Экономика сельскохозяйственной экосистемы. Описание искусственной экосистемы Экосистема фермы

Экосистема как совокупность живых организмов, сосуществующих в определенной среде обитания, взаимодействующих между собой путем обмена веществами и энергией, не смогла в полной мере удовлетворить потребности человека. Ибо не все организмы, по его представлению, полезны. Человек не хочет быть частью системы, он хочет управлять ею, стать вровень с законами природы, получать больше, чем должен энергии и пищи. Так, наряду с природной, а часто и вместо нее, появилась экосистема искусственная или созданная человеком. Ее основной задачей стало изменение видового состава в пользу растений и животных, максимально соответствующих требованиям человека. Со временем он стал менять и условия среды обитания, добавляя в нее те элементы, которые бы способствовали росту и развитию интересующих его живых организмов и соответственно угнетали не интересующие.

Таким образом, характеризуется искусственная экосистема, получившая название агробиоценоз, повышенной урожайностью для растительного мира и продуктивностью для животного, тех сортов и видов, которые заранее определены человеком как приоритетные, культивируемые или культурные. С появлением технических возможностей влияния или управления абиотическими факторами, то есть окружающей средой, система получила более широкое понятие – агробиогеоценоза.

Подвергшись такому активному влиянию, естественные экосистемы, претерпели существенные изменения и превратились в искусственные.

Теперь они не обладают таким широким разнообразием видов, часто количество видов сокращено до минимума – одного или двух. Вследствие чего она перестала саморегулироваться, самовосстановливаться и быть устойчивой. Для того чтобы существовать, ей необходимо постоянное вмешательство человека.

Растения и животные, которым созданы идеальные или оптимальные условия для роста и количественного увеличения, самостоятельно питаться и выживать в борьбе с другими видами не могут. В настоящее время около 10% суши Земли занято агросистемами, на которых ежегодно выращивается до 2,5 млрд. тонн сельскохозяйственной продукции или 90% энергии. В то же время виды и сорта конкуренты угнетаются или уничтожаются, в целях обеспечения комфортных условий для искусственно выращиваемых. Нарушается пищевая или трофическая цепь, а это уже влечет исчезновение растений и животных, которые не являются конкурентами для культивируемых. Экосистема перестает быть системой как таковой и с первой оплошностью или недостаточным вниманием человека, погибает. Примеров тому достаточно.

Для создания и поддержания агроценозов человек применяет определенный комплекс мер и мероприятий. Это: выведение сортов и видов с заранее установленными характеристиками, применение специально разработанных систем и продуктов питания, обработка почвы, ее мелиорация или орошение, внесение удобрений и подавляющих веществ.

Примеры и история возникновения

Как пример, искусственной экосистемы – огород, сад или приусадебный участок; животноводческая ферма; поле, отведенное для выращивания определенного сорта сельскохозяйственной культуры; озеро – для промышленного разведения рыбы и рукотворный водоем для содержания экзотических рыб, моллюсков, ракообразных, растений и животных. Последним является огромный океанариум или обычный домашний аквариум – маленькая искусственная экосистема.

Моделирование экосистем в искусственном замкнутом водоеме занимается аквариумистика. У нее разные цели и направления – это научное изучение, выращивание культур и разведением живых организмов в коммерческих целях, декоративное и другие.

Заниматься такой деятельностью люди стали с незапамятных времен. Первые бассейны со специально выведенными цветными рыбками были в Египте и Китае. Первые прообразы современных аквариумов появились в 1843 году. Их автором была Жанна Вильпре-Пауэр. Первый аквариум, в котором одновременно содержались рыбы и подводные растения появился в 1841 году.

Основным направлением деятельности всех видов аквариумистики является селекция и выведение новых видов и сортов подводной флоры и фауны. Хотя сохранение и изучение их также имеет большое значение, особенно, в научном ее направлении. Конечно, есть еще коммерческая аквариумистика, основная цель которой – получение прибыли. Но и она способствует целям сохранения, изучения и селекции, хотя незаконная ее часть – браконьерство, имеет, несомненно, отрицательный характер.

