Искусственные сообщества.

Агроценозы.

На протяжении многих тысячелетий человек жил в естественной среде обитания, не оказывая серьёзного воздействия на процессы, происходящие в биосфере.

С развитием цивилизации отношения человека и природы существенно изменялись. Человек всё шире использовал природные ресурсы, разрушал сложившиеся экосистемы и создавал искусственные, или антропогенные (т. е. созданные человеком) экосистемы.

Наиболее распространёнными антропогенными экосистемами являются агробиоценозы (агроценозы). Они занимают около 10 % всей поверхности суши, создаются для получения сельскохозяйственной продукции и регулярно поддерживаются человеком.

Агроценоз (греч. agros — «поле») — это сообщество организмов, обитающих на землях сельскохозяйственного пользования, занятых посевами или посадками культурных растений.

Зерновые культуры

пшеница

рожь

овёс

гречиха

ячмень

просо

Примеры: поля, огороды, сады, парки, искусственные пастбища, цветники и т. д.

Черты сходства между природным биогеоценозом и агроценозом.

1. Являются открытыми системами.

2. Внутри каждого из них действуют факторы эволюции.

3. Имеют сходную структуру (состоят из продуцентов, консументов и редуцентов).

4.В основе сообщества лежат продуценты (автотрофные организмы), непосредственно использующие энергию Солнца для синтеза органических веществ.

5. В биогеоценозах любого типа существуют цепи питания.

Сравнение естественных и искусственных экосистем.

Между агробиоценозом и естественной экосистемой имеются существенные различия.

Важным свойством природного сообщества является его устойчивость.

Экологическая устойчивость агробиоценозов невелика.

Пример:

без участия человека агробиоценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3 года, плодовых культур — 20 лет.

В агробиоценозе складываются те же пищевые цепи, что и в естественной экосистеме:

• продуценты (культурные растения, сорняки),
• консументы (насекомые, птицы, грызуны, хищники) и
• редуценты (бактерии и грибы).

Человек является обязательным звеном этой пищевой цепи . Он создаёт условия для его высокой продуктивности, а затем использует урожай.

Агробиоценозы дают человечеству около 90 % пищевой энергии.

Однако при неправильном ведении сельскохозяйственного производства происходит потеря плодородия почвы, её засоление, опустынивание огромных территорий и загрязнение окружающей среды. Массовое сведение лесов под сельскохозяйственные угодья приводит к серьёзным негативным изменениям в биосфере .

Обитатели пшеничного поля.

Продуценты : пшеница, марь белая, бодяк полевой, донник желтый, вьюнок полевой, пырей ползучий

Консументы: полевки, другие грызуны, птицы, лисы, трясогузка, жужелица, клоп вредная черепашка, тля, божья коровка, наездник

Редуценты : дождевые черви, бактерии, грибы

Для естественного биоценоза единственным источником энергии является Солнце.

Агробиоценозы помимо солнечной энергии получают дополнительно энергию, затрачиваемую человеком на обработку почвы, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, внесение удобрений и т. д.

В естественной экосистеме первичная продукция растений   (урожай), пройдя через многочисленные цепи питания, вновь  возвращается в систему биологического круговорота .

В агробиоценозе такой круговорот нарушен, так как большая часть продукции изымается человеком при сборе урожая .

В результате постоянно приходится заботиться о поддержании плодородия почвы, внося удобрения.

Органические удобрения – продукты жизнедеятельности животных (навоз, помёт) или перепревшие части растений или животных (торф, перегной).

Минеральные удобрения человек получает искусственно.

Минеральные удобрения

Азотные

Фосфорные

Калийные

Рост стеблей и листьев

Созревание плодов

Рост корней и клубней

Существуют специальные нормы внесения весной минеральных удобрений:

• фосфорсодержащие – 250 г/м²
• калийсодержащие (либо древесная зола) – 200 г/м²
• азотные (селитра, карбамид, мочевина) – 300г/м².

Их вносят только в том случае, если почва не получала до этого органику.

Правила использования удобрений:

• удобрения вносят перед посадкой и в виде подкормок в период роста растений;
• органические, фосфорные и калийные удобрения вносят в почву осенью;
• азотные удобрения – весной;

• удобрения лучше вносить до дождя или полива растений

Агроценоз характеризуется бедным видовым составом   (монокультура — большое число растений одного вида). Следовательно, в нём создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом растений (вирусов, бактерий, нематод, клещей, насекомых и т. п.). Поэтому в сельском хозяйстве приходится бороться с вредителями и возбудителями болезней.

Основные способы борьбы:

• химические методы (использование ядохимикатов);
• биологические методы (использование естественных врагов — наездников против бабочек, божьих коровок против тли и т. п.);
• севооборот (каждый год на поле выращивается другая культура, чтобы вредители не накапливались в почве).

Ведется большая работа по созданию новых препаратов для борьбы с насекомыми-вредителями (инсектициды), с грибами-паразитами (фунгициды), с сорняками (гербициды).

Но использование пестицидов – химических средств защиты растений приводит к гибели не только тех видов, против которых применяется, но и их паразитов и хищников, численность которых гораздо меньше и уж они то исчезнут в первую очередь. Неизбежна новая, еще более высокая вспышка численности. Выход?

• Создание сортов растений, устойчивых к заболеваниям и вредителям;
• Ядохимикаты должны быть адресными и быстро разлагаться, не накапливаясь в почве и растениях;
• Использование биологических методов контроля численности вредителей, основанных на использовании их естественных врагов — хищников и паразитов .

Для борьбы с вредителями и болезнями используют методы:

• агротехнические — смену культур, механическую обработку почвы (типа рыхления и глубокой перекопки), правильное внесение удобрений, регулярные подкормки и поливы;
• физико-механические — ручной сбор малоподвижных насекомых, т.е. гусениц, жуков и их личинок, самодельные ловушки;
• биологические — высадку растений-нектароносов, таких как укроп, морковь, петрушка, кориандр, для привлечения полезных насекомых-энтомофагов, уничтожающих вредителей;
• экологические средства — настои и отвары из диких и культурных растений, обладающие способностью убивать возбудителей болезней и насекомых.

Наездники и яйцееды – помощники человека в борьбе с вредителями сельского хозяйства: - слева вверху и внизу – самки яйцеедов на яйцах насекомого-хозяина; -справа вверху – наездник на тле; -справа внизу – погибшие тли после развития в них наездников

Это интересно.

С колорадским жуком, многими вирусами, в том числе вирусом табачной мозаики, эффективно борются посредством опрыскивания растений настоем зеленого перца, иногда с чесноком или с табаком. Пудра из листьев папайи предохраняет кофейное дерево от ржавчины и других грибковых заболеваний. Немало растительных препаратов используются для сохранения урожая. Например, высушенные и измельченные листья картофеля, помещенные с клубнями в хранилища, уменьшают потери картофеля при хранении до 40 %.

Для нашей флоры известны многие десятки растений с инсектицидной активностью: лук, чеснок, живокость, ежовник, молочай, хрен, горчица, петрушка, багульник, белена, дурман и др.

Наряду с агробиоценозами экосистемы городов занимают всё большее место в развитии биосферы на нашей планете (сейчас более половины населения Земли живёт в городах и поселках городского типа, а в промышленно развитых странах эта цифра доходит до 70 %).

В городской экосистеме экологическое равновесие невозможно . В экосистемах городов нарушено соотношение продуцентов, консументов и редуцентов. Регулирование всех процессов, связанных с потоками вещества и энергии, в городе берёт на себя человек.

Очень важно, чтобы город был экосистемой, не вредящей здоровью людей.

Ещё в Средние века было замечено, что продолжительность жизни горожан меньше, чем у сельских жителей. Отсутствие зелени, узкие улочки, маленькие дворы-колодцы, куда практически не проникал солнечный свет, создавали неблагоприятные условия для жизни человека.

В город поступают энергия и ресурсы, необходимые для промышленности, транспорта и жизнедеятельности его жителей. Город производит огромное количество ядовитых газов, токсичных отходов, загрязняющих окружающую среду.

В больших городах особенно сильно проявляется повышение уровня заболеваемости. В определённой степени это объясняется одновременным воздействием на организм двух, трёх или более вредных факторов , каждый из которых обладает незначительным действием, но в совокупности приводит к серьёзным бедам людей.

Пример:

насыщение среды и производства скоростными и быстродействующими машинами повышает напряжение, требует дополнительных усилий от человека, что приводит к переутомлению. Хорошо известно, что переутомлённый человек больше страдает от последствий загрязнения воздуха, инфекций.

Загрязнённый воздух в городе, отравляя кровь окисью углерода, наносит некурящему человеку такой же вред, как и выкуривание курильщиком пачки сигарет в день.

Серьёзным отрицательным фактором в современных городах является так называемое шумовое загрязнение.

Городской ландшафт не должен быть однообразной каменной пустыней. В архитектуре города следует стремиться к гармоничному сочетанию аспектов социальных (здания, дороги, транспорт, коммуникации) и биологических (зелёные массивы, парки, скверы). В этом большую роль могут сыграть ландшафтные архитекторы.

Экологи считают, что в современном городе человек должен быть не оторван от природы, а как бы растворён в ней. Поэтому общая  площадь зелёных насаждений в городах должна занимать больше половины его территории.

Учитывая способность зелёных насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учёбы и отдыха людей.

Особое место вокруг промышленных предприятий и автострад должны занять защитные зелёные зоны. В них рекомендуется высаживать деревья и кустарники, устойчивые к загрязнению, например клён американский, тополь канадский, липу сердечную, можжевельник казацкий и виргинский, иву белую, крушину ломкую, дуб черешчатый, бузину красную.