autotroofide kahjustuse iseloomust, vanusest ja seisundist. Näiteks kui fütofaag ründab noort taime, siis mõnel juhul tehakse rohkem kahju kui täiskasvanud taimedest toitudes (ristõielised kirpmardikad jne). Vastupidi, muul juhul suudavad noored taimed uute võrsete moodustumisest või tervete võrsete intensiivsemast kasvust tulenevat kahju paremini kompenseerida kui hilisemal ajal üles kasvanud taimed. Sageli tasakaalustab loomade tekitatud kahju nendest saadav kasu. Niisiis hävitavad vankrid järglaste toitmisel põllukultuuride kahjureid ja samal ajal võivad nad kahjustada maisi- ja teravilja seemikuid.

Üldiselt tuleb veel kord märkida, et agroökosüsteemide toiduahelad on seotud inimtegevuse sfääriga. Nad muutsid ökoloogilist püramiidi. Inimene on ökoloogilise püramiidi tipus.

Ökoloogilise püramiidi, mille tipus on inimene, eripära on mis tahes agroökosüsteemi spetsiifiline kliima. Agroökosüsteemides on taimede ja loomade liigiline koosseis ammendunud. Põllumajanduslikel ökosüsteemidel on vähe komponente. Vähekomponentne sisaldus on ka üks agroökosüsteemi tunnuseid.

põllumajandussüsteemid. Venemaa erinevate loodus- ja majandusvööndite jaoks pakkusid teadusasutused 20. sajandi lõpul välja järgmised põlluharimissüsteemid: 1. Teravilja kesa mullakaitse Trans-Uurali piirkondades ja Lääne-Siber. 2. Teravilja kesa ja viljade asendusmulla kaitse (veeerosiooni eest) Kesk-Tšernozemi vööndi metsa-stepipiirkondades ja mitte-tšernozemi vööndi lõunaosas. 3. Linasööda suuna viljade asendamine Mittetšernozemi vööndi linakasvatusaladel melioratsioonimeetmete kasutamisega vee-õhu režiimi reguleerimiseks ja muldade harimiseks. 4. Teraviljasööda mullakaitse kallakutel. 5. Mägimulda kaitsva põllumajanduse süsteem. 6. Piirkondade põllumajandussüsteem Kaug-Ida mussoonkliimaga. 7. Mulda kaitsva adrata põllumajanduse süsteem.

Seoses rahvastiku kiire kasvu ja sellega kaasneva toiduvajaduse suurenemisega avalduvad inimese põllumajandustegevusest tingitud muutused Maal iga aastaga üha enam. Selle tulemusena asenduvad loodusmaastikud inimtekkeliste muutustega maastike ehk põllumajandusmaastikega.

IN Venemaa Föderatsioon 20. sajandi 90ndatel. 220,8 miljonit hektarit hõivasid põllumaa, 131,1 miljonit hektarit põllumaa, 63,6 miljonit hektarit karjamaad, 21,8 miljonit hektarit heinamaa.

1993. aastal oli külvipinda kokku 111,8 miljonit hektarit, sh. teravilja kasvatati 60,9 miljonil hektaril, söödakultuure - 41 miljonit hektarit, tööstuskultuure - 5,5 miljonit hektarit, kartulit, köögivilja ja kõrvitsat - 4,4 miljonit hektarit.

Kurgani piirkonnas on põllumaad 4469,3 tuhat hektarit (62,5%), põllumaad - 2778,4 tuhat hektarit (38,9%), karjamaad - 933,4 tuhat hektarit (13%), heinamaad - 484 tuhat hektarit.ha (6,8%).

Looduslike (loodus)maastike muutumine põllumajandusmaastikeks on seotud muutustega elus- ja eluta looduses, toiduahelates ja geokeemilistes tsüklites. Selle tulemusena muutuvad N. A. Urazajevi, A. A. Vakulini jt (1996) järgi mitmekomponendilised, teaberikkad ökosüsteemid madalakomponendilisteks, informatiivselt ammendatud või heterogeenseteks homogeenseteks.

Põllumajanduse spetsialiseerumise ja intensiivistumisega, taime- ja loomakasvatuse üleminekuga tööstuslikule alusele suureneb põllumajandusmaastiku homogeensus. Inimtekkelise teguri intensiivsuse äärmusliku suurenemisega võivad agroökosüsteemide kohanemise ja isesäilimise mehhanismid nõrgeneda, allasuruda ja viia põllumajandusmaastiku hävimiseni.

Seetõttu on vaja välja töötada arenenumad, keskkonnasäästlikumad agroökosüsteemide haldamise meetodid, õppida looma agroökosüsteeme, mis töötavad looduslike (looduslike) ökosüsteemide põhimõttel.

Üksikute komponentide roll agroökosüsteemides. On teada, et looduslike ökosüsteemide üldine reaktsioon juhuslikele looduslikele pingetele (madalad temperatuurid, üleujutused, tulekahjud, kahjurite epifüütid, haigused jne) on suhteliselt ühtlane, säilitades samal ajal suhtelise stabiilsuse. Pikaajalise intensiivse või kroonilise stressi tingimustes muutuvad ökosüsteemi muutused pöördumatuks. Ch. Darwin (1859) nimetas inimese poolt loodusest kasulike taimede ja loomade väljavalimist kunstlikuks valikuks. Olles kodustaja, kunstliku valiku organiseerija ja algataja ning seeläbi looduslikke liike muutes, toimub inimesel muutusi ka sotsiaalsetes ja ökoloogilistes suhetes. Yu. Odum (1975) tegi sel puhul järgmise väite, et inimene sõltub maisist samal määral, kui mais sõltub inimesest. Ühiskond, mille majandus on üles ehitatud maisikasvatusele, areneb kultuuriliselt hoopis teisiti kui ühiskond, mis on hõivatud kariloomade kasvatamisega. Seetõttu on loomade kodustamine, kultuurtaimede loomine vastastikune eriline vorm.

kultuurtaim on agroökosüsteemi põhikomponent. Põllumajanduskultuurid, sööt ja ravimtaimed, mis tagavad inimeste vajadused taimse päritoluga toodete järele (toit, sööt, tööstuse tooraine jne), ei ole mitte ainult looduse saadus, vaid ka inimtöö objekt. Seega määravad nende kasvu ja arengu antropogeensed tegurid. Maa taimeliikide koguarvust kasutab inimene intensiivselt veidi rohkem kui kahte tosinat, samas kui 85% nende pindalast on teraviljaga (riis, nisu, mais, oder, kaer, sorgo, hirss, suhkruroog, rukis) ja kaunviljad (sojaoad, maapähklid). , oad, herned, vikk).

Kultuurtaimedel, millel on agrotsenoosis keskne koht, on kõige tugevam, sageli domineeriv mõju agrofütocenoosile.

Agrotsenoosis on domineerivad kultuurtaimed, enamasti nisu, rukis või mais. Vähem levinud on kahe või enama liigi segakultuurid (kondominandid), näiteks vikk või hernes kaeraga, mitmekomponentne ürdisegu. Domineerivate taimede ja ka kondominantide kujundav mõju on mitmekesine. Nad muudavad agroökosüsteemi mikrokliimat, mõjutavad füüsikalis-keemilised omadused muld ja mulla niiskus. Bioloogiliselt aktiivseid aineid vabastades on edifikaatoritel märkimisväärne mõju agroökosüsteemi taimestiku ja loomastiku kohta. Kultuurtaimed mõjutavad keskkonda metaboliite eritades. Metaboliitide fütotsenoosis mängivad olulist arendavat rolli koliinid (kõrgemate taimede mõju ained kõrgematele) ja fütontsiidid (kõrgemate taimede mõju ained madalamatele).