Виды и основные характеристики

Экосистема аквариума или прозрачной емкости, заполненной водой и предназначенной для содержания живых организмов, формируется на основании нескольких условий, это объем сосуда и характеристика воды.

По объему аквариумы подразделяют на: домашние – до 1 куб. м. воды и публичные, которые могут быть более 3000 куб. м. К последним, относится емкость в китайском парке развлечений города Чжухай. Ее объем 22,7 тыс. куб. м. Определенных требований к размерам емкости нет. При определении необходимого размера, исходят из природы обитания живых организмов, планируемых разместить в аквариуме. Особенность одна – чем больше объем аквариума, тем ближе созданная в нем экосистема к природной, а, значит, она более устойчива, может саморегулироваться и самоочищаться.

Вторым критерием является характеристика воды. В связи с тем, что экосистема аквариума может состоять из любых видов водной флоры и фауны, то по месту жительства, они различаются на пресноводных и морских. Это могут быть: рыбы, растения, моллюски, ракообразные, рептилии, земноводные, кораллы и так далее.

По составу воды создают экосистемы: пресноводные, солоноватые и морские. Первый вид подразделяется на псевдоморе, который не содержит растений и рыб, имеет жесткую воду и наполняется камнями и цихлидами, за счет чего и напоминает морские коралловые рифы; и голландский, заселяемый растениями. Второй, солоноватый, подразделяется на морской вид и мангровые заросли. Самый сложный в содержании – морской аквариум. Вода должна быть свежей и содержать большое количество морской соли. В емкости должны создаваться искусственные течения. Подразделяют этот вид на рыбный и рифовый.

Емкости для аквариумов должны отвечать ряду требований. Они должны быть прочны и прозрачны. По конструкции они могут быть бескаркасные, каркасные и бесшовные.

Для контроля абиотических факторов, хотя при условии искусственности их создания – по воле человека, скорее можно назвать антропогенными, экосистемы и обеспечения ее правильного функционирования применяют: аэраторы, фильтры, термометры и тому подобное.

Объем емкости, техническое оборудование, состав воды и другое оснащение аквариума зависит от его назначения. Оно бывает декоративным и специальным.

Флора и фауна

Животный и растительный мир, формирующий в аквариуме маленькую искусственную экосистему, составляется по приоритетам и желаниям человека и задачами перед ним ставящимися.

Рыбы наиболее распространенные обитатели аквариумов всех типов, видов и направлений. Их сортовое разнообразие достигает нескольких тысяч видов. Наиболее известны и популярны: харациновые, карповые, пецилиевые, лабиринтовые и сомовые. Из рептилий в аквариумах содержат водных черепах. Земноводных представляют аксолотли, шпорцевые лягушки и тритоны. Моллюски – это, конечно, улитки, но могут содержаться и перловицы. С развитием технологий и следуя моде, в настоящее время, в аквариумах все чаще можно встретить ракообразных. Таких как: флоридские красные и австралийские синие раки, а также креветок – Амано и вишневых.

Каким бы ни был по величине огромный океанариум или комнатный аквариум – это маленькая искусственная экосистема, агроценоз, в котором ограниченное количество видов растений и животных, что не дает ему возможности самостоятельно существовать, обновляться, регулироваться, а, значит, он очень уязвим и подвержен гибели. Это же правило относится к любой искусственно созданной системе. Ее гибель полностью на совести того, кто ее создал.

Видео — Экосистема аквариума

Экосистема - это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Экосистемами являются, например, муравейники, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже весь земной шар. Сельское подворье следует также отнести к экосистемам. Сельское подворье, или агроэкосистема - это антропогенные (т. е. созданные человеком) экосистемы. Человек определяет структуру и продуктивность такой экосистемы: он распахивает часть земли и высевает сельскохозяйственные культуры, разводит сельскохозяйственных животных.

Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии - солнце. дополнительная энергия, которую использует человек при обработке почвы и которая затрачена на производство тракторов, удобрений, пестицидов и т. д. , не превышает 1% от солнечной энергии, усваиваемой агроэкосистемой. Агроэкосистема - это не только экологическое единство разных организмов и условий среды, но и сельскохозяйственное предприятие.

