Штучні екосистеми. Типи екосистем (природні та штучні, прості та складні – подібності та відмінності)

Екологічні спільноти. Видова та просторова структура екосистем.

Екосистема – біологічна система, що складається із співтовариства живих організмів (біоценоз), середовища проживання (біотоп), системи зв'язків, що здійснює обмін речовиною та енергією між ними.
Біоценоз – це організована групавзаємопов'язаних популяцій рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що живе спільно в одних і тих самих умовах середовища.
Біосфера – оболонка Землі, заселена живими організмами, що під їх впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності; "плівка життя"; Світова екосистема Землі.

2. Заповніть таблицю.

Екологічні спільноти

3. Які ознаки є основою класифікації екосистем?
При класифікації наземних екосистем зазвичай використовують ознаки рослинних угруповань (складають основу екосистем) та кліматичні (зональні) ознаки. Так, виділяються певні типи екосистем, наприклад тундра лишайникова, тундра мохова, ліс хвойний (ялиновий, сосновий), ліс листяний (березняк), ліс дощовий (тропічний), степ, чагарники (івняк), болото трав'янисте, болото сфагнове. Часто в основу класифікації природних екосистем кладуть характерні екологічні ознаки місцепроживання, виділяючи спільноти морських узбереж або шельфу, озер або ставків, заплавні або суходолові луки, кам'янисті або піщані пустелі, гірські ліси, естуарії (вустя великих річок) та ін.

4. Заповніть таблицю.

Порівняльна характеристика природних та штучних екосистем

5. Яке значення агробіоценозів у житті?
Агробіоценози дають людству близько 90% харчової енергії.

6. Перерахуйте основні напрямки діяльності, що вживаються для покращення стану екологічних системміст.
Озеленення міста: створення парків, скверів, зелених масивів, квітників, клумб, зелених масивів навколо промислових підприємств. Дотримання принципів рівномірності та безперервності у розміщенні зелених насаджень.

7. Що розуміють під структурою спільноти?
Це співвідношення різних групорганізмів, які різняться за систематичним становищем, по ролі, яку вони грають у процесах перенесення енергії і речовини, за місцем, що займається в просторі, в харчовій, або трофічній мережі, або за іншою ознакою, істотною для розуміння закономірностей функціонування природних екосистем.

8. Заповніть таблицю.

Структура спільнот

Харчові зв'язки, кругообіг речовин та перетворення енергії в екосистемах

1. Дайте визначення понять.
Харчовий ланцюг - ряди видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, які пов'язані один з одним відносинами: їжа - споживач (послідовність організмів, в якій відбувається поетапне перенесення речовини та енергії від джерела до споживача).
Харчова мережа – схема всіх харчових (трофічних) зв'язків між видами спільноти.
Трофічний рівень– це сукупність організмів, які, залежно від способу їх харчування та виду корму, становлять певну ланку харчового ланцюга.

2. Чим пасовищні ланцюги відрізняються від детритних?
У пасовищному ланцюзі потік енергії йде від рослин через травоїдних тварин до хижих тварин. Потік енергії, що йде від мертвої органічної речовини і проходить через систему розкладачів, називається детритним ланцюгом.

3. Заповніть таблицю.

Трофічні рівні екосистеми

4. У чому полягає сутність круговороту речовин в екосистемі?
Енергія не може передаватися по замкнутому колу, вона витрачається, перетворюючись на енергію хімічних зв'язківта тепло. Речовина може передаватися по замкнутих циклах, багаторазово циркулюю між живими організмами і навколишнім середовищем.

5. Виконайте практичну роботу.
1.Складання схем передачі речовин та енергії (ланцюжок живлення)
Назвіть організми, які мають бути на пропущених місцях у наступних харчових ланцюгах.

2.Із запропонованого списку організмів складіть детритну та пасовищну трофічні сіті: трава, ягідний чагарник, муха, синиця, вуж, заєць, вовк, бактерії гниття, комар, коник.

6. Що обмежує довжину кожного харчового ланцюга в екосистемі?
Живі організми, поїдаючи представників попереднього рівня, отримують запасену в його клітинах та тканинах енергію. Значну частину цієї енергії (до 90%) він витрачає рух, дихання, нагрівання тіла тощо. і лише 10% накопичує у своєму тілі вигляді білків (м'язи), жирів (жирова тканина). Таким чином, на наступний рівень передається лише 10% енергії, накопиченої попереднім рівнем. Саме тому харчові ланцюгине можуть бути дуже довгими.