V.V. Tuganajev jagas kultuurtaimed vastavalt nende võimele keskkonda mõjutada kolme rühma:

ü Väga harivad taimed. See hõlmab pidevkülvi taimi, mis katavad 100% hõivatud ala. Sellesse rühma kuuluvad kevadest kiiresti arenevad kõrged (kuni 3 m) ja keskmise kasvuga taimed, näiteks talirukis, raps, päevalill siloks;

ü Keskmise kasvuga taimed. Need on pideva ja rea ​​kevadkülvi taimed, suhteliselt kõrged, 70–80% hõivatud ala katvusega, reeglina pärast tärkamist kiiresti arenevad (kevadteravili, sh riis), haritud (mais, tatar jne);

ü Madala kasvuvõimega taimed. Sellesse rühma kuuluvad taimed, mille idanemise järel on aeglane areng ja mis katavad kuni 50% hõivatud pindalast: köögiviljad, melonid, herned jne. Kultiveeritud kultuurtaimed, mis toimivad domineerivate kasvatajatena, määravad agroökosüsteemide struktuuri ja funktsiooni, nende koostise. .

Putukad. Meie planeedi putukate klass hõlmab kõige rohkem eluvorme ja kõige rohkem ainete ringluses osalevaid elusorganismide liike. Näiteks iga loodusliku biotsenoosi hektari kohta on keskmiselt 500 g linde, 3-4 kg närilisi, kuni 15 kg imetajaid, kuni 300 kg putukaid. Need fütofaagid neelavad tohutul hulgal fütomassi. Töödeldud kujul sisenevad nad koos surnud putukatega mulda, muutudes viljakaks huumuseks.

Kõige olulisem funktsioon paljud putukate liigid biotsenoosis on taimede tolmeldamine. Ilma putukateta jääks inimkond ilma olulisest osast põldude, aedade ja metsade saagist. Kahjulikke putukaid on agrotsenoosides ja nendega kaasnevates looduslikes biotsenoosides vaid 1% nende koguarvust. Sageli toituvad neist putukad, tolmeldavad taimed. Looduslikes tingimustes ei põhjusta fütofaagilised putukad reeglina taimedele korvamatut kahju ega põhjusta nende surma.

Samal ajal muutub iga agrotsenoosi fütofaagne putukas potentsiaalseks kahjuriks. Nimetagem peamised põhjused:

Territooriumi põllumajanduslikuks arendamisel tekivad uued tingimused: muutub toidubaas, võimalused paljude liikide eksisteerimiseks. Neid, kes suudavad eksisteerida kultuurtaimede arvelt, tuleb juurde. Nende keskkonnast moodustub kahjulik fauna. Niisiis, Lõuna-Uurali, Lääne-Siberi steppide tingimustes kuni XX sajandi 50. aastateni. halli armeeussi ei peetud ohtlikuks kahjuriks, kuigi massilisi puhanguid esines iga 11 aasta järel. Pärast neitsi- ja kesa väljakujundamist neis piirkondades 50ndate keskel suurenes selle putuka arvukus märkimisväärselt, temast sai nisu peamine ja pidev kahjur.

Teine põhjus- inimese tehtud geneetiline ja aretustöö on suuresti muutnud kultuurtaimi, andes neile uusi omadusi, mida nende metsikutel esivanematel ei olnud. Inimese jaoks üha väärtuslikumaid omadusi omandades ei ole kultuurtaimed kahjuritele vähem soodsaks toidubaasiks. Toiduvajaduste varustamine kahjulike organismidega aitab kaasa nende kiiremale paljunemisele.

Kolmas põhjus- uute liikide säilimise ja ümberasumise tingimuste muutumine on seotud eelkõige põllumajandusliku tootmistehnoloogia ümberkorraldamisega.

Neljas põhjus– hävitades looduses liikidevahelisi suhteid tasakaalustavaid mehhanisme, lõi inimene sellega tingimused üksikute liikide kiiremaks mikroevolutsiooniks. Nad kohanevad kiiresti muutunud keskkonnaga, valik tugevdab seda sobivust. On kindlaks tehtud, et isegi neil aladel, kus inimese mõju loodusele mõjutab kaudselt, kulgeb mikroevolutsioon kiirendatud kiirusega. Kahjulike liikide puhul põhjustab see protsess nende elupaikade ehk nn kahjutsoonide laienemist. Kahekümnenda sajandi 80-90. Venemaal ilmusid ja levisid laialt sellised ohtlikud kahjurid nagu Colorado kartulimardikas, Ameerika valge liblikas jt.

20. sajandi lõpu ja 21. sajandi alguse maailma põllumajandus avaldab austust põllukultuuride kahjuritele, mis ulatuvad 1/5 kasvatatavast saagist ja rohkemgi.

Loengu teema: Ökoloogilised nišid kooslustes. Konkurents kogukondades, konkurentsi välistamise reegel.

Eesmärk: arvestada meie ökoloogiliste koosluste klassifikatsiooni ja dimensiooni ning ökoloogiliste niššide muutmise reegleid

Loengu kava

1. Üldised ideed ökoloogiliste niššide kohta.

2. Ökoloogiliste niššide mõõde, ökoloogiliste niššide kattumine. Kogukondlik konkurents.

1. Ökoloogiline nišš (EN) kui üldistatud mõiste on füüsiline ruum või hüpermaht, kus avaldub organismi funktsionaalne asend koosluses, võime kujundada kohandusi keskkonna gradientide, rõhu, temperatuuri, niiskuse, valgustuse suhtes. , mulla happesus ja muud komponendid.

Grinnell (1917, 1924) võttis esimesena kasutusele ökoloogilise niši mõiste, mõistes selle mõiste all indiviidi funktsionaalset rolli ja positsiooni kogukonnas, s.t. võttes arvesse kontseptsiooni käitumuslikku poolt. Ch.Elton (1927) arvas, et EN on koht liigi biootilises keskkonnas, tema suhe oma niši ja vaenlastega, s.t. üksikisiku "staatus". Dice (1952) mõistis liigi elupaiga jagamist üksikuteks komponentideks kui EN. EN-i kõige täielikumat mõistmist näitas Hutchinson (1965), jagades EN realiseeritud ja fundamentaalseteks. Odum (1959) arvas, et EN on „indiviidi positsioon või staatus kogukonnas, mis tuleneb tema kohanemisest, käitumisest ja füsioloogilistest reaktsioonidest. NEED. EN on selle liigi elukutse."

EN-i uurides tuvastasid teadlased gildid, liikide rühmad, mis on funktsionaalselt üksteisega sarnased. Mõiste "gild" on rakendatav liigirühmadele, näiteks pesitsevad ühes kohas, kuid koguvad toitu erinevates kohtades. Gild on funktsionaalne üksus, mis on mugav liikidevaheliste interaktsioonide uurimiseks.

Liigid, mis hõivavad samad ökoloogilised nišid, nimetatakse ökoloogilisteks ekvivalentideks, mõnikord erinevates geograafilistes piirkondades. Piirnevatel geograafilistel aladel on keskkonnaekvivalendid tihedalt seotud, mittekattuvatel aladel mitte.

2. Ökoloogilised nišid võib liigitada realiseeritud ja funktsionaalseteks. Samuti on EN-i identifitseerimise ebaselguse tõttu võimalik eristada nende ruumilisi, troofilisi ja ajalisi komponente. NEED. looduses väldivad nad konkurentsi mikroelupaikade, tarbitava toidu ja tegevusaja erinevuste tõttu. See tähendab, et EN-dimensioonide efektiivne arv väheneb kolmele, seega on kooslus kolmemõõtmeline ruum ja ruumi fragment on liik.

EN-indikaatorid on näiteks EN laius, EN kattuvus, EN mõõtmed. REW "laiust" võib nimetada suuruseks – REW hüpermahu ulatuseks. EN-i laius peaks suurenema, kui ressursside kättesaadavus väheneb, ja suurenema koos loomade suuruse suurenemisega.

Hutchinsoni sõnul hõlmab EN hüpermahtu, mis hõlmab kõiki tingimusi, mille korral organism saab end edukalt paljundada.

Niši kattumine tekib siis, kui kaks organismi kasutavad samu ressursse. Need. iga dimensiooniline hüpermaht sisaldab osa teisest või mõned punktid komplektidest, mis moodustavad realiseeritud EN-i, on identsed. EN täielik kattumine toimub siis, kui kahel organismil on identne EN. On loogilisi juhtumeid, kui:

1. Üks EN on teise sees. Siis on konkurentsiprotsessidest võimalikud kaks tulemust: kas ühe liigi tõrjumine teise poolt või eksisteerib üks liik koos teise liigiga ühiste ressursside mittetäieliku kasutamisega. Võistluse tulemus sõltub liigi konkurentsivõimest.

