Сравнение естественных и искусственных экосистем. Агроэкосистемы и их особенности. Причины существования различных видов естественных комплексов

Территория современной Российской Федерации была впервые заселена людьми 10-12 тыс. лет назад. На протяжении многих веков различные племена и народы сменяли здесь друг друга, чему способствовало срединное положение территории на евро-азиатском континенте. При этом значительных сгустков населения не образовывалось, так как природные условия являлись относительно неблагоприятными для развития земледелия. Люди занимались охотой, собирательством, рыболовством, кочевым животноводством, что не способствовало высокой плотности населения.

В первые века нашей эры на территорию современной России с юго-запада начали переселяться восточно-славянские племена индоевропейской языковой семьи, занимавшиеся в основном земледелием. К этому моменту южные районы страны (в европейской части это степные территории, а в азиатской части - также лесостепные, горные и таежные) заселяли различные племена алтайской языковой семьи, главным занятием которых было кочевое скотоводство, а на юге Дальнего Востока - охота, собирательство и рыболовство. В центре и на севере европейской части и на севере Сибири проживали племена уральско-юкагирской языковой семьи, занимавшиеся в основном охотой, рыболовством и собирательством, а также оленеводством. Север Дальнего Востока заселяли палеоазиатские (чукотско-камчатские) народы, занимавшиеся рыболовством и оленеводством. На Кавказе проживали народы северокавказской семьи и иранской языковой группы индоевропейской семьи, которые занимались земледелием и животноводством. Восточно-славянские племена начали расселяться сначала в лесостепных районах европейской части, а затем и на юге.пестmi юны, постепенно смешиваясь с коренными финно-угорским пародами уральско-юкагирской семьи.

После монгольского нашествии в XIII п. единая восточнославянская этническая общность распадается. На бывшей северо-восточной окраине славянских племён формируется русский народ, представители которого начинают активно расселяться сначала в северном и северо-восточном направлении вплоть до побережья Северного Ледовитого океана - поскольку здесь проживали малочисленные финно-угорские народы. А позже - после завоевания «осколов» монгольской империи - Казанского, Астраханского и Сибирского

Ханств - в юго-восточном и восточном исправлении вплоть до побережий Каспийского моря и Тихого океана. При этом были присоединены территории, лас. к иные пародами уральско-юкагирской, алтайской, палеоазиатской, северокавказской семей. В итоге к концу XVII и (формировалось обширное многонациональное Русское государство на территории которого проживали представители различных коренных народов, но основную часть населении состовляли русские. Территория этого государства примерно совпадала с современными границами России (за исключением левобережья Днепра, относящегося сейчас к Украине, правобережья реки Урал, относящегося к Казахстану и некоторых других небольших территорий).

В следующие два века - в период существования Российской империи - в состав государства вошли обширные территории в Европе, Центральной Азии, на Кавказе, на побережье Тихого океана. Но сравнительно слабозаселенными и благоприятным для проживания, и поэтому заселенными впоследствии русскими, являлись лишь причерноморские степи, юг Дальнего Востока и побережье Финского залива (которое ранее уже принадлежало Русскому государству). Именно эти территории и вошли в состав современной России. Остальные земли - относительно плотно заселенные коренными народами ко времени их вхождения в состав Российской империи - входят сегодня в состав других независимых государств. Это европейские и азиатские республики СНГ и Прибалтики, Польша, Финляндия. Переселение русских на их территорию также происходило, но они составляли лишь небольшую долю общей численности населения.

В XX в. продолжилось переселение жителей центра и юга европейской части страны на север и восток - в районы нового освоения. Но вместе с русским стали массово переселяться и представители многих других народов - украинцы, белорусы, татары и др. В начале века переселение было связано в основном с освоением новых сельскохозяйственных земель на юге Сибири. Последний массовый "всплеск" таких миграций - освоение целинных земель в 1950-е и 1960-е гг. на юге Урала и Западной Сибири (а также на севере Казахстана - и поэтому сегодня там преобладает русское население). Начиная с 1930-х гг. переселение в основном было вызвано развитием промышленности в северных и восточных районах страны, в том числе на территориях Крайнего Севера - крайне неблагоприятных для проживания населения. При этом люди или привлекались различными льготами (повышенная заработная плата, пониженный пенсионный возраст и др.), или переселялись насильно (в ходе массовых депортаций).

