Všetky živé organizmy nežijú na Zemi izolovane od seba, ale tvoria spoločenstvá. Všetko je v nich prepojené, živé organizmy aj takýto útvar v prírode sa nazýva ekosystém, ktorý žije podľa svojich špecifických zákonitostí a má špecifické črty a vlastnosti, s ktorými sa pokúsime zoznámiť.

Koncept ekosystému

Existuje taká veda ako ekológia, ktorá študuje. Tieto vzťahy sa však môžu uskutočňovať iba v rámci určitého ekosystému a nevyskytujú sa spontánne a chaoticky, ale podľa určitých zákonov.

Existujú rôzne typy ekosystémov, ale všetky sú súborom živých organizmov, ktoré interagujú medzi sebou a so životným prostredím prostredníctvom výmeny látok, energie a informácií. To je dôvod, prečo ekosystém zostáva stabilný a udržateľný počas dlhého obdobia.

Klasifikácia ekosystémov

Napriek veľkej rozmanitosti ekosystémov sú všetky otvorené, bez ktorých by ich existencia nebola možná. Typy ekosystémov sú rôzne a klasifikácia môže byť odlišná. Ak máme na pamäti pôvod, potom ekosystémy sú:

1. prirodzené alebo prirodzené. V nich sa všetka interakcia uskutočňuje bez priamej účasti osoby. Tie sa zase delia na:

• Ekosystémy, ktoré sú úplne závislé od slnečnej energie.
• Systémy, ktoré prijímajú energiu zo slnka aj iných zdrojov.

2. Umelé ekosystémy. Stvorený ľudskou rukou a môže existovať len s jeho účasťou. Tiež sa delia na:

• Agroekosystémy, teda tie, ktoré sú spojené s ekonomická aktivita osoba.
• Technoekosystémy sa objavujú v súvislosti s priemyselnými aktivitami ľudí.
• mestské ekosystémy.

Ďalšia klasifikácia rozlišuje tieto typy prírodných ekosystémov:

1. Zem:

• Dažďové pralesy.
• Púšť s trávnatou a krovinou vegetáciou.
• Savannah.
• stepi.
• Listnatý les.
• Tundra.

2. Sladkovodné ekosystémy:

• stojatých nádrží
• Tečúce vody (rieky, potoky).
• Močiare.

3. Morské ekosystémy:

• oceán.
• kontinentálny šelf.
• Rybárske oblasti.
• Ústia riek, zátoky.
• Zóny hlbokej vody.

Bez ohľadu na klasifikáciu je možné vidieť rozmanitosť druhov ekosystému, ktorá sa vyznačuje súborom životných foriem a číselným zložením.

Charakteristické črty ekosystému

Pojem ekosystém možno pripísať tak prírodným útvarom, ako aj umelo vytvoreným človekom. Ak hovoríme o prírodných, potom sa vyznačujú nasledujúcimi vlastnosťami:

• V každom ekosystéme sú základnými prvkami živé organizmy a abiotické environmentálne faktory.
• V každom ekosystéme existuje uzavretý cyklus od produkcie organických látok až po ich rozklad na anorganické zložky.
• Interakcia druhov v ekosystémoch zabezpečuje stabilitu a samoreguláciu.

Celý okolitý svet predstavujú rôzne ekosystémy, ktorých základom je živá hmota s určitou štruktúrou.

Biotická štruktúra ekosystému

Aj keď sa ekosystémy líšia druhovou diverzitou, množstvom živých organizmov, ich životnými formami, biotická štruktúra v ktoromkoľvek z nich je stále rovnaká.

Všetky typy ekosystémov obsahujú rovnaké zložky, bez ich prítomnosti je fungovanie systému jednoducho nemožné.

1. Výrobcovia.
2. Spotrebitelia druhého rádu.
3. Reduktory.

Do prvej skupiny organizmov patria všetky rastliny, ktoré sú schopné procesu fotosyntézy. Produkujú organickú hmotu. Do tejto skupiny patria aj chemotrofy, ktoré tvoria organické zlúčeniny. Ale iba na to nepoužívajú slnečnú energiu, ale energiu chemických zlúčenín.

Spotrebitelia zahŕňajú všetky organizmy, ktoré na stavbu tela potrebujú organickú hmotu zvonku. Patria sem všetky bylinožravé organizmy, dravce a všežravce.

Rozkladače, medzi ktoré patria baktérie, huby, premieňajú zvyšky rastlín a živočíchov na anorganické zlúčeniny vhodné na využitie pre živé organizmy.

Fungovanie ekosystémov

Najväčším biologickým systémom je biosféra, ktorá sa skladá z jednotlivých zložiek. Môžete vytvoriť nasledujúci reťazec: druh-populácia-ekosystém. Najmenšou jednotkou v ekosystéme je druh. V každej biogeocenóze sa ich počet môže meniť od niekoľkých desiatok až po stovky a tisíce.

Bez ohľadu na počet jedincov a jednotlivých druhov v akomkoľvek ekosystéme dochádza k neustálej výmene hmoty a energie nielen medzi sebou, ale aj s okolím.

Ak hovoríme o výmene energie, potom je celkom možné aplikovať fyzikálne zákony. Prvý zákon termodynamiky hovorí, že energia nezmizne bez stopy. Mení sa len z jedného druhu na druhý. Podľa druhého zákona sa v uzavretom systéme môže energia len zvyšovať.

Ak sa na ekosystémy aplikujú fyzikálne zákony, potom môžeme konštatovať, že podporujú svoju životnú aktivitu vďaka prítomnosti slnečnej energie, ktorú organizmy dokážu nielen zachytiť, ale aj premeniť, využiť a následne uvoľniť do životného prostredia.

Energia sa prenáša z jednej trofickej úrovne na druhú, počas prenosu sa jeden druh energie premieňa na iný. Časť sa, samozrejme, stráca vo forme tepla.

Bez ohľadu na to, aké typy prírodných ekosystémov existujú, takéto zákony platia absolútne v každom z nich.

Štruktúra ekosystému

Ak vezmeme do úvahy akýkoľvek ekosystém, potom v ňom určite vidíme, že rôzne kategórie, napríklad výrobcovia, konzumenti a rozkladači, sú vždy zastúpené celým súborom druhov. Príroda poskytuje, že ak sa niečo náhle stane s jedným z druhov, ekosystém na to nezomrie, vždy ho môže úspešne nahradiť iný. To vysvetľuje stabilitu prírodných ekosystémov.

Veľká rozmanitosť druhov v ekosystéme, diverzita zabezpečuje stabilitu všetkých procesov, ktoré prebiehajú v rámci spoločenstva.

Okrem toho má každý systém svoje vlastné zákony, ktoré dodržiavajú všetky živé organizmy. Na základe toho možno v rámci biogeocenózy rozlíšiť niekoľko štruktúr:

Akákoľvek štruktúra je nevyhnutne prítomná v akomkoľvek ekosystéme, ale môže sa výrazne líšiť. Ak napríklad porovnáme biogeocenózu púšte a dažďového pralesa, rozdiel je viditeľný voľným okom.

umelé ekosystémy

Takéto systémy sú vytvorené ľudskou rukou. Napriek tomu, že v nich, rovnako ako v prírodných, sú nevyhnutne prítomné všetky zložky biotickej štruktúry, stále existujú značné rozdiely. Medzi nimi sú nasledujúce:

1. Agrocenózy sa vyznačujú zlým druhovým zložením. Rastú tam len tie rastliny, ktoré pestuje človek. Príroda si však vyberá svoju daň a vždy, napríklad, na pšeničnom poli môžete vidieť usadzovať chrpy, sedmokrásky, rôzne článkonožce. V niektorých systémoch majú dokonca vtáky čas postaviť si hniezdo na zemi a vyliahnuť kurčatá.
2. Ak sa človek nestará o tento ekosystém, kultivované rastliny nevydržia konkurenciu so svojimi divokými príbuznými.
3. Agrocenózy existujú aj vďaka dodatočnej energii, ktorú si človek prináša napríklad aplikáciou hnojív.
4. Keďže vypestovaná biomasa rastlín sa odoberá spolu so zberom, pôda sa vyčerpáva o živiny. Pre ďalšiu existenciu je teda opäť nevyhnutný zásah človeka, ktorý bude musieť prihnojovať, aby dopestoval ďalšiu úrodu.

Možno konštatovať, že umelé ekosystémy nepatria k udržateľným a samoregulačným systémom. Ak sa o nich človek prestane starať, neprežijú. Postupne divé druhy vytlačia kultúrne rastliny a zničí sa agrocenóza.

Napríklad umelý ekosystém troch druhov organizmov sa dá ľahko vytvoriť doma. Ak postavíte akvárium, nalejete doň vodu, položíte niekoľko konárov elodea a usadíte dve rybky, tu máte pripravený umelý systém. Ani taký jednoduchý nemôže existovať bez ľudského zásahu.

Hodnota ekosystémov v prírode

Globálne povedané, všetky živé organizmy sú distribuované v ekosystémoch, takže ich význam je ťažké podceniť.

1. Všetky ekosystémy sú vzájomne prepojené cirkuláciou látok, ktoré môžu migrovať z jedného systému do druhého.
2. Vďaka prítomnosti ekosystémov v prírode je zachovaná biologická diverzita.
3. Všetky zdroje, ktoré čerpáme z prírody, nám poskytujú ekosystémy: čistá voda, vzduch,

Akýkoľvek ekosystém je veľmi ľahké zničiť, najmä vzhľadom na schopnosti človeka.

Ekosystémy a človek

Od objavenia sa človeka sa jeho vplyv na prírodu každým rokom zvyšuje. Vo vývoji si človek predstavoval, že je kráľom prírody, začal bez váhania ničiť rastliny a zvieratá, ničiť prírodné ekosystémy, čím si začal odrezávať konár, na ktorom sám sedí.

Zásahmi do stáročných ekosystémov a porušovaním zákonov existencie organizmov viedol človek k tomu, že všetci ekológovia sveta už jedným hlasom kričia, že svet prišiel.ľudský zásah do jeho zákonov. Je čas zastaviť sa a myslieť si, že akýkoľvek druh ekosystémov sa formoval po stáročia, dávno pred objavením sa človeka, a dokonale existoval bez neho. Môže ľudstvo žiť bez prírody? Odpoveď sa ponúka sama.

Účel: identifikovať vlastnosti štruktúry a fungovania ekosystémov rôzneho pôvodu v biosfére

Plán prednášok

1. Porovnávacie charakteristiky ekosystémy biosféry podľa pôvodu.
2. Prírodné a umelé ekosystémy - problémy udržiavania ich homeostatickej rovnováhy.

Prirodzený vývoj ekosystémov prebieha v tisícročnom meradle, v súčasnosti je potláčaný antropogénnym vývojom spojeným s činnosťou človeka. Biologický čas antropogénnej evolúcie má rozsah desaťročí a storočí.

Antropogénny vývoj ekosystémov sa delí na 2 veľké triedy (podľa typu procesov): cieľavedomý a spontánny. V prvom prípade človek tvorí nové typy umelých ekosystémov. Výsledkom tohto vývoja sú všetky agroekosystémy, mestá, súbory krajinných záhrad, morské záhrady chaluh, ustricové farmy atď. K „plánovanej“ evolúcii sa však vždy pridávajú „neplánované“ procesy – do agrocenóz sa vnášajú spontánne druhy, napríklad burinové druhy rastlín a fytofágny hmyz. Človek sa snaží potlačiť takéto „neplánované“ procesy, ale ukazuje sa, že je to takmer nemožné.

Spontánny antropogénny vývoj ekosystémov zohráva väčšiu úlohu ako účelový. Je rozmanitejšia a má spravidla regresívny charakter: vedie k zníženiu biologickej diverzity a niekedy aj produktivity.

Základom spontánnej antropogénnej evolúcie je objavenie sa v ekosystémoch druhov, ktoré sú neúmyselne (zriedka zámerne) zavlečené človekom z iných oblastí. Rozsah tohto procesu je taký veľký, že nadobudol charakter „veľkej migrácie“ a „homogenizácie“ biosféry pod vplyvom človeka. Cudzie druhy sa nazývajú adventívne a proces introdukcie (invázie) adventívnych druhov do ekosystémov sa nazýva adventivizácia.

Príčinou rozptýlenia adventívnych druhov je antropogénne narušenie procesov samoregulácie ekosystémov pri absencii antagonistických druhov, ako je to u severoamerickej opuncie v Austrálii a amazonského vodného hyacintu v Afrike a Ázii, alebo naopak. , keď sa objaví druh patogénu, voči ktorému sa miestny druh, ktorý sa stal jeho hostiteľom, neexistuje imunita, ako v príbehoch o smrti Castanea dentata a narušení afrických saván vírusom kravskej choroby.

„Ekologické výbuchy“ spôsobujú introdukciu druhov, ktoré sa ukážu ako kľúčové. Častejšie sa takéto „výbuchy“ vôbec nevyskytujú, pretože náhodný druh vôbec nevytláča pôvodné druhy zo spoločenstva, alebo ak sa vytesní, preberá funkčnú úlohu premiestnených druhov.

V procese antropogénnej evolúcie môžu pribúdať aj niektoré druhy miestnej flóry a fauny, ktoré sa ukázali ako predadaptované na režim zvyšujúcej sa antropogénnej záťaže. V minulosti boli viazané na miesta lokálnych prírodných disturbancií - horské bahnotoky, nory, vyšliapané plochy ekosystémov pri napájadlách, hniezdiská veľkých fytofágov, ako sú zubry či zubry a pod.

Výsledky antropogénneho vývoja ekosystémov sú okrem toho:

ü ničenie druhov alebo zníženie ich genetickej diverzity (počet strán v Červených knihách vo všetkých krajinách sa z roka na rok zvyšuje);

ü posunutie hraníc prírodných zón - vývoj procesu dezertifikácie v stepnej zóne, vysídlenie lesov trávnatou vegetáciou v blízkosti južnej hranice ich rozšírenia;

ü vznik nových ekosystémov, ktoré sú odolné voči vplyvu človeka (napríklad ekosystémy utláčaných pasienkov s vyčerpaným druhovým bohatstvom);

ü vznik nových spoločenstiev na antropogénnych substrátoch pri ich prirodzenom zarastaní alebo rekultivácii.