2. Võrdse laiusega EH kattumine, milles konkurents on igas suunas ühesugune.

3. Ebavõrdse laiusega EV kattumine, mille puhul konkurents ei ole kahes suunas ühesugune.

4. Otsese konkurentsi puudumisel kontakt EN-ga. Kuid see pilt on kunagise liikide konkurentsi tagajärg.

5. EN-i eraldamine, milles on raske eeldada liikide konkurentsi.

ET muutus ajas sõltuvalt muutustest keskkonnas: füüsikalised ja biootilised. Ajalisi muutusi ENis käsitletakse kahel tasandil: lühiajaliste muutuste tasandil, pikaajaliste muutuste tasandil.

EN võib muutuda ka ühe organismi eluea jooksul. Kuid EN-i areng on halvasti dokumenteeritud, kuid see ei tekita kahtlusi.

Konkurentsisuhete olemuse jälgimine on raskem kui laboris (Gause, 1934). Kuid konkurentsisuhted sageli ja just nemad mängivad kogukondade moodustamisel erilist rolli. On andmerühmi, mis viitavad sellele, et konkurents on toimunud või toimub looduslikes populatsioonides:

n samas elupaigas elavate lähisuguluses olevate liikide ökoloogia uurimistöö tulemused;

n liikide tegelaste „nihutamise” faktid;

n koosluste taksonoomilise koosseisu andmed.

Loeng Teema: Konsortsiumid - kogukondade struktuuri- ja funktsionaalsed üksused. Koosluste troofiline struktuur.

Eesmärk: selgitada välja konsortsiumide kui koosluste morfoloogiliste ja funktsionaalsete üksuste organiseerimise, toimimise ja muutumise põhimõtted, koosluste troofilise struktuuri korraldus.

Loengu kava

1. Konsortsiumid – struktuur ja klassifikatsioon.

2. Konsortsiumi aja muutumine.

3. Koosluste troofilise struktuuri tunnused.

1. Kreeka keelest tõlgituna on “konsortsium” tõlgitud kui kogukond, kombinatsioon. Konsortsium on kombinatsioon keskse liigi populatsioonidest ja teiste organismide populatsioonidest. Beklemiševi ja Lavrenko seisukohalt on konsortsium kogukonna morfoloogiline ja funktsionaalne üksus.

Konsortsiumi struktuur hõlmab tuuma - taimede või loomade populatsiooni, aga ka konsorte - organismide rühmi, mis on seotud nende elutähtsa tegevusega kesksete liikidega. Konsortsiumid võivad olla erinevat järku, kuid mida kaugemal konsortsiumi keskmest, seda vähem olulised ja konsortsiumile spetsiifilised on organismid.

Konsortsiumide mõistmiseks on välja toodud kaks lähenemisviisi: konsortsiumi tuumaks peetakse kas ühte indiviidi või populatsiooni. Sellega seoses on näidatud kolme tüüpi konsortsiumid:

n individuaalne konsortsium (Beklemišev);

n elanikkonna konsortsium (Lavrenko);

n liigi konsortsiumit – konsortsiumi käsitletakse kogu levila piires ja selle jaotus on ebareaalne.

Konsortsiumid võib jaotada olenevalt tsentraalse organismi asendist intratsentrilisteks ja ekstratsentrilisteks, samuti autotroofseteks ja heterotroofseteks. Vastavalt konsortsiumi rollile kogukonnas jagunevad nad arendavateks, domineerivateks, sõltuvateks.

Mõistet "konsortsiumi piirid" ei tohiks mõista kui konkreetse liigi seoseid kogu elupaigas. Konsortsium hõlmab ainult kesksete tootjaliikide (või heterotroofide) otseseid seoseid ühes biotsenoosis või selle struktuursetes allüksustes.

Konsortsium on biosüsteem, mida toetavad konsortsiumisidemed, mille hulgas on:

1. troofilised suhted ja konsortid, mis on biotroofid ja saprotroofid;

2. paiksed ühendused - substraat, mehaaniline, majutus.

2. Rabotnov uuris hästi dünaamilisi protsesse konsortsiumides. Need jagunevad:

1. hooajalised muutused konsortsiumides;

2. kõikumise muutused;

3. järjestikused muutused;

4. ontogeneetilised muutused konsortsiumides;

5. evolutsioonilised muutused.

3. Mõiste "konsortsium" on tihedalt seotud koosluste troofilise struktuuri kujutamisega konsortsiumisiseste suhete rakendamise tulemusena. Koosluste troofiline ehk toidustruktuur hõlmab mõisteid "troofiline tase", "toiduahelad", "toiduvõrgud", "energia", "tootlikkus", "tootmine".

Kogukonnas toimub alati pidev ainete voog, milles sisalduv energia. Energia on igat tüüpi aine liikumise ja vastasmõju kvantitatiivne mõõt. Ökosüsteemi olemasolu on võimalik ainult väljastpoolt tuleva energia sissevooluga, nagu kõik hajuvad süsteemid. Kõik kogukonnad järgivad termodünaamika 1. ja 2. seadust. Need mehhanismid tagavad süsteemi stabiilse oleku naasmise. Püsiseisundis toimub energiaülekanne ühes suunas ja püsiva kiirusega, mis vastab stabiilsuse põhimõttele.

Koosluse troofilised tasemed jagunevad autotroofseteks ja heterotroofseteks tasanditeks, mis jagunevad mitmeks alatasemeks, millest olulisemad on tootjad, tarbijad (erinevat järku) ja lagundajad. Nende alamtasandite organismid moodustavad toiduahelaid ja võrke. Toiduahelate hulgas on organismid rühmitatud karjamaa- ja detritaalseteks toiduahelateks.

Mida kõrgem on troofiline tase, seda madalam on energiavoolu kiirus, osa sellest kaob. Lindemanni seadus (1940) kehtestab energia ja aine kadumise mustrid üleminekul ühelt toiduahela lülilt teisele.

Toidu (ja energia) suhete väljendus koosluses on organismide arvu püramiidid igal troofilisel tasemel, biomassi püramiidid, energia püramiidid. C. Elton (1927) sõnastas ökoloogiliste püramiidide reegli.

Kogukondade toodangu ja tootlikkuse määramisel võetakse arvesse aja dimensiooni. Nii toodang kui ka tootlikkus jagunevad bruto- ja netotoodanguks. Omakorda loovad nii kogu- kui netotoodangut ja tootlikkust tootjad - need on esmased näitajad ja tarbijad - sekundaarsed näitajad.

Mõistet "saak" tõlgendatakse kui puhast esmatoodangut, mida heterotroofid ei tarbi. Inimene püüab saada suurt saaki, võttes järgmisi meetmeid:

n brutoesmatoodangu suurendamine selektsioonitööde tegemisega;

n taimede (loomade) hingamise ja muude protsesside kulude hüvitamine.

Lisaks tehakse kogukonnas vahet vahe- ja lõpptoodetel.

Tootmise ja tootlikkuse näitajate järgi jagunevad kogukonnad kõrge tootlikkusega, keskmise tootlikkusega ja ebaproduktiivseteks.

Loengu teema: Kogukonna dünaamika: järjestused ja kõikumised

Eesmärk: selgitada välja dünaamiliste protsesside olemus biogeotsenoosides kui avatud dünaamilistes süsteemides

Loengu kava

1. Ideid kõikumiste muutuste kohta kogukondades.

2. Sutsessioonid – tüübid ja lühikarakteristikud.

3. Pärimismudelid. Kulminatsiooni kontseptsioon.

1. Kogukonna dünaamika on kogukondade muutumine ajas. See jaguneb vektoriseeritud suundadeks ja vektoriseerimata suundadeks.

Eristatakse kolme peamist tsenoosi dünaamika klassi: kogukonna häired, järgnevus ja kogukonna evolutsioon.

Fluktuatsioonid on mittesuunalised (mitte vektoriseeritud), pöörduvad, lühiajalised muutused kooslustes. Kõikumiste tüpoloogia:

1. klimatogeensed kõikumised;

2. fütogeensed kõikumised;

3. zoogeenne;

4. inimtekkeline.