7. Що розуміють під екологічними пірамідами? Які види їх розрізняють?
Це спосіб графічного відображення співвідношення різних трофічних рівнів екосистемі. Можливо трьох типів:
1) піраміда чисельності - відбиває чисельність організмів кожному трофічному рівні;
2) піраміда біомаси – відображає біомасу кожного трофічного рівня;
3) піраміда енергії – показує кількість енергії, що пройшла через кожен трофічний рівень протягом певного проміжку часу.

8. Чи може екологічна пірамідабути перевернутою основою вгору? Відповідь підкріпіть конкретним прикладом.
Якщо швидкість відтворення популяції жертви висока, навіть за низької біомасі така популяція може бути достатнім джерелом їжі для хижаків, мають більш високу біомасу, але низьку швидкість відтворення. З цієї причини піраміди чисельності або біомаси можуть бути перевернутими, тобто низькі трофічні рівні можуть мати меншу щільність і біомасу, ніж вищі.
Наприклад:
1) На одному дереві можуть жити і харчуватися безліч комах.
2) Перевернута піраміда біомаси властива морським екосистемам, де первинні продуценти (фітопланктонні водорості) дуже швидко діляться, а їх споживачі (зоопланктонні ракоподібні) набагато більші, але розмножуються значно повільніше. Морські хребетні мають ще більшу масу та тривалий цикл відтворення.

9. Розв'яжіть екологічні завдання.
Завдання 1. Розрахуйте кількість планктону (в кг), необхідну для того, щоб у морі виріс дельфін масою 350 кг.

Рішення. Дельфін, харчуючись хижими рибами, нагромадив у своєму тілі лише 10% від загальної маси їжі, знаючи, що він важить 350 кг, складемо пропорцію.
350кг - 10%,
Х – 100%.
Знайдемо чому дорівнює Х. Х = 3500 кг. (хижі риби). Ця вага становить лише 10% від маси хижих риб, якою вони харчувалися. Знову складемо пропорцію.
3500кг - 10%
Х – 100%
Х = 35 000 кг (маса хижих риб)
Скільки ж їм довелося з'їсти планктону, щоб мати таку вагу? Складемо пропорцію.
35 000 кг. - 10%
Х = 100%
Х = 350 000 кг
Відповідь: Для того, щоб виріс дельфін масою 350 кг, необхідно 350 000 кг планктону.

Завдання 2. В результаті проведеного дослідження з'ясувалося, що після винищення хижих птахівчисельність пернатої дичини, що знищується ними раніше, спочатку швидко зростає, але потім стрімко падає. Чим можна пояснити цю закономірність?

Відповідь: Для відповіді на це питання необхідно враховувати такі положення: «безконтрольне» збільшення чисельності пернатої дичини призводить до виснаження кормової бази, послаблення стійкості організмів птахів до хвороб, швидкого поширення інфекції, виродження, зменшення плодючості та масової загибеліптахів від хвороб.

Завдання 3. У посудину з планктонними водоростями посадили дафній, що харчуються ними. Після цього чисельність водоростей знизилася, але продукція біомаси водоростей (виміряна за швидкістю поділу клітин) зросла. Які можливі пояснення цього явища?

Відповідь: Дафнії в результаті метаболізму виділяють речовини, які прискорюють зростання водоростей (їхню кормову базу), тим самим досягається еко-баланс.

Причини стійкості та зміни екосистем

1. Дайте визначення понять.
Сукцесія – закономірний і послідовний процес зміни спільнот на певній ділянці, викликаний взаємодією живих організмів між собою та навколишнім абіотичним середовищем.
Загальне дихання спільноти– в екології сумарні енерговитрати, тобто сумарна продукція автотрофів в енергетичному вираженні точно відповідає енерговитратам, що йдуть на забезпечення життєдіяльності його організмів.

2. Що розуміють під рівновагою у співтоваристві, і яке значення воно має для його існування в цілому?
Біомаса організмів в ідеальній сукцесії залишається постійною, а система рівноважною. Якщо «загальне дихання» менше первинної валової продукції, в екосистемі відбуватиметься накопичення органічної речовини, якщо більше – його зменшення. І те, й інше призводитиме до змін спільноти. При надлишку ресурсу завжди знайдуться види, які зможуть його освоїти, за його нестачі - частина видів вимре. Такі зміни становлять сутність екологічної сукцесії. Головна особливістьцього процесу полягає в тому, що зміни спільноти завжди відбуваються у напрямку рівноважного стану. Кожна стадія сукцесії – це спільнота з величезним переважанням тих чи інших видів життя та життєвих форм. Вони змінюють один одного, доки не настане стан стійкої рівноваги.

3. Заповніть таблицю.