Základom antropogénnej evolúcie je však dnes, samozrejme, proces šírenia cudzích druhov.

Porovnanie prírodných a umelých ekosystémov. Hlavnými ukazovateľmi ekosystému sú druhová diverzita (počet druhov v ňom zahrnutých), hustota populácie (počet jedincov daného druhu na jednotku plochy alebo objemu), biomasa (celková hmotnosť všetkých živých organizmov žijúcich v ekosystéme). ), produktivita (množstvo organických látok produkovaných ekosystémom za jednotku času); hlavnými charakteristikami sú stabilita (schopnosť ekosystémov udržať si svoju štruktúru a funkčné vlastnosti pod vplyvom vonkajších faktorov), stabilita (schopnosť ekosystému vrátiť sa do pôvodného stavu alebo blízko neho po vystavení faktorom, ktoré ho vyvedú rovnováhy).

Prirodzené ekosystémy majú väčšiu druhovú diverzitu ako antropogénne. Výsledkom je, že tieto sú mimoriadne nestabilné a bez neustáleho ľudského zásahu nemôžu dlhodobo existovať.

Prírodné ekosystémy „bez starostí a nákladov zo strany človeka pracujú na udržaní svojej životaschopnosti a vlastného rozvoja. Umelé ekosystémy fungujú úplne inak. Využívajú nielen energiu Slnka, ale aj jeho dotácie vo forme paliva dodávaného človekom. Okrem toho človek takmer úplne zmení prírodný ekosystém, čo sa prejavuje predovšetkým v jeho zjednodušení, t.j. zníženie druhovej diverzity až po vysoko zjednodušený systém monokultúr.

Porovnanie prírodných a zjednodušených ekosystémov (podľa Millera, 1993)

Prírodný ekosystém (rašeliniská, lúka, les)	Antropogénny ekosystém (pole, rastlina, dom)
Prijíma, premieňa, akumuluje slnečnú energiu	Energiu spotrebuje z fosílnych a jadrových palív
Produkuje kyslík a spotrebúva oxid uhličitý	Pri spaľovaní fosílnych palív spotrebúva kyslík a vytvára oxid uhličitý
Vytvára úrodnú pôdu	Vyčerpáva alebo predstavuje hrozbu pre úrodnú pôdu
Akumuluje, čistí a postupne spotrebúva vodu	Spotrebuje veľa vody, znečisťuje ju
Vytvára biotopy pre rôzne druhy voľne žijúcich živočíchov	Ničí biotopy mnohých druhov voľne žijúcich živočíchov
Bezplatne filtruje a dezinfikuje škodliviny a odpad	Produkuje znečisťujúce látky a odpad, ktorý je potrebné dekontaminovať na náklady verejnosti
Má schopnosť sebazáchovy a sebaliečenia	Vyžaduje vysoké náklady na neustálu údržbu a obnovu

Pozrime sa podrobnejšie na také umelé ekosystémy, ako sú poľnohospodárske a mestské.

Mestá sú veľmi špecifické výtvory človeka, prispôsobenie sa ktorým je spojené so značnými nákladmi na zdravie a pohodu ľudí. Sotva ich možno nazvať ekosystémami v konvenčnom zmysle. Chýbajú im základné vlastnosti ekosystémov: schopnosť samoregulácie (homeostáza) a cirkulácia látok. Tu prakticky neexistuje prepojenie výrobcov a činnosť rozkladačov je citeľne potlačená. Existencia mesta je nemysliteľná bez neustáleho investovania energie. V niektorých prípadoch toho človek prináša viac, ako aj tie najproduktívnejšie ekosystémy viažu v procese fotosyntézy na rovnakú plochu. Posledná hodnota je blízka 1 % slnečnej energie dopadajúcej na Zem. S ukončením energetických investícií bude rozvoj mesta sledovať vzory primárnej alebo sekundárnej sukcesie.

V mestách sa v dôsledku hromadenia odpadu a znečistenia najplnšie prejavuje nahradenie uzavretých cyklov látok priamymi prúdmi, charakteristickými pre technogénne formácie. Mestá v tomto smere pevne držia dlaň.

Mestský systém (urbosystém, urbánny ekosystém) je „nestabilný prírodný a antropogénny systém pozostávajúci z architektonických a stavebných objektov a ostro narušených prírodných ekosystémov“ (Reimers, 1990).

S rozvojom mesta sa jeho funkčné zóny stále viac diferencujú - ide o priemyselné, obytné a lesoparkové zóny.

priemyselné zóny- Ide o oblasti koncentrácie priemyselných zariadení rôznych priemyselných odvetví. Sú hlavnými zdrojmi znečistenia životné prostredie.

obytné oblasti- ide o územia koncentrácie obytných budov, administratívnych budov, objektov kultúry, školstva a pod.

lesoparku- ide o zelenú zónu v okolí mesta, kultivovanú človekom, t.j. prispôsobené na masovú rekreáciu, šport, zábavu. Jeho úseky sú možné aj vo vnútri mesta, ale zvyčajne sú v meste mestské parky - stromové plantáže, zaberajúce pomerne rozsiahle územia a slúžiace občanom aj na rekreáciu. Mestské parky a podobné menšie výsadby v meste (námestia, bulváry) nie sú na rozdiel od prirodzených lesov a dokonca ani lesoparkov samonosné a samoregulačné systémy.

Hlavným významom rastlín rastúcich v lesoparkoch a parkoch nie je produkcia organických látok, ale regulácia plynového zloženia atmosféry. Rastliny majú dôležitú estetickú a dekoratívnu hodnotu. Na trávnikoch, námestiach sa často vyskytuje burina. Je medzi nimi biela gáza, amarant pohozený, kapsička pastierska, lipnica húževnatá, palina obyčajná, lipnica poľná, bodliak žltý, štetina zelená a sivá, pýr plazivý. V južných mestách stepnej zóny Ruska sa objavila agresívna burina ambrózia.

Zvieratá v meste sú zastúpené bežné druhy prírodné ekosystémy. V parkoch žijú napríklad rôzne druhy vtákov – pinky, penice, sláviky a pod., cicavce – veveričky, hraboše. V nádržiach môžete stretnúť divé kačice, husi, labute.

Osobitnou skupinou mestských zvierat sú ľudskí spoločníci. Medzi nimi sú vtáky (holuby, vrabce, vrany, lastovičky, škorce atď.), hlodavce (potkany, myši), hmyz (ploštice, mole, muchy, šváby atď.). Mnohé zvieratá sú radcami mesta, jedia odpadky (kavky, vrany, vrabce). V mestských ekosystémoch sú rozšírené domáce zvieratá (mačky, psy), dekoratívne zvieratá (holuby, papagáje, škrečky, akváriové ryby).

Celková plocha zelených plôch v ruských mestách je 25% celkovej mestskej pôdy a výsadby na bežné použitie sú asi 2%.

Zóna lesoparku, mestské parky a ďalšie oblasti územia vyčlenené a špeciálne upravené na rekreáciu ľudí sú tzv. rekreačné oblasti.

Prehlbovanie urbanizačných procesov vedie ku komplexnosti infraštruktúry mesta. Významné miesto zaujímajú dopravné a dopravné zariadenia (cesty, čerpacie stanice, garáže, čerpacie stanice, železnice s komplexnou infraštruktúrou vrátane podzemnej - metro; letiská s komplexom služieb a pod.). Dopravné systémy pretínajú všetky funkčné oblasti mesta a majú vplyv na celé mestské prostredie.

Ľudské prostredie za týchto podmienok je to súbor abiotických a sociálnych prostredí, ktoré spoločne a priamo ovplyvňujú ľudí a ich ekonomiku. Zároveň ho možno podľa N. Reimersa (1990) rozdeliť na prírodné prostredie samotné a prírodné prostredie pretvorené človekom (antropogénne krajiny až po umelé prostredie ľudí – budovy, asfaltové cesty, umelé osvetlenie a pod. ., teda do umelého prostredia). Vo všeobecnosti mestské prostredie osady mestský typ je súčasťou technosféra, t.j. biosféra, radikálne premenená človekom na technické a človekom vytvorené objekty.

V mestských oblastiach možno rozlíšiť skupinu systémov, ktorá odráža zložitosť interakcií budov a štruktúr s prostredím, ktoré sa nazývajú prírodné a technické systémy. Sú úzko späté s antropogénnou krajinou, svojou geologickou stavbou a reliéfom.

Prostredie mestských systémov, jeho geografická aj geologická časť, sa najvýraznejšie zmenilo a v podstate sa stalo umelým, tu sú problémy s využívaním a reutilizáciou prírodných zdrojov zapojených do obehu, znečisťovania a čistenia životného prostredia, tu dochádza k čoraz väčšej izolácii ekonomických a výrobných cyklov od prirodzeného metabolizmu a toku energie v prírodných ekosystémoch. A napokon, práve tu je najvyššia hustota obyvateľstva a umelé prostredie, ktoré ohrozujú nielen zdravie ľudí, ale aj prežitie celého ľudstva. Ľudské zdravie je indikátorom kvality tohto prostredia. Ale zvýšené znečistenie životného prostredia, ako aj iné nepriaznivé faktory spôsobujú väčšiu pravdepodobnosť nervových zrútení, stresu a iných chorôb. Existujú dôkazy, že v mestách je výskyt v priemere 2-krát vyšší ako vo vidieckych oblastiach.

Dôvodom zvýšenej chorobnosti v mestách je aj veľmi krátke obdobie adaptácie ľudí na svoje špecifické podmienky. Asi pred 200 rokmi sa človek začal prispôsobovať mestskému prostrediu. Pri súčasnom tempe rastu miest sú ľudia nútení prispôsobovať sa mestským podmienkam počas života jednej generácie. Značné adaptačné ťažkosti vznikajú v priestoroch novostavieb s ich monotónnou monotónnou architektúrou. Tento fenomén sa nazýva „smútok nových miest“, ktorý v mnohých ohľadoch nesie črty charakteristické pre pocity charakteristické pre nostalgiu. Okrem monotónnosti priestoru je smútok dôsledkom nejednotnosti ľudí, ich odcudzenia sa bežnému sociálno-psychologickému prostrediu.

Úlohy environmentálne orientovaného manažmentu mestských ekosystémov sú čisto technologické, súvisia so zlepšovaním výrobných technológií pre priemyselné podniky, ekologizáciou verejných služieb a dopravy.

Zlepšením výroby a vozidiel a rozvojom systému verejnej mestskej dopravy (posledný je obzvlášť dôležitý, keďže autá sa podieľajú 50 až 90 % na znečistení ovzdušia v mestách) sa zlepšuje kvalita mestského ovzdušia a vody.

Technologicky sú úlohy znižovania energetickej náročnosti miest riešené aj rozptýlením zariadení na výrobu energie (z uhlíkových nosičov energie, solárnych kolektorov a pod.), jej hospodárnejším využitím vo verejných službách (výmena žiaroviek za studené doutnavky, tepelné izolácia stien, používanie úsporných domácich spotrebičov atď.) a priemyselné podniky. Podobne sú inžinierskymi problémami spotreba vody a teda aj úprava znečistených odpadových vôd, znižovanie množstva, skladovanie a spracovanie tuhého komunálneho odpadu.

Na každého obyvateľa mesta „pracuje“ 1 až 3 hektáre poľnohospodárskej pôdy (vrátane 0,5 hektára ornej pôdy). V súlade s tým je ekologickou úlohou hospodárne využitie potravinárskych výrobkov a zabránenie ich znehodnoteniu.

Ak človek nedokáže vyvážiť mestské prostredie, musí urobiť všetko pre to, aby ho obmedzil zhubný vplyv miest na ich prírodné a poľnohospodárske ekosystémy.

Ideálnou možnosťou pre mestské ekosystémy sú eko-mestá - malé (s počtom obyvateľov 50-100 tisíc ľudí) zelené mestá. Rast populácie však veľmi obmedzuje možnosti ľudí usadiť sa v ekocity (v podstate existuje „ekocity“ na akomkoľvek predmestí veľké mesto kde najprosperujúcejšia časť spoločnosti žije v chatkách). Úlohou ekológie je spravovať ekosystémy veľkých miest (vrátane megamiest veľkosti Tokia alebo New Yorku, ktorých populácia presahuje 10 miliónov ľudí), aby bol život občanov v nich priaznivejší, zastaviť proces rozrastania miest a znížiť znečistenie ovzdušia a vody a pôdy.

Mestá musia zostať v rámci svojich existujúcich hraníc a najprv rásť smerom nahor, čím sa vytvorí priestor pre zelené plochy, ktoré sú najefektívnejším a najuniverzálnejším prostriedkom na zlepšenie mestského prostredia. Zelené plochy zlepšujú mikroklímu, znižujú chemické znečistenie ovzdušia, znižujú úroveň fyzického znečistenia (predovšetkým hluku) a priaznivo pôsobia na psychický stav mešťania. Podľa environmentálnych noriem by mal mať jeden občan 50 m 2 zelene v rámci mesta a 300 m 2 v prímestských lesoch.

V procese rozvoja spoločnosti sa mení charakter a rozsah vplyvu človeka na prírodu. S príchodom usadil poľnohospodárstvo na začiatku neolitu sa vplyv človeka na biosféru v porovnaní s nomádskou ekonomikou mnohonásobne zvyšuje. V oblastiach vyvinutých človekom začína rýchly rast populácie. Vyvíjajú sa techniky a metódy obrábania pôdy na pestovanie plodín a zdokonaľuje sa technológia chovu hospodárskych zvierat. Minulé transformácie sa nazývajú druhá technická revolúcia. Rozvoj poľnohospodárstva bol v mnohých prípadoch sprevádzaný úplnou likvidáciou pôvodného vegetačného krytu na rozsiahlych plochách, čím sa vytvoril priestor pre malý počet človekom vybraných druhov rastlín, najvhodnejších na potravu. Tieto druhy rastlín sa postupne pestovali a organizovalo sa ich neustále pestovanie.