Как и естественная экосистема, агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов. Экосистема- это совокупность сообщества живых организмов с неживыми компонентами среды.

Растительный и животный мир участка тесно связан с компонентами неживой природы: почвой (её химическими составом, количеством питательных веществ, структурой и т. д.) влагой (естественными осадками и поливом) и состоянием атмосферного воздуха.

Каждая экосистема характеризуется составом, структуру определенным соотношениям энергии, химических веществ и организмов.

Основным источником энергии на нашем подворье является солнечная энергия. Она усваивается растениями и идёт на нагревания почвы, строений, на испарение влаги. Есть и дополнительные источники энергии - это электричество и энергия органического топлива (в основном дров). При сгорании топлива выделяется не очень большое количество углекислота газа, которое вполне может быть усвоено растениями участка. Избыток тепловой энергии рассеивается в атмосфере.

Солнечную энергию усваивают продуценты - растения. Человек выращивает растения для своих нужд, т. е. большое количество органического вещества используются в пищу человеком, часть поедается насекомыми и другими организмами, часть ежегодного отмирает и перегнивает.

Сельское подворье- это искусственная экосистема. Основным консументом в ней является человек и домашние животные. А все другие животные организмы (насекомые, мелкие грызуны) становятся его пищевыми конкурентами и обычно считаются вредителями. С ними человек борется. На самом деле они тоже нужны в экосистеме, важно только регулировать их численность.

Они построены по тем же правилам, что и пищевые цепи естественных экосистем. Конечно, они не отражают все типы взаимоотношений животных участка, их связи с растениями, но показывают, какими животными организмами представлены продуценты, консументы, редуценты.

Экосистемный анализ сельского подворья.

Продуценты.

На участке большая часть территории (20 соток) летом занята посадками картофеля, меньшая часть(10 соток) - плодово-ягодными растениями (кустарниками и деревьями): черемуха, ранетка, облепиха, ирга, смородина, малина; овощными культурами: перед, чеснок, горох, свекла, дыни, огурцы, арбузы, тыквы, кабачки, помидоры, декоративные деревья и кустарники: клен, акация, ель, тополь, сирень.

Их состав остаётся довольно постоянным.

Продуцентами являются и спутники культурных растений - сорняки. По всему участку растут сорняки: марь белая, щирица запрокшутая, бодяк полевой, пырей ползучий, польинь горькая, полынь чернобыльник, сурепка дикая, редька дикая.

На территории подворья имеются различные жизненные формы растений, что способствует существованию разнообразных животных.

Растительность сельского подворья - это и местообитание, и пища для животных, а чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее.

Консументы.

Животные - детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий. Особенно важна роль дождевых червей. Прошедшая через пищевую систему дождевого червя почва с растительными остатками склеивается в плотные комочки, что улучшает её структуру. Эти комочки обогащаются калием, фосфором и азотом в форме соединений, доступных растениям. Кроме того, черви своими ходами разрыхляют почву и облегчают проникновение в неё корней. В хорошо унавоженной почве биомасса червей может составлять до 10 -20 т на 1 га. Существуют специальные фермы (в Америке), где разводят дождевых червей, которых вносят на поля для повышения урожая.

На нашем подворье живут различные животные: млекопитающие, птицы, (домашние и дикие), пресмыкающиеся, земноводные, моллюски, клещи, пауки, насекомые. Млекопитающие: корова, теленок, овцы, мыши, крысы, кошка, собака.

Наибольшее количество видов характерно для группы насекомых. Это связано с большим количеством разных растений. К тому же многие культурные виды растений менее устойчивые по отношению к насекомым, чем их дикорастущие родственники.

На грядке, где растет только один сорт культурных растений, размножается большое количество насекомых.

В большом количестве встречается колорадский жук, т. к. картофель выращивается ежегодно и занимает большую часть участка, встречаются и личинки жука - щелкуна.

На капусте - капустная белянка, капустная совка, крестоцветные блошки, крестоцветные клопы. На луке - луковая мука, на декоративных цветущих растениях - жуки - цветоеды.

