Экосистема созданная человеком для выращивания культурных растений это
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 19.09.2024
Аискусственная экосистема Это тот, биотические компоненты которого были определены людьми для конкретных целей, таких как сельскохозяйственное производство. Их необходимо поддерживать в контролируемых условиях окружающей среды.
Термин экосистема или экологическая система относится к естественной, полуестественной или искусственной единице, которая включает в себя всех живых существ или биотических факторов в данной области, которые взаимодействуют с физическими и химическими компонентами ее окружающей среды, или абиотические факторы.
Экосистемы характеризуются наличием определенного множества биотических факторов или биоразнообразия, а также своими собственными моделями потока энергии и питательных веществ внутри и между их биотическими и абиотическими факторами. Их можно разделить на натуральные, полунатуральные и искусственные.
В отличие от искусственных, естественные экосистемы - это те экосистемы, которые не претерпели ощутимых изменений человеком. Полуестественные экосистемы - это те, которые сохраняют значительную часть своего первоначального биоразнообразия, несмотря на то, что они были значительно изменены человеком.
характеристики
Искусственные экосистемы обладают множеством характеристик, которые различаются в зависимости от цели, для которой они были созданы. В целом они разделяют следующее:
- Они обладают меньшим биоразнообразием, чем естественные и полуестественные экосистемы. В его биотическом компоненте сильно преобладают чужеродные виды или экзотика, завезенные человеком. Они представляют собой упрощенные трофические цепи. Генетическое разнообразие очень низкое даже у интродуцированных видов.
- С точки зрения потребностей человека они более продуктивны или проще в использовании, чем естественные экосистемы. По этой причине они допустили колоссальный рост мирового населения.
- Они уязвимы для деградации и нападения со стороны вредителей, что приводит к потере полезности для человека из-за отсутствия биоразнообразия и механизмов саморегулирования, характерных для природных экосистем. Рециркуляция питательных веществ очень ограничена.
- Их настойчивость зависит от вмешательства человека. Когда они заброшены, они, как правило, в процессе, называемом экологической сукцессией, постепенно возвращаются к состоянию естественных экосистем.
В зависимости от степени вмешательства человека и доступных колонизирующих видов, этот последний процесс позволяет восстановить часть первоначальной сложности и биоразнообразия.
Биотические факторы
В искусственных экосистемах растения и животные состоят в основном из тех видов, которые люди желают иметь. Исходные виды из района удаляются, чтобы создать пространство для желаемых видов или гарантировать, что последние получают монопольную выгоду от имеющихся абиотических факторов.
В искусственных экосистемах местные или интродуцированные виды, которые охотятся на желаемые виды или конкурируют с ними за абиотические факторы, считаются вредителями с целью их уничтожения или, по крайней мере, их систематической борьбы.
В искусственных экосистемах люди терпят присутствие тех местных или интродуцированных видов, которые не оказывают отрицательного воздействия на желаемые виды. В случае определенных местных или интродуцированных видов, которые приносят пользу желаемым видам, например, действуя как биоконтроллеры вредителей, их присутствие иногда поощряется.
Люди являются наиболее определяющим биотическим фактором искусственных экосистем, отвечающим за их создание и поддержание, а также за траекторию, по которой они следуют. Например, искусственная экосистема, такая как посевное поле, может быть преобразована людьми в другой тип искусственной экосистемы, например городской парк.
Абиотические факторы
Абиотические факторы, такие как климат и почвы, обширных искусственных экосистем, как правило, такие же, как и у предшествующих им естественных экосистем на занимаемой ими территории.
К абиотическим факторам полностью человеческого происхождения относятся удобрения, пестициды, химические загрязнители, тепло, выделяемое при потреблении электроэнергии и ископаемого топлива, шум, пластиковый мусор, световое загрязнение и радиоактивные отходы. Примеры последнего - катастрофы в Чернобыле и Фукусиме.
Редкий тип искусственной экосистемы составляют замкнутые экологические системы, такие как космические капсулы, которые представляют собой экосистемы, в которых запрещен материальный обмен с внешним миром. Эти экосистемы обычно небольшие по размеру и предназначены для экспериментальных целей.