Šírenie poľnohospodárskych plodín malo obrovský, často katastrofálny dopad na suchozemské ekosystémy. Ničenie lesov na rozsiahlych územiach, iracionálne využívanie pôdy v miernych a tropických pásmach nenávratne zničilo ekosystémy, ktoré sa tu historicky vyvinuli. Namiesto prirodzených biocenóz sa objavili ekosystémy, krajiny, agrosféra, agroekosystémy, agrocenózy, poľnohospodárska krajina atď.

Agrosféra- globálny systém, ktorý spája celé územie Zeme, pretvorené ľudskou poľnohospodárskou činnosťou.

Agroekosystémy- ekosystémy modifikované človekom v procese poľnohospodárskej výroby. Sú to poľnohospodárske polia, zeleninové záhrady, ovocné sady, vinice, ochranné pásy atď. Agroekosystémy sú základom agroekosystémov.

Agrocenózy- biocenózy na poľnohospodárskych pôdach vytvorené za účelom získavania poľnohospodárskych produktov, biotických spoločenstiev pravidelne podporovaných človekom, s nízkou ekologickou spoľahlivosťou, ale vysokou produktivitou (úrodnosťou) jedného alebo viacerých vybraných druhov (odrody, plemená) rastlín alebo živočíchov.

poľnohospodárska krajina- ekosystém vytvorený v dôsledku poľnohospodárskej premeny krajiny (step, tajga a pod.).

Agroekosystémy pred začiatkom 20. storočia. Sokolov a kol. Agroekosystémy mali svojich prvovýrobcov (divoké rastliny), ktoré ľudia prikrmovali priamo alebo nepriamo prostredníctvom zveri, domácich zvierat. Primárni autotrofní producenti poskytovali ľuďom rastlinné vlákna a drevo. Človek bol hlavným konzumentom tohto ekosystému, ktorý obsahoval aj značné množstvo voľne žijúcich a domácich zvierat s veľkou celkovou hmotnosťou. Všetky produkty spotrebované človekom boli premenené na odpad (odpad), zničené a spracované rozkladačmi alebo rozkladačmi na jednoduché látky (dusičnany, fosforečnany, iné minerálne zlúčeniny), ktoré opäť využili autotrofy v procese fotosyntézy.

Prebehlo tu kompletné samočistenie pôdy a vôd a nenarušil sa kolobeh látok v ekosystéme. Prílev slnečnej energie prijatej človekom vo forme chemickej energie v procese metabolizmu počas výživy (asi 4000 kcal / deň na osobu) bol približne rovnaké množstvo energie, ktoré človek spotreboval vo forme tepla (spaľovanie palivového dreva ) a mechanickej (ťahová sila). ) energie.

Počas formovania agrárnej civilizácie mal teda ľudský ekosystém vysoký stupeň homeostázy. Napriek antropogénnej zmene alebo nahradeniu ekosystémov ľudská činnosť zapadla do biogeochemického cyklu a nezmenila tok energie do biosféry.

Nezvratné, globálne zmeny v biosfére Zeme pod vplyvom poľnohospodárskej výroby sa v 20. storočí dramaticky zvýšili. V 70-90 rokoch 20. stor. zavádzanie intenzívnych technológií (monokultúra, vysoko produkčné, ale nechránené odrody, agrochemikálie) sprevádzala vodná a veterná erózia, sekundárne zasoľovanie, únava pôdy, degradácia pôdy, ochudobňovanie edafónu a mezofauny, pokles lesnatosti, nárast orby, atď.

Spotreba energie, fungovanie a bioproduktivita agroekosystémov

V rozvíjajúcom sa globálnom poľnohospodárstve sa viaceré typy agroekosystémov líšia množstvom energie prijímanej a využívanej človekom a jej zdrojom.

Agroekosystémy blízke prírodným ekosystémom. Spolu so slnečnou energiou sa využívajú aj ďalšie zdroje, človekom vyrobený. Patria sem poľnohospodárske a vodohospodárske systémy, ktoré produkujú potraviny a suroviny. Doplnkovými zdrojmi energie sú fosílne palivá, metabolická energia ľudí a zvierat (priemerný prílev energie je 2 kcal/cm 2 * rok).

Agroekosystémy intenzívneho typu. súvisiace so spotrebou veľké množstvá ropných produktov a agrochemikálií. Sú produktívnejšie v porovnaní s predchádzajúcim ekosystémom, vyznačujúce sa vysokou energetickou náročnosťou (prílev energie v priemere 20 kcal/cm 2 * rok).

Hlavné charakteristické črty fungovania prírodných ekosystémov a agroekosystémov:

1. Iný smer výberu. Prírodné ekosystémy sa vyznačujú prirodzeným výberom, ktorý vedie k ich základnej vlastnosti - stabilite, vytláčaniu nestabilných, neživotaschopných foriem organizmov v ich spoločenstvách.

Agroekosystémy vytvára a udržiava človek. Hlavným smerom výberu je tu umelý, ktorý je zameraný na zvýšenie výnosov plodín. Výťažok odrody často nesúvisí s jej odolnosťou voči environmentálnym faktorom, škodlivým organizmom.

2. Rôznorodosť ekologického zloženia fytocenózy zabezpečuje stabilitu produkčného zloženia v prirodzenom ekosystéme pri výkyvoch poveternostných podmienok v rôznych rokoch. Potlačenie niektorých druhov rastlín vedie k zvýšeniu produktivity iných. V dôsledku toho si fytocenóza a ekosystém ako celok zachovávajú schopnosť vytvárať určitú úroveň produkcie v rôznych rokoch.

Agrocenóza poľných plodín je monodominantné spoločenstvo, ale často aj jedna odroda. Na všetkých rastlinách agrocenózy sa vplyv nepriaznivých faktorov prejavuje rovnakým spôsobom. Inhibícia rastu a vývoja hlavnej plodiny nemôže byť kompenzovaná zvýšeným rastom iných rastlinných druhov. A v dôsledku toho je stabilita produktivity agrocenózy nižšia ako v prirodzených ekosystémoch.

3. Prítomnosť rôznorodého druhového zloženia rastlín s rôznym fenologickým rytmom umožňuje fytocenóze ako integrálnemu systému vykonávať produkčný proces nepretržite počas celého vegetačného obdobia, pričom plne a ekonomicky spotrebúva zdroje tepla, vlahy a živín. .

Vegetačné obdobie kultúrnych rastlín v agrocenózach je kratšie ako vegetačné obdobie. Na rozdiel od prirodzených fytocenóz, kde druhy rôznych biologických rytmov dosahujú maximum biomasy v rôznych obdobiach vegetácie, v agrocenóze prebieha rast rastlín simultánne a postupnosť vývojových štádií je zvyčajne synchronizovaná. Čas interakcie fytokomponentu s inými zložkami (napríklad pôdou) v agrocenóze je teda oveľa kratší, čo prirodzene ovplyvňuje intenzitu metabolických procesov v celom systéme.

Rovnomerný vývoj rastlín v prirodzenom (prírodnom) ekosystéme a simultánnosť ich vývoja v agrocenóze vedú k odlišnému rytmu výrobného procesu. Rytmus výrobného procesu napríklad v prirodzených trávnatých ekosystémoch udáva rytmus deštrukčných procesov alebo určuje rýchlosť mineralizácie rastlinných zvyškov a dobu jej maximálnej a minimálnej intenzity. Rytmus deštrukčných procesov v agrocenózach v oveľa menšej miere závisí od rytmu výrobného procesu, pretože zvyšky suchozemských rastlín vstupujú do pôdy a do pôdy na krátky čas, spravidla na konci. leta a začiatku jesene a ich mineralizácia sa vykonáva najmä v budúcom roku.

4. Významným rozdielom medzi prírodnými ekosystémami a agroekosystémami je miera kompenzácie obehu látok v rámci ekosystému. Cykly látok (chemických prvkov) v prírodných ekosystémoch sa uskutočňujú v uzavretých cykloch alebo sú blízko kompenzácie: príchod látky do cyklu za určité obdobie sa v priemere rovná výstupu látky z cyklu a preto v rámci cyklu je prítok látky do každého bloku približne rovnaký ako výstup látky z neho.

Antropogénne interakcie porušujú uzavretý charakter obehu látok v ekosystémoch.

Časť látky v agrocenózach je nenávratne stiahnutá z ekosystému. Pri vysokých rýchlostiach aplikácie hnojív pre jednotlivé prvky možno pozorovať jav, kedy je prísun živín do rastlín z pôdy menší ako prísun živín do pôdy z rozkladajúcich sa rastlinných zvyškov a hnojív. Pri ekonomicky užitočných produktoch v agrocenózach sa 50 – 60 % organickej hmoty odcudzuje od jej množstva akumulovaného v produktoch.

5. Prírodné ekosystémy sú systémy takpovediac autoregulačné a agrocenózy sú riadené človekom. Na dosiahnutie svojho cieľa človek v agrocenóze do značnej miery mení alebo kontroluje vplyv prírodných faktorov, dáva výhody v raste a vývoji, najmä zložkám, ktoré produkujú potraviny. Hlavnou úlohou v tomto smere je nájsť podmienky pre zvýšenie produktivity pri minimalizácii energetických a materiálových nákladov, zvýšenie úrodnosti pôdy. Riešenie tohto problému spočíva v čo najkompletnejšom využití prírodných zdrojov agrofytocenózami a vytvorením kompenzovaných cyklov chemických prvkov v agrocenózach. Úplnosť využitia zdrojov je určená genetickými vlastnosťami odrody, dĺžkou vegetačného obdobia, heterogenitou komponentov v spoločných plodinách, vrstvením výsevu atď.

Porovnávacia charakteristika prírodných ekosystémov a agroekosystémov

prírodné ekosystémy	Agroekosystémy
Primárne prírodné elementárne jednotky biosféry, ktoré vznikli v priebehu evolúcie	Sekundárne človekom transformované umelé elementárne jednotky biosféry
Komplexné systémy s významným počtom živočíšnych a rastlinných druhov, v ktorých dominujú populácie viacerých druhov. Vyznačujú sa stabilnou dynamickou rovnováhou dosiahnutou samoreguláciou.	Zjednodušené systémy dominujú populácie jedného rastlinného alebo živočíšneho druhu. Sú stabilné a vyznačujú sa variabilitou v štruktúre ich biomasy.
Produktivita je určená adaptačnými vlastnosťami organizmov zapojených do kolobehu látok	Produktivita je určená úrovňou ekonomickej činnosti a závisí od ekonomických a technických možností
Prvovýrobu využívajú zvieratá a podieľa sa na kolobehu látok. „spotreba“ prebieha takmer súčasne s „výrobou“	Plodina sa zbiera na uspokojenie ľudských potrieb a na kŕmenie dobytka. Živá hmota sa nejaký čas hromadí bez toho, aby bola spotrebovaná. Najvyššia produktivita sa vyvíja len krátkodobo

Najprísnejšia kontrola stavu agroekosystémov, ktorá si vyžaduje značné náklady na energiu, sa preto môže vykonávať iba v uzavretom priestore. Do tejto kategórie patria polootvorené systémy s veľmi obmedzenými kanálmi komunikácie s vonkajším prostredím (skleníky, komplexy hospodárskych zvierat), kde je regulovaná a do značnej miery kontrolovaná teplota, žiarenie a cirkulácia minerálnych a organických látok. Ide o riadené agroekosystémy. Všetky ostatné agroekosystémy sú otvorené. Po ľudskej stránke je efektivita kontroly tým vyššia, čím sú jednoduchšie.

V polootvorených a otvorených systémoch sa ľudské úsilie redukuje na poskytovanie optimálnych podmienok pre rast organizmov a prísnu biologickú kontrolu nad ich zložením. Na základe toho vznikajú tieto praktické problémy:

ü po prvé, ak je to možné, úplné odstránenie nežiaducich druhov;

ü po druhé, výber genotypov s vysokou potenciálnou produktivitou.

Vo všeobecnosti obeh látok spája rôzne druhy, ktoré obývajú agroekosystémy.

V biosfére sú nosičmi energie aj mnohé cirkulujúce látky biogénneho pôvodu. Rastliny v procese fotosyntézy premieňajú žiarivú energiu Slnka na energiu chemických väzieb organických látok a akumulujú ju vo forme sacharidov – potenciálnych nosičov energie. Táto energia je zaradená do cyklu výživy od rastlín cez fytofágy až po konzumentov vyšších rádov. Množstvo viazanej energie, ktorá sa pohybuje pozdĺž trofického reťazca, neustále klesá, pretože značná časť sa vynakladá na udržanie životne dôležitých funkcií spotrebiteľov. Cyklovanie energie udržuje rôzne formy života v ekosystéme a udržuje systém stabilný.

Podľa M.S.Sokolova a kol.(1994) je spotreba fotosyntetickej energie rastlín v agroekosystéme na príklade trávnatých porastov v strednom Rusku nasledovná:

ü asi 1/6 energie spotrebovanej rastlinami sa minie na dýchanie;

ü Asi 1/4 energie sa dostáva do tela bylinožravých zvierat. Zároveň je 50% z nich v exkrementoch a mŕtvolách zvierat;

ü Vo všeobecnosti je spolu s odumretými rastlinami a fytofágmi asi 3/4 pôvodne absorbovanej energie obsiahnutých v odumretej organickej hmote a o niečo viac ako 1/4 je vylúčená z ekosystému pri dýchaní vo forme tepla.

Všimnite si, že tok energie v potravinovom reťazci agroekosystému sa riadi zákonom o premene energie v ekosystémoch, takzvaným Lindemannovým zákonom alebo zákonom 10 %. Podľa Lindemannovho zákona sa len časť prijatej energie na určitej trofickej úrovni agrocenózy (biocenózy) prenáša na organizmy nachádzajúce sa na vyšších trofických úrovniach.

Prenos energie z jednej úrovne na druhú prebieha s veľmi nízkou účinnosťou. To vysvetľuje obmedzený počet článkov v potravinovom reťazci bez ohľadu na jednu alebo druhú agrocenózu.