В 1990-е гг. в условиях острого социально-экономического кризиса наметился отток жителей из северных и восточных районов страны (особенно с Крайнего Севера) обратно на территории старого освоения - центр и юг Европейской части России. Старая система льгот перестала действовать, и проживать в малоосвоенных районах с суровыми природными условиями стало невыгодно. Особенно быстро начали терять населения регионы с самым неблагоприятным для человека климатом - Чукотка, Таймыр, Эвенкия, Якутия. Сказался также демографический кризис, когда большинство регионов страны стали терять населения их- из-за естественной убыли. В итоге к началу XXI н. мы имеем современную картину размещения жителей по территории России.

Размещение населения показывает распределение жителей по отдельным частям территории страны. При этом части могут быть разного уровня (или ранга). Главными показателями размещения являются численность населения (или доля от общей численности) и плотности. населения (количество жителей на единицу площади) Если динамика населения страны в целом зависит в основном от естественного движения населения, то изменение размещения населения внутри России связано в петитом с миграционными процессами.

Наиболее крупными частями, на которые обычно подразделяют территорию России, являются европейская и азиатская части страны. При этом по площади.азиатская часть (3/4 общей территории России) заметно преобладает над европейской (1/4). Такое же соотношение европейской и азиатской частей по территории наблюдалось и в бывшем СССР.

По соотношению населения картина обратная. Большинство населения России традиционно проживает в европейской части страны, которая отличается более благоприятными для жизни природными условиями и откуда исторически шло развитие государства. Доля азиатской части постоянно росла, но в последнее десятилетие она IK-CKOJILKO снизилась. По населению Россия является "более европейским" государством, чем СССР. Соответствующие цифры приведены в табл. 2.4.

Следующий уровень частей, на которые можно разделить Российскую Федерацию, - это экономические районы страны. Дифференциация между районами страны по численности населения довольно велика. Различие между самым многонаселенным экономическим районом (Центральным) и самым малонаселенным (Северным) превышает 5 раз. Центральный район вообще резко выделяется среди остальных, концентрируя более 1/5 населения страны. Динамика численности населения по экономическим районам России с 1939 г. представлена в табл. 2.5.

Особенно сильно на протяжении XX и увеличилось значение Дальневосточного (рост численности населения почти в 2,5 раза) и Восточно-Сибирского (рост почти в 2 раза) экономических районов - на их территорию шёл особенно активный приток населения. Но в сумме они и в настоящее время дают лишь около 11% населения России. А Дальневосточный район занимает по численности предпоследнее место. Сократилась численность населения в Центрально-Черноземном и Волго-Вятском районах, откуда люди выезжали в районы нового освоения наиболее интенсивно.

С 2000 г. в Российской Федерации действует отличающаяся от сетки экономических районов система семи федеральных округов, которые были созданы дни улучшения административного управления страной, состоящей из многочисленных регионов - субъектов Федерации федеральные округа также значительно различаются по численности населения, как это видно из данных табл. 2.6. Самый многонаселенный округ (Центральный) превосходит самый малонаселенный (Дальневосточный) по-прежнему более чем и 5 раз.

Последний уровень, на котором можно рассматривать размещение населения в масштабах всей страны, - это уровень регионов - субъектов РФ. В соответствии с Конституцией РФ все эти регионы имеют равные права, что выражается, в частности, при формировании Федерального Собрания Российской Федерации. Но различия по численности населения между ними огромны, что представляет собой большую проблему для государственного управления как на федеральном, так и на местном уровнях. Так, город Москва превосходит по населению Эвенкийский автономный округ почти в 500 раз. Наиболее типичными для России являются регионы с численностью населения от 1 до 2 млн. жителей. В них концентрируется около 27% населения страны.