В закрытых экологических системах абиотические факторы определяет экспериментатор. Если целью является поддержание жизни людей или животных, отходы, такие как углекислый газ, кал и моча, являются абиотическими факторами, которые при участии автотрофных организмов должны превращаться в кислород, воду и пищу.
Виды и реальные примеры
Искусственные экосистемы можно классифицировать по-разному. Наиболее распространенная классификация делит их на наземные и водные. Однако их также можно разделить на городские, пригородные и загородные, открытые и закрытые.
Конечно, можно также комбинировать эти классификации для получения точных характеристик. Так, например, может существовать открытая городская наземная искусственная экосистема или замкнутая водная загородная искусственная экосистема.
Искусственные наземные экосистемы
Они очень распространены, потому что люди - земные организмы. Наибольшую площадь занимают так называемые агроэкосистемы, среди которых есть сельскохозяйственные и животноводческие фермы.
Важность агроэкосистем настолько велика, что в экологии существует субдисциплина, называемая агроэкологией, которая изучает взаимоотношения культурных растений и домашних животных с неодушевленной окружающей средой.
Также важны общественные и частные парки и сады. С их потребностью в постоянном уходе, например, в удалении так называемых сорняков, парки и сады демонстрируют отсутствие саморегуляции и самосохранения, типичное для искусственных экосистем.
Города также являются искусственными экосистемами, которые стремительно расширяются, часто за счет агроэкосистем.
Другими примерами искусственных наземных экосистем являются лесные плантации для производства древесины и целлюлозы для бумаги, свиноводческие и птицеводческие фермы, теплицы для выращивания овощей, бобовых и цветов, зоопарки, поля для гольфа, и террариумы для разведения рептилий амфибий и членистоногих.
Искусственные водные экосистемы
Мы все слышали об аквариумах, рисовых полях, оросительных каналах, речных каналах, гидропонике, водохранилищах, прудах для аквакультуры рыб и креветок, городских и сельскохозяйственных прудах, плавучих садках для аквакультуры морских рыб и прудах окисления для обработки. сточных вод. Это примеры искусственных водных экосистем.
Изменение человеком гидросферы или части планеты, занятой океанами, озерами, реками и другими водоемами, с целью преднамеренного или случайного создания искусственных экосистем имеет большое экологическое и экономическое значение.
Наша зависимость от водоемов и водных растений и животных, а также их экологические функции имеют решающее значение для нашего выживания. Гидросфера является домом для очень богатого биоразнообразия, обеспечивает пищу, насыщает атмосферу кислородом и используется для отдыха и туризма.
Загрязнение моря и рек пластмассой и бесконечным количеством отходов всех видов создает настоящие искусственные экосистемы со значительно сокращенным биоразнообразием, такие как огромный мусорный остров в Тихом океане, который уже в три раза больше Франции. По оценкам, к 2050 году в океанах планеты будет больше пластика, чем рыбы.
Замкнутые искусственные экосистемы
Планету Земля в целом можно рассматривать как замкнутую экологическую систему, называемую экосферой. Из-за сильных и растущих антропогенных изменений, которые, среди прочего, вызывают аномальные изменения климата и приведут к потере миллионов видов, экосфера может стать замкнутой искусственной экологической системой.
Люди создали закрытые экологические системы для экспериментальных целей. Помимо капсул и космических лабораторий, к ним относятся разработанные в проектах (Биосфера 2, MELiSSA и BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) с целью экспериментов по поддержанию жизни в условиях экологической изоляции. .
В очень малых масштабах террариумы и аквариумы можно использовать для создания замкнутых искусственных экосистем, в которых содержатся растения и животные. Закрытый контейнер или бутылка с продуктами питания или напитками, зараженными микроорганизмами, также представляют собой примеры замкнутых искусственных экосистем.
Актуальность для будущего земной жизни
Когда они занимают большие площади, особенно в тропических регионах, богатых биологическими эндемиками, искусственные экосистемы вызывают огромную утрату биоразнообразия. Эта проблема иллюстрируется бумом роста плантаций африканских пальм в Индонезии, а также выращивания сои и домашнего скота в Амазонии.
Рост населения требует постоянного расширения искусственных экосистем за счет естественного мира.