Množstvo energie vyrobenej v konkrétnom prírodnom ekosystéme je pomerne stabilná hodnota. Vďaka schopnosti ekosystému produkovať biomasu dostáva človek potrebnú potravu a množstvo technických prostriedkov. Problém zabezpečenia početne rastúceho ľudstva potravinami je najmä problémom zvyšovania produktivity agroekosystémov (poľnohospodárstva).

Vplyv človeka na ekologické systémy spojený s ich ničením alebo znečistením priamo vedie k prerušeniu toku energie a hmoty, a tým k poklesu produktivity. Prvou úlohou, pred ktorou ľudstvo stojí, je preto zabrániť poklesu produktivity agroekosystémov a po jej vyriešení sa dá vyriešiť aj druhá. najdôležitejšia úloha- zvýšenie produktivity.

V 90. rokoch dvadsiateho storočia. ročná primárna produktivita obrábanej pôdy na planéte bola 8,7 miliardy ton a energetická rezerva bola 14,7 * 10 16 kJ.

Vzťah organizmov v agroekosystémoch

Zložkami v agroekosystémoch sú poľnohospodárske pôdy, na ktorých sa pestujú obilniny, radové plodiny, krmoviny a priemyselné plodiny, ako aj lúky a pasienky.

Hlavnými prvkami agrobiocenózy v poľnohospodárskych ekosystémoch sú (podľa M.V. Markova, 1972):

1. Pestované rastliny zasiate alebo vysadené človekom.

2. Buriny, ktoré prenikli do agrobiocenózy navyše a niekedy aj proti vôli človeka.

3. Mikroorganizmy rizosfér kultúrnych a burinných rastlín.

4. Baktérie uzlíkov na koreňoch strukovín, ktoré viažu voľný dusík vo vzduchu.

5. Mykorízne huby na koreňoch vyšších rastlín.

6. Baktérie, huby, aktinomycéty, riasy voľne žijúce v pôde.

7. Bezstavovce žijúce v pôde a na rastlinách.

8. Stavovce (hlodavce, vtáky atď.) žijúce v pôde a plodinách.

Agroekosystém má biologickú produktivitu alebo biologickú kapacitu.

Veľkosť populácií jednotlivých druhov kolíše v dôsledku neustálych zmien abiotických a biotických faktorov. Medzi faktory ovplyvňujúce hustotu populácie druhu patrí medzidruhová súťaž o potravu a priestor. Medzidruhová konkurencia nastáva najmä vtedy, keď rôzne druhy majú rovnaké alebo blízke požiadavky na podmienky prostredia. S rastúcim nedostatkom živobytia sa konkurencia zintenzívňuje. Zvyčajne hustota obyvateľstva rôzne skupiny organizmov v agroekosystéme sa udržiava na optimálnej úrovni. V agrofytocenóze sa regulácia populačnej hustoty prejavuje vo forme vnútrodruhovej konkurencie rastlín a v dôsledku toho sa na obsadenom území ustanoví ich relatívna optimálna hustota. Napríklad počet rastlín ďateliny na 1 m 2 v čase zberu krycej plodiny je 400/m 2 . V budúcom roku, začiatkom vegetačného obdobia, môže klesnúť na 150-200 ks/m 2 , čo vytvára najpriaznivejšie podmienky pre tvorbu úrody. K regulácii hustoty vegetačného krytu dochádza aj vplyvom faktorov ako je hustota listovej plochy, vyjadrená prostredníctvom indexu asimilačného povrchu. Konkurencia sa zhoršuje pri vysokej hustote povrchu plechu. Keďže nie všetky rastliny dostávajú dostatok svetla, slabšie sú potlačené. V dôsledku toho sa pozoruje vnútrodruhová konkurencia medzi jedincami rovnakého druhu. Veľkosť populácie druhu je obmedzená veľkosťou environmentálnych zdrojov potrebných pre jeho život.

Medzidruhová konkurencia rastlín nevedie k úplnému vytlačeniu menej konkurencieschopného druhu. V otvorenom agroekosystéme sa ako proces boja medzi kultúrnymi a burinnými rastlinami prejavuje medzidruhová konkurencia. Na lúkach a pasienkoch prevláda táto forma súťaženia. Rastlinné spoločenstvá sa tu vyznačujú typickými znakmi charakteristickými pre toto územie. Plodiny kultúrnych rastlín v agrofytocenóze sú jediným zdrojom výživy pro bylinožravce a fytofágny hmyz. V obdobiach priaznivých pre rast rastlín sa populácie producentov môžu prudko a rýchlo zvýšiť. Masové rozmnožovanie bylinožravcov a fytofágneho hmyzu zvyčajne spôsobuje veľké škody na poľnohospodárskych plodinách. Prirodzená regulácia počtu bylinožravých živočíchov, fytofágneho hmyzu a privedenie ich populácií na ekonomicky neškodný prah pomocou ich prirodzených predátorov je náročné a nie vždy dobré výsledky. Preto sa v poľnohospodárskej praxi umelé zasahovanie a regulácia počtu fytofágov vykonáva pomocou rôznych umelých ochranných systémov.

Pod vplyvom fytofágov nie je pokles produktivity rastlín vždy úmerný množstvu potravy, ktorú konzumujú, ich dominancii či biomase, ale je spôsobený povahou poškodenia autotrofov, ich vekom a kondíciou. Napríklad, ak fytofág napadne mladú rastlinu, potom v niektorých prípadoch spôsobí väčšie škody ako pri kŕmení dospelými rastlinami (krížové blchy atď.). Naopak, v iných prípadoch mladé rastliny dokážu lepšie kompenzovať škody v dôsledku tvorby nových výhonkov alebo intenzívnejšieho rastu zdravých výhonkov ako rastliny, ktoré vyrástli v neskoršom období. Škody spôsobené zvieratami sú často vyvážené výhodami, ktoré prinášajú. Vežovce teda pri kŕmení potomstva ničia škodcov poľnohospodárskych plodín a zároveň môžu spôsobiť škody poškodením sadeníc kukurice a obilnín.

Vo všeobecnosti treba ešte raz poznamenať, že potravinové reťazce v agroekosystémoch sú zapojené do sféry ľudskej činnosti. Zmenili ekologickú pyramídu. Človek je na vrchole ekologickej pyramídy.

Zvláštnosťou ekologickej pyramídy, na ktorej vrchole je človek, je špecifická klíma akéhokoľvek agroekosystému. V agroekosystémoch je druhové zloženie rastlín a živočíchov vyčerpané. Poľnohospodárske ekosystémy majú málo zložiek. Nízky obsah zložiek je tiež jedným zo znakov agroekosystému.

poľnohospodárske systémy. Pre rôzne prírodné a hospodárske zóny Ruska navrhli vedecké inštitúcie koncom 20. storočia tieto systémy hospodárenia: 1. Ochrana pôdy úhorom na obilie v regiónoch Zaural, resp. Západná Sibír. 2. Ochrana pôdy s obilným úhorom a náhradou ovocia (pred vodnou eróziou) v lesostepných oblastiach centrálnej černozemnej zóny a južnej časti mimočernozemnej zóny. 3. Ovocná náhrada ľanovo-kŕmneho smeru v ľanových oblastiach mimočernozemnej zóny s využitím rekultivačných opatrení na reguláciu vodno-vzdušného režimu a kultiváciu pôd. 4. Ochrana pôdy na obilie krmovín na svahovitých pozemkoch. 5. Systém horského pôdoochranného poľnohospodárstva. 6. Systém hospodárenia pre revíry Ďaleký východ s monzúnovým podnebím. 7. Systém pôdoochranného bezorbového poľnohospodárstva.

V dôsledku rýchleho rastu populácie a s tým súvisiaceho nárastu potravinových potrieb sa na Zemi každým rokom čoraz viac prejavujú zmeny spôsobené poľnohospodárskou činnosťou človeka. V dôsledku toho sa prírodné krajiny nahrádzajú antropogénne transformovanými krajinami alebo poľnohospodárskymi krajinami.

IN Ruská federácia v 90. rokoch 20. storočia. 220,8 milióna hektárov zaberala poľnohospodárska pôda, 131,1 milióna hektárov orná pôda, 63,6 milióna hektárov pasienky, 21,8 milióna hektárov sena.

V roku 1993 bola celková osevná plocha 111,8 milióna hektárov vr. obilie sa pestovalo na 60,9 milióna hektárov, krmoviny - 41 miliónov hektárov, priemyselné plodiny - 5,5 milióna hektárov, zemiaky, zelenina a tekvice - 4,4 milióna hektárov.

V regióne Kurgan je poľnohospodárska pôda 4469,3 tisíc hektárov (62,5%), orná pôda - 2778,4 tisíc hektárov (38,9%), pasienky - 933,4 tisíc hektárov (13%), lúky - 484 tisíc hektárov (6,8%).

Transformácia prírodnej (prírodnej) krajiny na poľnohospodársku krajinu je spojená so zmenami živej a neživej prírody, potravinových reťazcov a geochemických cyklov. V dôsledku toho sa podľa N.A.Urazaeva, A.A.Vakulina a kol.(1996) ekosystémy z viaczložkových, na informácie bohaté na informácie menia na nízkozložkové, informačne ochudobnené alebo heterogénne na homogénne.

So špecializáciou a intenzifikáciou poľnohospodárstva, presunom rastlinnej a živočíšnej výroby na priemyselnú bázu sa zvyšuje homogenita poľnohospodárskej krajiny. Pri extrémnom zvýšení intenzity antropogénneho faktora môžu byť mechanizmy adaptácie a sebazáchovy agroekosystémov oslabené, potlačené a viesť k deštrukcii poľnohospodárskej krajiny.

Preto je potrebné vyvinúť pokročilejšie, environmentálne vhodné metódy riadenia agroekosystémov, musíte sa naučiť vytvárať agroekosystémy, ktoré fungujú na princípe prirodzených (prírodných) ekosystémov.

Úloha jednotlivých zložiek v agroekosystémoch. Je známe, že prírodné ekosystémy vykazujú značnú uniformitu vo svojej celkovej reakcii na náhodné prírodné stresy (nízke teploty, záplavy, požiare, epifytoty škodcov, choroby atď.), pričom si zachovávajú relatívnu stabilitu. V podmienkach dlhotrvajúceho intenzívneho alebo chronického stresu sa zmeny ekosystému stávajú nezvratnými. Ch.Darwin (1859) nazval selekciu úžitkových rastlín a živočíchov z voľnej prírody človekom umelý výber. Človek, ktorý pôsobí ako domestikátor, organizátor a iniciátor umelého výberu a tým meniacich sa voľne žijúcich druhov, prechádza zmenami aj v sociálnych a ekologických vzťahoch. Yu.Odum (1975) pri tejto príležitosti uviedol nasledujúce tvrdenie, že človek závisí od kukurice v rovnakej miere ako kukurica závisí od človeka. Spoločnosť, ktorej ekonomika je postavená na pestovaní kukurice, sa kultúrne vyvíja úplne inak ako spoločnosť, ktorá sa zaoberá pasením dobytka. Preto je domestikácia zvierat, vytváranie kultúrnych rastlín zvláštnou formou mutualizmu.

pestovaná rastlina je hlavnou zložkou agroekosystému. Plodiny poľnohospodárskych plodín, krmoviny a liečivé byliny, zabezpečujúce ľudskú potrebu produktmi rastlinného pôvodu (potraviny, krmivá, suroviny pre priemysel a pod.), sú nielen produktom prírody, ale aj predmetom ľudskej práce. Ich rast a vývoj sú teda determinované antropogénnymi faktormi. Z celkového počtu rastlinných druhov na Zemi človek intenzívne využíva o niečo viac ako dve desiatky, pričom 85 % ich plochy zaberajú obilniny (ryža, pšenica, kukurica, jačmeň, ovos, cirok, proso, cukrová trstina, raž) a strukoviny (sójové bôby, arašidy), fazuľa, hrach, vika).

Najsilnejší, často dominantný vplyv na agrofytocenózu majú pestované rastliny, ktoré v agrocenóze zaujímajú ústredné miesto.

Dominantnými edifikátormi sú pestované rastliny v agrocenóze, najčastejšie pšenica, raž alebo kukurica. Menej časté sú zmiešané plodiny dvoch alebo viacerých druhov (kondominantov), ​​napríklad vika alebo hrach s ovsom, viaczložková bylinná zmes. Výchovné účinky dominantných rastlín, ako aj kondominantov, sú rôzne. Menia mikroklímu agroekosystému, ovplyvňujú fyzikálno-chemické vlastnosti pôdy a pôdnej vlhkosti. Uvoľňovaním biologicky aktívnych látok majú edifikátory významný vplyv na flóru a faunu agroekosystému. Pestované rastliny pôsobia na životné prostredie vylučovaním metabolitov. Významnú edifikačnú úlohu vo fytocenóze medzi metabolitmi zohrávajú kolíny (agenti vplyvu vyšších rastlín na vyššie rastliny) a fytoncídy (agenti vplyvu vyšších rastlín na nižšie).

V.V. Tuganaev rozdelil pestované rastliny podľa ich schopnosti ovplyvňovať životné prostredie do 3 skupín:

ü Vysoko obohacujúce rastliny. Patria sem rastliny nepretržitého výsevu so 100% pokrytím obsadenej plochy. Do tejto skupiny patria vysoké (do 3 m) a stredne veľké rastliny, ktoré sa od jari rýchlo vyvíjajú, ako je ozimná raž, repka, slnečnica na siláž;

ü Stredné edifikačné rastliny. Ide o rastliny súvislej a riadkovej jarnej sejby, relatívne vysoké, so 70-80% pokrytím obsadenej plochy, spravidla rýchlo sa rozvíjajúce po vyklíčení (jarné obilniny vrátane ryže), obrábané (kukurica, pohánka atď.);

ü Nízke edifikačné rastliny. Do tejto skupiny patria rastliny s pomalým vývinom po vyklíčení a pokrytím najviac 50 % obsadenej plochy: zelenina, melóny, hrach atď. Pestované kultúrne rastliny, pôsobiace ako dominantné edifikátory, určujú štruktúru a funkciu agroekosystémov, ich zložkové zloženie .