Самыми многонаселенными регионами России являются город Москва (10,4 млн. чел. в 2004 г.) и Московская область (6 6 млн. чел.), которые с точки зрения расселения целее разно рассматривать вместе в качестве единого Московского региона В таком случае только в одном этом регионе концентрируется более 10% населения страны. Более 6 млн. чел. проживает в аналогично объединенном Петербургском per (город Санкт-Петербург плюс Ленинградская область), что составляет 4,4% населения страны. В сумме эти два крупнейших региона концентрируют 16,2% жителей России. Многонаселенными в России можно считать также регионы с населением от 3 до 5 млн. с небольшим жителей. Краснодарский край, Нижегородская, Самарская, Свердловская, Ростовская и Челябинская области, республики Башкортостан и Татарстан. В сумме на эти восемь регионов приходится 23% населения страны. Всего в многонаселенных регионах (около 10% регионов России) проживает почти 40% населения страны.

На противоположном конце распределения регионов по численности населения находятся малонаселенные субъекты Российской Федерации с населением менее 500 тыс. чел. в каждом. Самыми малонаселенными субъектами являются автономные округа Эвенкийский (17,5 тыс. млн.чел.), Корякский (24,3 тыс. чел.), Таймырский (39,4 тыс. чел.), Ненецкий (41,8 тыс.), Чукотский (51,4 тыс.) и Агинский Бурятский (72,7 тыс. жителей). Менее полумиллиона человек проживает также в республиках Адыгея, Алтай, Ингушетия, Калмыкии, Карачаево-Черкесия, Тыва, автономных округах Коми Пермяцком и Усть-ордынском Бурятском, областях Камчатском, Магаданской и Еврейской автономной области. Уже по перечню видно, что малонаселенными являются в основном автономии по национальному признаку. В сумме 17 малонаселённых регионов концентрируют около 2% населения страны.

Наиболее быстрыми темпами росли в XX и население самых северных и восточных регионом России в которых шло интенсивное освоение природных ресурсов. Так количество жителей в Мурманской области с 1926 по 1992г. выросло в 35 раз, население Ханты-мансийского автономного округа - в 30 раз, население Камчатской области - в 25 раз.

В то же время население многих областей центральной России уменьшилось (Псковской, Новгородской, Тверской, Смоленской, Тамбовской и др.). Но в последнее десятилетие века динамика численности населения и региональном разрезе сменилась практически на противоположную. Самые северные и восточные регионы страны стали терять население особенно быстро из-за массового миграционного оттока жителей. Более чем в 3 раза по сравнению с 1991 г. сократилось население в Чукотском автономном округе. Более чем на четверть - в Камчатской и Магаданской областях, Корякском и Эвенкийском автономных округах. В это же время некоторые южные и западные регионы сохраняют прирост населения или из-за значительного миграционного притока (Белгородская область, республика Северная Осетия - Алания и др.), или по причине сохранения заметного естественного прироста (республики Дагестан, Ингушетия и др.).

Средняя плотность населения составляет в России всего 8,4 чел. на 1 км2, что более чем в 4 раза ниже средне мирового показателя. Даже из государств СНГ, которые за некоторыми исключениями также не относятся к плотно населенным, плотность населения ниже, чем в России, только в Казахстане. Причем если в европейской части страны плотность населения сравнительно высока (около 30 человек на 1 км2) и сравнима со средней плотностью населения в таких регионах мира, как Африка и Америка, то в азиатской части России она является крайне низкой(2,5 человек на 1 км2). Особенно низка плотность сельского населения, которое более тесно связано с территорией, чем городское - всего 2,3 чел. на 1 км2. Именно по плотности сельского населения судят о степени освоенности территории.

Значения плотности населения по экономическим районам и федеральным округам страны представлены в табл. 2.7.

Хорошо видно, что относительно высокая плотность населения (т. е. более 50 чел. на 1 км2) наблюдается лишь в Центральном районе и в Калининградской области. Еще два района (Северо-Кавказский и Центрально Черноземный) близки к этому значению. Лишь на этих же территориях плотность сельского населения превышает 10 чел. на 1 км2, что считается по мировым стандартам достаточно освоенной территорией. Самыми слабозаселенными пунктами являются Дальневосточный, Восточно-Сибирский и Северный районы, в которых общая плотность населения состовляет менее 5 чел. на 1 км2, а плотность сельского населении менее 1 чел. на 1 км2, т. е. это фактически неосвоенные территории. Среди федеральных округов высокую плотность населения имеет лишь Центральный, а относительно плотно заселены также Южный и Приволжский округа. Остальные округа характеризуются или низкими (от 5 до 10 чел./ км2 в Северо-Западном и Уральском округах), или крайне низкими показателями плотности населения (менее 5 чел./ км2 в Сибирском и Дальневосточном округах).