2. Sutsessioonid on suunatud (vektoriseeritud), sageli pöördumatud, pigem pikaajalised muutused kooslustes.

Pärimised toimuvad kogukonna tegevusel, s.o. elustik. Füüsiline keskkond määrab ainult järgluse olemuse, kogukonna arengu kiiruse ja piirid.

Sutsessioon – muutustega seotud ökosüsteemi korrapärane areng liigiline struktuur kogukonda ja see on alati suunatud ehk etteaimatav.

Sutsessiooni apogee on stabiilse ökosüsteemi tekkimine maksimaalse biomassi ja maksimaalse liikidevahelise interaktsiooniga. Sutsessiooni tulemuseks on tasakaalu loomine biootilise koosluse ja füüsilise keskkonna vahel, s.o. haripunkti kogukonna tekkimine.

Loodud on järgmised pärimismustrid:

1. suktsessiooni käigus suureneb liikide mitmekesisus, biomass ja tootlikkus;

2. pioneerikogukonnas algavad suktsessiooniprotsessid – ebastabiilsed ja ebastabiilsed;

3. tugevnevad suhted koosluse organismide vahel;

4. vabade EN arv väheneb;

5. suurenevad ainete ringluse ja energiavoolu protsessid.

On teada järgmised pärimisliigid.

1. Ajaskaala järgi: kiire, keskmine, aeglane, väga aeglane.

2. Protsessi püsivuse astme järgi: püsiv ja katkendlik.

3. Päritolu järgi: esmane ja sekundaarne.

4. Struktuuri ja liigilise koosseisu muutuste olemuse järgi: progresseeruv, regressiivne.

5. Antropogeensuse järgi: inimtekkeline ja looduslik.

6. Sutsessioonilisi muutusi põhjustavatel põhjustel: allogeensed (geitogenees ja hologenees), autogeensed (süngenees ja endoekogenees).

3. Pärimiste mitmekesisus taandub neljale peamisele pärimismudelile. Need mudelid pakkusid välja J. Canal ja P. Slater (1977).

1. Soodne mudel - liigivahetus on seotud keskkonnatingimuste järkjärgulise paranemisega.

2. Tolerantsuse mudel - kogukond asustab algselt soodsate eksisteerimistingimustega kohti ning toimub järkjärguline ressursside kulutamine, keskkonnatingimuste halvenemine ja konkurentsi suurenemine.

3. Inhibeerimise mudel - vastab regressiivsetele suktsessioonidele, kui protsess peatub uute liikide eluks ebasobivaid tingimusi loovate liikide avaldumise tagajärjel.

4. Neutraalsuse mudel - vastab suktsessioonidele, milles fütotsenooside muutused kulgevad populatsiooniprotsessina ning populatsioonidevahelise interaktsiooni roll on ebaoluline. Äärmiselt haruldased järjestused.

Kirjeldatud pärimismudelid ei kata kõiki võimalikke tsenooside autogeensete muutuste protsesside mehhanisme. Pärimise käigus võivad mustrid muutuda. Võimalikud on ka keerulisemad pärimisskeemid, kui pärimised järgivad paralleelselt erinevaid mudeleid. Kaasaegsetel andmetel mõistetakse suktsessiooni all stohhastilist protsessi, milles liikide muutumise mustrit saab suure hulga empiiriliste suktsessiooniridade üldistuse põhjal prognoosida vaid keskmiselt.

Ameerika ökoloogid Clements töötasid eelmise sajandi alguses välja haripunkti kontseptsiooni. Teadlase sõnul peaksid sama kliimavööndi piires kõik suktsessiooni käigus olevad kooslused koonduma üheks haripunktikoosluseks. Kulminatsioonitsenoos kujuneb väga aeglaselt – aastatuhandeid võimaldas see võimalikust kulminatsioonist erinevaid kõrvalekaldeid. Tema monokliimaksi kontseptsiooni toetasid vähesed teadlased.

Nikols ja Tansley (1917, 1935) toetasid polükliimaksi teooriat: ühes kliimavööndis muutuvad erinevate elupaikade tsenoosid suktsessiooni käigus, kuid ei koondu üheks tüübiks.

Möödunud sajandi 50ndatel pakkus Whittaker välja haripunkti kontseptsiooni kolmanda versiooni – kulminatsiooni kontiinumi. Ta uskus, et kulminatsioonikoosluste vahel on üleminekuid, seega kipub polükliimaksi koaimakside arv lõpmatuseni. Praegu ei ole kulminatsioon absolutiseeritud, vaid seda mõistetakse kui tendentsi moodustada tsoonilist tüüpi kooslusi.

Loengu teema: Kogukondade homöostaas

Eesmärk: välja selgitada tingimused dünaamilise tasakaalu säilitamiseks kogukondades

Loengu kava

1. Kogukonna jätkusuutlikkuse ja stabiilsuse mõisted.

2. Homöostaatilise tasakaalu põhimõtted.

1. Homöostaas on ökosüsteemide dünaamilise tasakaalu seisund, mis iseloomustab ökosüsteemide omadusi enesesäilitamiseks ja iseregulatsiooniks.

Lisaks homöostaatilisele tasakaalule iseloomustavad ökosüsteeme stabiilsuse, stabiilsuse, elastsuse ja plastilisuse seisundid.

Stabiilsus - ökosüsteemi võime säilitada oma struktuuri ja funktsionaalseid omadusi välistegurite mõjul.

Elusolendite rühmitus ei ole kaootiline kogum, vaid keeruline süsteem, mis on pika evolutsiooniprotsessi tulemus. rühmitatakse mitte juhuslikult, vaid ainult ühise, omavahel seotud eksisteerimise seaduste järgi teatud keskkonnatingimustes.

Looduslikke rühmitusi, milles taimed, loomad, seened, mikroorganismid ja nende elupaik on ühiseks eluks ühendatud, nimetatakse ökoloogiliseks süsteemiks ehk ökosüsteemiks.

Näiteks segametsa võib pidada looduslikuks ökosüsteemiks, kuna selle komponendid (taimed, loomad, seened, mikroorganismid) eksisteerivad teatud keskkonnas koos ja on omavahel tihedalt seotud. Kui vaadata segametsa taimerühmitusi, hakkab silma, et taimed on erineva kõrgusega. Selle põhjuseks on nende erinevad nõuded olemasolutingimustele. Seega vajavad mõned taimed rohkem valgust. Need on kõrged puud (tammed, tuhkpuud). Teised puud vajavad vähem valgust (vaher, pärn, kask). Nende all on valguse suhtes vähenõudlikud põõsad (sarapuu, metsroos, astelpaju). Madalaima taseme moodustavad rohttaimed (maikellukesed, lumikellukesed, kopsurohi), samblad, mis on rahul väga vähese päikesevalgusega. Sellist taimede paigutust, sõltuvalt olemasolutingimustele esitatavatest nõuetest, nimetatakse kihistamiseks.

Iga ökosüsteemi olemasolu eelduseks on kõigi seda moodustavate organismide varustamine toitainetega.

Taimed moodustavad ökosüsteemide aluse, sest loovad anorgaanilistest orgaanilisi aineid, s.t. saada loomade toidubaasiks. Taimed toituvad enamikust putukatest, aga ka rohusööjatest ja närilistest. Putukad on toiduks lindudele, kes omakorda toituvad röövlindudest ja loomadest. Moodustub tugev kett, mis põhineb toidusidemetel.

Toiduahel on organismide jada, milles iga eelnev esindaja on toiduks järgmisele. Näiteks sööb taimi hundi kütitud jänes; taimede lehti sööb röövik, kes toitub tihasest jne.

Meie piirkonna ökosüsteemid: stepid, magevesi

Stepp on tasane rohttaimedega kaetud ala. Aeg-ajalt on üksikuid puid. Suvi stepis on kuiv. Stepitaimede jaoks on soodne aastaaeg kevad, mil mullas on piisavalt niiskust. Just sel ajal õitsevad enamus õistaimed: kuklid, salvei, moonid. Põuakindlad mitmeaastased kõrrelised on hästi kohanenud suviste kuivade tingimustega: nisuhein, sinirohi, koirohi, sulehein, kõrreline.