Види сукцесій

4. Від чого залежить тривалість сукцесії?
Тривалість сукцесії багато в чому визначається структурою спільноти.
Вторинні сукцесії протікають значно швидше. Це пояснюється тим, що первинна спільнота залишає після себе достатню кількість поживних речовин, розвинений ґрунт, що створює умови для прискореного зростання та розвитку нових поселенців.

5. Які переваги зрілої спільноти перед молодою спільнотою?
Зріле співтовариство з його великою різноманітністю та розмаїттям організмів, розвиненою трофічною структурою та з урівноваженими потоками енергії здатне протистояти змінам фізичних факторів(наприклад, температури, вологості) і навіть деяких видів хімічних забруднень набагато більше, ніж молоде співтовариство.

6. Яке значення має можливість управління процесами, що відбуваються у суспільстві?
Людина може збирати багатий урожай у вигляді чистої продукції, штучно підтримуючи на ранніх стадіях сукцесії спільноту. З іншого боку, стійкість зрілого співтовариства, його здатність протистояти впливу фізичних чинників (і навіть керувати ними) є дуже важливою і бажаною властивістю. При цьому різні порушення екосистем зрілого типу можуть призвести до різноманітних екологічних порушень. Перетворення біосфери на один великий килим орних земель таїть у собі велику небезпеку. Тому необхідно навчитися правильно управляти процесами у суспільстві, щоб не допустити екологічну катастрофу.

Штучні екосистеми ( нообіогеоценози або соціоекосистеми ) - це сукупність організмів, що у створених людиною умовах. На відміну від екосистеми включає додаткове рівноправне співтовариство, зване нооценозом .

Нооценоз - це частина штучної екосистеми, що включає у собі засоби праці, суспільство та продукти праці.

Агроценоз- Це біоценоз, штучно створений людиною для своїх цілей з певним рівнем та характером продуктивності.

Наразі агроценозами зайнято близько десяти відсотків суші.

Незважаючи на те, що в агроценозі, як і в будь-якій природній екосистемі, існують обов'язкові трофічні рівні — продуценти, консументи, редуценти, що утворюють типові трофічні мережі, між цими двома типами угруповань існують досить великі відмінності:

1) В агроценоз різко знижено різноманітність організмів. Одноманітність та видову бідність агроценозів людина підтримує спеціальною складною системою агротехнічних заходів. На полях зазвичай культивують один вид рослин, у зв'язку з чим різко збіднюються і тваринне населення, і склад мікроорганізмів ґрунту. Однак навіть найбідніші агроценози включають кілька десятків видів організмів, що належать до різних систематичних та екологічних груп. Наприклад, в агроценоз пшеничного поля, крім пшениці, входять бур'яни, комахи – шкідники пшениці та хижаки, безхребетні – жителі ґрунту та грунтового шару, патогенні гриби та ін.

2) Види, культивовані людиною, підтримуються штучним добором і що неспроможні витримувати боротьбу існування без підтримки людини.

3) Агроекосистеми отримують додаткову енергію завдяки діяльності людини, що забезпечує додаткові умови росту рослин, що культивуються.

4) Чиста первинна продукція агроценозу (біомаса рослин) видаляється з екосистеми у вигляді врожаю і не надходить до ланцюга харчування. Часткове споживання її шкідниками всіляко припиняється діяльністю людини. Внаслідок цього грунт збіднюється мінеральними речовинами, необхідними для життєдіяльності рослин. Отже, знову потрібне втручання людини у вигляді внесення добрив.

В агроценозах ослаблена дія природного відбору та діє в основному штучний відбір, спрямований на максимальну продуктивність рослин, потрібних людині, а не тих, які краще пристосовані до навколишніх умов.

Таким чином, агроценози, на відміну від природних систем, не є системами, що саморегулюються, а регулюються людиною. Завданням такого регулювання є підвищення продуктивності агроценозу. Для цього зрошуються посушливі та осушуються перезволожені землі; знищуються бур'яни і тварини, що поїдають урожай, змінюються сорти культивованих рослин і вносяться добрива. Все це створює переваги тільки для рослин, що культивуються.

На відміну природної екосистеми агроценоз нестійкий, він швидко руйнується, т.к. культурні рослини не витримають конкуренції з дикорослими і будуть витіснені.

Для агробіоценозів також характерний крайовий ефект розміщення комах шкідників. Вони концентруються переважно у крайової смузі, а центр поля заселяють меншою мірою. Зазначене явище пов'язане з тим, що в перехідній смузі різко загострюється конкуренція між окремими видами рослин, а це, у свою чергу, знижує в останніх рівень захисних реакцій проти комах.