Hmyz. Trieda hmyzu na našej planéte zahŕňa najväčší počet foriem života a najväčší počet druhov živých organizmov zapojených do obehu látok. Napríklad na každý hektár prirodzenej biocenózy pripadá v priemere 500 g vtákov, 3-4 kg hlodavcov, do 15 kg cicavcov, do 300 kg hmyzu. Tieto fytofágy absorbujú obrovské množstvo fytomasy. V spracovanej forme spolu s mŕtvym hmyzom vstupujú do pôdy a menia sa na úrodný humus.

Najdôležitejšia funkcia mnoho druhov hmyzu v biocenóze je opeľovanie rastlín. Bez hmyzu by ľudstvo bolo pripravené o značnú časť úrody polí, záhrad a lesov. Škodlivý hmyz tvorí len 1 % z ich celkového počtu v agrocenózach a ich sprievodných prirodzených biocenózach. Často sa nimi živí hmyz, opeľujúce rastliny. V prírodných podmienkach fytofágny hmyz spravidla nespôsobuje nenapraviteľné škody na rastlinách a nespôsobuje ich smrť.

Zároveň sa akýkoľvek fytofágny hmyz v agrocenóze stáva potenciálnym škodcom. Vymenujme hlavné dôvody:

Keď je územie rozvinuté pre poľnohospodárstvo, vytvárajú sa nové podmienky: mení sa potravinová základňa, možnosti existencie mnohých druhov. Tie z nich, ktoré sú schopné existovať na úkor pestovaných rastlín, sú čoraz početnejšie. Z ich prostredia sa tvorí škodlivá fauna. Takže v podmienkach stepí južného Trans-Uralu, západnej Sibíri, až do 50. rokov XX. červec sivý sa nepovažoval za nebezpečného škodcu, hoci každých 11 rokov sa vyskytli masívne ohniská. Po rozvoji panenskej a úhorovej pôdy v týchto regiónoch v polovici 50. rokov došlo k výraznému zvýšeniu počtu tohto hmyzu, ktorý sa stal hlavným a stálym škodcom pšenice.

Druhý dôvod- genetická a šľachtiteľská práca vykonávaná človekom do značnej miery zmenila kultúrne rastliny a dala im nové vlastnosti, ktoré ich divokí predkovia nemali. Pestované rastliny, ktoré získavajú pre ľudí stále cennejšie vlastnosti, nie sú menej priaznivou potravinovou základňou pre škodcov. Zásobovanie potravinových potrieb škodlivými organizmami prispieva k ich rýchlejšiemu rozmnožovaniu.

Tretí dôvod- meniace sa podmienky pre prežitie a presídlenie nových druhov sú spojené predovšetkým s reštrukturalizáciou technológie poľnohospodárskej výroby.

Štvrtý dôvod– zničením mechanizmov vyrovnávajúcich medzidruhové vzťahy v prírode človek tým vytvoril podmienky pre rýchlejšiu mikroevolúciu jednotlivých druhov. Rýchlo sa prispôsobujú zmenenému prostrediu, výber posilňuje túto kondíciu. Zistilo sa, že aj na tých územiach, kde vplyv človeka na prírodu ovplyvňuje nepriamo, mikroevolúcia prebieha zrýchleným tempom. U škodlivých druhov tento proces spôsobuje rozširovanie ich biotopov, takzvaných zón škodlivosti. V 80-90 rokoch dvadsiateho storočia. V Rusku sa objavili a široko rozšírili takí nebezpeční škodcovia ako pásavec zemiakový, americký biely motýľ atď.

Svetové poľnohospodárstvo na konci 20. a začiatku 21. storočia vzdáva hold hmyzím škodcom poľnohospodárskych plodín, dosahujúc 1/5 vypestovanej úrody a viac.

Téma prednášky: Ekologické niky v komunitách. Konkurencia v komunitách, pravidlo konkurenčného vylúčenia.

Účel: zvážiť klasifikáciu a dimenziu našich ekologických spoločenstiev a pravidlá pre zmenu ekologických medzier

Plán prednášok

1. Všeobecné predstavy o ekologických výklenkoch.

2. Dimenzia ekologických ník, prekrývanie ekologických ník. konkurencia spoločenstva.

1. Ekologická nika (EN) ako zovšeobecnený pojem je fyzický priestor alebo hyperobjem, kde sa prejavuje funkčná poloha organizmu v spoločenstve, jeho schopnosť vytvárať adaptácie s ohľadom na gradienty prostredia, tlak, teplotu, vlhkosť, osvetlenie. , kyslosť pôdy a ďalšie zložky.

Grinnell (1917, 1924) ako prvý použil pojem ekologická nika, pričom pod týmto pojmom rozumie funkčnú úlohu a postavenie jednotlivca v komunite, t.j. berúc do úvahy behaviorálnu stránku konceptu. Ch.Elton (1927) veril, že EN je miesto v biotickom prostredí druhu, jeho vzťah k vlastnej nike a nepriateľom, t.j. „stav“ jednotlivca. Dice (1952) chápal rozčlenenie biotopu druhu na jednotlivé zložky ako EN. Najkompletnejšie pochopenie EN preukázal Hutchinson (1965), pričom EN rozdelil na realizovanú a základnú. Odum (1959) veril, že EN je „pozícia alebo status jednotlivca v komunite, vyplývajúci z jeho adaptácií, správania, fyziologických reakcií. TIE. EN je povolanie druhu.“

Pri štúdiu EN vedci identifikovali cechy, skupiny druhov, ktoré sú si navzájom funkčne podobné. Pojem „cech“ sa vzťahuje na skupiny druhov, napríklad chov na jednom mieste, ale zhromažďovanie potravy na rôznych miestach. Cech je funkčná jednotka vhodná na štúdium interakcií medzi druhmi.

Druhy, ktoré zaberajú rovnaké ekologické výklenky, sa nazývajú ekologické ekvivalenty, niekedy v rôznych geografických oblastiach. V priľahlých geografických oblastiach sú environmentálne ekvivalenty úzko spojené, v neprekrývajúcich sa oblastiach nie.

2. Ekologické niky možno rozdeliť na realizované a funkčné. Taktiež vzhľadom na nejednoznačnosť identifikácie EN je možné rozlíšiť ich priestorovú, trofickú a časovú zložku. TIE. v prírode sa vyhýbajú konkurencii kvôli rozdielom v mikrobiotopoch, v konzumovanej potrave, v čase aktivity. To znamená, že efektívny počet EN dimenzií je redukovaný na tri, teda spoločenstvo je trojrozmerný priestor a fragment priestoru je druh.

Indikátory EN budú ako šírka EN, prekrytie EN, rozmer EN. „Šírka“ REW sa dá nazvať veľkosťou – rozsahom hyperobjemu REW. Šírka EN by sa mala zväčšovať so znižujúcou sa dostupnosťou zdrojov a mala by sa zvyšovať so zvyšujúcou sa veľkosťou zvierat.

Podľa Hutchinsona EN zahŕňa hyperobjem, ktorý zahŕňa celý rad podmienok, za ktorých sa organizmus môže úspešne reprodukovať.

K prekrývaniu niky dochádza, keď dva organizmy využívajú rovnaké zdroje. Tie. každý rozmerový hyperobjem zahŕňa časť toho druhého, prípadne sú niektoré body množín, ktoré tvoria realizovanú EN, identické. Úplné prekrytie EN nastane, keď dva organizmy majú identickú EN. Existujú logické prípady, keď:

1. Jedna EN je vnútri druhej. Potom sú možné dva výsledky z procesov konkurencie: buď premiestnenie jedného druhu iným, alebo jeden druh existuje s neúplným využívaním spoločných zdrojov s iným druhom. Výsledok súťaže závisí od konkurencieschopnosti druhu.

2. Prekrytie EH rovnakej šírky, v ktorom je konkurencia rovnaká vo všetkých smeroch.

3. Prekrytie EV nerovnakej šírky, v ktorom nie je konkurencia rovnaká v dvoch smeroch.

4. Kontakt EN pri absencii priamej konkurencie. Tento obraz je však dôsledkom bývalej konkurencie druhov.

5. Oddelenie EN, v ktorom je ťažké predpokladať konkurenciu druhov.

EN zmena v čase v závislosti od zmien prostredia: fyzikálneho a biotického. Časové zmeny v EN sa zvažujú na dvoch úrovniach: na úrovni krátkodobých zmien, na úrovni dlhodobých zmien.

EN sa môže meniť aj počas života jedného organizmu. Ale vývoj EN je slabo zdokumentovaný, ale nevyvoláva pochybnosti.

Pozorovania v charaktere konkurenčných vzťahov sú ťažšie ako v laboratóriu (Gause, 1934). Avšak konkurenčné vzťahy sa často vyskytujú a práve oni zohrávajú osobitnú úlohu pri formovaní komunít. Existujú skupiny údajov, ktoré naznačujú, že súťaž buď nastala, alebo sa vyskytuje v prirodzených populáciách:

n výsledky výskumu ekológie blízko príbuzných druhov žijúcich v rovnakom biotope;

n skutočnosti „presunu“ znakov v druhoch;

n údaje o taxonomickom zložení spoločenstiev.

Prednáška Téma: Konzorciá - štrukturálne a funkčné jednotky spoločenstiev. Trofická štruktúra spoločenstiev.

Cieľ: zistiť princípy organizácie, fungovania a zmeny konzorcií ako morfologických a funkčných jednotiek spoločenstiev, organizácie trofickej štruktúry spoločenstiev.

Plán prednášok

1. Konzorciá - štruktúra a klasifikácia.

2. Zmena v čase konzorcií.

3. Znaky trofickej stavby spoločenstiev.

1. V preklade z gréčtiny sa „consortio“ prekladá ako spoločenstvo, kombinácia. Konzorcium je kombináciou populácií centrálneho druhu a populácií iných organizmov. Z pohľadu Beklemiševa a Lavrenka je konzorcium morfologickou a funkčnou jednotkou komunity.

Štruktúra konzorcia zahŕňa jadro - populáciu rastlín alebo živočíchov, ako aj skupiny - skupiny organizmov spojené s ich životne dôležitou činnosťou s centrálnymi druhmi. Konzorci môžu byť rôzneho rádu, ale čím ďalej od stredu konzorcia, tým menej významné a špecifické pre konzorcium sú organizmy.

Boli načrtnuté dva prístupy k pochopeniu konzorcií: za jadro konzorcia sa považuje jeden jednotlivec alebo populácia. V tejto súvislosti sú uvedené tri typy konzorcií:

n individuálne konzorcium (Beklemišev);

n populačné konzorcium (Lavrenko);

n druhové konzorciá - konzorcium sa uvažuje v celom rozsahu a jeho pridelenie je nereálne.

Konzorciá môžu byť rozdelené v závislosti od polohy centrálneho organizmu na intracentrické a extracentrické, ako aj autotrofné a heterotrofné. Podľa úlohy konzorcia v komunite sa delia na výchovné, dominantné, závislé.

Pojem „hranice konzorcia“ by sa nemal chápať ako spojenia daného druhu v rámci celého biotopu. Konzorcium zastrešuje iba priame spojenia centrálnych produkčných druhov (alebo heterotrofov) v rámci jednej biocenózy alebo jej štruktúrnych pododdielov.

Konzorcium je biosystém, ktorý je podporovaný konzorciálnymi väzbami, medzi ktoré patria:

1. trofické vzťahy a druhy, ktoré sú biotrofmi a saprotrofmi;

2. topické spojenia - substrát, mechanické, poliehavé.

2. Rabotnov dobre preštudoval dynamické procesy v konzorciách. Delia sa na:

1. sezónne zmeny v konzorciách;

2. zmeny fluktuácie;

3. nástupnícke zmeny;

4. ontogenetické zmeny v konzorciách;

5. evolučné zmeny.

3. Pojem „konzorcium“ úzko súvisí so znázornením trofickej štruktúry spoločenstiev, ako výsledok realizácie vnútrokonzorciálnych vzťahov. Trofická alebo potravinová štruktúra spoločenstiev zahŕňa pojmy „trofická úroveň“, „potravinové reťazce“, „potravinové siete“, „energia“, „produktivita“, „výroba“.

V komunite vždy prebieha nepretržitý tok látok s energiou v nej obsiahnutou. Energia je kvantitatívna miera pohybu a interakcie všetkých druhov hmoty. Existencia ekosystému je možná len s prílevom energie zvonku, ako všetky disipatívne systémy. Všetky komunity dodržiavajú 1. a 2. zákon termodynamiky. Tieto mechanizmy zabezpečujú návrat do stabilného stavu systému. V ustálenom stave dochádza k prenosu energie v jednom smere a konštantnou rýchlosťou, čo zodpovedá princípu stability.

Trofické úrovne spoločenstva sa delia na autotrofné a heterotrofné úrovne, rozdelené do niekoľkých podúrovní, z ktorých najvýznamnejšie sú producenti, konzumenti (rôznych rádov) a rozkladači. Organizmy týchto podúrovní tvoria potravinové reťazce a siete. Medzi potravinovými reťazcami sú organizmy zoskupené do pastvinových a detriálnych potravinových reťazcov.

Čím vyššia je trofická úroveň, tým nižšia je rýchlosť toku energie, časť sa stratí. Lindemannov zákon (1940) stanovuje vzorce straty energie a hmoty počas prechodu z jedného článku potravinového reťazca do druhého.

Vyjadrením potravinových (a energetických) vzťahov v spoločenstve sú pyramídy počtu organizmov na každej trofickej úrovni, pyramídy biomasy, pyramídy energie. C. Elton (1927) sformuloval pravidlo ekologických pyramíd.

Pri určovaní produkcie a produktivity komunít sa berie do úvahy rozmer času. Produkcia aj produktivita sa delia na hrubú a čistú. Hrubý aj čistý výstup a produktivitu zase vytvárajú výrobcovia – to sú primárne ukazovatele, a spotrebitelia – sekundárne ukazovatele.