Suur hulk rohttaimed võimaldab närilistel toituda. Stepis võib kohata maa-oravaid, põldhiiri, mutirotte, marmotte. Stepis on ka palju linde: lõokesi, vutte, pistrikuid. Stepis elavad kiskjad, näiteks korsakrebane. Ta asub elama urgudesse ning röövib närilisi ja linde. Suurem osa neist peidab end kuumaga urgudesse või muudesse peidupaikadesse ning läheb öösiti toitu otsima.

Meie piirkonna mitte vähem keeruline ja mitmetahuline looduslik ökosüsteem on järv. Järve ökosüsteemi elanike jaoks on oluline tegur valgus. Kalda ääres kasvavad pilliroog ja kassisabad. Neil on hästi arenenud juured, tugevad varred ja lehed, milles seda hoitakse. Konnad, kiilid, ussid ja muud loomad peidavad end ja leiavad toitu oma tihniku ​​vahel. Kaldast kaugemal kasvavad kollased kannud ja valged vesiroosid. Järves on erinevatel sügavustel palju vetikaid. Need on olulised: moodustavad orgaanilist ainet (toitu loomadele), neelavad süsihappegaasi ja eraldavad hapnikku ehk pakuvad elusolenditele hingamist.

Järve fauna on samuti mitmekesine. Veehoidla paksuses on palju üherakulisi loomi, kes toituvad väikestest koorikloomadest (dafnia ja kükloobid). Nende elanike üldnimetus on plankton. Plankton toimib kalade toiduna. Elu põhjas (lõpused, hambutu). Nad lasevad vett läbi iseenda, puhastades seda. Samuti elab järve pinnal või selle kallastel palju erinevaid putukaid.

Järve kaladest leidub taimtoidulisi (karpkala, latikas, roos) ja lihasööjaid (ahven, haug). Kalade voolujooneline kuju ja keha katvad soomused võimaldavad neil kiiresti sisse liikuda. triibuline värvimine sisse röövkalad aitab neil veetaimede seas maskeerida.

Ökosüsteemide kasutamine inimeste poolt. Ökosüsteemi kaitse

Iga ökosüsteem on võimeline isereguleeruma tänu selles koos eksisteerivate organismide vahelistele seostele. Looduslikke ökosüsteeme jääb aga järjest vähemaks, sest inimene muudab neid oma tegevusega.

Iga organismide rühmitus tekkis tuhandete aastate jooksul. Selle osaks olnud organismid lõid üksteise eksisteerimiseks vajalikud tingimused. Seetõttu elab iga süsteem ühe organismina. On halb, kui inimene sekkub sellisesse rühmitusse ja lõhub väljakujunenud sidemeid. See võib viia ökosüsteemide surmani. Seda peaks inimene oma praktilises tegevuses arvestama.

Looduslike ökosüsteemide säilitamiseks luuakse kaitsealasid – looduskaitsealasid, looduskaitsealasid, rahvusparke jms. Näiteks Altai kaitseala, mis on tuntud kaugel Venemaa piiridest.

Haruldased ja ohustatud looma- ja taimeliigid on kantud Punasesse raamatusse. Sinna kuuluvad näiteks kevadine adonis, valge vesiroos, euroopa saialill, pääsusabaliblikas, seenevesilik.

Looduskaitse on igaühe asi. Sinu lugupidav käitumine looduskeskkonnas ja ettevaatlik suhtumine see on ka panus ühisesse asja.

kunstlikud ökosüsteemid

Inimene on iidsetest aegadest mõjutanud looduslikke ökosüsteeme, muutes neid: kündnud niite ja steppe, raiunud metsi, kuivendanud soid, niisutanud kuivi. Nendele kohtadele tekkisid kultuurtaimede kasvatamiseks vajalikud põllud, köögiviljaaiad, viljapuuaiad, metsavööd, pargid ja muud rühmad. Kõiki neid süsteeme nimetatakse tehisökosüsteemideks, kuna need on loodud inimeste jõupingutustega.

Kunstlikud ökosüsteemid on ökosüsteemid, mida inimesed loovad, hooldavad ja kontrollivad enda huvides.

Tehisökosüsteemid koosnevad tootjataimedest, tarbeloomadest, mullaloomadest – hävitajatest. Tehisökosüsteemide toodete peamine tarbija on inimene, seetõttu määrab ta nende süsteemide koostise ja säilitab selle püsivuse. Näiteks kunstlikku põlluökosüsteemi esindavad tootjataimed (nisu on põhikultuur, rukkilill, kask on umbrohi), tarbijad (linnud, hiired, putukad, kuid põhitarbija on inimene) ja hävitajad (loommullad). Taimsed saadused kogutakse kokku ja viiakse põllult ära. See tähendab, et need ained, mida taimed kasvuks ja arenguks mullast omastasid, ei tule tagasi, nagu looduslikes ökosüsteemides. Mulla viljakuse säilitamiseks peab inimene andma väetist.

Tehisökosüsteemi esindavad samad organismirühmad kui looduslikku. Kuid taimede ja loomade mitmekesisust selles reguleerib inimene. Looduslikes ökosüsteemides sellist asja nagu kahjurid ei eksisteeri: kõik elusolendid toovad kasu süsteemile tervikuna, säilitavad selle tasakaalu. Kunstlikud ökosüsteemid on loodud teatud taimede kasvatamiseks, mistõttu kõiki nende arengut segavaid olendeid käsitletakse kahjuritena ja hävitatakse.

Tehisökosüsteemide eesmärk:

1. Toidu kasvatamine (põllud, juurviljaaiad, kasvuhooned).
2. Mullakaitse (metsavööndid).
3. Linna õhu parandamine, mürataseme vähendamine (aktiivse autoliiklusega tänavatel puud).
4. Linna kaunistamine, puhkekohad (väljakud, pargid, lillepeenrad).
5. Loomade ja taimede uurimine (zooloogia- ja botaanikaaiad).

Kruntimine. Mulla koostis

Muld on viljakas maakiht, millel kasvavad taimed. Muld on looduslik segu, kuna selle komponente saab üksteisest eraldada. Nende koostise omaduste tõttu iseloomustab mulda õhu ja vee läbilaskvus.

Mulla koostis sisaldab: liiva, savi, õhku, vett, orgaanilist ja mineraalid. Mulla koostis loob tingimused taimede toitumiseks. Taimede kasvuks vajalikud mineraalid lahustuvad vees. Pinnas täienevad nende varud tänu loomade, bakterite ja seente tegevusele, mis lahustavad taime- ja loomseid jääke. Seega moodustavad elusorganismid huumust ehk huumust, millest sõltub kõige tähtsam vara muld on viljakus.

Mulla mitmekesisus

Mulla nimi vastab sageli selle värvile. Näiteks tšernozemid on peaaegu musta värvi. Tšernozemid tekkisid steppides, kus on palju rohttaimi. Nende taimede maapealsed osad surevad igal aastal välja ning nende jäänused muutuvad putukate, usside ja mullabakterite toimel huumuseks. See muld sisaldab suurim arv huumust ja moodustab kuni 150 cm paksuse kihi.Hallid metsamullad on tekkinud sinna, kus varem oli mets. Need sisaldavad vähem huumust, seega on neil heledam värv. Nende viljakas kiht ulatub 100 cm-ni.

Tšernozemid on Venemaa lõunaosa suurim rikkus. Just need mullad annavad kõrge põllukultuuride saagi, millest kõige olulisemad on teraviljad: nisu, rukis ja teised.

Tšernozemid ja hallid metsamullad koosnevad väikestest tükkidest, seetõttu läbivad nad hästi vett ja õhku, luues soodsad tingimused taimede arenguks. Just seda tüüpi mullad on Venemaa lõunapoolsetes piirkondades kõige levinumad.

Mulla viljakus ja selle parandamise viisid. Väetiste mõiste

Selleks, et mulla viljakus ei väheneks, on vaja kasutusele võtta need ained, mille taimed ära võtsid. Sel eesmärgil lisatakse mulda väetisi.

Mulla viljakus on selle võime varustada taimi toitainetega.

Väetised on ained, mida lisatakse spetsiaalselt mulda selle viljakuse suurendamiseks. Väetised jagunevad orgaanilisteks ja mineraalseteks.