Из полезных насекомых можно встретить наездников - рогохвостов, мух - тахин, златоглазку, на посадках картофеля в больших количествах размножается божья коровка/

Важную роль в поддержании равновесия в экосистеме участка играют птицы. Постоянно гнездятся скворцы, воробьи, много прилетает птиц, которые едят семена, плоды растений, насекомых. Зимой - это синицы, свиристели, снегири, а летом - грачи, иногда - вороны, дятел.

На влажных, затененных участках можно встретить лягушек, ящериц. В доме, сарае есть мыши и крысы.

Животный мир сельского подворья, так же как и растительный, регулируется человеком. Человек может влиять на состав животного мира как косвенным путём (сажая разные растения, обрабатывая их растворами, запах которых отпугивает животных или наоборот, привлекает, делает кормушки и т. д.), так и прямым, уничтожая нежелательные и размножая полезные для себя виды.

Редуценты

Редуценты в экосистеме сельского подворья в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая пожнивные остатки в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз - в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. К редуцентам относятся грибы. На деревьях есть трутовики, на участках, удобренных навозом растут шампиньоны, дождевики, навозники. Почва участка богата гумусом и в ней живет множество дождевых червей, которых также можно отнести к редуцентам.

Влияние человека на экосистему сельского подворья.

Человек контролирует не всё живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живёт помимо (или даже вопреки) его воли. Среди них - и вредители, и растения - сорняки, и полезные животные

Сам человек в экосистеме сельского подворья- консумент - фитофаг (питается растениями), и зоофаг (ест мясо и пьёт молоко). Однако его роль в ней ещё больше, так как, исходя из своих интересов, человек формирует структуру и состав сельского подворья.

Все компоненты агроэкосистемы тесно связаны, хотя в ней не возникает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие агроэкосистемы должен сам человек. Если этого не делать, происходит разрушение её ресурсов.

Экосистема сельского подворья может существовать только при поддержке и контроле человека. На сельском подворье человек влияет на все компоненты экосистемы и на процессы, которые в ней происходят.

Отходы на сельском подворье.

Как и на любом сельском подворье, у нас накапливается большое количество разных отходов Из магазина мы приносим продукты в упаковке, стараясь использовать ее не один раз (например, пакеты из-под соков, фольгу, стеклянные, пластиковые бутылки, банки). Некоторые виды отходов сжигаем в печи. Часть органических отходов (очистки, ботва растений, опавшие листья, гниющие плоды, скорлупа яиц, пищевые отходы) используется для корма животных. Навоз используется для компостных куч, затем вносим его в почву или сжигается и золу тоже вносим в почву. Таким образом, в почву возвращается часть питательных веществ, которые мы забираем у нее с урожаем, и в то же время не загрязняется окружающая среда

Результаты

Всего мною обнаружено и определено 29 растений. Из них 19 растений являются культурными, 10 дикорастущими, 2 дерева, 8 кустарников, 19 видов трав. Мною на сельском подворье обнаружено: 13 видов птиц, 8 видов млекопитающих, 13 видов насекомых, 1 вид пресмыкающихся, 3 вида пауков, 3 вида клещей, 1 вид моллюсков. Следует отметить, что это не все виды животных на нашем подворье.

К редуцентам нашего подворья относятся бактерии гниения, а также мною обнаружено 4 вида грибов, дождевой червь и слизень Все виды отходов, которые могут гореть, мы сжигаем, пищевые отходы идут на корм животным, некоторые отходы используются вторично.

1. На нашем сельском подворье существуют главные компоненты экосистемы: продуценты, консументы и редуценты - следовательно, оно является экосистемой.

2. Сельское подворье - особый тип искусственных экосистем.

Существование такой экосистемы, особенности, строение, влияние на окружающую среду зависят от человека. В то же время экосистема сельского подворья формируется и с учетом природных закономерностей (пищевая сеть, взаимосвязи растений и животных, круговороты веществ, энергии, воды).

3. Владельцы сельского подворья часто не знают и нарушают природные законы, загрязняют его и окружающую среду, что оборачивается против них.

