Агроэкология. Агроэкосистема. Отличие агроэкосистем от природных экосистем

Экосистемой называется особое единство растений, микроорганизмов и животных, в рамках которого между ними происходит обмен различными веществами и энергией. Каждая экосистема обладает характерным только для нее составом почвы, температурой, а также другими показателями. Они подразделяются на две категории - естественные (природные) и искусственные (агроэкосистемы). В чем же их сходства и различия? Давайте разбираться.

Главные отличия

Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы в наибольшей степени? В первую очередь - разнообразием видов на ее территории. Первый тип (агроценоз) существует гораздо более длительное время, обладает способностью самостоятельно регулировать происходящие в ней процессы. Природная экосистема, в отличие от агроэкосистемы, более устойчива и стабильна. Создаваемая в ее пределах биомасса используется для обогащения ее же ресурсов и не покидает пределы данной системы. К категории природных экосистем относят моря, леса, степи, болота. Ко второй группе принадлежат те системы, которые созданы руками человека.

Развитие сельского хозяйства и природный баланс

С самых древних времен, когда сельское хозяйство только начало зарождаться, человек полностью уничтожал растительный покров, чтобы вырастить те виды, которые были бы наиболее пригодны для питания. На заре истории деятельность человека не нарушала баланса в биохимическом круговороте. Однако современное сельское хозяйство применяет по большей части синтезированную энергию, обрабатывает землю механическими способами. В подавляющем большинстве случаев для получения высокого урожая используются удобрения, пестициды. Все эти действия могут привести к непредсказуемым последствиям.

Опасность для природы

Еще одно отличие экосистемы от агроэкосистемы - это занимаемая ими площадь. Последние занимают не более 10% от общей площади суши. Но при этом они являются источниками 90% пищи для человечества. Их биологическая продуктивность на порядок выше, чем у естественных экосистем. Однако агроэкосистемы обладают меньшей устойчивостью. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы помимо перечисленных факторов? Одно из важнейших различий между этими двумя типами систем состоит в том, что агроэкосистема истощает почву, а также может быть опасной для плодородия почв. Первый тип, наоборот, формирует качественный грунт.

Те системы, которые созданы руками человека, также производят различные отходы и загрязнители. Они обязательно должны проходить обеззараживание, и это происходит за счет человека. Природные экосистемы обеззараживаются самостоятельно - для этого не нужна никакая плата или усилия со стороны людей. Они также имеют способность сохранять сами себя в течение длительного времени. Что касается агроэкосистем, то для их поддержания требуется большое количество затрат.

Рациональность в природопользовании

Нередко ответ на вопрос о том, в чем состоит отличие экосистемы от агроэкосистемы, необходимо подготовить школьникам или учащимся природоохранных факультетов. Главный аспект, который необходимо озвучить при подготовке такого материала, - это создание агроэкосистемы руками человека. Те виды, которые культивируются руками человека, поддерживаются при помощи искусственного отбора. Они получают энергетический поток только благодаря действиям извне. Без поддержки со стороны человека этот тип системы очень быстро распадается и возвращается в обычное, естественное состояние.

Мы рассмотрели, в чем отличия экосистемы от агроэкосистемы. Из этого анализа можно сделать вывод: при длительном использовании природных ресурсов - в частности, при постоянном изъятии урожая - плодородие почвы неуклонно снижается. Это положение в экологической науке носит название убывающего плодородия. Для того чтобы вести сельское хозяйство расчетливо и рационально, нужно учитывать фактор обеднения почвенных ресурсов. Человек может сохранять плодородие почв, если будет использовать улучшенную технику для их обработки, делать севооборот рациональным, а также использовать другие приемы.

Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы? Список отличий

Все различия между данными типами систем можно представить в виде списка:

Агроценоз создан руками человека. Естественная экосистема образуется и функционирует в природе без намеренного вмешательства людей.
Разнообразие видов свойственно только природным экосистемам. На пшеничном или ржаном поле, созданном руками человека, можно встретить разве что несколько видов сорняков.
Природная экосистема постоянно получает, накапливает, а также преобразует энергию. Агроценозу постоянно необходим приток энергии в виде удобрений либо топлива.
Смена растительного покрова в агроэкосистеме происходит по воле человека. В природе же этот процесс протекает естественным путем.
Агроценоз расходует большое количество воды. Природная экосистема накапливает воду, расходуя ее постепенно.
Агроэкосистема требует значительных затрат для поддержания своего существования, а природная экосистема имеет способность к самовосстановлению.

Вопросом о том, чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы, занимается экология. Те студенты или школьники, которые хотели бы изучить этот вопрос детальнее, могут прочесть специальную литературу. Например, учебник «Общая экология» авторов Н. М. Черновой и А. М. Быловой, или же издание «Стабильность и устойчивость агроэкосистем» И. Ю. Винокурова.

Материалы по теме:

Виды экосистем. Общая характеристика экосистем
Примеры экосистем. Из каких частей состоит экосистема

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:

Природные экосистемы	Искусственные экосистемы
Главный компонент — солнечная энергия.	В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофны)
Формирует плодородную почву	Истощает почву
Все природные экосистемы поглощают углекислый газ и производят кислород	Большинство искусственных экосистем потребляет кислород и продуцирует углекислый газ
Большое видовое разнообразие	Ограниченное количество видов организмов
Высокая устойчивость, способность к саморегуляции и самовосстановлению	Слабая устойчивость, так как такая экосистема зависит от деятельности человека
Замкнутый обмен веществ	Незамкнутая цепь обмена веществ
Создает места обитания диких животных и растений	Разрушает ареалы дикой природы
Накапливает воду, разумно расходуя ее и очищая	Большой расход воды, ее загрязнение

Агроэкосистемы и их отличие от природных экосистем
Человек в конкурентной борьбе за выживание и для удовлетворения своих все возрастающих потребностей вынужден изменять природные экосистемы и даже разрушать их, возможно, и не желая этого.
В целях рационального использования биологических ресурсов человечеством создаются сельскохозяйственные экосистемы, или агроэкосистемы, предназначенные для получения высокого урожая - чистой продукции автотрофов. Основными отличиями агроэкосистем от природных экосистем являются:
снижение в них разнообразия видов, так как видовое разнообразие разводимых человеком растений и животных ничтожно мало по сравнению с природным;
виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека;
агроэкосистемы получают дополнительную (кроме солнечной) энергию, субсидируемую человеком;
чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи биоценоза;
агроэкосистемы - это упрощенные системы, неустойчивые и не способные к саморегуляции.
В агроэкосистемах значительно чаще происходит чрезмерное увеличение в виде «экологического взрыва» отдельных видов. Например, в XIX в. «взрыв» популяции грибка фитофторы уничтожил картофель во Франции и вызвал голод, а колорадский жук распространился из Америки до европейской части России. Чтобы не происходило таких явлений, необходима искусственная регуляция численности вредителей с быстрым подавлением тех, которые только пытаются выйти из-под контроля. Упрощение природного окружения человека с экологических позиций очень опасно. Поэтому нельзя превращать весь ландшафт в агрохозяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутые заповедные участки, которые могли бы быть источником видов для восстановления сообществ.
Человек создает также сложные урбанистические системы, преследуя благую цель - улучшить условия жизни, и не только просто «оградившись»" от лимитирующих факторов; но и создав для себя новую искусственную среду, повышающую комфортность жизни. Однако это ведет к отрыву человека от естественной природной обстановки и к нарушению природных экосистем.
Городские поселения - это неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных естественных экосистем. По мере развития в городах все более дифференцируются функциональные зоны - промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны - это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей, которые являются основными источниками загрязнения окружающей среды. Селитебные зоны - это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры, просвещения и т. п. Лесопарковая зона - это зеленая зона вокруг и внутри города, окультуренная человеком, т. е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории, отведенные и специально приспособленные для отдыха людей, называют рекреационными зонами.
Среда, окружающая человека в городских условиях, представляет собой совокупность абиотических и социальных факторов, совместно и непосредственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство. Она подразделяется на собственно природную среду преобразованную человеком природную среду и искусственную среду. В целом же городская среда - 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 поверхностная часть литосферы, которую принято называть геологической средой. Геологическая среда - это горные породы, подземные воды, на которые оказывает воздействие хозяйственная деятельность человека. Географическая и геологическая среды урбосистем наиболее сильно изменены и по сути стали искусственными. Здесь происходит все большая изоляция хозяйственно-производственных циклов от природного обмена веществ (биогеохимических обор

Понятие «агроэкосистема» появилось совсем недавно. Человек уже изучил принципы образования экосистем и установил уровень вреда, который причиняет ему и природе пользовательское, нерациональное ведение сельского хозяйства. Поэтому продуманная агроэкосистема должна обеспечивать человечество продуктами питания и не наносить вред оставшимся на Земле экосистемам.

Определение

Агроэкосистема – это разновидности экосистем, которые создал человек с целью обеспечения его семьи и населения страны продуктами питания и сырьем для различных отраслей промышленности.

Экосистема – это исторически сложившееся сообщество растений-грибов-животных-микроорганизмов в определенном секторе гидросферы, на материке, в нижнем слое атмосферы или в верхнем слое почвы.

Сравнение

Агроэкосистема – это определенная территория на суше или в море, на которой человек особым образом организовал сельскохозяйственный процесс. Условием, чтобы этот участок получил право называться агроэкосистемой, должно стать рациональное землепользование, животноводство или выращивание в море определенных культур. То есть сельское хозяйство должно быть не пользовательским и экстенсивным, а максимально интенсивным, с продуманным процессом возвращения использованной силы и энергии природы в общий круговорот органических и минеральных веществ на планете.

Чтобы обеспечить такой круговорот, агроэкосистема должна быть многопрофильной и многоликой. Например, к участку пашни необходимо «приложить» пастбище, луг, плодовый сад и небольшой животноводческий комплекс. Все связи между компонентами агроэкосистемы организовывает и осуществляет человек.

Экосистема является базовым понятием экологии. Экосистема может быть природной и антропогенной. Например, экосистема саванны, экосистема озера Байкал или экосистема пустыря за домом.

Экосистема состоит из двух видов компонентов – биотических и абиотических. Биотические компоненты – это набор живых организмов, заселивших нашу систему. В этом случае мы будем называть их продуцентами, консументами разных уровней и редуцентами. Абиотические компоненты – это основа для формирования экосистемы: водная среда или суша, подстилающие горные породы, показатели температуры и влажности, температурный режим.

Между компонентами экосистемы существуют разные виды связей, которые сложились исторически, за довольно продолжительный временной отрезок. Поэтому время, конкуренция и естественный отбор являются основными творцами экосистемы.

Выводы сайт

Агроэкосистемы созданы человеком, большинство экосистем созданы природой.
Времени для создания человеком конкретной агроэкосистемы требуется намного меньше, чем было нужно для образования элементарной экосистемы природе.
Границы агроэкосистемы определены человеком, границы экосистемы размыты.
Связи между элементами агроэкосистемы определяют, организовывают и выполняют люди. В большинстве экосистем природа много миллионов лет успешно справлялась с этим заданием сама.
Агроэкосистемы появились благодаря человеку, при этом множество природных экосистем на Земле исчезли или были разбалансированы из-за человека.
Сегодня на Земле очень мало объектов, которые можно именовать идеальной агроэкосистемой, и очень много объектов, которые можно назвать безнадежно испорченными, «ранеными» и «убитыми» людьми экосистемами.