Orgaaniliste väetiste hulka kuuluvad sõnnik, lindude väljaheited, turvas. Pinnas muutuvad bakterite mõjul huumuseks. Orgaanilised väetised parandavad mulla struktuuri, aitavad kaasa huumuse, vee ja õhu kogunemisele selles. Mõju pinnasele toimub perioodiliselt mitme aasta jooksul (väetist pole vaja igal aastal kasutada).

Mineraalväetisi valmistatakse spetsiaalsetes ettevõtetes looduslikest mineraalidest. Peamised mineraalväetised on lämmastik, kaaliumkloriid ja fosfor. Nende nimi vastab selle kemikaali nimele, millega taim on varustatud. Mineraalväetisi lisatakse mulda erinevatel aastaaegadel: lämmastik ja kaaliumkloriid lahustuvad kiiresti, mistõttu neid kasutatakse kevadel, fosfor lahustub aeglasemalt - sügisel. Oluline on järgida teatud väetiste kasutusnorme. Liigne kogus neid koguneb taimedesse ja see ohustab inimeste tervist.

Erinevate taimede põllukultuuride vaheldumist ühes piirkonnas nimetatakse külvikorraks. See meede võimaldab ka mullaviljakust pikka aega säilitada.

Tehisökosüsteemid: põld, aed. nende eest hoolitsemine

Taimi, mida inimene kasvatab spetsiaalselt selleks, et neist teatud tooteid saada, nimetatakse kultiveeritud taimedeks.

Kultuurtaimedega külvatud haritavaid maatükke nimetatakse põldudeks. Põld on kunstlik ökosüsteem. Põldudel kasvatatakse teravilja (nisu, rukis, mais, tatar jne) ja köögivilju (kartul, kurk, porgand, peet, tomat jne).

Kõik kultuurtaimed on paljude inimeste raske töö tulemus. Teadlased on ju aretanud tuhandeid kultuurtaimede sorte. Sort on inimese loodud teatud taimede kogum, millel on inimesele vajalikud omadused.

Põllul kasvavad ka taimed, mida inimene konkreetselt ei kasvata, kuid need esinevad kultuurtaimede saakide hulgas. Selliseid taimi nimetatakse umbrohtudeks. Tavalised umbrohud põldudel on kask, külvi ohakas, hein ja amarant.

Lisaks umbrohtudele kahjustavad mõned loomad taimi. Näiteks putukad ja lestad. Nad toituvad taimedest ja vähendavad seega saaki.

Kõrge saagi saamiseks peab inimene põllu eest hoolitsema: õigeaegselt harima mulda, hävitama umbrohtu, võitlema kultuurtaimede kahjuritega, andma väetisi. Põlluökosüsteemi olemasolu sõltub inimese majandustegevusest.

Ka äärmiselt levinud tehisökosüsteem on aed. Aed on puude ja põõsaste istutamine, mis annavad inimesele söödavaid vilju. Levinumad aiataimed on õunapuud, kirsid, pirnid, ploomid. Puude lähedalt leiab marjapõõsaid: sõstraid, vaarikaid, karusmarju jne.

Aias on palju putukaid ja linde. Mõned putukad on taimede jaoks vajalikud, sest nad tolmeldavad lilli, suurendades seeläbi aia saaki. Kuid enamik putukaid on kahjurid, mis kahjustavad erinevaid taimeosi. Näiteks kahjustavad leheussid puuvilju, lehti, puude ja põõsaste pungi, koid kahjustavad vilju ja võrseid, soomusputukad puude vilju ja koort, mardikad juuri ja lehti. Aias elavad linnud on kasulikud suure hulga kahjurite hävitamiseks. Need on meile tuttavad varblased, tihased, kuldnokad.

Aed vajab pidevat hoolt. Varakevadest hilissügiseni pügatakse kuivanud, kahjustatud ja lisaoksi, puutüvesid pleegitatakse lubimördiga, toidetakse taimi väetistega, kobestatakse mulda, eemaldatakse lehti, kaetakse puutüved, eriti noored, kaitseühenditega. et jänesed oma koort ei kahjustaks.

Seega on aed ja põld keerulised tehisökosüsteemid, kus on loodud suhted kõigi komponentide vahel ja on olemas toiduahelad. Põllu- ja aiaökosüsteemide harmooniline ja produktiivne elu sõltub täielikult inimesest.

Tehisökosüsteemide tähtsus inimelus

Kaasaegse linna elus on rohelisel hoonel väga suur tähtsus, kuna taimerühmad on selle üks põhikomponente ja ainsad looduskeskkonna esindajad. Rohealasid on vaja eelkõige vahendina kõige enam loomiseks soodsad tingimused inimelu tööstusettevõtetest saastatud kohtades. Aiad, pargid ja väljakud on looduse ja kunsti looming, millest enamik on loodud selleks, et tuua rahutunnet kaasaegse linna tormisse ja lärmakasse ellu.

Linna taimekompleksi loomine tähendab osa selle territooriumist väljaehitamist: väljakud, tänavad, puiesteed. Seetõttu nimetatakse istanduste loomise protsessi linnas roheliseks hooneks. See ülesanne on usaldatud linnahaljastuse töötajatele.

Rohelise ehitamise ülesanne on näidata taimede ilu, leida neile sobiv koht hoonete seas, luues optimaalse koosluse arhitektuursete struktuuridega, paigutades need kõige soodsamatesse elutingimustesse.

Samuti on oluline arvestada linna taimede "ametitega". Me kõik teame, et taimed neelavad süsihappegaasi ja eraldavad hapnikku. Kuid see pole nende ainus eesmärk. Taimed, nagu näiteks sirel, hoiavad tolmu paremini kui teised taimed. Okaspuutaimed eraldavad õhku aineid, mis hävitavad patogeenseid baktereid. Ja linnukirss eritab aineid, mis tõrjuvad kärbseid ja sääski. Paplid, vahtrad, pärnad, tammed ja mõned teised taimed on suitsuses linnaõhus eluga paremini kohanenud. Lisaks niisutab taimestik õhku, vähendab masinate ja mehhanismide müra.

Dekoratiivsed lehed, kaunid õied ja meeldiv aroom annavad esteetilist naudingut. Loodushäälte positiivne, tervistav mõju inimesele on ammu teada: linnulaul parkides ja metsaparkides, ojade rahustav kohin, pehme lehtede kohin.

Tehisökosüsteemide tähtsus

1. Toiduainete ja toorainete kasvatamine toiduaine- ja kergetööstusele.
2. Õhu niisutamine.
3. Jõekallaste kindlustamine.
4. Õhu puhastamine.
5. Uurimistöö taimede ja loomadega.
6. Puhkus ja esteetiline nauding.

Niisiis on taimed inimese pidevad kaaslased, tema jõu ja tervise allikas. Rohelised alad puhastavad õhku, vähendavad mürataset, lillede aroomid ja värvid leevendavad närvipingeid. Samuti varustavad nad toorainega toiduaine- ja kergetööstust. Tehisökosüsteemide elulise aktiivsuse säilitamiseks on vaja nende eest pidevalt hoolt kanda.

Loeng number 6. kunstlikud ökosüsteemid

Looduslikud ja tehisökosüsteemid

Biosfääris on lisaks looduslikele biogeotsenoosidele ja ökosüsteemidele inimmajandusliku tegevusega kunstlikult loodud kooslused – inimtekkelised ökosüsteemid.

looduslikud ökosüsteemid erinevad olulise liigirikkuse poolest, eksisteerivad pikka aega, on võimelised isereguleeruma, neil on suur stabiilsus, stabiilsus. Neis tekkiv biomass ja toitained jäävad ja kasutatakse biotsenoosides, rikastades nende ressursse.

kunstlikud ökosüsteemid - agrotsenoosid (nisu-, kartulipõllud, köögiviljaaiad, talud koos külgnevate karjamaadega, kalatiigid jne) moodustavad väikese osa maapinnast, kuid annavad umbes 90% toiduenergiast.

Põllumajanduse areng iidsetest aegadest saatis täielik hävitamine taimestik katab suuri alasid, et teha ruumi vähesele hulgale inimese valitud liikidele, mis on toiduks kõige sobivamad.