№3. Серед кількох кімнатних рослинзнайдітьоднодольне та дводольне, назвіть їх відмітні ознаки.

Основною ознакою кімнатних рослин можна помітити жилкування листя.

Білет № 12

№1. Доядерні та ядерні організми, їх характеристіка.

Біологічна різноманітність, його роль у збереженні стійкості біосфери.

№2. Біологічне різноманітність-різноманітність видів, що населяють Землю, різноманітність природних екосистем на земній кулі. 2. Різноманітність видів у природі – причина різноманітних харчових, територіальних зв'язків між ними, найбільш повного використання природних ресурсів, замкнений кругообіг речовин у природній екосистемі. Тропічний ліс - стійка екосистема завдяки великій різноманітності видів у ній, пристосованості організмів до спільного проживання, оптимальному використанню природних ресурсів. Екосистема, що складається з невеликої кількості видів, наприклад невелика водойма, луг, - приклад нестійких природних спільнот. 3. Скорочення видового розмаїття як наслідок діяльності: будівництво міст, залізниць і шосейних доріг, вирубування великих масивів лісу, будівництво промислових підприємств, оранка земель під сільськогосподарські угіддя. Зникнення нині близько 10% видів вищих рослин Землі. Вирубування тропічних лісів, у яких зосереджена значна частина видів рослин та тварин, - проблема, яка потребує застосування спеціальних заходів захисту лісів. Зникнення за останні 400 років понад 60 видів ссавців та понад 100 видів птахів. 4. Вплив забруднення довкілляна видову різноманітність, причини його скорочення. Так, забруднення води у річках промисловими відходами – причина скорочення чисельності річкового раку, прісноводної перлини (молюски), деяких видів риб. Обробка полів та садів отрутохімікатами – причина загибелі птахів, які харчуються комахами, зараженими отрутами. Екосистемний характер скорочення видового розмаїття: кожен зниклий вид рослин забирає з собою п'ять видів безхребетних тварин, існування яких нерозривно пов'язане з цією рослиною. 5. Роль біорізноманіття у збереженні стійкості біосфери. Залежність існування людини стану біосфери, від її біологічного розмаїття. Збереження видового розмаїття, місць проживання рослин та тварин. Захисні території: заповідники, біосферні заповідники, національні парки, пам'ятники природи, їх роль збереженні різноманітності життя Землі.

№3. Середпробірок з насінням виберіть ту, в якій знаходиться насіння, що висівається на глибину 1-2 см. Поясніть свій вибір.

Якщо сіяти насіння на глибину 1-2 см, то треба вибрати пробірку з дрібним насінням, так як воно містить невеликий запас поживних речовин. Якщо таке насіння посіяти глибоко, то рослини, що розвинулися, не зможуть пробитися до світла через нестачу поживних речовин. Дрібне і швидко проростає насіння (салат, редиска, капуста та ін.) висівають на глибину 1-2 см, а дрібне, але повільного насіння, що проростає (цибуля, петрушка, морква та ін.) - на глибину 2,0-3,0 див. великі (боби, горох) – глибину 6-7 див.

Білет № 13

№1. Біологічна природа та соціальна сутністьлюдини.

1. Біосоціальна сутність людини. Підпорядкування життя як біологічним, і соціальним законам. Формування людини, як та інших організмів, у процесі еволюції, підпорядкування його процесів життєдіяльності (харчування та інших.) біологічним законам. Істотні відмінності людини від тварин - прямоходіння і працю, пов'язані з ними зміни у будові та життєдіяльності - наявність у скелеті хребта з чотирма вигинами, склепінчастою стопи, особливостями будови таза, кисті, черепа; збільшення мозку, здатність трудитися, створювати знаряддя праці, спілкуватися один з одним, володіти членороздільною мовою, абстрактно мислити, створювати науку і мистецтво, накопичувати і використовувати досвід попередніх поколінь, передавати його нащадкам. Неможливість пояснити ці особливості лише законами біологічної еволюції. Існування законів розвитку людського суспільства, відповідно до яких справді людські риси формуються в процесі життя людини в суспільстві, її виховання. Діти, які виросли з раннього вікусеред тварин, які мають добре розвиненою промовою, що неспроможні абстрактно мислити. 2. Роль людини у біосфері. Цілеспрямоване вплив людини як у неживу природу, і її жителей. Створення нових сортів рослин та порід тварин, зміна ареалів дикорослих рослин та диких тварин, полювання на тварин, збирання лікарських трав, використання лук і степів як пасовищ. Негативний вплив на природу розвитку промисловості, сільського господарства, транспорту, використання земель під дороги, будівництва житла на родючих ґрунтах, ерозії ґрунту, забруднення ґрунту, повітря, водойм, скорочення чисельності видів, загибель багатьох з них. Скорочення біологічної різноманітності, підвищення чисельності низки видів комах, бактерій, грибів та інших організмів внаслідок діяльності людини. Погіршення екологічних умов, необхідні життя як людини, а й рослин, тварин, грибів. Необхідність збереження біологічного генофонду самої людини, обліку людиною у своїй господарської діяльностізаконів природи, розробки заходів регулювання чисельності видів, збереження довкілля організмів.