4. Сельские подворья, хотя созданы и контролируются человеком, живут по природным законам. Владельцы участков должны стремиться действовать в рамках этих законов. Бережное отношение к природе, понимание существующих в ней взаимосвязей поможет владельцам сделать экосистему сельского подворья устойчивее, а продукцию безопасной для здоровья.

ОСНОВНОЙ ВЫВОД. Владельцам сельских подворий выгодно знать законы природы и соблюдать их и невыгодно загрязнять окружающую среду.

На основе исследований экосистемы сельского подворья и их результатов были составлены рекомендации для владельцев. Все они основываются на существующих в природе взаимосвязях. Если сельчане будут их выполнять, то они сделают окружающую среду более безопасной для них самих; вода, которую они пьют, и овощи, фрукты, которые они едят, водоем, в котором они купаются, не будут представлять угрозу для их здоровья. Эти рекомендации можно было бы включить в памятки, адресованные владельцам сельских подворий.

1. Не беспокойте животных, ваших союзников в борьбе с вредителями сада. Шум отпугивает птиц, их гнезда становятся доступными для ворон.

2. Берегите озерные растения и животных - фильтраторов грязной и индикаторов чистой воды.

3. Сохраняйте жаб и лягушек: они помогают бороться с вредителями сада и огорода. Берегите дождевых червей: они перерабатывают растительные остатки, рыхлят почву, улучшают ее качество.

4. Оставляйте на подворье островки естественной растительности: они станут домом для птиц, хищных насекомых и опылителей.

5. Используйте в борьбе с вредителями настои пахучих растений - это эффективный и безвредный способ.

6. Высаживайте на сельском подворье растения, отпугивающие вредителей своим запахом, фитонцидами.

7. Привлекайте на сельское подворье птиц: они уничтожают большое количество насекомых, не нарушая экологическое равновесие на вашем сельском подворье.

8. Увеличивайте разнообразие растительности сельского подворья. Сельское подворье, богатое видами, более устойчиво и требует меньшего вмешательства человека.

Искусственные экосистемы (нообиогеоценозы или социоэкосистемы ) - это совокупность организмов, живущих в созданных человеком условиях. В отличие от экосистемы включает в себя дополнительное равноправное сообщество, называемое нооценозом .

Нооценоз - это часть искусственной экосистемы, включающая в себя средства труда, общество и продукты труда.

Агроценоз — это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности.

В настоящее время агроценозами занято около десяти процентов суши.

Несмотря на то, что в агроценозе, как и в любой природной экосистеме, существуют обязательные трофические уровни — продуценты, консументы, редуценты, образующие типичные трофические сети, между этими двумя типами сообществ существуют довольно большие различия:

1) В агроценозах резко снижено разнообразие организмов. Однообразие и видовую бедность агроценозов человек поддерживает специальной сложной системой агротехнических мер. На полях обычно культивируют один вид растений, в связи с чем резко обедняется и животное население, и состав микроорганизмов почвы. Однако даже самые обедненные агроценозы включают несколько десятков видов организмов, принадлежащих к разным систематическим и экологическим группам. Например, в агроценоз пшеничного поля, кроме пшеницы, входят сорняки, насекомые - вредители пшеницы и хищники, беспозвоночные — обитатели почвы и напочвенного слоя, патогенные грибы и др.

2) Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором и не могут выдерживать борьбу за существование без поддержки человека.

3) Агроэкосистемы получают дополнительную энергию благодаря деятельности человека, обеспечивающей дополнительные условия роста культивируемых растений.

4) Чистая первичная продукция агроценоза (биомасса растений) удаляется из экосистемы в виде урожая и не поступает в цепи питания. Частичное потребление ее вредителями всячески пресекается деятельностью человека. В результате этого почва обедняется минеральными веществами, необходимыми для жизнедеятельности растений. Следовательно, снова необходимо вмешательство человека в виде внесения удобрений.

В агроценозах ослаблено действие естественного отбора и действует в основном искусственный отбор, направленный на максимальную продуктивность растений, нужных человеку, а не тех, которые лучше приспособлены к окружающим условиям.