Среди отдельных регионов наибольшей плотностью населения выделяется Москва с Московской областью (в данном случае Москву как город нельзя рассматривать отдельно от окружающего региона) - - около 360 чел. на 1 км2. Высокой плотностью населения выделяются также Республика Северная Осетия-Алания (более 80 чел. на 1 км2), республика Чувашия и Санкт-Петербург с Ленинградской областью (по 70 чел. на 1 км2). Более 50 чел. на 1 км2 имеют некоторые области Центральной России (Ивановская, Владимирская, Тульская, Белгородская), регионы Среднего Поволжья (Республика Татарстан и Самарская область), а также ряд регионов Северного Кавказа (Краснодарский край, республики Адыгея, Дагестан, Кабардино-Балкария, Ингушетия, Чечня).

Наименьшую плотность населения имеют автономные округа Восточной Сибири и Дальнего Востока: Эвенкийский (1 чел. на 40 км2), Таймырский (1 чел. на 20 км2), Чукотский и Корякский (по 1 чел. на 10 км2). Менее 1 чел. на 1 км2 плотность населения также в Республике Саха (Якутия), областях Камчатской и Магаданской, автономных округах Ненецком и Ямало-Ненецком. Все эти территории можно считать практически незаселенными.

Сильнее всего тесно плотность населения в России связана с благоприятностью для жизни природных условий. Так, наиболее высокой плотностью населения (если не считать Москву, Санкт-Петербург и окружающие их территории) характеризуются регионы юго-запада России (Северо-Кавказский, Поволжский и Центрально-Черноземный экономические районы), в которых природные условия наиболее благоприятны Для жизни людей. При движении на север и восток плотность населения постепенно уменьшается. Наименьшей плотностью отличаются северо-восточные регионы (север Восточной Сибири и Дальнего Востока), в которых природные условия самые суровые. Именно поэтому больше половины азиатской части России является фактически незаселенной территорией. Высокая плотность населения в окружении Крупнейших городов Москвы и Санкт-Петербурга связана с благоприятностью не природных, а социально-экономических условий.

В общем случае на территории России можно выделить Главную полосу расселения, которая охватывает почти всю Европейскую часть России, кроме территорий севернее линии Петрозаводск - Киров - Пермь и Прикаспийской низменности. В азиатской части страны эта полоса имеет форму клина, сужающегося к востоку и тянущегося восточнее Байкала узкой зоной вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. На Главную полосу приходится примерно треть территории России, но около 94% ее населения. В этой зоне сконцентрированы основные города, в том числе все крупнейшие города и города-миллионеры. Средняя плотность населения достигает 40 чел. на 1 км", а плотность сельского населения - 10 чел. на 1 км2, т. е. эта часть России является довольно плотно заселенной и хороши освоенной и здесь возможна интенсификация социально-экономического развития.

К северу от Главной полосы расселении расположена Северная зона очагового заселения. Она занимает 2/3 территории страны, но проживает здесь лишь 5% населения. Это районы тайги, тундры и лесотундры с суровыми природными условиями, расположенные севернее Главной полосы расселения. Средняя плотность населении здесь меньше 1 чел. на 1 км2, а сельского - менее 1 чел. на 10 км2, т.е. большая часть территории фактически не заселена и не освоена. Преобладает городское население, сконцентрированное в отдельных очагах, связанных в основном с добычей минеральных ресурсов (районы Норильска, Воркуты, М. и а да на и др.).

Сравнительно небольшую территорию на юге Сибири (республики Алтай, Тыва и некоторые прилегающие территории) занимает Южная зона очагового заселения. К ней же относится и Прикаспийская низменность. В этой зоне проживает около 1% населения России. Средний плотность здесь также низка (около 2,5 чел. на 1 км2), хоти, в отличие от Северной зоны, преобладает сельское население, т. е. это тоже практически неосвоенная территория Основная часть Южной зоны очагового заселения расположена за переделами России - на территории Казахстана и Средней Азии.

Слабая заселенность значительной части территории России является одной из серьезных проблем, препятствующих интенсификации социально-экономического развития нашей страны. В перспективе эта проблема будет обостряться, поскольку население России сокращается. По всей видимости, в будущем многие северные и восточные территории страны с наиболее суровыми природными условиями практически полностью лишатся постоянного населения. А хозяйственная деятельность в них будет осуществляться в основном вахтовым методом

В отличие от естественной экосистемы, искусственная экосистема характеризуется. Ответ запишите цифрами без пробелов.

1) большим разнообразием видов

2) разнообразными цепями питания

3) незамкнутым круговоротом веществ

4) преобладанием одного - двух видов

5) влиянием антропогенного фактора

6) замкнутым круговоротом веществ

Пояснение.

Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов. Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство - устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав - 3−4 года, плодовых культур - 20−30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе отличие - в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнис-торосяными, ржавчинными, головневыми грибами, фитофторой и др.).

Четвертое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения.

Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Под цифрами 3, 4, 5 - характеризует агроценоз; 1, 2, 6 - естественный биогеоценоз.

Ответ: 345.

Природа многогранна и прекрасна. Можно сказать, что это целая система, включающая в себя как живую, так и неживую природу. Внутри нее много других различных, уступающих ей по масштабу систем. Но не все они полностью созданы природой. В некоторые из них свою лепту вносит человек. Антропогенный фактор способен кардинально поменять природный ландшафт и его направленность.

Агроэкосистема - возникшая в результате антропогенной деятельности. Люди могут вспахать землю, засадить территорию деревьями, но, что бы мы не делали, нас всегда окружала и будет окружать природа. В этом некая ее особенность. Чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем? В этом стоит разобраться.

в целом

Вообще, экологическая система - это любая совокупность органических и неорганических компонентов, в которой существует круговорот веществ.

Будь то природная или созданная руками человека, она все равно является экологической системой. Но все же, чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем? Обо всем по порядку.

Природная экосистема

Природная система, или, как ее еще называют, биогеоценоз, - это совокупность органических и неорганических компонентов на участке земной поверхности с однородными природными явлениями: атмосфера, горные породы, гидрологические условия, почвы, растения, животные и мир микроорганизмов.

Природная система имеет свою структуру, которая включает в себя следующие компоненты. Продуценты, или, как их еще называют, автотрофы - это все те растения, способные производить органическое вещество, то есть способные к фотосинтезу. Консументы - это те, кто питается растениями. Стоит отметить, что они относятся к первому порядку. Кроме этого, имеются консументы и других порядков. И, наконец, другая группа - это группа редуцентов. Сюда принято относить различного рода бактерии, грибы.

Структура природной экосистемы

В любой экосистеме выделяют пищевые цепи, пищевую сеть и трофические уровни. Пищевая цепь - это последовательное перенесение энергии. Пищевой сетью называются все цепи, соединенные между собой. Трофические уровни - это те места, которые занимают организмы в цепях питания. Продуценты относятся к самому первому уровню, ко второму относят консументов первого порядка, к третьему - второго порядка и так далее.

Сапрофитная цепь или по-другому детритная, начинается с отмерших остатков и заканчивается каким-либо видом животного. Существует всеядная пищевая цепь. Пастбищная выедания) в любом случае начинается с фотосинтезирующих организмов.

Это все то, что касается биогеоценоза. А чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем?

Агроэкосистема

Агроэкосистема - это экосистема, созданная человеком. Сюда можно отнести сады, пашни, виноградники, парки.

Как и предыдущая, агроэкосистема включает в себя следующие блоки: продуценты, консументы, редуценты. К первым относятся культурные растения, сорные растения, растения пастбищ, садов и лесополос. Консументы - это все сельскохозяйственные животные и человек. Блок редуцентов - это комплекс почвенных организмов.

Виды агроэкосистем

Создание антропогенных ландшафтов включает в себя несколько видов:

  • сельскохозяйственные ландшафты: пашни, пастбища, орошаемые земли, сады и другие;
  • лесные: лесопарки, полезащитные лесные полосы;
  • водные: пруды, водохранилища, каналы;
  • городские: города, поселки;
  • промышленные: шахты, карьеры.

Существует и другая классификация агроэкосистем.

Типы агроэкосистем

В зависимости от уровня хозяйственного использования, системы делятся на:

  • агросферу (глобальную экосистему),
  • аграрный ландшафт,
  • агроэкосистему,
  • агроценоз.

В зависимости от энергетической особенности природных зон деление происходит на:

  • тропический;
  • субтропический;
  • умеренный;
  • арктический типы.

Первый характеризуется высоким обеспечением теплом, непрерывной вегетацией и преобладанием многолетних культур. Второй - двумя периодами вегетации, а именно летним и зимним. Третий тип имеет лишь один период вегетации, а также долгий период покоя. Что касается четвертого типа, то тут возделывание культур очень затруднено по причине низких температур, а также похолоданий на длительное время.

Разнообразие признаков

Все культурные растения должны обладать определенными свойствами. Во-первых, высокой экологической пластичностью, то есть способностью давать урожай в широком диапазоне колебаний климатических условий.

Во-вторых, гетерогенностью популяций, то есть в каждой из них должны быть растения, различные по таким признакам, как время цветения, устойчивость к засухе, морозоустойчивость.

В-третьих, скороспелостью - способностью к быстрому развитию, которое будет опережать развитие сорных растений.

В-четвертых, устойчивостью к грибковым и другим болезням.

В-пятых, устойчивостью к вредным насекомым.

Сравнительная и агроэкосистем

Кроме того, о чем было сказано выше, данные экосистемы сильно отличаются и по ряду других признаков. В отличие от природных, в агроэкосистеме главным потребителем является сам человек. Именно он стремится к максимальному получению первичной продукции (растениеводческой) и вторичной (животноводческой). Вторым потребителем являются сельскохозяйственные животные.

Второе отличие заключается в том, что агроэкосистема формируется и регулируется человеком. Многие задают вопрос, почему агроэкосистема менее устойчива, чем экосистема. Все дело в том, что в них слабо выражена способность к саморегуляции и самовозобновлению. Без участия человека существуют лишь непродолжительное время.

Следующее различие - это отбор. Устойчивость природной экосистемы обеспечивает естественный отбор. В агроэкосистеме он искусственный, обеспечивается человеком и направлен на получение максимально возможной продукции. Энергия, получаемая агросистемой, включает в себя солнце и все то, что дает человек: орошение, удобрения и так далее.

Природный биогеоценоз питается лишь естественной энергией. Как правило, растения, выращиваемые человеком, включают в себя несколько видов, в то время как природная экосистема отличается огромным разнообразием.

Различный питательный баланс - еще одно отличие. Продукция растений в естественной экосистеме используется во многих цепях питания, но тем не менее все равно возвращается в систему. Получается круговорот веществ.

Чем агроэкосистемы отличаются от природных экосистем?

Природная и агроэкосистема во многом отличаются друг от друга: растениями, потреблением, жизненностью, устойчивостью к вредителям и болезням, видовым разнообразием, типом отбора и многими другими признаками.

Экосистема, созданная человеком, имеет как преимущества, так и недостатки. Природная же система, в свою очередь, не может иметь каких-либо минусов. В ней все прекрасно и гармонично.

Создавая искусственные системы, человек должен бережно относиться к природе, чтобы не нарушать эту гармонию.

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.

Лекция №5 . Искусственные экосистемы

5.1 Естественные и искусственные экосистемы

В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, - антропогенные экосистемы.

Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы.

Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.

Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.

Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем

(по Миллеру, 1993)

Природная экосистема

(болото, луг, лес)

Антропогенная экосистема

(поле, завод, дом)

Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию

Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива

Продуцирует кислород

и потребляет диоксид углерода

Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого

Формирует плодородную почву

Истощает или представляет угрозу для плодородных почв

Накапливает, очищает и постепенно расходует воду

Расходует много воды, загрязняет ее

Создает местообитания различных видов дикой природы

Разрушает местообитания многих видов дикой природы

Бесплатно фильтрует

и обеззараживает загрязнители

и отходы

Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения

Обладает способностью

самосохранения

и самовосстановления

Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления

5.2 Искусственные экосистемы

5.2.1 Агроэкосистемы

Агроэкосистема (от греч. agros - поле) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования.

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами.

Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем - упрощенная структура и обедненный видовой состав.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей:

1.Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции.

На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.