Pojem „úroda“ sa interpretuje ako čistá primárna produkcia, ktorú nespotrebúvajú heterotrofy. Osoba sa snaží získať veľký výnos produktov vykonaním nasledujúcich opatrení:

n zvyšovanie hrubej prvovýroby vykonávaním selekčných prác;

n kompenzáciu nákladov rastlín (živočíchov) na dýchanie a iné procesy.

Okrem toho sa v komunite rozlišuje medzi medziproduktmi a konečnými produktmi.

Podľa ukazovateľov produkcie a produktivity sa komunity delia na vysoko produktívne, stredne produktívne a neproduktívne.

Téma prednášky: Dynamika komunity: sukcesie a fluktuácie

Cieľ: zistiť podstatu dynamických procesov v biogeocenózach ako otvorených dynamických systémov

Plán prednášok

1. Predstavy o zmenách fluktuácie v komunitách.

2. Dedenie - druhy a stručná charakteristika.

3. Modely nástupníctva. Koncept Climax.

1. Dynamika komunity je zmena v komunitách v priebehu času. Delí sa na vektorizované smery a nevektorizované smery.

Rozlišujú sa tri hlavné triedy dynamiky cenózy: narušenia komunity, sukcesie a evolúcia komunity.

Fluktuácie sú nesmerové (nevektorizované), reverzibilné, krátkodobé zmeny v spoločenstvách. Typológia fluktuácií:

1. klimatogénne výkyvy;

2. fytogénne výkyvy;

3. zoogénne;

4. antropogénne.

2. Následnosti sú usmerňované (vektorizované), často nezvratné, skôr dlhodobé zmeny v spoločenstvách.

K dedičstvám dochádza pôsobením spoločenstva, t.j. biota. Fyzické prostredie určuje iba charakter nástupníctva, rýchlosť a limity rozvoja komunity.

Následnosť – riadny vývoj ekosystému spojený so zmenou druhová štruktúra komunity, a to je vždy smerované, teda predvídateľné.

Apogeom sukcesie je vznik stabilného ekosystému s maximálnou biomasou a maximálnymi medzidruhovými interakciami. Výsledkom sukcesie je nastolenie rovnováhy medzi biotickým spoločenstvom a fyzickým prostredím, t.j. vznik klimaxového spoločenstva.

Boli stanovené nasledujúce vzory nástupníctva:

1. s priebehom sukcesie rastie druhová diverzita, biomasa a produktivita;

2. v pionierskom spoločenstve začínajú nástupnícke procesy – nestabilné a nestabilné;

3. posilňujú sa vzťahy medzi organizmami v spoločenstve;

4. počet voľných EN klesá;

5. zvyšujú sa procesy obehu látok a toku energie.

Sú známe nasledujúce typy nástupníctva.

1. Podľa časovej mierky: rýchly, stredný, pomalý, veľmi pomalý.

2. Podľa stupňa stálosti procesu: trvalý a prerušovaný.

3. Podľa pôvodu: primárne a sekundárne.

4. Podľa charakteru zmien v štruktúre a druhovom zložení: progresívne, regresívne.

5. Podľa antropogenity: antropogénne a prírodné.

6. Z dôvodov spôsobujúcich sukcesné zmeny: alogénne (geitogenéza a hologenéza), autogénne (syngenéza a endoekogenéza).

3. Celá škála dedenia sa skladá zo štyroch základných modelov dedenia. Tieto modely navrhli J. Canal a P. Slater (1977).

1. Priaznivý model - zmena druhu je spojená s postupným zlepšovaním podmienok prostredia.

2. Model tolerancie - komunita obýva miesta s pôvodne priaznivými podmienkami existencie a dochádza k postupnému vynakladaniu zdrojov, zhoršovaniu podmienok prostredia a zvyšovaniu konkurencie.

3. Model inhibície - zodpovedá regresívnej sukcesii, kedy je proces pozastavený v dôsledku prejavu druhov, ktoré vytvárajú podmienky nevhodné pre život nových druhov.

4. Model neutrality - zodpovedá sukcesiam, v ktorých zmeny vo fytocenózach prebiehajú ako populačný proces a úloha interakcie medzi populáciami je zanedbateľná. Extrémne zriedkavé dedičstvá.

Opísané modely sukcesie nepokrývajú celú škálu možných mechanizmov procesov autogénnych zmien v cenózach. V priebehu postupností sa vzory môžu meniť. Možné sú aj zložitejšie schémy dedenia, keď dedenie sleduje rôzne modely paralelne. Podľa moderných údajov je sukcesia chápaná ako stochastický proces, v ktorom je možné model zmeny druhov predpovedať len v priemere na základe zovšeobecnenia veľkého počtu empirických sérií postupnosti.

Americkí ekológovia Clements na začiatku minulého storočia vyvinuli koncept vyvrcholenia. Podľa vedca by sa v rámci tej istej klimatickej zóny mali všetky spoločenstvá v priebehu sukcesie zbližovať do jedného klimaxového spoločenstva. Klimaxová cenóza sa tvorí veľmi pomaly – tisíce rokov umožňovala možnosť rôznych odchýlok od možného vyvrcholenia. Jeho koncepciu monoklimaxu podporilo len málo vedcov.

Nikols a Tansley (1917, 1935) podporili teóriu polyklimaxu: v jednej klimatickej zóne sa cenózy rôznych biotopov počas sukcesie menia, ale nesplývajú do jedného typu.

V 50. rokoch minulého storočia Whittaker navrhol tretiu verziu konceptu vyvrcholenia – klimaxové kontinuum. Veril, že medzi klimaxovými komunitami existujú prechody, takže počet koaimaxov v polyklimaxe má tendenciu k nekonečnu. V súčasnosti sa klimax neabsolutizuje, ale chápe sa ako tendencia k vytváraniu spoločenstiev zonálneho typu.

Téma prednášky: Homeostáza komunít

Účel: identifikovať podmienky na udržanie dynamickej rovnováhy v komunitách

Plán prednášok

1. Koncepty udržateľnosti a stability komunity.

2. Princípy homeostatickej rovnováhy.

1. Homeostáza je stav dynamickej rovnováhy v ekosystémoch, ktorý charakterizuje vlastnosti ekosystémov na samoudržiavanie a samoreguláciu.

Okrem homeostatickej rovnováhy sú ekosystémy charakterizované stavmi stability, stability, elasticity a plasticity.

Stabilita - schopnosť ekosystému udržiavať svoju štruktúru a funkčné vlastnosti pod vplyvom vonkajších faktorov.

Zoskupovanie živých bytostí nie je chaotickou zbierkou, ale zložitým systémom, ktorý je výsledkom dlhého procesu evolúcie. sú zoskupené nie náhodne, ale iba podľa zákonov spoločnej, vzájomne prepojenej existencie v určitých podmienkach prostredia.

Prirodzené zoskupenia, v ktorých sú rastliny, zvieratá, huby, mikroorganizmy a ich biotopy spojené pre spoločný život, sa nazývajú ekologický systém alebo ekosystém.

Napríklad zmiešaný les možno považovať za prirodzený ekosystém, pretože jeho zložky (rastliny, živočíchy, huby, mikroorganizmy) koexistujú v určitom prostredí a sú navzájom úzko prepojené. Ak sa pozriete na zoskupenia rastlín zmiešaného lesa, je zrejmé, že rastliny majú rôzne výšky. Je to spôsobené ich rozdielnymi požiadavkami na podmienky existencie. Niektoré rastliny teda potrebujú viac svetla. Sú to vysoké stromy (dub, jaseň). Ostatné stromy vyžadujú menej svetla (javor, lipa, breza). Pod nimi sú kríky nenáročné na svetlo (lieska, divoká ruža, rakytník). Najnižšiu úroveň tvoria bylinné rastliny (konvalinky, snežienky, pľúcnik), machy, ktoré si vystačia s veľmi malým množstvom slnečného žiarenia. Toto usporiadanie rastlín v závislosti od požiadaviek na podmienky existencie sa nazýva vrstvenie.

Predpokladom existencie každého ekosystému je poskytnúť všetkým organizmom, ktoré ho tvoria, živiny.

Rastliny tvoria základ ekosystémov, pretože z anorganických vytvárajú organické látky, t.j. stali potravinovou základňou pre zvieratá. Rastliny sa živia väčšinou hmyzu, ako aj bylinožravcami a hlodavcami. Hmyz slúži ako potrava pre vtáky, ktoré sa zase živia dravými vtákmi a zvieratami. Vytvára sa pevný reťazec, ktorý je založený na potravinových väzbách.

Potravinový reťazec je sled organizmov, v ktorom každý predchádzajúci zástupca je potravou pre nasledujúceho. Napríklad rastliny žerie zajac, ktorého loví vlk; listy rastlín požiera húsenica, ktorá sa živí sýkorkami atď.

Ekosystémy našej oblasti: step, sladká voda

Step je plochá oblasť pokrytá bylinnými rastlinami. Občas sú tam jednotlivé stromy. Leto v stepi je suché. Priaznivým ročným obdobím pre stepné rastliny je jar, keď je v pôde dostatok vlahy. Práve v tomto období kvitne väčšina kvitnúcich rastlín: volavky, šalvia, mak. Trvalé trávy odolné voči suchu sú dobre prispôsobené suchým letným podmienkam: pšeničná tráva, modráčica, palina, perina, tumbleweed.

Veľké množstvo bylinné rastliny umožňuje hlodavcom kŕmiť sa. V stepi môžete stretnúť sysle, myšiaky poľné, krtokrysy, svišťa. V stepi je tiež veľa vtákov: škovránky, prepelice, sokoly. V stepi žijú dravce, napríklad líška korzaková. Usadí sa v norách a loví hlodavce a vtáky. Väčšina z nich sa v horúčavách skrýva v norách alebo iných úkrytoch a v noci sa vydáva hľadať potravu.

Nemenej zložitým a mnohostranným prírodným ekosystémom našej oblasti je jazero. Dôležitým faktorom pre obyvateľov jazerného ekosystému je svetlo. Pozdĺž brehu rastie trstina a orobinca. Majú dobre vyvinuté korene, pevné stonky a listy, v ktorých je uložený. Žaby, vážky, červy a iné zvieratá sa skrývajú a nachádzajú potravu medzi svojimi húštinami. Ďalej od brehu rastú žlté krčahy a biele lekná. V jazere je veľa rias v rôznych hĺbkach. Sú dôležité: tvoria organickú hmotu (potravu pre zvieratá), absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík, to znamená, že zabezpečujú dýchanie pre živé bytosti.

Pestrá je aj fauna jazera. V hrúbke nádrže je veľa jednobunkových zvierat, ktoré sa živia malými kôrovcami (dafnie a cyklopy). Všeobecný názov pre týchto obyvateľov je planktón. Planktón slúži ako potrava pre ryby. Žijú na dne (žiabre, bezzubé). Prechádzajú cez seba vodou a čistia ju. Na hladine jazera alebo pozdĺž jeho brehov tiež žije veľa rôznych druhov hmyzu.

Medzi rybami jazera sú bylinožravce (kapor, pleskáč, ryšavka) a mäsožravce (ostieže, šťuky). Aerodynamický tvar a šupiny pokrývajúce telo rýb im umožňujú rýchly pohyb. pruhované sfarbenie v dravé ryby pomáha im maskovať sa medzi vodnými rastlinami.

Využívanie ekosystémov človekom. Ochrana ekosystémov

Každý ekosystém je schopný samoregulácie, a to vďaka prepojeniam medzi organizmami, ktoré v ňom koexistujú. No prirodzených ekosystémov je čoraz menej, pretože ich človek svojou činnosťou mení.

Každé zoskupenie organizmov sa formovalo tisíce rokov. Organizmy, ktoré boli jeho súčasťou, si navzájom vytvorili potrebné podmienky pre existenciu. Preto každý systém žije ako jeden organizmus. Je zlé, keď človek do takéhoto zoskupenia zasahuje a pretrháva zabehnuté väzby. To môže viesť k smrti ekosystémov. Človek by to mal brať do úvahy pri svojej praktickej činnosti.

Na zachovanie prirodzených ekosystémov sa vytvárajú chránené územia – prírodné rezervácie, prírodné rezervácie, národné parky a pod. Napríklad rezervácia Altaj, známa ďaleko za hranicami Ruska.

Vzácne a ohrozené druhy zvierat a rastlín sú uvedené v Červenej knihe. Patrí do nej napríklad adonis jarný, lekno biele, nechtík európsky, motýľ lastovičník, mlok hríbový.

Ochrana prírody je vecou každého. Vaše rešpektujúce správanie v prírodnom prostredí a opatrný postoj je to aj príspevok na spoločnú vec.

umelé ekosystémy

Od pradávna človek vplýval na prírodné ekosystémy, menil ich: oral lúky a stepi, rúbal lesy, vysušoval močiare, zavlažoval vyprahnuté. Na ich miestach sa objavili polia potrebné na pestovanie kultúrnych rastlín, zeleninové záhrady, sady, lesné pásy, parky a iné skupiny. Všetky tieto systémy sa nazývajú umelé ekosystémy, pretože sú vytvorené ľudským úsilím.

Umelé ekosystémy sú ekosystémy, ktoré ľudia vytvárajú, udržiavajú a kontrolujú pre svoj vlastný prospech.

Umelé ekosystémy pozostávajú z produkčných rastlín, konzumných živočíchov, pôdnych živočíchov – ničiteľov. Hlavným spotrebiteľom produktov v umelých ekosystémoch je človek, preto je to on, kto určuje zloženie týchto systémov a udržiava ich stálosť. Napríklad umelý poľný ekosystém predstavujú pestovateľské rastliny (hlavnou plodinou je pšenica, nevädza, breza sú burinou), konzumenti (vtáky, myši, hmyz, ale hlavným konzumentom je človek) a ničiteľmi (živočíšna pôda). Rastlinné produkty sa zbierajú a odstraňujú z poľa. To znamená, že tie látky, ktoré rastliny absorbovali z pôdy pre rast a vývoj, sa nevracajú späť, ako v prírodných ekosystémoch. Na udržanie úrodnosti pôdy musí človek aplikovať hnojivo.

Umelý ekosystém je reprezentovaný rovnakými skupinami organizmov ako prirodzený. Ale rozmanitosť rastlín a živočíchov v nej reguluje človek. V prirodzených ekosystémoch neexistuje nič také ako škodcovia: všetky živé bytosti prospievajú systému ako celku, udržiavajú jeho rovnováhu. Umelé ekosystémy sú vytvorené na pestovanie určitých rastlín, takže všetky tvory, ktoré zasahujú do ich vývoja, sú považované za škodcov a zničené.

Účel umelých ekosystémov:

1. Pestovanie potravín (polia, zeleninové záhrady, skleníky).
2. Ochrana pôdy (lesné pásy).
3. Zlepšenie ovzdušia v meste, zníženie hladiny hluku (stromy na uliciach s aktívnou automobilovou dopravou).
4. Dekorácia mesta, miesta rekreácie (námestia, parky, kvetinové záhony).
5. Štúdium zvierat a rastlín (zoologické a botanické záhrady).

Priming. Zloženie pôdy

Pôda je úrodná vrstva zeme, na ktorej rastú rastliny. Pôda je prírodná zmes, keďže jej zložky sa dajú od seba oddeliť. Vďaka týmto vlastnostiam kompozície sa pôda vyznačuje schopnosťou prechádzať vzduchom a vodou.

Zloženie pôdy zahŕňa: piesok, íl, vzduch, vodu, organické a minerály. Zloženie pôdy vytvára podmienky pre výživu rastlín. Minerály potrebné pre rast rastlín sa rozpúšťajú vo vode. V pôde sa ich zásoby dopĺňajú činnosťou živočíchov, baktérií a húb, ktoré rozpúšťajú rastlinné a živočíšne zvyšky. Takže živé organizmy tvoria humus alebo humus, od ktorého závisí najdôležitejšia vlastnosť pôda je úrodnosť.

Rozmanitosť pôdy

Názov pôdy často zodpovedá jej farbe. Napríklad černozeme majú takmer čiernu farbu. Černozeme sa vytvorili v stepiach, kde je veľa bylinných rastlín. Nadzemné časti týchto rastlín každoročne odumierajú a ich zvyšky premieňajú hmyz, červy a pôdne baktérie na humus. Táto pôda obsahuje najväčší počet humus a tvorí vrstvu hrubú až 150 cm.Na miestach, kde boli kedysi lesy, sa vytvorili sivé lesné pôdy. Obsahujú menej humusu, preto majú svetlejšiu farbu. Ich plodná vrstva dosahuje 100 cm.

Černozeme sú najväčším bohatstvom juhu Ruska. Práve tieto pôdy poskytujú vysoké výnosy poľnohospodárskych plodín, z ktorých najvýznamnejšie sú obilniny: pšenica, raž a iné.

Černozeme a sivé lesné pôdy pozostávajú z malých hrudiek, preto dobre prechádzajú vodou a vzduchom, čím vytvárajú priaznivé podmienky pre vývoj rastlín. Práve tieto typy pôd sú najbežnejšie v južných oblastiach Ruska.

Úrodnosť pôdy a spôsoby jej zlepšenia. Koncept hnojív

Aby sa úrodnosť pôdy neznížila, je potrebné zaviesť tie látky, ktoré rastliny odobrali. Na tento účel sa do pôdy pridávajú hnojivá.

Úrodnosť pôdy je jej schopnosť poskytovať rastlinám živiny.

Hnojivá sú látky, ktoré sa špeciálne pridávajú do pôdy na zvýšenie jej úrodnosti. Hnojivá sa delia na organické a minerálne.

Medzi organické hnojivá patrí hnoj, vtáčí trus, rašelina. V pôde sa vplyvom baktérií menia na humus. Organické hnojivá zlepšujú štruktúru pôdy, prispievajú k akumulácii humusu, vody a vzduchu v nej. Vplyv na pôdu sa vykonáva periodicky niekoľko rokov (nie je potrebné aplikovať hnojivo ročne).

Minerálne hnojivá sa vyrábajú z prírodných minerálov v špeciálnych podnikoch. Hlavnými minerálnymi hnojivami sú dusík, potaš a fosfor. Ich názov zodpovedá názvu chemikálie, ktorou je rastlina vybavená. Minerálne hnojivá sa pridávajú do pôdy v rôznych obdobiach roka: dusík a potaš sa rýchlo rozpúšťajú, preto sa aplikujú na jar, fosfor sa rozpúšťa pomalšie - aplikujú sa na jeseň. Je dôležité dodržiavať aplikačné dávky určitých hnojív. V rastlinách sa ich hromadí nadmerné množstvo, čo predstavuje hrozbu pre ľudské zdravie.

Striedanie plodín rôznych rastlín v jednej oblasti sa nazýva striedanie plodín. Toto opatrenie tiež umožňuje dlhodobo zachovať úrodnosť pôdy.

Umelé ekosystémy: pole, záhrada. starostlivosti o nich

Rastliny, ktoré človek špeciálne pestuje, aby z nich získal určité produkty, sa nazývajú kultivované.

Obrábané pozemky posiate kultúrnymi rastlinami sa nazývajú polia. Pole je umelým ekosystémom. Na poliach sa pestujú obilniny (pšenica, raž, kukurica, pohánka atď.) a zelenina (zemiaky, uhorky, mrkva, repa, paradajky atď.).

Všetky pestované rastliny sú výsledkom tvrdej práce mnohých ľudí. Veď vedci vyšľachtili tisíce odrôd kultúrnych rastlín. Odroda je súbor určitých rastlín vytvorených osobou, ktoré majú vlastnosti potrebné pre osobu.

Na poli rastú aj rastliny, ktoré človek cielene nepestuje, ale objavujú sa medzi plodinami kultúrnych rastlín. Takéto rastliny sa nazývajú buriny. Bežnými burinami na poliach sú breza, bodliak siaty, gaučovka a láskavec.

Rastlinám škodia okrem buriny aj niektoré živočíchy. Napríklad hmyz a roztoče. Živia sa rastlinami a tým znižujú výnosy.

Na dosiahnutie vysokých výnosov sa človek musí starať o pole: včas obrábať pôdu, ničiť burinu, bojovať proti škodcom pestovaných rastlín a aplikovať hnojivá. Existencia terénneho ekosystému závisí od ekonomickej aktivity človeka.

Mimoriadne bežným umelým ekosystémom je aj záhrada. Záhrada je výsadba stromov a kríkov, ktoré poskytujú človeku jedlé ovocie. Najbežnejšie záhradné rastliny sú jablone, čerešne, hrušky, slivky. V blízkosti stromov nájdete bobuľové kríky: ríbezle, maliny, egreše atď.

V záhrade je veľa hmyzu a vtákov. Niektoré druhy hmyzu sú pre rastliny nevyhnutné, pretože opeľujú kvety, čím zvyšujú výnos záhrady. Ale väčšina hmyzu sú škodcovia, ktorí poškodzujú rôzne časti rastlín. Listové červy poškodzujú napríklad plody, listy, púčiky stromov a kríkov, lykožrút poškodzuje plody a výhonky, šupinatý hmyz poškodzuje plody a kôru stromov, chrobáky poškodzujú korene a listy. Vtáky, ktoré žijú v záhrade, sú prospešné tým, že ničia veľké množstvo škodcov. Sú to nám známe vrabce, sýkorky, škorce.

Záhrada potrebuje neustálu starostlivosť. Od skorej jari do neskorej jesene sa orezávajú suché, poškodené a nadbytočné konáre, kmene stromov sa bielia vápennou maltou, rastliny sa kŕmia hnojivami, pôda sa kyprí, listy sa odstraňujú, kmene stromov, najmä mladých, sú pokryté ochrannými látkami aby si zajace nepoškodili kôru.

Záhrada a pole sú teda zložité umelé ekosystémy, kde sú vytvorené vzťahy medzi všetkými zložkami a existujú potravinové reťazce. Harmonický a produktívny život poľných a záhradných ekosystémov je úplne závislý od človeka.

Význam umelých ekosystémov v živote človeka

V živote moderného mesta má zelená budova veľmi veľký význam, keďže skupiny rastlín sú jednou z jeho hlavných zložiek a jedinými predstaviteľmi prírodného prostredia. Zelené plochy sú potrebné predovšetkým ako prostriedok na čo najväčšie vytváranie priaznivé podmienkyľudský život na miestach znečistených priemyselnými podnikmi. Záhrady, parky a námestia sú výtvory prírody a umenia, z ktorých väčšina je navrhnutá tak, aby priniesla pocit pokoja do búrlivého a hlučného života moderného mesta.

Vytvoriť rastlinný komplex v meste znamená vybudovať časť jeho územia: námestia, ulice, aleje. Preto sa proces vytvárania plantáží v meste nazýva zelená budova. Táto úloha je zverená pracovníkom mestských pozemkových úprav.

Úlohou zelenej budovy je ukázať krásu rastlín, nájsť pre ne vhodné miesto medzi budovami, vytvoriť optimálnu kombináciu s architektonickými štruktúrami a umiestniť ich do čo najpriaznivejších životných podmienok.

Dôležité je brať do úvahy aj „profesie“ závodov v meste. Všetci vieme, že rastliny absorbujú oxid uhličitý a uvoľňujú kyslík. Ale to nie je ich jediný účel. Rastliny, ako je napríklad orgován, sú lepšie ako iné rastliny v zadržiavaní prachu. Ihličnaté rastliny vylučujú do ovzdušia látky, ktoré ničia patogénne baktérie. A čerešňa vtáčia vylučuje látky, ktoré odpudzujú muchy a komáre. Topole, javory, lipy, duby a niektoré ďalšie rastliny sú lepšie prispôsobené životu v zadymenom mestskom vzduchu. Okrem toho vegetácia zvlhčuje vzduch, znižuje hluk zo strojov a mechanizmov.

Dekoratívne listy, krásne kvety a príjemná vôňa dodávajú estetické potešenie. Už dlho je známe, že na človeka majú pozitívne, liečivé účinky zvuky prírody: spev vtákov v parkoch a lesoparkoch, upokojujúce zurčanie potokov, jemný šelest lístia.

Význam umelých ekosystémov

1. Pestovanie potravín a surovín pre potravinársky a ľahký priemysel.
2. Zvlhčovanie vzduchu.
3. Zabezpečenie brehov riek.
4. Čistenie vzduchu.
5. Výskumná práca s rastlinami a živočíchmi.
6. Oddych a estetické potešenie.

Rastliny sú teda stálymi spoločníkmi človeka, zdrojom jeho sily a zdravia. Zelené plochy prečisťujú vzduch, znižujú hladinu hluku, vône a farby kvetov uvoľňujú nervové napätie. Suroviny poskytujú aj potravinárskemu a ľahkému priemyslu. Aby sa zachovala životne dôležitá aktivita umelých ekosystémov, je potrebné sa o ne neustále starať.

Prednáška číslo 6. umelé ekosystémy

Prírodné a umelé ekosystémy

V biosfére sa okrem prirodzených biogeocenóz a ekosystémov nachádzajú spoločenstvá umelo vytvorené hospodárskou činnosťou človeka - antropogénne ekosystémy.

prírodné ekosystémy líšia sa výraznou druhovou diverzitou, existujú dlho, sú schopné samoregulácie, majú veľkú stabilitu, stabilitu. Biomasa a živiny v nich vytvorené zostávajú a sú využívané v rámci biocenóz, čím sa obohacujú ich zdroje.

umelé ekosystémy - agrocenózy (polia s pšenicou, zemiakmi, zeleninové záhrady, farmy s priľahlými pasienkami, rybníky a pod.) tvoria malú časť zemského povrchu, ale poskytujú asi 90 % potravinovej energie.

Rozvoj poľnohospodárstva od staroveku sprevádzal úplné zničenie vegetačný kryt na veľkých plochách, aby sa vytvoril priestor pre malý počet človekom vybraných druhov, ktoré sú najvhodnejšie na potravu.

Pôvodne však ľudská činnosť v poľnohospodárskej spoločnosti zapadala do biochemického cyklu a nezmenila tok energie v biosfére. V modernej poľnohospodárskej výrobe sa dramaticky zvýšilo využívanie syntetizovanej energie pri mechanickom spracovaní pôdy, používaní hnojív a pesticídov. To narúša celkovú energetickú bilanciu biosféry, čo môže viesť k nepredvídateľným následkom.

Porovnanie prirodzených a zjednodušených antropogénnych ekosystémov

(podľa Millera, 1993)

Prírodný ekosystém (rašeliniská, lúka, les)	Antropogénny ekosystém (pole, rastlina, dom)
Prijíma, premieňa, akumuluje slnečnú energiu	Energiu spotrebuje z fosílnych a jadrových palív
Produkuje kyslík a spotrebúva oxid uhličitý	Pri spaľovaní fosílnych palív spotrebúva kyslík a vytvára oxid uhličitý
Vytvára úrodnú pôdu	Vyčerpáva alebo predstavuje hrozbu pre úrodnú pôdu
Akumuluje, čistí a postupne spotrebúva vodu	Spotrebuje veľa vody, znečisťuje ju
Vytvára biotopy pre rôzne druhy voľne žijúcich živočíchov	Ničí biotopy mnohých druhov voľne žijúcich živočíchov
Bezplatne filtruje a dezinfikuje škodliviny a odpad	Produkuje znečisťujúce látky a odpad, ktorý je potrebné dekontaminovať na náklady verejnosti
Má schopnosť sebazáchovy a sebaliečenia	Vyžaduje vysoké náklady na neustálu údržbu a obnovu

umelé ekosystémy

Agroekosystémy

Agroekosystém(z gréckeho agros - pole) - biotické spoločenstvo vytvorené a pravidelne udržiavané človekom za účelom získavania poľnohospodárskych produktov. Zvyčajne zahŕňa všetky organizmy, ktoré žijú na poľnohospodárskej pôde.

Agroekosystémy zahŕňajú polia, ovocné sady, zeleninové záhrady, vinice, veľké komplexy hospodárskych zvierat s priľahlými umelými pastvinami.

Funkcia agroekosystémy - nízka ekologická spoľahlivosť, ale vysoká produktivita jedného (viacerých) druhov alebo odrôd kultúrnych rastlín alebo živočíchov. Ich hlavným rozdielom od prirodzených ekosystémov je ich zjednodušená štruktúra a ochudobnené druhové zloženie.

Agroekosystémy sa líšia od prírodných ekosystémov množstvo funkcií:

1. Rôznorodosť živých organizmov v nich sa prudko znižuje, aby sa dosiahla čo najvyššia produkcia.

Na ražnom alebo pšeničnom poli sa okrem obilnej monokultúry vyskytuje len niekoľko druhov burín. Na prírodnej lúke je biologická diverzita oveľa vyššia, ale biologická produktivita je mnohokrát nižšia ako zasiate pole.

Umelá regulácia počtu škodcov je z väčšej časti nevyhnutnou podmienkou zachovania agroekosystémov. Preto sa v poľnohospodárskej praxi používajú silné prostriedky na potlačenie počtu nežiaducich druhov: pesticídy, herbicídy atď. Environmentálne dôsledky týchto činností však vedú k niekoľkým nežiaducim účinkom, okrem tých, pre ktoré sa uplatňujú.

2. Druhy poľnohospodárskych rastlín a živočíchov v agroekosystémoch sa získavajú skôr umelým ako prirodzeným výberom a bez ľudskej podpory nevydržia boj o existenciu s voľne žijúcimi druhmi.

V dôsledku toho dochádza k prudkému zúženiu genetickej základne poľnohospodárskych plodín, ktoré sú mimoriadne citlivé na masové rozmnožovanie škodcov a chorôb.

3. Agroekosystémy sú otvorenejšie, hmota a energia sa z nich sťahujú s plodinami, živočíšnymi produktmi a tiež v dôsledku ničenia pôdy.

V prirodzených biocenózach sa prvotná produkcia rastlín spotrebováva v početných potravinových reťazcoch a opäť sa vracia do biologického kolobehu vo forme oxidu uhličitého, vody a minerálnych živín.

Vplyvom neustáleho zberu a narúšania pôdotvorných procesov pri dlhodobom pestovaní monokultúry na obhospodarovaných pozemkoch postupne klesá úrodnosť pôdy. Táto pozícia v ekológii je tzv zákon klesajúcich výnosov .

Pre obozretné a racionálne poľnohospodárstvo je teda potrebné počítať s vyčerpaním pôdnych zdrojov a zachovať úrodnosť pôdy pomocou zlepšenej poľnohospodárskej techniky, racionálneho striedania plodín a iných metód.

K zmene vegetačného krytu v agroekosystémoch nedochádza prirodzene, ale z vôle človeka, čo sa nie vždy dobre odráža na kvalite abiotických faktorov v ňom zahrnutých. To platí najmä pre úrodnosť pôdy.

Hlavný rozdiel agroekosystémy z prírodných ekosystémov - získanie extra energie pre bežnú prevádzku.

Doplnkový sa vzťahuje na akýkoľvek typ energie, ktorý sa pridáva do agroekosystémov. Môže to byť svalová sila človeka alebo zvierat, rôzne druhy palív na prevádzku poľnohospodárskych strojov, hnojivá, pesticídy, pesticídy, prídavné osvetlenie atď. Pojem „dodatočná energia“ zahŕňa aj nové plemená domácich zvierat a odrody kultúrnych rastlín zavedené do štruktúry agroekosystémov.

Je potrebné poznamenať, že agroekosystémy - vysoko nestabilné komunity. Nie sú schopné samoliečby a samoregulácie, hrozí im smrť z hromadného rozmnožovania škodcov alebo chorôb.

Dôvodom nestability je, že agrocenózy sú zložené z jedného (monokultúra) alebo menej často maximálne z 2–3 druhov. Preto môže agrocenózu zničiť akákoľvek choroba, akýkoľvek škodca. Človek však vedome ide zjednodušiť štruktúru agrocenózy, aby získal maximálny výnos. Agrocenózy v oveľa väčšej miere ako prirodzené cenózy (les, lúka, pasienky) podliehajú erózii, vyplavovaniu, salinizácii a invázii škodcov. Bez ľudskej účasti existujú agrocenózy obilnín a zeleniny nie dlhšie ako rok, bobule - 3-4, ovocné plodiny - 20-30 rokov. Potom sa rozpadajú alebo umierajú.

Výhoda agrocenóz Pred prírodnými ekosystémami je produkcia potravín nevyhnutná pre ľudí a veľké príležitosti na zvýšenie produktivity. Realizujú sa však len s neustálym záujmom o úrodnosť zeme, poskytujúcu rastlinám vlahu, ochranu kultúrnych populácií, odrôd a plemien rastlín a živočíchov pred nepriaznivými vplyvmi prírodnej flóry a fauny.

Všetky agroekosystémy polí, záhrad, pasienkových lúk, záhrad, skleníkov umelo vytvorené v poľnohospodárskej praxi sú systémy podporované ľuďmi.

Vo vzťahu k spoločenstvám, ktoré sa formujú v agroekosystémoch, sa dôraz postupne mení v súvislosti so všeobecným rozvojom ekologických poznatkov. Namiesto predstáv o fragmentácii, fragmentácii cenotických vzťahov a konečnom zjednodušení agrocenóz je tu pochopenie ich komplexnej povahy. systémová organizácia, kde človek výrazne ovplyvňuje len jednotlivé články a celý systém sa ďalej vyvíja podľa prírodných, prírodných zákonitostí.

Z ekologického hľadiska je mimoriadne nebezpečné zjednodušiť prirodzené prostredie človeka a zmeniť celú krajinu na poľnohospodársku. Hlavnou stratégiou vytvárania vysoko produktívnej a udržateľnej krajiny by malo byť zachovanie a zvyšovanie jej diverzity.

Spolu s udržiavaním vysoko produktívnych polí by sa mala venovať osobitná pozornosť zachovaniu chránených oblastí, ktoré nie sú vystavené antropogénnym vplyvom. Rezervácie s bohatou druhovou diverzitou sú zdrojom druhov pre spoločenstvá obnovujúce sa v postupných sériách.

Ekosystémy sú jedným z kľúčových pojmov ekológie, čo je systém, ktorý zahŕňa niekoľko zložiek: spoločenstvo živočíchov, rastlín a mikroorganizmov, charakteristický biotop, celý systém vzťahov, prostredníctvom ktorých sa uskutočňuje výmena látok a energií.

Vo vede existuje niekoľko klasifikácií ekosystémov. Jeden z nich rozdeľuje všetky známe ekosystémy do dvoch veľkých tried: prírodné, vytvorené prírodou, a umelé, tie, ktoré vytvoril človek. Pozrime sa na každú z týchto tried podrobnejšie.

prírodné ekosystémy

Ako je uvedené vyššie, prírodné, prirodzené ekosystémy sa vytvorili v dôsledku pôsobenia prírodných síl. Vyznačujú sa:

• Úzky vzťah medzi organickými a anorganickými látkami
• Úplný, začarovaný kruh obehu látok: počnúc objavením sa organickej hmoty a končiac jej rozpadom a rozkladom na anorganické zložky.
• Odolnosť a schopnosť samoliečby.

Všetky prírodné ekosystémy sú definované týmito vlastnosťami:

• 1. druhová štruktúra: počet jednotlivých druhov živočíchov alebo rastlín je regulovaný prírodnými podmienkami.
  2. Priestorová štruktúra: všetky organizmy sú usporiadané v prísnej horizontálnej alebo vertikálnej hierarchii. Napríklad v lesnom ekosystéme sú vrstvy jasne rozlíšené, vo vodnom ekosystéme závisí rozmiestnenie organizmov od hĺbky vody.
  3. Biotické a abiotické látky. Organizmy, ktoré tvoria ekosystém, sa delia na anorganické (abiotické: svetlo, vzduch, pôda, vietor, vlhkosť, tlak) a organické (biotické – živočíchy, rastliny).
  4. Biotická zložka sa zase delí na producentov, konzumentov a ničiteľov. Medzi výrobcov patria rastliny a baktérie, ktoré pomocou slnečného žiarenia a energie vytvárajú organickú hmotu z anorganických látok. Spotrebiteľmi sú zvieratá a mäsožravé rastliny, ktoré sa živia touto organickou hmotou. Ničitelia (huby, baktérie, niektoré mikroorganizmy) sú korunou potravinového reťazca, pretože produkujú opačný proces: organické látky sa premieňajú na anorganické látky.

Priestorové hranice každého prírodného ekosystému sú veľmi podmienené. Vo vede je zvykom definovať tieto hranice prirodzenými obrysmi reliéfu: napríklad močiar, jazero, hory, rieky. Celkovo sa však všetky ekosystémy, ktoré tvoria bioobal našej planéty, považujú za otvorené, keďže interagujú s prostredím a priestorom. V najvšeobecnejšom pohľade obrázok vyzerá takto: živé organizmy dostávajú energiu, kozmické a pozemské látky z prostredia a na výstupe - sedimentárne horniny a plyny, ktoré sa nakoniec dostanú do vesmíru.

Všetky zložky prírodného ekosystému sú úzko prepojené. Princípy tohto spojenia sa formujú rokmi, niekedy storočiami. Ale práve preto sú také stabilné, keďže tieto súvislosti a klimatické podmienky určujú druhy živočíchov a rastlín, ktoré v tejto oblasti žijú. Akákoľvek nerovnováha v prírodnom ekosystéme môže viesť k jeho zániku alebo útlmu. Takýmto porušením môže byť napríklad odlesňovanie, vyhladzovanie populácie určitého druhu zvierat. V tomto prípade sa potravinový reťazec okamžite naruší a ekosystém začne „zlyhávať“.

Mimochodom, narušiť ho môže aj zavádzanie ďalších prvkov do ekosystémov. Napríklad, ak človek začne vo vybranom ekosystéme chovať zvieratá, ktoré tam pôvodne neboli. Živým potvrdením toho je chov králikov v Austrálii. Spočiatku to bolo ziskové, pretože v takom úrodnom prostredí a výborných klimatických podmienkach na chov sa králiky začali množiť neskutočnou rýchlosťou. Ale nakoniec to všetko stroskotalo. Nespočetné zástupy králikov zdevastovali pastviny, kde sa pásli ovce. Počet oviec začal klesať. Od jednej ovce dostane človek oveľa viac potravy ako od 10 králikov. Tento prípad dokonca vstúpil do príslovia: "Králiky jedli Austráliu." Trvalo neuveriteľné úsilie vedcov a veľké náklady, kým sa im podarilo zbaviť králičej populácie. V Austrálii nebolo možné úplne vyhubiť ich populáciu, no ich počet klesol a už neohrozoval ekosystém.

umelé ekosystémy

Umelé ekosystémy sú spoločenstvá živočíchov a rastlín, ktoré žijú v podmienkach, ktoré im vytvoril človek. Nazývajú sa aj noobiogeocenózy alebo socioekosystémy. Príklady: pole, pastviny, mesto, spoločnosť, vesmírna loď, zoologická záhrada, záhrada, umelé jazierko, nádrž.

najviac jednoduchý príklad umelým ekosystémom je akvárium. Tu je biotop obmedzený stenami akvária, prílev energie, svetla a živín vykonáva človek, reguluje aj teplotu a zloženie vody. Pôvodne sa určuje aj počet obyvateľov.

Prvá vlastnosť: všetky umelé ekosystémy sú heterotrofné, teda konzumácia pripraveného jedla. Vezmime si napríklad mesto, jeden z najväčších umelo vytvorených ekosystémov. Obrovskú úlohu tu zohráva prílev umelo vytvorenej energie (plynovod, elektrina, potraviny). Zároveň sa takéto ekosystémy vyznačujú vysokým výnosom toxických látok. Teda tie látky, ktoré v prirodzenom ekosystéme neskôr slúžia na produkciu organickej hmoty, sa v umelých často stávajú nepoužiteľné.

Ďalšou charakteristickou črtou umelých ekosystémov je otvorený cyklus metabolizmu. Vezmime si napríklad agroekosystémy – najdôležitejšie pre ľudí. Patria sem polia, ovocné sady, zeleninové záhrady, pasienky, farmy a iné poľnohospodárske pozemky, na ktorých človek vytvára podmienky na odvoz spotrebných výrobkov. Časť potravinového reťazca v takýchto ekosystémoch odoberá človek (vo forme úrody), a preto sa potravinový reťazec ničí.

Tretím rozdielom medzi umelými a prírodnými ekosystémami je ich druhový nedostatok.. V skutočnosti človek vytvára ekosystém za účelom chovu jedného (zriedka niekoľkých) druhov rastlín alebo zvierat. Napríklad na pšeničnom poli sú zničení všetci škodcovia a burina, pestuje sa iba pšenica. To umožňuje získať najlepšiu úrodu. Ale zároveň ničenie organizmov pre človeka „nerentabilných“ spôsobuje, že ekosystém je nestabilný.

Porovnávacie charakteristiky prírodných a umelých ekosystémov

Porovnanie prírodných ekosystémov a socioekosystémov je vhodnejšie uviesť vo forme tabuľky:

prírodné ekosystémy	umelé ekosystémy
Hlavnou zložkou je slnečná energia.	Energiu získava hlavne z paliva a vareného jedla (heterotrofné)
Vytvára úrodnú pôdu	Vyčerpáva pôdu
Všetky prírodné ekosystémy absorbujú oxid uhličitý a produkujú kyslík.	Väčšina umelých ekosystémov spotrebúva kyslík a produkuje oxid uhličitý.
Veľká druhová diverzita	Obmedzený počet druhov organizmov
Vysoká stabilita, schopnosť sebaregulácie a samoliečby	Slabá udržateľnosť, keďže takýto ekosystém závisí od ľudských aktivít
uzavretý metabolizmus	Neuzavretý metabolický reťazec
Vytvára biotopy pre voľne žijúce zvieratá a rastliny	Ničí biotopy voľne žijúcich živočíchov
Akumuluje vodu, používa ju múdro a čistí	Vysoká spotreba vody, jej znečistenie