Таким образом, агроценозы, в отличие от природных систем, не являются саморегулирующимися системами, а регулируются человеком. Задачей такой регуляции является повышение продуктивности агроценоза. Для этого орошаются засушливые и осушаются переувлажненные земли; уничтожаются сорняки и поедающие урожай животные, меняются сорта культивируемых растений и вносятся удобрения. Все это создает преимущества только для культивируемых растений.

В отличие от природной экосистемы агроценоз неустойчив, он быстро разрушается, т.к. культурные растения не выдержат конкуренции с дикорастущими и будут ими вытеснены.

Для агробиоценозов также характерен краевой эффект в размещении насекомых вредителей. Они концентрируются в основном в краевой полосе, а центр поля заселяют в меньшей степени. Указанное явление связано с тем, что в переходной полосе резко обостряется конкуренция между отдельными видами растений, а это в свою очередь, снижает у последних уровень защитных реакций против насекомых.

Степь, лиственный лес, болото, аквариум, океан, поле - любой пункт из этого перечня можно рассматривать как пример экосистемы. В нашей статье мы раскроем суть данного понятия и рассмотрим его составляющие.

Экологические сообщества

Экология - это наука, которая изучает все грани взаимоотношений живых организмов в природе. Поэтому предметом ее изучения является не отдельная особь и условия ее существования. Экология расматривает характер, результат и продуктивность их взаимодействия. Так, совокупность популяций определяет особенности функционирования биоценоза, в состав которого входит целый ряд биологических видов.

Но в естественных условиях популяции взаимодействуют не только между собой, а и с разнообразными условиями окружающей среды. Такое экологическое сообщество называют экосистемой. Для обозначения этого понятия также используют термин биогеоценоз. И миниатюрный аквариум, и необозримая тайга - это пример экосистемы.

Экосистема: определение понятия

Как видите, экосистема является довольно широким понятием. С научной точки зрения это сообщество представляет собой совокупность элементов живой природы и абиотической среды. Рассмотрим такой как степь. Это открытое травянистое пространство с растениями и животными, которые приспособились к условиям холодной малоснежной зимы и жаркого засушливого лета. В ходе адаптации для жизни в степи у них выработался ряд механизмов приспособления.

Так, многочисленные грызуны делают подземные ходы, в которых хранят запасы зерна. У некоторых степных растений есть такое видоизменение побега, как луковица. Оно характерно для тюльпанов, крокусов, подснежников. В течение двух недель, пока весной достаточно влаги, их побеги успевают вырасти и отцвести. А неблагоприятный период они переживают под землей, питаясь за счет ранее запасенных питательных веществ и воды мясистой луковицы.

Злаковые растения имеют другое подземное видоизменение побега - корневище. В его удлиненных междоузлиях также запасаются вещества. Примерами степных злаковых являются костер, мятлик, ежа, овсяница, полевица. Еще одной особенностью являются узкие листья, которые препятствуют избыточному испарению.

Классификация экосистем

Как известно, границу экосистемы устанавливают по фитоценозу - растительному сообществу. Этот признак используют и при классификации данных сообществ. Так, лес - это естественная экосистема, примеры которой весьма разнообразны: дубовый, осиновый, тропический, березовый, пихтовый, липовый, грабовый.

В основе другой классификации находятся зональные или климатические признаки. Такой пример экосистемы - это сообщество шельфа или морских побережий, каменистые или песчаные пустыни, пойменные или субальпийские луга. Совокупность подобных сообществ разного типа составляют глобальную оболочку нашей планеты - биосферу.

Природная экосистема: примеры

Различают также естественные и искусственные биогеоценозы. Сообщества первого типа функционируют без вмешательства человека. Естественная живая экосистема, примеры которой достаточно многочисленны, имеет циклическую структуру. Это значит, что растений вновь возвращается в систему круговорота веществ и энергии. И это несмотря на то, что она обязательно проходит через разнообразные цепи питания.