    Искусственная регуляция численности вредителей - по большей части необходимое условие поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.

2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия .

Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.

Смена растительного покрова в агроэкосистемах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.

Главное отличие агроэкосистемы от природных экосистем - получение дополнительной энергии для нормального функционирования.

Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимой в агроэкосистемы. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. В понятие «дополнительная энергия» входят также новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистем.

Следует отметить, что агроэкосистемы - крайне неустойчивые сообщества . Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней.

Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции. Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности. Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком .

В отношении к сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в связи с общим развитием экологических знаний. На смену представлениям об обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает развиваться по естественным, природным законам.

С экологических позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия.

Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в сукцессионных рядах сообществ.

    Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем

Природные экосистемы

Агроэкосистемы

Первичные естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции

Вторичные трансформированные человеком искусственные элементарные единицы биосферы

Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Им свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией

Упрощенные системы с господством популяций одного вида растения или животного. Они устойчивы и характеризуются непостоянством структуры своей биомассы

Продуктивность определяется приспособительными особенностями организмов, участвующих в круговороте веществ

Продуктивность определяется уровнем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и технических возможностей

Первичная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ. «Потребление» происходит почти одновременно с «производством»

Урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время

5.2.2.Индустриально-городские экосистемы

Совсем по-другому обстоит дело в экосистемах к которым относятся индустриально-городские системы - здесь энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах - здесь ее расход на два-три порядка выше.

В связи со сказанным выше, следует отметить, что искусственные экосистемы не могут существовать без природных систем, в то время как природные экосистемы мо­гут существовать без антропогенных..

Урбанистические системы

Урбанистическая система (урбосистема) - «неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем» (Реймерс, 1990).

По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая .

Промышленные зоны - это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей (металлургической, химической, машиностроительной, электрон­ной и др.). Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

Селитебные зоны - это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п.

Лесопарковая - это зеленая зона вокруг города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Возможны ее участки и внутри городов, но обычно здесь городские парки - древесные насаждения в городе, занимающие достаточно обширные территории и тоже служащие горожанам для отдыха. В отличие от естественных лесов и даже лесопарков городские парки и подобные им более мелкие посадки в городе (скверы, бульвары) не являются самоподдерживающимися и саморегулируемыми системами.

Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами (территориями, участками и т. п).

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения (автомобильные дороги, автозаправочные станции, гаражи, станции обслужива­ния, железные дороги со своей сложной инфраструктурой, в том числе подземные - метрополитен; аэродромы с комплек­сом обслуживания и др.). Транспортные системы пересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду (урбосреду).

Среда, окружающая человека в этих условиях, - это совокупность абиотической и социальных сред, совместно и непо­редственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство. Одновременно, по Н. Ф. Реймерсу (1990), ее можно делить на собственно природную среду и преобразованную человеком природную среду (антропогенные ландшафты вплоть до искусственного окружения людей - здания, асфальт дорог, искусственное освещение и т. д., т. е. до искусственной среды).

В целом же среда городская и населенных пунктов городского типа - это часть техносферы, т. е. биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.

Помимо наземной части ландшафта в орбиту хозяйственной деятельности человека попадает и его литогенная основа, т. е. поверхностная часть литосферы, которую принято называть геологической средой (Е. М. Сергеев, 1979).

Геологическая среда - это горные породы, подземные воды, на которые оказывает воздействие хозяйственная деятельность человека (рис. 10.2).

На городских территориях, в урбоэкосистемах, можно выделить группу систем, отражающую всю сложность взаимодействия зданий и сооружений с окружающей средой, которые называют природно-техническими системами (Трофимов, Епишин, 1985) (рис. 10.2). Они теснейшим образом связаны с антропогенными ландшафтами, с их геологическим строением и рельефом.

Таким образом, урбосистемы - это средоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений. Существование урбосистем зависит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.

Среда урбосистем, как ее географическая, так и геологическая части, наиболее сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, здесь происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от природного обмена веществ (биогеохимических оборотов) и пото­ка энергии в природных экосистемах. И, наконец, именно здесь наибольшая плотность населения и искусственная среда, которые угрожают не только здоровью человека, но и выживанию всего человечества. Здоровье человека - индикатор качества этой среды.