№2. Еволюція органічного світу, її причини та результати.

1. Причини еволюції. Існування Землі величезного розмаїття видів (близько 0,5 млн видів рослин та близько 2 млн видів тварин). Формування різноманіття органічного світу у процесі його історичного розвитку- еволюції. Вплив природних чинників на еволюцію органічного світу вперше вивчено англійським ученим Ч. Дарвін. Його теорія еволюції, яка доводить, що всі організми мають властивості мінливості та спадковості. Мінливість - властивість, завдяки якому в організмів з'являються нові ознаки. Спадковість – передача ознак у спадок, поява їх у потомства. Загибель під впливом різних факторівживої та неживої природи значної частини особин, доживання до дорослого стану та залишення потомства лише невеликою частиною найбільш пристосованих особин. Природний відбір - процес виживання особин, найбільш пристосованих до умов середовища. Виникнення поступово, через безліч поколінь, із одного виду нових видів, більш пристосованих до життя у змінених умовах. 2. Результати еволюції. Освіта нових видів, збільшення їх різноманіття, і навіть формування вони рис пристосованості до довкілля.

№3. Використовуючи таблиці та малюнки, опишіть пристосування до життя у ґрунті у крота. Поясніть, як могли виникнути ці пристрої.

У живих у ґрунті живих організмів є різні пристосування до ґрунтового середовища. У крота, наприклад, передні ноги короткі і звернені не вниз, як у наземних звірків, а в сторони: широкі кисті повернуті назад. Пальці з міцними гострими кігтями з'єднані шкірястою перетинкою. Такими ногами кріт легко розпушує ґрунт і робить у ньому нори. Очі у крота недорозвинені та приховані вовною. Ними він відрізняє лише світло від темряви. Кроти постійно живуть у ґрунті. Вони можуть йти з верств, у яких створюються несприятливі умови життя, до інших шарів грунту. У посуху і до зими вони перебираються у глибші шари.

Велика щільністьгрунту (порівняно з водним та наземно-повітряними середовищами). У зв'язку з цим проживання в ній високоспеціалізованих видів, наприклад звичайного крота, у якого в процесі еволюції сформувалося тіло, що має форму циліндра, загострене спереду, вкрите короткою густою шерстю, відбулася редукція вушних раковин та органів зору. Розвиток у зв'язку з риючим способом життя коротких, але сильних передніх кінцівок, інтенсивного обміну речовин. Формування пристосувань до пересування у ґрунті (наприклад, добре розвинених м'язів, щетинок - пружних утворень на черевній стороні кожного членика у дощового черв'яка - та інших особливостей їх будови) - основний напрямок еволюції мешканців ґрунту. Роль спадковості, мінливості та природного відбору у формуванні ознак пристосованості до середовища.

Білет № 14

№1. Харчування, йогозначення у житті організму. Особливості харчування рослин

1. Способи харчування. Харчування - процес поглинання речовин із навколишнього середовища, їх перетворення в організмі та створення з них засвоюваних організмом речовин, специфічних для кожного конкретного організму. 2. Автотрофний та гетеротрофний способи харчування. створення органічних речовиніз неорганічних при автотрофному способі харчування. Використання готових органічних речовин при гетеротрофному способі живлення. Автотрофний спосіб характерний для зелених рослин та деяких видів бактерій, а гетеротрофний – для всіх інших організмів.

Лекція №5. Штучні екосистеми

5.1 Природні та штучні екосистеми

У біосфері крім природних біогеоценозів та екосистем існують спільноти, що штучно створені господарською діяльністю людини, - антропогенні екосистеми.

Природні екосистеми відрізняються значною видовою різноманітністю, існують тривалий час, вони здатні до саморегуляції, мають велику стабільність, стійкість. Створена в них біомаса та поживні речовини залишаються та використовуються в межах біоценозів, збагачуючи їх ресурси.

Штучні екосистеми - агроценози (поля пшениці, картоплі, городи, ферми з прилеглими пасовищами, риболовні ставки та ін.) становлять невелику частину поверхні суші, але дають близько 90% харчової енергії.

Розвиток сільського господарства з давніх-давен супроводжувалося повним знищенням рослинного покриву на значних площах для того, щоб звільнити місце для невеликої кількості відібраних людиною видів, найбільш придатних для харчування.

Проте спочатку діяльність людини у сільськогосподарському суспільстві вписувалася в біохімічний кругообіг і змінювала припливу енергії в біосфері. У сучасному сільськогосподарському виробництві різко зросло використання синтезованої енергії під час механічної обробки землі, використання добрив та пестицидів. Це порушує загальний енергетичний баланс біосфери, що може призвести до непередбачуваних наслідків.

Порівняння природної та спрощеної антропогенної екосистем

(за Міллером, 1993)

5.2 Штучні екосистеми

5.2.1 Агроекосистеми

Агроекосистема(від грец. agros - поле) - біотичне співтовариство, створене та регулярно підтримуване людиною з метою одержання сільськогосподарської продукції. Зазвичай включає сукупність організмів, що мешкають на землях сільгоспкористування.

До агроекосистем відносять поля, сади, городи, виноградники, великі тваринницькі комплекси із прилеглими штучними пасовищами.

Характерна особливість агроекосистем - мала екологічна надійність, але висока врожайність одного (кілька) видів або сортів рослин або тварин, що культивуються. Головна їхня відмінність від природних екосистем - спрощена структура та збіднений видовий склад.

Агроекосистеми відрізняються від природних екосистем ряд особливостей:

1.Разнообразие живих організмів у яких різко знижено щоб одержати максимально високої продукції.

На житньому чи пшеничному полі крім злакової монокультури можна зустріти хіба кілька видів бур'янів. На природному лузі біологічна різноманітність значно вища, але біологічна продуктивність у багато разів поступається засіяному полю.

Штучне регулювання чисельності шкідників - здебільшого необхідна умова підтримки агроекосистем. Тому в сільськогосподарській практиці застосовують потужні засобипридушення чисельності небажаних видів: отрутохімікати, гербіциди тощо. Екологічні наслідки цих дій призводять, однак, до ряду небажаних ефектів, крім тих, для яких вони використовуються.

2. Види сільськогосподарських рослин та тварин в агроекосистемах отримані внаслідок дії штучного, а не природного відбору, і не можуть витримувати боротьбу за існування з дикими видами без підтримки людини.

В результаті відбувається різке звуження генетичної бази сільськогосподарських культур, які вкрай чутливі до масового розмноження шкідників та хвороб.

3. Агроекосистеми більш відкриті, їх речовина і енергія вилучаються з урожаєм, тваринницької продукцією, і навіть у результаті руйнації грунтів.

У природних біоценозах первинна продукція рослин споживається в численних ланцюгах живлення і знову повертається в систему біологічного кругообігу у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення.

У зв'язку з постійним вилученням урожаю та порушенням процесів ґрунтоутворення, при тривалому вирощуванні монокультури на культурних землях поступово відбувається зниження родючості ґрунтів. Дане становище в екології називається законом спадної родючості .

Таким чином, для розважливого та раціонального ведення сільського господарства необхідно враховувати збіднення ґрунтових ресурсів та зберігати родючість ґрунтів за допомогою покращеної агротехніки, раціональної сівозміни та інших прийомів.

Зміна рослинного покриву в агроекосистемах відбувається не природним шляхом, а з волі людини, що не завжди добре відбивається на якості абіотичних факторів, що входять до неї. Особливо це стосується ґрунтової родючості.

Головна відмінність агроекосистеми від природних екосистем - отримання додаткової енергії для нормального функціонування.

Під додатковою розуміється будь-який тип енергії, яка приноситься в агроекосистеми. Це може бути м'язова сила людини чи тварин, різні видипального для роботи сільськогосподарських машин, добрива, пестициди, отрутохімікати, додаткове освітлення тощо. До поняття «додаткова енергія» входять також нові породи свійських тварин та сорти культурних рослин, які впроваджуються у структуру агроекосистем.

Слід зазначити, що агроекосистеми - вкрай нестійкі спільноти. Вони не здатні до самовідновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі від масового розмноження шкідників або хвороб.

Причина нестабільності у тому, що агроценози складаються одним (монокультури) чи рідше максимум 2–3 видами. Саме тому будь-яка хвороба, будь-який шкідник може знищити агроценоз. Проте людина свідомо йде на спрощення структури агроценозу, щоби отримати максимальний вихід продукції. Агроценози набагато більшою мірою, ніж природні ценози (ліс, луг, пасовища), схильні до ерозії, вилуговування, засолення і нашестя шкідників. Без участі людини агроценози зернових та овочевих культур існують не більше року, ягідних рослин – 3–4, плодових культур – 20–30 років. Потім вони розпадаються чи відмирають.

Перевагою агроценозівперед природними екосистемами є виробництво необхідних людини продуктів харчування і великі можливості збільшення продуктивності. Однак вони реалізуються тільки при постійній турботі про родючість землі, забезпеченні рослин вологою, охороні культурних популяцій, сортів та порід рослин та тварин від несприятливих впливів природної флори та фауни.

Усі штучно створювані в сільськогосподарській практиці агроекосистеми полів, садів, пасовищних лук, городів, теплиць є системи, що спеціально підтримуються людиною.

Стосовно спільнот, що складаються в агроекосистемах, поступово змінюються акценти у зв'язку із загальним розвитком екологічних знань. На зміну уявленням про уривчастість, осколковість ценотичних зв'язків і граничну спрощеність агроценозів виникає розуміння їх складної системної організації, де людина істотно впливає лише на окремі ланки, а вся система продовжує розвиватися за природними законами.

З екологічних позицій вкрай небезпечно спрощувати природне оточення людини, перетворюючи весь ландшафт на агрогосподарський. Основна стратегія створення високопродуктивного та стійкого ландшафту повинна полягати у збереженні та множенні його різноманіття.

Поряд із підтримкою високопродуктивних полів слід особливо дбати про збереження заповідних територій, які не піддаються антропогенному впливу. Заповідники з багатим видовим розмаїттям є джерелом видів для спільнот, що відновлюються в сукцесійних рядах.

Порівняльна характеристика природних екосистем та агроекосистем

5.2.2.Індустріально-міські екосистеми

Зовсім інакша справа в екосистемах до яких відносяться індустріально-міські системи - тут енергія палива повністю замінює сонячну енергію. Порівняно з потоком енергії у природних екосистемах - тут її витрата на два-три порядки вища.

У зв'язку зі сказаним вище, слід зазначити, що штучні екосистеми не можуть існувати без природних систем, тоді як природні екосистеми можуть існувати без антропогенних.

Урбаністичні системи

Урбаністична система (урбосистема)- «Нестійка природно-антропогенна система, що складається з архітектурно-будівельних об'єктів та різко порушених природних екосистем» (Реймерс, 1990).

З розвитком міста у ньому дедалі більше диференціюються його функціональні зони - це промислова, селітебна, лісопаркова.

Промислові зони- це території зосередження промислових об'єктів різних галузей (металургійної, хімічної, машинобудівної, електронної та інших.). Вони є основними джерелами забруднення довкілля.

Селитебні зони- це території зосередження житлових будинків, адміністративних будівель, об'єктів культури, освіти тощо.

Лісопаркова -це зелена зона навколо міста, окультурена людиною, тобто пристосована для масового відпочинку, спорту, розваг. Можливі її ділянки і всередині міст, але зазвичай тут міські парки- дерев'яні насадження в місті, що займають досить великі території і теж служать городянам для відпочинку. На відміну від природних лісів і навіть лісопарків міські парки та подібні до них дрібніші посадки в місті (сквери, бульвари) не є самопідтримуючими і саморегульованими системами.

Лісопаркова зона, міські парки та інші ділянки території, відведені та спеціально пристосовані для відпочинку людей, називають рекреаційнимизонами (територіями, ділянками тощо).

Поглиблення урбанізації веде до ускладнення інфраструктури міста. Значне місце починає займати транспорті транспортні споруди(автомобільні дороги, автозаправні станції, гаражі, станції обслуговування, залізниці зі своєю складною інфраструктурою, у тому числі підземні – метрополітен; аеродроми з комплексом обслуговування та ін.). Транспортні системиперетинають всі функціональні зони міста та впливають на все міське середовище (урбосередовища).

Середовище, що оточує людинуу умовах, - це сукупність абіотичної і соціальних середовищ, що спільно і безпосередньо впливають на людей та їх господарство. Одночасно, за М. Ф. Реймерсом (1990), її можна ділити на власне природне середовищеі перетворене людиною природне середовище(Антропогенні ландшафти аж до штучного оточення людей - будівлі, асфальт доріг, штучне освітлення і т. д., тобто до штучного середовища).

В цілому ж середовище міське та населених пунктів міського типу - це частина техносфери,т. е. біосфери, докорінно перетвореної людиною на технічні та техногенні об'єкти.

Крім наземної частини ландшафту в орбіту господарську діяльність людини потрапляє та її літогенна основа, т. е. поверхнева частина літосфери, яку називають геологічною середовищем (Е. М. Сергєєв, 1979).

Геологічне середовище- це гірські породи, підземні води, на які впливає господарська діяльність людини (рис. 10.2).

На міських територіях, в урбоекосистемах, можна виділити групу систем, що відображає всю складність взаємодії будівель та споруд з навколишнім середовищем, які називають природно-технічними системами(Трофімов, Єпишин, 1985) (рис. 10.2). Вони тісно пов'язані з антропогенними ландшафтами, зі своїми геологічним будовою і рельєфом.

Таким чином, урбосистеми - це осередок населення, житлових та промислових будівель та споруд. Існування урбосистем залежить від енергії горючих копалин та атомноенергетичної сировини, що штучно регулюється і підтримується людиною.

Середовище урбосистем, як її географічна, так і геологічна частини, найбільш сильно змінено і по суті стало штучної,тут виникають проблеми утилізації та реутилізації природних ресурсів, що залучаються в обіг, забруднення та очищення навколишнього середовища, тут відбувається все більша ізоляція господарсько-виробничих циклів від природного обміну речовин (біогеохімічних оборотів) і потоку енергії в природних екосистемах. І, нарешті, саме тут найбільша щільність населення та штучне середовище, які загрожують не лише здоров'ю людини,але й виживання всього людства. Здоров'я людини – індикатор якості цього середовища.

На відміну від природної екосистеми, Штучна екосистема характеризується. Відповідь запишіть цифрами без пробілів.

1) великою різноманітністю видів

2) різноманітними ланцюгами живлення

3) незамкненим кругообігом речовин

4) переважанням одного – двох видів

5) впливом антропогенного фактора

6) замкнутим кругообігом речовин

Пояснення.

Відмінність агроценозів від природних біогеоценозів. Між природними та штучними біогеоценозами поряд із подібністю існують і великі відмінності, які важливо враховувати у сільськогосподарській практиці.

Перша відмінність полягає у різному напрямку відбору. У природних екосистемах існує природний відбір, що відкидає неконкурентоспроможні види та форми організмів та їх угруповань в екосистемі і тим самим забезпечує її основну властивість - стійкість. В агроценозах діє переважно штучний відбір, спрямований людиною насамперед максимальне підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Тому екологічна стійкість агроценозів невелика. Вони не здатні до саморегуляції та самовідновлення, схильні до загрози загибелі при масовому розмноженні шкідників або збудників хвороб. Тому без участі людини, її невпинної уваги та активного втручання в їхнє життя агроценози зернових та овочевих культур існують не більше року, багаторічних трав – 3-4 роки, плодових культур – 20-30 років. Потім вони розпадаються чи відмирають.

Друга відмінність - у джерелі енергії, що використовується. Для природного біогеоценозу єдиним джерелом енергії є Сонце. У той же час агроценози, окрім сонячної енергії, отримують додаткову енергію, яку витратила людина на виробництво добрив, хімічних засобів проти бур'янів, шкідників та хвороб, на зрошення чи осушення земель тощо. .

Третя відмінність зводиться до того, що в агроекосистемах різко знижено видове розмаїття живих організмів. На полях зазвичай культивують один або кілька видів (сортів) рослин, що призводить до значного збіднення видового складу тварин, грибів, бактерій. Крім того, біологічна одноманітність сортів культурних рослин, що займають великі площі (іноді десятки тисяч гектарів), часто є основною причиною їх масового знищення спеціалізованими комахами (наприклад, колорадським жуком) або ураження збудниками хвороб (борошняно-торосяними, іржовими, сажевими грибами, ін).

Четверта відмінність полягає у різному балансі поживних елементів. У природному біогеоценозі первинна продукція рослин (урожай) споживається у численних ланцюгах (мережах) живлення і знову повертається в систему біологічного круговороту у вигляді вуглекислого газу, води та елементів мінерального живлення.

В агроценозі такий кругообіг елементів різко порушується, оскільки значну їх частину людина вилучає з урожаєм. Тому для відшкодування їх втрат і, отже, підвищення врожайності культурних рослин необхідно постійно вносити у ґрунт добрива.

Таким чином, порівняно з природними біогеоценозами агроценози мають обмежений видовий склад рослин та тварин, не здатні до самооновлення та саморегулювання, схильні до загрози загибелі внаслідок масового розмноження шкідників або збудників хвороб та вимагають невпинної діяльності людини з їхньої підтримки.

Під цифрами 3, 4, 5 – характеризує агроценоз; 1, 2, 6 – природний біогеоценоз.

Відповідь: 345.