Агробиоценозы

Используя природные ресурсы, человек создал многочисленные искусственные экосистемы. Примеры таких сообществ - это агробиоценозы. К ним относятся поля, огороды, сады, пастбища, оранжереи, лесные насаждения. Агроценозы создаются для получения сельскохозяйственной продукции. В них существуют те же элементы пищевых цепей, что и естественной экосистеме.

Продуцентами в агроценозах являются как культурные, так и сорные растения. Грызуны, хищники, насекомые, птицы - это консументы, или потребители органического вещества. А бактерии и грибы представляют группу редуцентов. Отличительной особенностью агробиоценозов является обязательное участие человека, который является необходимым звеном трофической цепи и создает условия для продуктивности искусственной экосистемы.

Сравнение естественных и искусственных экосистем

Искусственные которых мы уже рассмотрели, имеют ряд недостатков по сравнению с естественными. Последние отличаются устойчивостью и способностью к саморегуляции. А вот агробиоценозы без участия человека долгое время существовать не могут. Так, или огород с овощными культурами самостоятельно продуцирует не больше года, многолетние травянистые растения - около трех. Рекордсменом в этом плане является сад, плодовые культуры которого способны развиваться самостоятельно до 20 лет.

Естественные экосистемы получают только солнечную энергию. В агробиоценозы человеком вносятся ее дополнительные источники в виде обработки почвы, удобрений, аэрации, борьбы с сорняками и вредителями. Однако известно много случаев, когда хозяйственная деятельность человека приводила и к неблагоприятным последствиям: засолению и заболачиванию почв, опустыниванию территорий, загрязнению природных оболочек.

Экосистемы городов

На современном этапе развития человек уже внес значительные изменения в состав и структуру биосферы. Поэтому выделяют отдельную оболочку, непосредственно созданную деятельностью человека. Она называется ноосфера. В последнее время широкого развития достигает такое понятие как урбанизация - повышение роли городов в жизни человека. В них уже проживает более половины населения нашей планеты.

Экосистема городов имеет свои отличительные особенности. В них нарушено соотношение элементов поскольку регуляцию всех процессов, связанных с превращением веществ и энергии, осуществляет исключительно человек. Создавая для себя все возможные блага, он создает и массу неблагоприятных условий. Загрязненный воздух, транспортная и жилищная проблема, высокий уровень заболеваемости, постоянный шум негативно сказываются на здоровье всех городских жителей.

Что такое сукцессия

Очень часто в пределах одного ареала происходит последовательная смена Это явление называют сукцессией. Классический пример смены экосистемы - это появление лиственного леса на месте хвойного. Вследствие пожара на занимаемой территории сохраняются только семена. Но для их прорастания необходимо длительное время. Поэтому сначала на месте пожара появляется травянистая растительность. Со временем ее сменяют кустарники, а их, в свою очередь, - лиственные деревья. Такие сукцессии называют вторичными. Они возникают под влиянием природных факторов или деятельности человека. В природе они встречаются достаточно часто.

Первичные сукцессии связаны с процессом почвообразования. Она характерна для территорий, лишенных жизни. К примеру, скал, песков, камнях, супесках. При этом сначала возникают условия для формирования почв, а уже потом появляются остальные составляющие биогеоценоза.

Итак, экосистемой называют сообщество, в состав которого входят биотические элементы и Они находятся в тесном взаимодействии, связаны круговоротом веществ и энергии.

Экосистемы — это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями.

В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные — те, что создал человек. Рассмотрим каждый из этих классов подробнее.

Естественные экосистемы

Как уже отмечалось выше, естественные, природные экосистемы образовались в результате действия сил природы. Для них характерны:

• Тесная взаимосвязь органических и неорганических веществ
• Полный, замкнутый круг круговорота веществ: начиная от появления органического вещества и заканчивая его распадом и разложением на неорганические компоненты.
• Устойчивость и способность к самовосстановлению.