Kuid algselt sobitus inimtegevus põllumajandusühiskonnas biokeemilisse tsüklisse ega muutnud energiavoogu biosfääris. Kaasaegses põllumajandustootmises on hüppeliselt suurenenud sünteesitud energia kasutamine maa mehaanilisel töötlemisel, väetiste ja pestitsiidide kasutamine. See rikub biosfääri üldist energiabilanssi, mis võib viia ettearvamatute tagajärgedeni.

Looduslike ja lihtsustatud inimtekkeliste ökosüsteemide võrdlus

(Milleri järgi, 1993)

Looduslik ökosüsteem (raba, heinamaa, mets)	Antropogeenne ökosüsteem (põld, taim, maja)
Võtab vastu, muundab, kogub päikeseenergiat	Tarbib energiat fossiil- ja tuumakütustest
Toodab hapnikku ja tarbib süsihappegaasi	Tarbib hapnikku ja tekitab fossiilkütuste põletamisel süsinikdioksiidi
Moodustab viljaka pinnase	Kurnab või kujutab endast ohtu viljakatele muldadele
Koguneb, puhastab ja kulutab järk-järgult vett	Kasutab palju vett, saastab seda
Loob elupaiku erinevat tüüpi metsloomadele	Hävitab paljude metsloomade liikide elupaiku
Filtreerib ja desinfitseerib saasteained ja jäätmed tasuta	Toodab saasteaineid ja jäätmeid, mis tuleb avalikkuse kulul puhastada
Omab enesealalhoiu ja -tervendamise võimet	Nõuab suuri kulutusi pidevaks hoolduseks ja taastamiseks

kunstlikud ökosüsteemid

Agroökosüsteemid

Agroökosüsteem(kreeka sõnast agros – põld) – inimese loodud ja korrapäraselt hooldatud biootiline kooslus põllumajandussaaduste saamiseks. Tavaliselt hõlmab see põllumajandusmaal elavate organismide kogumit.

Agroökosüsteemide hulka kuuluvad põllud, viljapuuaiad, köögiviljaaiad, viinamarjaistandused, suured loomakasvatuskompleksid koos külgnevate tehiskarjamaadega.

Tunnusjoon agroökosüsteemid - madal ökoloogiline usaldusväärsus, kuid ühe (mitme) kultuurtaimede või -loomade liigi või sordi kõrge tootlikkus. Nende peamine erinevus looduslikest ökosüsteemidest on nende lihtsustatud struktuur ja ammendunud liigiline koostis.

Agroökosüsteemid erinevad looduslikest ökosüsteemidest mitmeid funktsioone:

1. Neis leiduvate elusorganismide mitmekesisust vähendatakse järsult, et saada võimalikult suur produktsioon.

Rukki- või nisupõllul võib lisaks teravilja monokultuurile kohata vaid üksikuid umbrohtude liike. Looduslikul niidul on bioloogiline mitmekesisus palju suurem, kuid bioloogiline produktiivsus jääb külvatud põllule kordades alla.

Kahjurite arvukuse kunstlik reguleerimine on enamasti agroökosüsteemide säilitamise vajalik tingimus. Seetõttu kasutatakse põllumajanduspraktikas ebasoovitavate liikide arvu mahasurumiseks võimsaid vahendeid: pestitsiide, herbitsiide jne. Nende tegevuste keskkonnamõjud toovad aga kaasa mitmeid soovimatuid mõjusid, lisaks neile, mille jaoks neid kohaldatakse.

2. Põllumajanduslikud taime- ja loomaliigid agroökosüsteemides saadakse pigem kunstliku kui loodusliku valiku tulemusena ning ei pea ilma inimese toetuseta vastu võitlusele metsikute liikidega.

Selle tulemusena väheneb järsult kahjurite ja haiguste massilise paljunemise suhtes ülitundlike põllukultuuride geneetiline baas.

3. Agroökosüsteemid on avatumad, neist eemaldatakse ainet ja energiat koos põllukultuuride, loomakasvatussaadustega ja ka mulla hävimise tagajärjel.

Looduslike biotsenooside korral tarbitakse taimede esmane toodang arvukates toiduahelates ja taastatakse süsihappegaasi, vee ja mineraalsete toitainetena bioloogilisse tsüklisse.

Pideva saagikoristuse ja mullatekkeprotsesside katkemise tõttu, pikaajalisel monokultuuri kasvatamisel haritavatel maadel, väheneb mulla viljakus järk-järgult. Seda positsiooni ökoloogias nimetatakse väheneva tulu seadus .

Seega on heaperemehelikuks ja ratsionaalseks põllumajanduseks vaja arvestada mullaressursside ammendumisega ning säilitada mullaviljakust täiustatud agrotehnoloogia, ratsionaalse külvikorra ja muude meetodite abil.

Taimkatte muutus agroökosüsteemides ei toimu looduslikult, vaid inimese tahtel, mis ei kajastu alati hästi selles sisalduvate abiootiliste tegurite kvaliteedis. See kehtib eriti mulla viljakuse kohta.

Peamine erinevus agroökosüsteemid looduslikest ökosüsteemidest - lisaenergia saamine normaalseks tööks.

Täiendav viitab mis tahes tüüpi energiale, mida agroökosüsteemidesse lisatakse. See võib olla inimese või loomade lihasjõud, erinevat tüüpi kütus põllumajandusmasinate töötamiseks, väetised, pestitsiidid, pestitsiidid, lisavalgustus jne. Mõiste "lisaenergia" hõlmab ka uusi koduloomatõuge ja kultuurtaimede sorte, mis on viidud agroökosüsteemide struktuuri.

Tuleb märkida, et agroökosüsteemid - väga ebastabiilsed kogukonnad. Nad ei ole võimelised ise paranema ja isereguleeruma, neid ähvardab surmaoht kahjurite või haiguste massilise paljunemise tõttu.

Ebastabiilsuse põhjuseks on see, et agrotsenoosid koosnevad ühest (monokultuur) või harvem maksimaalselt 2–3 liigist. Sellepärast võivad kõik haigused, kahjurid hävitada agrotsenoosi. Inimene läheb aga teadlikult agrotsenoosi struktuuri lihtsustama, et saada maksimaalne saak. Agrotsenoosid on palju suuremal määral kui looduslikud tsenoosid (mets, heinamaa, karjamaad) allutatud erosioonile, leostumisele, sooldumisele ja kahjurite invasioonile. Ilma inimese osaluseta eksisteerivad teravilja- ja köögiviljakultuuride agrotsenoosid mitte rohkem kui aasta, marjataimed - 3-4, puuviljakultuurid - 20-30 aastat. Siis nad lagunevad või surevad.

Agrotsenooside eelis Enne looduslikke ökosüsteeme on inimesele vajaliku toidu tootmine ja suured võimalused tootlikkuse tõstmiseks. Kuid need realiseeritakse ainult pideva murega maa viljakuse pärast, varustades taimi niiskusega, kaitstes kultuurilisi populatsioone, taime- ja loomasorte ja -tõuge loodusliku taimestiku ja loomastiku kahjulike mõjude eest.

Kõik põllumajanduspraktikas kunstlikult loodud põldude, aedade, karjamaade, aedade, kasvuhoonete agroökosüsteemid on inimeste toetatavad süsteemid.

Seoses agroökosüsteemides kujunevate kooslustega on rõhuasetused järk-järgult muutumas seoses ökoloogiliste teadmiste üldise arenguga. Tsenootiliste suhete killustatuse, killustumise ja agrotsenooside lõpliku lihtsustamise ideede asemel on arusaam nende keerulisest olemusest. süsteemne organisatsioon, kus inimene mõjutab oluliselt ainult üksikuid lülisid ja kogu süsteem areneb edasi vastavalt loomulikele, loodusseadustele.

Ökoloogilisest seisukohast on äärmiselt ohtlik lihtsustada inimese looduskeskkonda, muutes kogu maastiku põllumajanduslikuks. Väga tootliku ja jätkusuutliku maastiku loomise peamine strateegia peaks olema selle mitmekesisuse säilitamine ja suurendamine.

Kõrge tootlikkusega põldude hooldamise kõrval tuleks erilist tähelepanu pöörata inimtekkeliste mõjudeta kaitsealade säilimisele. Rikkaliku liigilise mitmekesisusega kaitsealad on liikide allikaks järjestikku taastuvatele kooslustele.

Ökosüsteemid on üks ökoloogia põhimõisteid, mis on süsteem, mis sisaldab mitut komponenti: loomade, taimede ja mikroorganismide kooslus, iseloomulik elupaik, terve suhete süsteem, mille kaudu toimub ainete ja energiate vahetus.

Teaduses on mitu ökosüsteemide klassifikatsiooni. Üks neist jagab kõik teadaolevad ökosüsteemid kahte suurde klassi: looduslikud, looduse loodud ja tehislikud, inimese loodud. Vaatame kõiki neid klasse üksikasjalikumalt.

looduslikud ökosüsteemid

Nagu eespool märgitud, tekkisid looduslikud, looduslikud ökosüsteemid loodusjõudude toime tulemusena. Neid iseloomustavad:

• Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete tihe seos
• Ainete ringluse täielik nõiaring: alustades orgaanilise aine ilmumisest ja lõpetades selle lagunemise ja lagunemisega anorgaanilisteks komponentideks.
• Vastupidavus ja enesetervendamise võime.

Kõik looduslikud ökosüsteemid on määratletud järgmiste tunnustega:

• 1. liigiline struktuur: iga looma- või taimeliigi arvukust reguleerivad looduslikud tingimused.
  2. Ruumiline struktuur: kõik organismid on paigutatud rangesse horisontaalsesse või vertikaalsesse hierarhiasse. Näiteks metsaökosüsteemis eristuvad astmed selgelt, veeökosüsteemis sõltub organismide levik vee sügavusest.
  3. Biootilised ja abiootilised ained. Ökosüsteemi moodustavad organismid jagunevad anorgaanilisteks (abiootilised: valgus, õhk, pinnas, tuul, niiskus, rõhk) ja orgaanilisteks (biootilised – loomad, taimed).
  4. Biootiline komponent jaguneb omakorda tootjateks, tarbijateks ja hävitajateks. Tootjate hulka kuuluvad taimed ja bakterid, mis päikesevalguse ja energia abil loovad anorgaanilistest ainetest orgaanilist ainet. Tarbijad on loomad ja lihasööjad taimed, kes toituvad sellest orgaanilisest ainest. Hävitajad (seened, bakterid, mõned mikroorganismid) on toiduahela krooniks, kuna toodavad vastupidist protsessi: orgaanilised ained muudetakse anorgaanilisteks aineteks.

Iga loodusliku ökosüsteemi ruumilised piirid on väga tinglikud. Teaduses on tavaks määratleda need piirid reljeefi looduslike kontuuride järgi: näiteks soo, järv, mäed, jõed. Kuid kokkuvõttes peetakse kõiki ökosüsteeme, mis moodustavad meie planeedi bioümbrise, avatud, kuna need suhtlevad keskkonna ja ruumiga. Kõige üldisemas vaates näeb pilt välja selline: elusorganismid saavad keskkonnast energiat, kosmilisi ja maapealseid aineid ning väljundis settekivimid ja gaasid, mis lõpuks kosmosesse lähevad.

Kõik loodusliku ökosüsteemi komponendid on omavahel tihedalt seotud. Selle ühenduse põhimõtted kujunevad välja aastate, mõnikord sajandite jooksul. Kuid seepärast muutuvad nad nii stabiilseks, kuna need ühendused ja kliimatingimused määravad kindlaks selles piirkonnas elavate loomade ja taimede liigid. Igasugune tasakaalustamatus looduslikus ökosüsteemis võib viia selle kadumise või nõrgenemiseni. Selliseks rikkumiseks võib olla näiteks metsade raadamine, konkreetse loomaliigi populatsiooni hävitamine. Sel juhul katkeb toiduahel koheselt ja ökosüsteem hakkab "ära kukkuma".

Muide, lisaelementide toomine ökosüsteemidesse võib seda ka häirida. Näiteks kui inimene hakkab valitud ökosüsteemis aretama loomi, keda seal algselt polnud. Selle ilmekaks kinnituseks on küülikute kasvatamine Austraalias. Alguses oli see kasumlik, sest sellises viljakas keskkonnas ja suurepärastes paljunemiseks kliimatingimustes hakkasid küülikud paljunema uskumatu kiirusega. Kuid lõpuks kukkus see kõik kokku. Lugematud küülikute hordid laastasid karjamaid, kus varem lambaid karjatasid. Lammaste arv hakkas vähenema. Inimene saab ühelt lambalt palju rohkem toitu kui 10 küülikult. See juhtum läks isegi vanasõnasse: "Küülikud sõid Austraaliat." Kulus teadlastel uskumatu pingutus ja suured kulutused, enne kui neil õnnestus küülikute populatsioonist lahti saada. Austraalias ei olnud võimalik nende populatsiooni täielikult hävitada, kuid nende arv vähenes ega ohustanud enam ökosüsteemi.

kunstlikud ökosüsteemid

Tehisökosüsteemid on loomade ja taimede kooslused, mis elavad inimese poolt neile loodud tingimustes. Neid nimetatakse ka noobiogeocenoosideks või sotsiaalökosüsteemideks. Näited: põld, karjamaa, linn, ühiskond, kosmoselaev, loomaaed, aed, tehistiik, veehoidla.

kõige poolt lihtne näide kunstlik ökosüsteem on akvaarium. Siin piiravad elupaika akvaariumi seinad, energia, valguse ja toitainete juurdevoolu teostab inimene, samuti reguleerib ta vee temperatuuri ja koostist. Esialgu määratakse ka elanike arv.

Esimene omadus: kõik tehisökosüsteemid on heterotroofsed, st valmistoidu tarbimine. Võtame näiteks linna, ühe suurima inimese loodud ökosüsteemi. Siin mängib tohutut rolli kunstlikult loodud energia (gaasitoru, elekter, toit) sissevool. Samal ajal iseloomustab selliseid ökosüsteeme mürgiste ainete kõrge saagis. See tähendab, et need ained, mis looduslikus ökosüsteemis on hiljem orgaanilise aine tootmiseks, muutuvad tehislikes sageli kasutuskõlbmatuks.

Teine kunstlike ökosüsteemide eripära on ainevahetuse avatud tsükkel. Võtame näiteks agroökosüsteemid – inimese jaoks kõige olulisemad. Nende hulka kuuluvad põllud, viljapuuaiad, juurviljaaiad, karjamaad, talud ja muud põllumaad, millel isik loob tingimused tarbekaupade äraviimiseks. Inimene võtab osa toiduahelast sellistes ökosüsteemides välja (saagi kujul) ja seetõttu toiduahel hävib.

Kolmas erinevus tehisökosüsteemide ja looduslike ökosüsteemide vahel on nende liigipuudus.. Tõepoolest, inimene loob ökosüsteemi ühe (harva mitme) taime- või loomaliigi aretamiseks. Näiteks nisupõllul hävitatakse kõik kahjurid ja umbrohi, kasvatatakse ainult nisu. See võimaldab saada parimat saaki. Kuid samal ajal muudab organismide hävitamine inimestele "kahjutuks" ökosüsteemi ebastabiilseks.

Looduslike ja tehisökosüsteemide võrdlusomadused

Looduslike ökosüsteemide ja sotsiaalökosüsteemide võrdlust on mugavam esitada tabeli kujul:

looduslikud ökosüsteemid	kunstlikud ökosüsteemid
Peamine komponent on päikeseenergia.	Peamiselt saab energiat kütusest ja küpsetatud toidust (heterotroofne)
Moodustab viljaka pinnase	Kurnab mulda
Kõik looduslikud ökosüsteemid neelavad süsinikdioksiidi ja toodavad hapnikku.	Enamik tehisökosüsteeme tarbib hapnikku ja toodab süsihappegaasi.
Suur liigiline mitmekesisus	Piiratud arv organismiliike
Kõrge stabiilsus, eneseregulatsiooni- ja isetervenemisvõime	Nõrk jätkusuutlikkus, kuna selline ökosüsteem sõltub inimtegevusest
suletud ainevahetus	Sulgemata metaboolne ahel
Loob elupaiku metsloomadele ja taimedele	Hävitab metsloomade elupaiku
Kogub vett, kasutades seda targalt ja puhastades	Suur veetarbimine, selle reostus