Частично это расширение может быть уменьшено за счет повышения производственной эффективности существующих искусственных экосистем и изменения привычек потребления (например, меньшего употребления мясных продуктов), чтобы уменьшить влияние человека.
Искусственные экосистемы не способны к саморегулированию. Это также применимо к экосфере, если она станет гигантской искусственной экосистемой с катастрофическими последствиями не только с точки зрения исчезновения миллионов видов, но и для самого выживания человека.
Устойчивое использование, то есть использование природных ресурсов со скоростью ниже, чем их способность к обновлению, подразумевает делать все возможное, чтобы сохранить как можно больше уникальных природных экосистем, и чтобы искусственные экосистемы сохранили некоторые характеристики. доброкачественные свойства полуестественных экосистем.
Дидактический материал представлен в форме опросов к основным темам программы 3 класса системы Школа 2100".
Данная разработка поможет в организации фронтальных и письменных работ.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| didakticheskiy_material__po_okruzhayushchemu_miru._3_klass_sistema_shkola_2100.doc | 50.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Опросы по окружающему миру
№1. Тема "Вещество и энергия"
1) Как в науке называются окружающие нас предметы? (тела)
2) Окружающие тела могут быть природными и … (искусственными)
3) Природные тела могут быть … (живые и неживые)
4) Из чего состоят предметы? (веществ)
5) Как называются мельчайшие частицы, из которых состоят все вещества? (молекулы)
6) Как называются вещества, состоящие из одинаковых молекул? (чистые)
7) Как называются вещества, состоящие из разных молекул? (смесь)
8) Всегда ли молекулы любого вещества находятся в движении? (да)
9) При нагревании молекулы движутся быстрее или медленнее? (быстрее)
10) От чего зависит состояние вещества? (от расстояния между частицами)
11) Из чего состоят молекулы? (атомы)
12) Что легче вода или лёд? (лёд)
13) Как называется источник движения, способность совершать работу? (энергия)
14) Какой закон энергии существует? (сохранения энергии)
15) Почему энергию надо беречь? (При превращении энергии из одной формы в другую часть её обязательно превращается в тепло, а тепло рассеивается)
№ 2. Тема " Живая оболочка планеты"
1. Воздушная оболочка Земли ( атмосфера)
2. Каменная оболочка или поверхность, по которой мы ходим (литосфера)
3. Гидросфера - это какая оболочка Земли? (водная)
4. Как называется живая оболочка Земли? (биосфера)
5. Цепочка превращений, которая начинается и заканчивается одним и тем же веществом (круговорот веществ)
6. Что в природе играет роль производителей? (растения)
7. Процесс образования органических веществ из неорганических (фотосинтез)
8. Кого мы называем потребителями? (животные и человек)
9. Чем производители снабжают обитателей Земли? (пищей и кислородом)
10. Роль потребителей (возвращать углекислый газ)
11.Что и во что превращают разрушители? (органические вещества в неорганические)
№ 3. Тема "Жизнь экосистемы. Озеро. Болото".