Все природные экосистемы определяются следующими признаками:

• 1. Видовая структура : численность каждого вида животного или растения регулируется природными условиями.
  2. Пространственная структура : все организмы располагаются в строгой горизонтальной или вертикальной иерархии. Например, в лесной экосистеме четко выделяются ярусы, в водной — размещение организмов зависит от глубины воды.
  3. Биотические и абиотические вещества . Организмы, составляющие экосистему, делятся на неорганические (абиотические: свет, воздух, почва, ветер, влажность, давление) и органические (биотические — животные, растения).
  4. В свою очередь биотический компонент делится на производителей, потребителей и разрушителей. К производителям относят растения и бактерии, которые с помощью солнечного света и энергии создают из неорганических веществ органику. Потребители — это животные и плотоядные растения, которые питаются этой органикой. Разрушители (грибы, бактерии, некоторые микроорганизмы) являются венцом пищевой цепочки, так как производят обратный процесс: органику превращают в неорганические вещества.

Пространственные границы каждой природной экосистемы весьма условны. В науке принято определять эти границы естественными очертаниями рельефа: например, болото, озеро, горы, реки. Но в совокупности, все экосистемы, слагающие биооболочку нашей планеты, считаются открытыми, так как они взаимодействуют с окружающей средой и с космосом. В самом общем представлении картина выглядит так: живые организмы получают из окружающей среды энергию, космические и земные вещества, а на выходе — осадочные породы и газы, уходящие в итоге в космос.

Все компоненты природной экосистемы находятся в тесной взаимосвязи. Принципы этой связи складываются годами, иногда столетиями. Но именно поэтому они и становятся настолько устойчивы, так как эти связи и климатические условия и определяют виды животных и растений, которые обитают в данном ареале. Любое нарушение равновесия в природной экосистеме может привести к ее исчезновению или затуханию. Таким нарушением может стать, например, вырубка леса, истребление популяции того или иного вида животных. В этом случае сразу нарушается пищевая цепочка, и экосистема начинает "сбоить".

К слову, привнесение дополнительных элементов в экосистемы также способно нарушить ее. Например, если человек начнет разводить в выбранной экосистеме животных, которых там изначально не было. Яркое подтверждение тому — разведение кроликов в Австралии. Сначала это было выгодно, так как в такой благодатной среде и прекрасных для разведения климатических условиях, кролики стали размножаться с невероятной быстротой. Но в итоге все свелось к краху. Несметные полчища кроликов опустошали пастбища, где раньше паслись овцы. Численность овец стала снижаться. А продуктов от одной овцы человек получает гораздо больше, чем от 10 кроликов. Этот случай вошел даже в поговорку: "Кролики съели Австралию". Понадобилось неимоверное усилие ученых и большие затраты, прежде чем удалось избавиться от поголовья кроликов. Полностью их популяцию в Австралии истребить не удалось, но их численность сократилась и уже не угрожала экосистеме.

Искусственные экосистемы

Искусственными экосистемами называют сообщества животных и растений, обитающих в условиях, которые создал для них человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.

Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена.

Первая особенность: все искусственные экосистемы являются гетеротрофными , т.е потребляющими готовую пищу. Возьмем для примера город — одну из самых больших искусственных экосистем. Здесь огромную роль играет приток искусственно созданной энергии (газопровод, электричество, продукты питания). В то же время, такие экосистемы характеризуются большим выходом ядовитых веществ. То есть, те вещества, которые в природной экосистеме в дальнейшем служат для производства органики, в искусственных зачастую становятся непригодными.

Еще одна отличительная особенность искусственных экосистем — незамкнутый цикл обмена веществ. Возьмем для примера агроэкосистемы — наиболее важные для человека. К ним относятся поля, сады, огороды, пастбища, фермы и прочие сельскохозяйственные угодья, на которых человек создает условия для выведения продуктов потребления. Часть пищевой цепочки в таких экосистемах человек вынимает (в виде урожая), а потому пищевая цепочка становится разрушенной.

Третьим отличием искусственных экосистем от природных является их видовая малочисленность . Действительно, человек создает экосистему ради выведения одного (реже нескольких) видов растений или животных. Например, на пшеничном поле уничтожаются все вредители и сорняки, культивируется лишь пшеница. Это дает возможность получить лучший урожай. Но в то же время, уничтожение "невыгодных" для человека организмов делает экосистему неустойчивой.

Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Сравнение природных экосистем и социоэкосистем удобнее представить в виде таблицы: