Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем местности. Агроэкосистемы или агроценозы
Экосистемой называется особое единство растений, микроорганизмов и животных, в рамках которого между ними происходит обмен различными веществами и энергией. Каждая экосистема обладает характерным только для нее составом почвы, температурой, а также другими показателями. Они подразделяются на две категории - естественные (природные) и искусственные (агроэкосистемы). В чем же их сходства и различия? Давайте разбираться.
Если производительность повышается за счет современных сельскохозяйственных технологий или интеграции с рыночной экономикой или национальной бюрократией, для которой традиционные деревенские лидеры не имеют особых знаний или влияния, их авторитет соответственно уменьшается. Если каждое домашнее хозяйство может удовлетворять свои собственные потребности на надежной основе, оно может не ощущать никакой зависимости от других домохозяйств или деревенских властей. То же самое относится к автономии по отношению к внешнему миру.
У деревни с избыточным производством есть финансовые ресурсы, чтобы заботиться о себе, не завися от правительства, посредников или других внешних источников помощи. Также могут быть отрицательные связи между производительностью и автономией. Более высокая производительность может уменьшить автономность, если она освобождает людей от отношения каждого к себе из-за нехватки. Более высокое производство может зависеть от внешнего мира для ресурсов или рынков. В то же время более высокая добыча может порождать излишки, которые будут использоваться для покупки внешних товаров, продажи сельскохозяйственной продукции снаружи или извлечения излишков аутсайдерами.
Главные отличия
Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы в наибольшей степени? В первую очередь - разнообразием видов на ее территории. Первый тип (агроценоз) существует гораздо более длительное время, обладает способностью самостоятельно регулировать происходящие в ней процессы. Природная экосистема, в отличие от агроэкосистемы, более устойчива и стабильна. Создаваемая в ее пределах биомасса используется для обогащения ее же ресурсов и не покидает пределы данной системы. К категории природных экосистем относят моря, леса, степи, болота. Ко второй группе принадлежат те системы, которые созданы руками человека.
Выводы относительно взаимосвязи между свойствами агроэкосистемы
Некоторые из излишков могут использоваться местной элитой или правительством для дальнейшего сокращения автономии путем укрепления существующих полномочий. Когда мы рассматриваем логические возможности механизмов, связывающих одно системное свойство с другим, мы вынуждены заключить, что между ними есть как положительные, так и отрицательные отношения. Как свойства функции агроэкосистемы, системные свойства являются конечными точками сложных экосистемных процессов, которые могут привести к положительным и отрицательным отношениям.
Развитие сельского хозяйства и природный баланс
С самых древних времен, когда сельское хозяйство только начало зарождаться, человек полностью уничтожал растительный покров, чтобы вырастить те виды, которые были бы наиболее пригодны для питания. На заре истории деятельность человека не нарушала баланса в биохимическом круговороте. Однако современное сельское хозяйство применяет по большей части синтезированную энергию, обрабатывает землю механическими способами. В подавляющем большинстве случаев для получения высокого урожая используются удобрения, пестициды. Все эти действия могут привести к непредсказуемым последствиям.
Является ли положительное или отрицательное преобладание, зависит от того, как организована агроэкосистема, и от условий, в которых она функционирует. Полезный вопрос, связанный с компромиссом, - «При каких обстоятельствах положительная связь и при каких обстоятельствах она отрицательная?».
Теоретически на этот вопрос можно ответить, наблюдая закономерности производительности, устойчивости и других производственных свойств, которые происходят в различных видах агроэкосистем в различных экологических и социальных условиях. К сожалению, количество случаев, которые необходимы для надежных моделей, могло бы превышать то, что было бы возможно в обозримом будущем. Мы не можем полагаться на исследования тематического исследования, направленные только на производственные свойства, чтобы генерировать гипотезы относительно компромиссов между ними.
Опасность для природы
Еще одно отличие экосистемы от агроэкосистемы - это занимаемая ими площадь. Последние занимают не более 10% от общей площади суши. Но при этом они являются источниками 90% пищи для человечества. Их биологическая продуктивность на порядок выше, чем у естественных экосистем. Однако агроэкосистемы обладают меньшей устойчивостью. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы помимо перечисленных факторов? Одно из важнейших различий между этими двумя типами систем состоит в том, что агроэкосистема истощает почву, а также может быть опасной для плодородия почв. Первый тип, наоборот, формирует качественный грунт.
Агроэкосистемные структурные свойства
Внимание также должно быть направлено на механизмы, ответственные за положительные и отрицательные связи между этими свойствами, механизмы, которые вытекают из отношений между структурой агроэкосистемы и функцией агроэкосистем. Структура агроэкосистемы является следствием конкретных сельскохозяйственных культур и других компонентов агроэкосистемы, способов структурирования этих компонентов методами управления фермами и того, как эти компоненты функционально связаны друг с другом. Было бы полезно для исследований агроэкосистема идентифицировать те структурные системные свойства, которые фактически имеют прочные отношения с производственными свойствами.
Те системы, которые созданы руками человека, также производят различные отходы и загрязнители. Они обязательно должны проходить обеззараживание, и это происходит за счет человека. Природные экосистемы обеззараживаются самостоятельно - для этого не нужна никакая плата или усилия со стороны людей. Они также имеют способность сохранять сами себя в течение длительного времени. Что касается агроэкосистем, то для их поддержания требуется большое количество затрат.
Такие структурные свойства могут оказаться полезными в качестве руководства для проектирования агроэкосистем. Существует множество структурных свойств, заслуживающих рассмотрения. Например: интенсивность обрезки; разнообразие сортов сельскохозяйственных культур; последовательности кадрирования во времени; шаблоны пересадки; вертикальная стратификация пересаженных культур; интенсивность, сбалансированность и надежность сельскохозяйственных ресурсов; справедливость доступа к ресурсам; самодостаточность в отношении ресурсов или рынков; степень и характер социального контроля за сельскохозяйственной деятельностью; характер и объем каналов распространения технической информации; и характер ключевых неселективных организмов в агроэкосистеме.
Рациональность в природопользовании
Нередко ответ на вопрос о том, в чем состоит отличие экосистемы от агроэкосистемы, необходимо подготовить школьникам или учащимся природоохранных факультетов. Главный аспект, который необходимо озвучить при подготовке такого материала, - это создание агроэкосистемы руками человека. Те виды, которые культивируются руками человека, поддерживаются при помощи искусственного отбора. Они получают энергетический поток только благодаря действиям извне. Без поддержки со стороны человека этот тип системы очень быстро распадается и возвращается в обычное, естественное состояние.
Агроэкосистемная структура и адаптивность
Следующий пример того, как структурные свойства могут определить адаптивность агроэкосистемы, будет иллюстрировать вид взаимодействия структурных свойств, которые могут привязать их к системным свойствам функции агроэкосистем. Один из подходов к разграничению функциональных связей между системными свойствами структуры и производства агроэкосистемы - решение задач выбора свойств агроэкосистемы. Адаптивность - пример функционального свойства, которое может помочь преодолеть разрыв между структурой и производством.
Мы рассмотрели, в чем отличия экосистемы от агроэкосистемы. Из этого анализа можно сделать вывод: при длительном использовании природных ресурсов - в частности, при постоянном изъятии урожая - плодородие почвы неуклонно снижается. Это положение в экологической науке носит название убывающего плодородия. Для того чтобы вести сельское хозяйство расчетливо и рационально, нужно учитывать фактор обеднения почвенных ресурсов. Человек может сохранять плодородие почв, если будет использовать улучшенную технику для их обработки, делать севооборот рациональным, а также использовать другие приемы.
Адаптивность может способствовать стабильности и устойчивости, повышая способность агроэкосистемы реагировать на нарушения таким образом, чтобы поддерживать агроэкосистему в допустимых пределах для производства. То же самое относится к поддержанию распределения продукции в допустимых пределах. Что касается внутренней устойчивости, адаптивность может обеспечить средства для корректировок, которые останавливают деградацию основных ресурсов для производства. Адаптивность может способствовать повышению производительности, поскольку адаптируемая агроэкосистема может реагировать на возможности для улучшения производства.
Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы? Список отличий
Все различия между данными типами систем можно представить в виде списка:
- Агроценоз создан руками человека. Естественная экосистема образуется и функционирует в природе без намеренного вмешательства людей.
- Разнообразие видов свойственно только природным экосистемам. На пшеничном или ржаном поле, созданном руками человека, можно встретить разве что несколько видов сорняков.
- Природная экосистема постоянно получает, накапливает, а также преобразует энергию. Агроценозу постоянно необходим приток энергии в виде удобрений либо топлива.
- Смена растительного покрова в агроэкосистеме происходит по воле человека. В природе же этот процесс протекает естественным путем.
- Агроценоз расходует большое количество воды. Природная экосистема накапливает воду, расходуя ее постепенно.
- Агроэкосистема требует значительных затрат для поддержания своего существования, а природная экосистема имеет способность к самовосстановлению.
Вопросом о том, чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы, занимается экология. Те студенты или школьники, которые хотели бы изучить этот вопрос детальнее, могут прочесть специальную литературу. Например, учебник «Общая экология» авторов Н. М. Черновой и А. М. Быловой, или же издание «Стабильность и устойчивость агроэкосистем» И. Ю. Винокурова.
В следующем обсуждении будут приведены некоторые примеры структурных свойств агроэкосистем, которые могут быть самое важное для приспособляемости. Адаптивность обусловлена рядом свойств структуры агроэкосистемы, наиболее центральным из которых является коррекционная петля обратной связи, механизм, посредством которого функция агроэкосистемы может быть возвращена в удовлетворительных пределах всякий раз, когда она выходит за пределы этих пределов. Например, если плодородие почв начинает падать из-за снижения органического вещества или эрозии верхнего слоя почвы, фермер может исправить ситуацию с систематическим применением растительных остатков или навоза животных, которые защищают поверхность почвы от эрозии при добавлении к ее органическому веществу, Корректирующая обратная связь требует нескольких структурных элементов: опорная точка в отношении состояния или функционирования агроэкосистемы; мера того, как функционирует агроэкосистема; сравнение оценки со ссылкой; ряд мер для корректирующих действий.
Практическая работа
«Сравнительное описание природной системы и агроэкосистемы».
Цель: продолжить развивать умение сравнивать на основе анализа естественного биогеоценоза и агроценоза; объяснять причины выявленного сходства и различия.
2. Заполнить таблицу «Сравнение природной системы (биогеоценоза) и агроэкосистемы».
Поскольку коррекционные петли обратной связи могут быть эффективными только в том случае, если ответ соответствует требуемой коррекции, и большое разнообразие исправлений может быть подходящим для разных ситуаций, разнообразие возможных ответов является ключом к адаптируемости. Растительные остатки могут применяться на почвах, не содержащих органических веществ, только в том случае, если в более крупной сельскохозяйственной системе имеются системы земледелия, которые обеспечивают излишек растительного материала.
Навоз животных можно применять только в том случае, если есть животные для производства навоза. Животные могут отсутствовать, если, например, водный буйвол был заменен моторизованным оборудованием. Разнообразие культур и технологических систем предлагает множество резервов для адаптации к многочисленным возможным нарушениям. Использование засухоустойчивых культур может иметь решающее значение для успеха земледельцев в течение сухого года. Выбор различных культур в ответ на рыночные возможности может способствовать финансовой стабильности.
Сравнение биогеоценоза и агроценоза.
3. По критериям сравнения и рисункам сделайте краткую характеристику экосистемы пруд
· Найдите примеры взаимоотношений между организмами, населяющими экосистему, (хищничество, конкуренция, симбиоз…и т.д.) проиллюстрировав ответ соответствующими примерами
· изобразить 2-3 пищевые цепи, предположительно имеющие место в данной экосистеме
Рисунок 5 - Пример причинно-следственных связей между системными свойствами структуры агроэкосистемы и системными свойствами производства агроэкосистем. Однако наличие широкого набора систем земледелия не принесет больших пользы, если они не будут совместно соответствовать потребностям, которые могут возникнуть. Другими словами, они должны быть способны работать вместе. Чтобы быть эффективными, разнообразие агроэкосистем должно быть структурированным разнообразием, то есть характеризоваться совместной адаптацией компонентов агроэкосистем.
· Привести примеры 2-3 приспособлений растительных или животных организмов к недостатку действия какого-либо абиотического фактора
· Приведите примеры продуцентов, консументов и редуцентов этих экосистем
Агроэкосистемы или агроценозы.
Хозяйственная деятельность людей – мощный фактор преобразования природы. В результате этой деятельности формируются своеобразные биогеоценозы. К числу их можно отнести, например, агроценозы, представляющие собой искусственные биогеоценозы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека. Примерами могут служить искусственно создаваемые луга, поля, пастбища. При создании таких биогеоценозов человек широко применяет разнообразные агроприемы: посев высокопродуктивных трав, мелиорацию (при избыточном увлажнении), внесение удобрений, различные способы обработки почв, иногда искусственное орошение и т.п. К числу создаваемых биогеоценозов можно отнести также парки, плодовые сады и ягодники, лесные насаждения и т.д.
Например, домашнее хозяйство может стабилизировать свое общее производство риса путем посадки ряда традиционных сортов риса, которые устойчивы к различным вредителям и другим экологическим стрессам, но только в том случае, если сильные и слабые стороны разновидностей сочетаются в последовательной стратегии. Разнообразие систем земледелия может укрепить денежную производительность и стабильность, позволяя фермерам корректировать районы, которые они выращивают, для разных культур в ответ на рыночные возможности, но это работает только в том случае, если альтернативные культуры совместимы с условиями почвы, сезонностью и другими экологическими характеристиками полей, где они могут быть посажены.
При создании искусственных биогеоценозов необходимо полнее учитывать формы взаимоотношений, которые складываются в таких сообществах между их компонентами и почвой. Особенно важно учитывать свойства почвы, необходимость ее охраны от разрушения ветром и водой (эрозии), сохранения естественной структуры и целостности почвенного покрова и др.
Разнообразие культур может повысить продуктивность питания только в том случае, если существует надлежащее сочетание культур: некоторые из которых имеют высокую урожайность для производства большого количества определенных питательных веществ, которые необходимы в больших количествах; и другие культуры, которые обеспечивают меньшее количество разнообразных питательных веществ для баланса питания.
Рисунок 6 - Основные элементы в коррекционной петле обратной связи для адаптивного проектирования агроэкосистем. Пересадка смеси сельскохозяйственных культур в одном и том же поле может обеспечить множество механизмов обратной связи для уменьшения ущерба от вредителей, но только в том случае, если это правильная смесь. Неправильная смесь может привести к более сильному повреждению, чем к монокультуре. Разнообразие культур может способствовать экологической устойчивости только в том случае, если различные культуры заполняют различные функции, необходимые для поддержания продуктивной агроэкосистемы.
Высокая численность растений одного вида на значительных площадях может привести к тому, что питающиеся этими растениями насекомые, которые в естественных биогеоценозах встречались редко, сильно размножатся и станут опасными вредителями возделываемых культур. Например, свекловичный долгоносик на естественных лугах питается немногочисленными видами растений семейства бурачниковых, не причиняя им большого вреда. Положение в корне изменилось, когда была введена в культуру сахарная свекла, занявшая огромные площади. «Безобидный» свекловичный долгоносик превратился в массового вредителя одной из важнейших сельскохозяйственных культур.
Создаваемые человеком искусственные биогеоценозы требуют неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь. При высокой агротехнике и учете взаимодействия компонентов агроценоза они могут быть высокопродуктивными, как например, искусственные луговые угодья, лесонасаждения и т.п.
Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и различия, которые важно учитывать в хозяйственной деятельности человека.
Естественные биогеоценозы обычно слагаются из большого количества видов. Они представляют из себя экологические системы, которые складываются в природе под действием естественного отбора. Последний отметает все слабо приспособленные формы организмов. В результате складывается сложная, относительно стойкая экологическая система, способная к саморегуляции. В естественных биогеоценозах осуществляется круговорот веществ, в результате которого вещества, потребляемые растениями, возвращаются в почву.
В создаваемых человеком искусственных биогеоценозах – агроценозах – компоненты подбираются исходя из хозяйственной ценности. Здесь ведущий фактор не естественный, а искусственный отбор. Через искусственный отбор и другие агротехнические мероприятия человек стремится получить максимальную биологическую продуктивность (урожай). В искусственных биогеоценозах значительная часть питательных веществ выносится с урожаем из системы и естественный круговорот веществ не осуществляется. Наблюдается пониженное разнообразие входящих в агроценоз видов, т.к. обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. В агроценозах наблюдается также пониженная способность культурных растений противостоять конкурентам и вредителям. Культурные виды так сильно изменены селекцией в пользу человека, что без его поддержки не могут выдержать борьбу за существование.
В естественных биогеоценозах источником энергии является Солнце. В агроценозах наряду с этим (естественным) источником энергии человек вносит удобрения, без которых высокая биологическая продуктивность не может быть реализована. Агроценозы поддерживаются человеком посредством больших затрат энергии (мускульной энергии людей и животных, работы сельскохозяйственных машин, связанной энергии удобрений, затрат на дополнительный полив и т. п.). Таким образом, они существуют и дают высокую биологическую продуктивность благодаря непрерывному вмешательству и поддержке человека, без участия которого они существовать не могут.
Экосистема пруда.
Экосистема аквариума.