1. Единство живой и неживой природы, в котором живые организмы разных "профессий" способны совместными усилиями поддерживать круговорот веществ (экосистема)
2. Последовательность видов организмов, каждый следующий ест предыдущего (цепь питания)
3. Поверхностный плодородный слой земли (почва)
4. Самая плодородная почва (чернозём)
5. Как называется вещество, от которого зависит почвенное плодородие (перегной)
6. Водоём, расположенный в углублении суши (озеро)
7. Озера, из которых вода не вытекает (бессточные)
8. Озера, из которых вода вытекает (проточные)
9. Мелкие водные животные и растения, которые "подвешены" в толще воды и переносятся течениями (планктон)
10. Назовите разрушителей озера (раки, микробы, мотыль)
11. В какую экосистему превратится бессточное озеро? (болото)
12. Полуразложившиеся останки бывших растений, образующихся на болотах (торф)
№ 4. Тема "Экосистема луга"
1. Травянистое растение с полым стеблем - соломинкой и невзрачными мелкими цветками (злаки)
2. Густо заросший травой, скреплённый корнями многолетних растений верхний слой почвы (дернина)
3. Родина злаков (сухие степи, саванны)
4. Какие животные любят злаки? (копытные)
5. Приспособление злаков против гибели (листья растут пучком от основания, быстро вырастают новые)
6. Что могут скреплять злаки с помощью переплетенных корней? (осыпающуюся землю оврагов)
7. Злаки опыляются с помощью … (ветра)
8. Круговорот веществ на лугу замкнутый или незамкнутый (незамкнутый)
№5. Тема "Экосистема леса"
1. Главные производители леса (деревья)
2. Назови основные части дерева (крона, ствол, корни)
3. Где образуются органические вещества? (в листьях)
4. Какие вещества по стволу перемещаются вверх? (неорганические)
5. Орган растений, служащий для их укрепления в почве и всасывания воды (корень)
6. Почему деревья такие высокие? (тянутся к солнцу)
7. Что позволяет высоким деревьям не гнуться под тяжестью? (древесина)
8. Чем пронизана древесина? (сосудами)
9. Назовите функции коры? (защита, проводник)
10. Многолетние растения, у которых от общего корня отходят несколько твёрдых стеблей (кустарник)
11. Какой круговорот веществ в лесу? (замкнутый)
12. Назовите мусорщиков леса (черви, грибы, микробы)
№ 6. Тема "Экосистема поля"
1. Созданная человеком экосистема для выращивания культурных растений (поле)
2. Как называются вносимые человеком в почву минеральные и органические вещества, повышающие её плодородие (удобрения)
3. Что необходимо делать, чтобы растения получали достаточно воды воздуха? (вспахивать)
4. Какую работу выполняет человек, чтобы избавиться от сорняков? (пропалывать)
5. Вещества для борьбы с вредителями урожая (ядохимикаты)
6. Как называется способ защиты растений с использованием живых помощников? (биологический)
7. Круговорот веществ на полях замыкается только с помощью … (человека)
8. Поле - это экосистема природная или искусственная? (искусственная)
9. Сосуд с водой, населённый водными обитателями (аквариум)
№ 7. Тема "Экосистема леса"
1. Созданная человеком экосистема для выращивания культурных растений (поле)
2. Как называются вносимые человеком в почву минеральные и органические вещества, повышающие её плодородие (удобрения)
3. Что необходимо делать, чтобы растения получали достаточно воды воздуха? (вспахивать)
4. Какую работу выполняет человек, чтобы избавиться от сорняков? (пропалывать)
5. Вещества для борьбы с вредителями урожая (ядохимикаты)
6. Как называется способ защиты растений с использованием живых помощников? (биологический)
7. Круговорот веществ на полях замыкается только с помощью … (человека)
8. Поле - это экосистема природная или искусственная? (искусственная)
9. Сосуд с водой, населённый водными обитателями (аквариум)
№ 8. Тема "Растения суши"
1. Группа клеток организма, сходных по строению и занятых одним общим делом (ткань)
2. Части тела, выполняющие сложные задачи ( органы)
3. Клетки какой ткани образуют на листе - кожицу, на стебле - кору, на корне - волоски, а на семени - оболочку? (покровная)
4. Клетки какой ткани богаты хлорофиллом? (основная)
5. Какая ткань работает как лифт? (проводящая)
6. Напиши основные органы цветкового растения (лист, стебель, цветок плод, корень)
7. Наземное растение, которое не имеет корней и сосудов (мох)
8. Без чего споровые растения не смогут размножаться? (без воды)
9. Чем размножаются хвойные растения? (семя)
10. Что такое цветок? (орган размножения)
№ 9. Тема "Кишечнополостные"
1. Можно ли микроорганизмы назвать животными? (да)
2. Что должны делать животные, чтобы найти пищу? (двигаться)
3. Чтобы знать, куда двигаться и отвечать на изменения окружающей среды животные должны … (чувствовать)
4. Самые простые многоклеточные животные (кишечнополостные)
5. Какие части животного нужны для питания малоподвижным кишечнополостным? (щупальца)
6. Как называется домик моллюска? (раковина)
7. Что надо делать, чтобы паразиты не поселились внутри организма? (мыть руки)
8. Все твёрдые ткани в организме животного, дающие опору его телу и мышцам или защищающее организм от повреждений (скелет)
9. Какой скелет у раковинных моллюсков? (наружный)
10. Что крепится к скелету? (мышцы)
№ 10. Тема "Маленькие рыцари"
1. Какой скелет создаёт опору мышцам и защиту всему телу, но мешает росту? (наружный)
2. Что делают членистоногие, вырастая из наружного скелета? (сбрасывает)
3. Позволяет ли наружный скелет дышать через кожу? (нет)
4. Тонкие нежные пластинки под панцирем, пронизанные кровеносными сосудами (жабры)
5. Самая совершенная группа мелких наземных животных (насекомые)
6. Что вместо жабр имеют наземные членистоногие? (трахеи)
7. Сколько ног у пауков? (восемь)
8. Почему большинство пауков не страшны для человека? (не могут прокусить кожу)
9. Как пауки питаются твёрдой пищей? (прокусывают челюстями, впрыскивают ядовитые пищеварительные соки, растворившиеся внутренности всасывают)
10. Сколько ног у жуков? (шесть)
11. Сколько ног у раков, крабов? (десять)
12. Причины разнообразия насекомых (размер, способы питания, способы защиты от хищников, связь с цветковыми растениями)
13. Перечислите типы питания насекомых (жевать, грызть, колоть, сосать, лизать)
14. Назовите способы защиты насекомых (прячутся, маскируются, пугают)
№ 11. Тема "Рыбы и земноводные".
1. Основа скелета (позвоночник)
2. Растёт ли в течение жизни внутренний скелет позвоночных? (да)
3. Как называются животные, которые питаются другими животными? (хищники)
4. Органы движения рыбы (плавники)
5. Какие органы чувств развиты у рыбы? (зрение, слух, обоняние, боковая линия)
6. Органы дыхания рыб (жабры)
7. Органы дыхания земноводных (лёгкие и кожа)
8. Главное приспособление земноводных (лёгкие, рычажные конечности)
9. Какой орган чувств незаменим в мутной воде? (боковая линия)
10. Почему лягушка жить может только в сырости? (кожа высыхает)
11. Что позволяет земноводным прекрасно плавать? (перепонки на пальцах)
12. Как размножаются рыбы и земноводные? (откладывают икру)
13. С помощью чего рыбы регулируют глубину погружения? (плавательный пузырь)
№ 12. Тема "Пресмыкающиеся"
1. Можно ли назвать пресмыкающихся первыми сухопутными животными? (да)
2. Что у пресмыкающихся в отличие от земноводных препятствует высыханию кожи? (чешуя)
3. Орган дыхания пресмыкающихся (лёгкие)
4. Способ размножения у пресмыкающихся (откладывают яйца)
5. Куда зарывают свои яйца рептилии? (почва, песок)
6. Какую температуру тела имеют пресмыкающиеся? (температуру среды нахождения)
7. Вырастает ли у ящериц на месте оторванного хвоста новый? (да)
8. Что происходит с обменов веществ у холоднокровных животных при понижении температуры? (замедляется)
9. Что делают пресмыкающиеся при похолодании? (впадают в спячку)
10. Сколько времени крокодил, если он хорошо поел, может находиться без пищи? (год)
11. Чего больше всего не хватает зародышу пресмыкающегося в яйце? (кислорода)
1. Главное "изобретение" птиц (перья)
2. Смена оперения (линька)
3. Сколько раз в год у птиц наступает период линьки? (1 - 2 раза)
4. Для чего птицы много едят и быстро переваривают пищу? (нужна энергия для полёта)
5. Что придаёт птицам лёгкость? (полые кости, отсутствие прямой кишки)
6. Какую температуру тела имеют птицы? (более + 40?)
7. Что используют птицы в качестве "горючего" для дальних перелётов? (жир)
8. Основная причина перелётов птиц (нехватка корма)
9. Самая быстробегающая птица (страус)
10. Как называются птицы, которые остаются с нами зимовать? (осёдлые)
№ 14. Тема "Млекопитающие"
1. Млекопитающие кормят своих детенышей молоком.
2. Млекопитающие рождают много детёнышей.
3. Млекопитающие заботятся о своём потомстве.
4. Млекопитающие - животные теплокровные.
5. Температура тела млекопитающих около + 20?.
6. Чтобы лучше удерживать тепло, тело млекопитающих покрыто шерстью.
7. Резцы служат для пережёвывания пищи.
8. Клыки служат для откусывания пищи.
9. Млекопитающие особенно остро ощущают запахи и звуки.
10. У млекопитающих органы слуха и обоняния развиты слабо.
11. Благодаря сложному строению мозга звери легко обучаются и дрессируются.
12. Летучие мыши вылетают на охоту днём.
13. Сурок, медведь впадают зимой в спячку, потому что не могут найти себе пищу.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
№ 15. Тема "Грибы и бактерии"
1. Грибы - это растение.
2. Клетки гриба растут и делятся только в одном направлении.
3. Грибница - это нити из клеток, составляющие основную часть гриба.
4. Длинные разветвлённые нити называются грибница.
5. Плодовое тело - это часть гриба, состоящая из шляпки и ножки.
6. Грибы размножаются семенами.
7. Грибы размножаются спорами.
8. Плесень - это гриб.
9. Грибы - "производители".
10. Грибы - "мусорщики".
11. Микориза - это сплетение грибов с корнями некоторых растений.
12. Лишайник - это растение.
13. Лишайник состоит из гриба и водоросли.
14. Грибы - накопители вредных веществ.
15. Грибы можно собирать вдоль дорог.
16. Бактерии - мельчайшие организмы, универсальные разрушители веществ, создаваемых природой.
17. Без бактерий все растения на Земле умерли бы от голода.
18. Не существует бактерий полезных для организма человека.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Дидактический материал по окружающему миру для 2 класса по системе "Школа 2100"
Дидактический материал представлен в форме опросов к основным темам программы 2 класса системы Школа 2100". Данная разработка поможет в организации фронтальных и письменных работ.
Дидактический материал по окружающему миру для 4 класса по системе "Школа 2100"
Дидактический материал представлен в форме опросов к основным темам программы 4 класса системы Школа 2100". Данная разработка поможет в организации фронтальных и письменных работ.
Каждый человек должен знать историю своего края, растительный и животный мир. Данный материал поможет учителю познакомить учащися с.
Данный дидактический материал представлен творческими заданиями, интересными фактами, справочным материалом, загадками, сказкой, тестами по теме "Красная книга Волгоградс.
Данный дидактический материал представлен творческими заданиями, интересными фактами, справочным материалом, загадками, мифом, легендой, тестами по теме "Красная книга Вол.
В данной работе представлены интересные задания, факты, сведения, справочный материал о комнатных лекарственных растениях для учащихся начальной школы.
01. Дидактический материал по окружающему миру, 3 класс.
Карточки по окружающему миру могут быть использованы для индивидуальной и групповой работы учащихся 3 класса в урочной деятельности по программе "Школа России".
Она обеспечивала пищей, материалом для постройки жилищ и конструирования одежды. С развитием цивилизации ее взаимоотношение с природой постепенно начали носить преобразующий характер, и традиционное собирательство и охота отошли на второй план. После того, как наши далекие предки научились выплавлять металл, появились примитивные орудия труда, заложившие основу современному аграрному производству. Возделывание земли уже десятки столетий и кормит, и поит народонаселение мира, численность которого вскоре превысит 8 млрд. человек. Постоянное совершенствование техники и технологий, позволили создавать искусственные высокопродуктивные системы для получения выгоды. Так зародились первые агроэкосистемы, т. е. искусственно созданные человеком комплексы, главная цель создания которых — получение высококачественной продукции растениеводства и животноводства.
На сегодня они занимают около 30% площади нашей планеты. Среди них приблизительно 20% занято пашней, а 10% приходится на пастбища. Стало сложно отыскать территорию, которая была бы не занята виноградниками, садами, огородами, фермами. Практически вся хоть немного пригодная для этого территория вовлечена во всепланетный конвейер по жизнеобеспечению никого иного, как нас самих. Такая популярность сельского хозяйства вызывает немалый научный интерес ко всем вопросам, связанными с ним. Большое внимание уделяется и основным его составляющим — агроэкосистемам, речь о которых пойдет в этой статье.
Экосистема как уникальное образование
наличием пищевых связей между организмами разных функциональных блоков обеспечивается единый круговорот веществ, связанной в них энергии и информации, обуславливая такое свойство экосистемы, как стойкость. Такие гомеостатические свойства природных экосистем дают возможность и неограниченному пространственно-временному существованию этих систем;
устойчивостью, обусловленной разнообразием сложившихся в данной системе пищевых взаимоотношений;
продукционными возможностями, т. е. разной способностью (определяемой чаще всего в ккал или кДж энергии за определенный интервал времени) производить органическую продукцию.
Огромное количество созданных человеком искусственных систем во многих чертах соответствуют общему представлению об их природных аналогах. Различия обусловлены главным образом целевой направленностью каждой из них. Рассмотрим, каковы же они для агроэкосистемы.
Особенности видовой структуры агроэкосистемы
По сути, любая антропогенная, т. е. созданная человеком, и для него самого, экосистема, имеет тот самый ранг, что и другие природного происхождения комплексы. Существенные отличия состоят в видовом богатстве и разнообразии (понятия не равнозначны), особенностях функционирования ключевых ее блоков. Если все существующие ныне природные экосистемы являются результатом длительных многомиллионных эволюционных преобразований как самой среды, так и ее населения, с аграрными экосистемами дело обстоит по-другому. Их возникновение вторично по отношению к природе, поскольку все искусственно созданные поля, пастбища, сенокосы и прочее образуются на месте степей или лугов, занимая их же нишу в биосфере. Если природные экосистемы имеют высокое видовое богатство (общее число видов экосистемы) и разнообразие (интегральный показатель, учитывающий не только видовой набор, но и распределение плотности и биомассы особей между ними), обусловленные рядом природно-географических факторов, то для антропогенных систем к нему добавляется еще и деятельность человека. В сельскохозяйственных экосистемах об этом и говорить не приходится. Их видовое богатство и разнообразие сведены к минимуму — доминирует чаще один, реже несколько видов культурных растений. Нельзя сказать, что на растения, выращиваемые на сельхозугодиях и домашних огородах, абсолютно не воздействует природный фактор. Влияние на рост, созревание и урожайность любых сельскохозяйственных растений оказывает, как температура, влажность, исторически сложившееся качество почвы с множеством других показателей природной среды, так и человек, который организовывая даже самое небольшое фермерское хозяйство, тщательно подбирает сорта растений или породы животных.
Это не означает, что другие виды флоры и фауны в агроэкосистемах не встречаются. Даже на самом ухоженном приусадебном участке дикие сородичи окультуренных растений, например, тот же пырей ползучий, достаточно частые гости. К нежелательным посетителям практически всех агроэкосистем можно отнести также и вредителей сельхозкультур, включающих в себя как невидимых человеческому оку болезнетворных бактерий и грибов, так и насекомых, птиц и нередко диких млекопитающих, готовых полакомиться урожаем еще до самого фермера.
Что же в таких случаях предпринимается? Борьба. Причем как механическими способами (например, ручной сбор колорадского жука или выпалывание сорняков), так и методами современной химизации растений. Человечеством на сегодня созданы тысячи препаратов разной химической природы, способных селективно влиять на тот или другой вид биоты. Гербициды, фунгициды, инсектициды и множество других веществ на сегодня решили проблему регулирования видового состава агроэкосистем, но вызвали ряд других более масштабных проблем, о которых речь пойдет немного позже.
Функциональная структура агроэкосистем
Разделение всех населяющих определенный комплекс организмов на блоки продуцентов, консументов и редуцентов в агроэкосистеме сохраняется. Благодаря ограниченности видового состава, отдельные блоки могут попросту отсутствовать или же быть представленными одним единственным видом. Так на поле, где специализируются на выращивании монокультур, например, лишь только подсолнечника или пшеницы, блок продуцентов будет одновидовым.
Возможные потребители зеленой массы из группы консументов контролируются со стороны человека, который ограничивает развитие вредителей, оставляя в экосистеме виды, приносящие ей пользу. Таковыми являются насекомые-опылители, без которых успех в растениеводстве невозможен. Редуценты, населяя почву, автоматически входят в состав сельскохозяйственных экосистем. К сожалению, в данном случае их роль чрезвычайно ограничена. Большинству отходов, получаемых в процессе выращивания сельхозкультур человек нашел свое применение.
Главная роль бактерий и грибов состоит в поддержании важного и необходимого для абсолютного большинства агроэкосистем компонента — почвы, рассматриваемая в современном сельскохозяйственном производстве одновременно и как средство, и предмет труда. Не только создание данного уникального органоминерального образования с рядом свойств, самым важным из которых по праву можно назвать плодородие, но и поддержание их на определенном качественном уровне обеспечивается почвенной микрофлорой. Именно их кропотливый невидимый нам труд позволил превратить грубую материнскую породу в бескостное тело биосферы — почву.
Редуценты своей работой не только замыкают пищевые цепи в любой экосистеме и сохраняют природную уникальность почв, но и способны облегчать жизнь самим растениям. Широко известный факт, что клубеньковые бактерии, поселяясь на корневых системах бобовых культур, способны к фиксации атмосферного азота в почве, обогащая минеральную среду самих растений. Бобовые занимают важное место в севообороте культур, поскольку их взаимовыгодное сожительство с азотобактериями приносит пользу еще и культурам, которые будут посажены после них.
Продукционные свойства
Устойчивость и саморегуляция агроэкосистем
- обработка почвы;
- внесение минеральных удобрений;
- ирригация земледельческого участка;
- применение химических средств защиты растений.
Вышеупомянутые мероприятия способны существенно повысить устойчивость и продуктивность агроэкосистемы, но, к большому сожалению, проблему их саморегуляции решить они не в силах. Лишь только человеческий труд способен обеспечить ее полноценное существование.
Во многих аспектах роль человека в этом процессе полностью заменилась работой техники, значительно облегчив его участь. К тому же, достижения селекции и генной инженерии дают возможность получить новые высокопродуктивные сорта растений и породы животных. Химические открытия тоже не стоят на месте, в результате чего изобретаются еще более сильные средства защиты растений.
Несмотря на все это, агроэкосистемы сегодня считаются наиболее уязвимыми и экологически небезопасными экосистемами на теле матушки Земли. Уязвимость состоит в неспособности самостоятельно функционировать и постоянном доминирующем участии человека. Небезопасность же объясняется как фактом самого их создания, так и чрезмерной механизацией и химизацией этого производства на современном этапе.
Агроэкосистемы по своему происхождению чужеродны для биосферы, не свойственны ей. Но, для того чтобы прокормить себя, еще наши предки вынуждены были вырубать и выжигать леса, распахивать степи. Стремительное истребление природной среды в связи с этим сегодня, в начале XXI века достигло ужасающих размеров. Так, распаханность земли в отдельных уголках планеты сегодня достигает до 90% территории. Вместе с уникальными природными ландшафтами уничтожается и наше живое наследие — богатый мир флоры и фауны, сокращающийся с каждым годом.
Кроме этого, немалую обеспокоенность вызывают использование тяжелой сельскохозяйственной техники и средств борьбы с сорняками и вредителями. Результатом таких действий есть полная или частичная деградация земель, возникновение эрозионных процессов, снижение плодородия почвы и других ее ценных агрономических свойств. При положительных результатах борьбы пестицидов с нежелательными агентами агроэкосистем всегда существуют риски, что под их действие могут попасть и другие, полезные ей виды. Учеными доказан тот факт, что большинство метаболитов известных на сегодня пестицидов способны не только попадать в выращиваемые продукты, но и передаваться в более высокие участки трофической сети, ставя под угрозу существование не только птиц и млекопитающих, но и самого человека. Кроме аллергических реакций и пищевых отравлений, многие из них способны вызывать серьезные функциональные нарушения, вплоть до дисфункций репродуктивной сферы, что ставит под угрозу дальнейшее существование всего живого.
Несмотря на то, что человечество еще не до конца освоило механизмы устойчивого управления агроэкосистемами, значительные успехи в этом направлении уже достигнуты. Среди них — переход многих хозяйств на принципы органического земледелия и экологически безопасные методы защиты посевов, разработка современных методов утилизации отходов сельского хозяйства. Все это создает широкие перспективы и возможности развивать данную отрасль с максимальной прибылью для себя и минимальным риском для природы.
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.
Читайте также: