Un petec de cartofi și o grădină de pomi fructiferi? Toate acestea sunt agrocenoze. În articolul nostru ne vom familiariza cu principalele caracteristici ale acestui concept.

Comunități de organisme

În condiții naturale tipuri diferite ființele vii nu trăiesc separat. Ca urmare, se formează diferite comunități. Una dintre ele este biocenoza. Structura sa include populații de diferite specii care trăiesc într-o zonă cu condiții omogene. Baza unei astfel de comunități este fitocenoza.

Dar organismele vii sunt conectate nu numai între ele. au și o anumită influență asupra lor. Prin urmare, ecologistii numesc o altă structură - biogeocenoză. Acesta este un teritoriu cu aproximativ aceleași condiții, în care populațiile de specii diferite sunt unite între ele și cu mediul fizic prin circulația substanțelor și energiei.

O agrocenoză este, de asemenea, o comunitate de organisme, dar este semnificativ diferită de toate celelalte. Care este diferența? Să ne dăm seama.

Biogeocenoza si agrocenoza

O agrocenoză este o comunitate de organisme create de oameni. Poate include plante, animale, ciuperci și microorganisme. Scopul creării sale este obținerea de produse agricole. Dar cel mai adesea o agrocenoză artificială se numește câmp, grădină de legume, grădină sau pat de grădină.

Biogeocenoza este o structură naturală, care se dezvoltă singur.

Caracteristicile agrocenozei includ și absența aproape completă a autoreglării. Toate procesele din această comunitate sunt controlate de oameni. Când activitatea sa încetează, agrocenoza încetează să mai existe.

Biogeocenoza folosește doar energia solară pentru dezvoltarea sa. Există rezerve suplimentare în agrocenoză. Aceasta este energia cu care oamenii o contribuie atunci când iriga, arată pământul, utilizează îngrășăminte, furaje speciale și substanțe chimice pentru a controla buruienile și rozătoarele.

Semne de agrocenoză

Agrocenozele se caracterizează printr-o diversitate scăzută a speciilor. Întrucât aceste comunități sunt create în scopul obținerii anumitor produse agricole, ele includ unul sau doi reprezentanți ai lumii ecologice. Ca urmare, numărul altor specii care locuiesc în zonă scade.

Agrocenoza este o structură slab stabilă. Dezvoltarea sa are loc numai sub influența omului în condiții recreate artificial. Prin urmare, capacitatea de a rezista la fluctuațiile de intensitate a factorilor mediu inconjurator fără modificări drastice în structura și funcțiile agrocenozei este aproape imposibil.

Legături trofice

Orice comunitate naturală se caracterizează prin prezența lanțurilor trofice. Agrocenoza nu face excepție. Rețelele sale trofice sunt foarte slab ramificate. Acest lucru se datorează diversității de specii epuizate.

În biogeocenoză există o circulație continuă a substanțelor și energiei. De exemplu, produsele vegetale sunt consumate de alte organisme, după care sunt returnate sistemului natural într-o formă modificată. Aceasta ar putea fi apă, dioxid de carbon sau elemente minerale.

Acest lucru nu se întâmplă în lanțurile de agrocenoză. După ce a primit o recoltă, o persoană o retrage pur și simplu din circulație. În acest caz, conexiunile trofice sunt rupte. Pentru a compensa astfel de pierderi, este necesar să se aplice sistematic îngrășăminte.

Conditii de dezvoltare

Pentru a crește randamentul și productivitatea agrocenozelor, oamenii folosesc selecția artificială. În timpul acestui proces, o persoană selectează indivizi cu cele mai utile calități, capabile să producă descendenți viabili și fertili. Acest tip de selecție acționează mai rapid și mai eficient decât selecția naturală.

Pe de altă parte, acest lucru duce la o incapacitate de autoreglare și auto-reînnoire. Dacă o persoană își încetează activitățile, agrocenoza este distrusă. Acest lucru nu se va întâmpla imediat. Astfel, plantele erbacee perene cultivate vor rezista aproximativ 4 ani, iar copacii - câteva zeci.

Pentru a menține dezvoltarea agrocenozelor, oamenii trebuie să prevină constant procesele de succesiune. Acest termen înseamnă distrugerea sau înlocuirea unor comunități naturale cu altele. De exemplu, dacă buruienile nu sunt îndepărtate, acestea vor deveni inițial specia dominantă. În timp, ei vor înlocui complet cultura. Cert este că buruienile au o serie de adaptări care le ajută să supraviețuiască cu succes în condiții nefavorabile. Aceasta este prezența subteranului - rizomi, bulbi, un numar mare de semințe, o varietate de metode de înmulțire și înmulțire vegetativă.

Importanța agrocenozelor

Datorită agrocenozelor, oamenii primesc produse agricole, pe care le folosesc ca hrană și bază pentru industria alimentară. Avantajul comunităților artificiale este controlabilitatea lor și capacitatea nelimitată de a crește productivitatea. Dar și activitatea umană duce la consecințe negative. Aratul terenului, defrișarea și alte manifestări ale managementului irațional al mediului conduc la un dezechilibru. Prin urmare, la crearea agrocenozelor, este necesar să se țină cont de legăturile dintre speciile sălbatice și cele cultivate.

Deci, agrocenoza este o biogeocenoză artificială. Omul o creează pentru a obține diverse tipuri de produse. Pentru a face acest lucru, el selectează soiuri productive de plante, rase de animale, tipuri de ciuperci sau tulpini de microorganisme. Principalele caracteristici ale agrocenozei includ: slab ramificat, lipsa circulației substanțelor și energiei, diversitatea nesemnificativă a speciilor și controlul uman constant.

Prelegerea nr. 5. Ecosisteme artificiale

5.1 Ecosisteme naturale și artificiale

În biosferă, pe lângă biogeocenozele naturale și ecosistemele, există comunități create artificial de activitatea economică umană – ecosisteme antropice.

Ecosistemele naturale se disting printr-o diversitate semnificativă de specii, există de mult timp, sunt capabile de autoreglare și au o mare stabilitate și rezistență. Biomasa și nutrienții creați în ele rămân și sunt utilizați în cadrul biocenozelor, îmbogățindu-le resursele.

Ecosisteme artificiale - agrocenozele (lanuri de grâu, cartofi, grădini de legume, ferme cu pășuni adiacente, iazuri cu pești etc.) alcătuiesc o mică parte din suprafața terenului, dar asigură aproximativ 90% din energia alimentară.

Dezvoltare Agricultură Din cele mai vechi timpuri, a fost însoțită de distrugerea completă a acoperirii vegetale pe suprafețe mari pentru a face loc unui număr mic de specii selectate de oameni care sunt cele mai potrivite pentru alimentație.

Cu toate acestea, inițial activitatea umană în societatea agricolă se încadra în ciclul biochimic și nu a schimbat fluxul de energie în biosferă. În producția agricolă modernă, utilizarea energiei sintetizate în timpul cultivării mecanice a pământului, utilizarea îngrășămintelor și pesticidelor a crescut brusc. Acest lucru perturbă echilibrul energetic general al biosferei, ceea ce poate duce la consecințe imprevizibile.

Compararea ecosistemelor antropice naturale și simplificate

(după Miller, 1993)

Ecosistem natural (mlaștină, pajiște, pădure)	Ecosistem antropogen (câmp, fabrică, casă)
Primește, transformă, acumulează energie solară	Consumă energie din combustibili fosili și nucleari
Produce oxigen și consumă dioxid de carbon	Consumă oxigen și produce dioxid de carbon atunci când fosilele sunt arse
Formează sol fertil	Epuizează sau reprezintă o amenințare pentru solurile fertile
Acumulează, purifică și consumă treptat apa	Consumă multă apă și o poluează
Creează habitate pentru o varietate de specii sălbatice	Distruge habitatele multor specii de animale sălbatice
Filtre gratuite și dezinfectează poluanții si deseuri	Produce poluanți și deșeuri care trebuie decontaminate pe cheltuiala publicului
Are capacitatea autoconservare și autovindecare	Necesită costuri mari pentru întreținere și restaurare constantă

5.2 Ecosisteme artificiale

5.2.1 Agroecosisteme

Agroecosistem(din grecescul agros - câmp) - o comunitate biotică creată și întreținută în mod regulat de oameni pentru a obține produse agricole. De obicei include un set de organisme care trăiesc pe terenuri agricole.

Agroecosistemele includ câmpuri, livezi, grădini de legume, podgorii, mari complexe zootehnice cu pășuni artificiale adiacente.

O trăsătură caracteristică agroecosistemelor este fiabilitatea ecologică scăzută, dar productivitatea ridicată a unei (mai multe) specii sau soiuri de plante sau animale cultivate. Principala lor diferență față de ecosistemele naturale este structura lor simplificată și compoziția epuizată a speciilor.

Agroecosistemele sunt diferite de ecosistemele naturale o serie de caracteristici:

1. Diversitatea organismelor vii din ele este redusă brusc pentru a obține cea mai mare producție posibilă.

Într-un câmp de secară sau grâu, pe lângă monocultura de cereale, se găsesc doar câteva tipuri de buruieni. Într-o pajiște naturală, diversitatea biologică este mult mai mare, dar productivitatea biologică este de multe ori mai mică decât într-un câmp semănat.

Combaterea artificială a dăunătorilor - în mare parte conditie necesara menținerea agroecosistemelor. Prin urmare, în practica agricolă, sunt folosite mijloace puternice pentru a suprima numărul de specii nedorite: pesticide, erbicide etc. Consecințele asupra mediului ale acestor acțiuni conduc, totuși, la o serie de efecte nedorite, altele decât cele pentru care sunt utilizate.

2. Speciile de plante și animale agricole din agroecosisteme sunt obținute mai degrabă ca urmare a selecției artificiale decât naturale și nu pot rezista luptei pentru existență cu specii sălbatice fără sprijin uman.

Ca urmare, are loc o îngustare bruscă a bazei genetice a culturilor agricole, care sunt extrem de sensibile la proliferarea masivă a dăunătorilor și bolilor.

3. Agroecosistemele sunt mai deschise materia și energia sunt îndepărtate din ele cu culturi, produse zootehnice și, de asemenea, ca urmare a distrugerii solului.

În biocenozele naturale, producția primară a plantelor este consumată în numeroase lanțuri trofice și revine din nou la sistemul ciclului biologic sub formă dioxid de carbon, apă și elemente nutritive minerale.

Datorită recoltării constante și perturbării proceselor de formare a solului, cu cultivarea pe termen lung a monoculturii pe terenurile cultivate, are loc o scădere treptată a fertilității solului. Această situație în ecologie se numește legea randamentelor descrescatoare .

Astfel, pentru o agricultură prudentă și rațională, este necesar să se țină cont de epuizarea resurselor solului și să se mențină fertilitatea solului cu ajutorul tehnologiei agricole îmbunătățite, a rotației raționale a culturilor și a altor tehnici.

Schimbarea acoperirii vegetale în agroecosisteme nu se produce în mod natural, ci prin voința omului, ceea ce nu are întotdeauna un efect bun asupra calității factorilor abiotici incluși în acesta. Acest lucru este valabil mai ales pentru fertilitatea solului.

Diferența principală agroecosisteme din ecosisteme naturale - obținerea de energie suplimentară pentru funcționarea normală.

Energia suplimentară se referă la orice tip de energie introdus în agroecosisteme. Aceasta ar putea fi puterea musculară a oamenilor sau animalelor, diferite tipuri de combustibil pentru operarea mașinilor agricole, îngrășăminte, pesticide, pesticide, iluminare suplimentară etc. Conceptul de „energie suplimentară” include și noi rase de animale domestice și varietăți de plante cultivate introduse în structura agroecosistemelor.

Trebuie remarcat faptul că agroecosistemele sunt comunități extrem de fragile. Ele nu sunt capabile de auto-vindecare și autoreglare și sunt supuse amenințării cu moartea din cauza reproducerii în masă a dăunătorilor sau bolilor.

Motivul instabilității este că agrocenozele sunt compuse dintr-una (monocultură) sau, mai rar, maximum 2-3 specii. De aceea orice boală, orice dăunător poate distruge o agrocenoză. Cu toate acestea, oamenii simplifică în mod deliberat structura agrocenozei pentru a obține un randament maxim de producție. Agrocenozele, într-o măsură mult mai mare decât cenozele naturale (pădure, luncă, pășuni), sunt susceptibile la eroziune, leșiere, salinizare și invazia dăunătorilor. Fără participarea omului, agrocenozele culturilor de cereale și legume există pentru cel mult un an, plantele de fructe de pădure - 3-4, culturile de fructe - 20-30 de ani. Apoi se dezintegrează sau mor.

Avantajul agrocenozelor inainte de ecosistemelor naturale este producția de hrană necesară oamenilor și mari oportunități de creștere a productivității. Cu toate acestea, acestea sunt implementate doar cu grijă constantă pentru fertilitatea pământului, asigurând plantelor umiditate, protejând populațiile cultivate, soiurile și rasele de plante și animale de efectele adverse ale florei și faunei naturale.

Toate agroecosistemele de câmpuri, grădini, pajiști, grădini de legume și sere create artificial în practica agricolă sunt sisteme susținute în mod special de oameni.

În raport cu comunitățile care se dezvoltă în agroecosisteme, accentul se schimbă treptat în legătură cu dezvoltarea generală a cunoștințelor de mediu. În locul ideilor despre natura fragmentară a conexiunilor cenotice și simplificarea extremă a agrocenozelor, apare o înțelegere a organizării lor sistemice complexe, în care oamenii influențează semnificativ doar legăturile individuale, iar întregul sistem continuă să se dezvolte conform legilor naturale.

Din punct de vedere ecologic, este extrem de periculos să simplificăm mediul natural al omului, transformând întregul peisaj într-unul agricol. Strategia principală pentru crearea unui peisaj extrem de productiv și durabil ar trebui să fie păstrarea și sporirea diversității acestuia.

Alături de menținerea câmpurilor foarte productive, trebuie acordată o atenție deosebită păstrării ariilor protejate care nu sunt supuse impactului antropic. Rezervațiile cu diversitate bogată de specii sunt o sursă de specii pentru comunitățile care se recuperează succesiv.

Caracteristici comparative ale ecosistemelor naturale și agroecosistemelor

Ecosisteme naturale	Agroecosisteme
Unități primare naturale elementare ale biosferei, formate în timpul evoluției	Unități elementare artificiale secundare ale biosferei transformate de oameni
Sisteme complexe cu un număr semnificativ de specii de animale și plante în care domină populațiile mai multor specii. Ele se caracterizează printr-un echilibru dinamic stabil realizat prin autoreglare	Sisteme simplificate cu populații dominante ale unei specii de plante sau animale. Sunt stabili și se caracterizează prin variabilitatea structurii biomasei lor
Productivitatea este determinată de caracteristicile adaptative ale organismelor care participă la ciclul substanțelor	Productivitatea este determinată de nivelul activității economice și depinde de capacitățile economice și tehnice
Produsele primare sunt folosite de animale și participă la ciclul substanțelor. „Consumul” are loc aproape simultan cu „producția”	Recolta este recoltată pentru a satisface nevoile umane și a hrăni animalele. Materia vie se acumulează de ceva timp fără a fi consumată. Cea mai mare productivitate se dezvoltă doar pentru o perioadă scurtă de timp

5.2.2.Ecosisteme industrial-urbane

Situația este complet diferită în ecosistemele care includ sisteme industrial-urbane - aici energia combustibilului înlocuiește complet energia solară. În comparație cu fluxul de energie din ecosistemele naturale, consumul său aici este cu două până la trei ordine de mărime mai mare.

În legătură cu cele de mai sus, trebuie menționat că ecosistemele artificiale nu pot exista fără sisteme naturale, în timp ce ecosistemele naturale pot exista fără cele antropice.

Sisteme urbane

Sistem urban (urbosistem)- „un sistem natural-antropogen instabil format din obiecte de arhitectură și de construcții și ecosisteme naturale puternic perturbate” (Reimers, 1990).

Pe măsură ce orașul se dezvoltă, zonele sale funcționale devin din ce în ce mai diferențiate - acestea sunt industrial, rezidential, parc forestier.

Zone industriale- sunt zone în care sunt concentrate instalații industriale din diverse industrii (metalurgică, chimică, mecanică, electronică etc.). Ele sunt principalele surse de poluare a mediului.

Zone rezidentiale- sunt zone în care se concentrează clădirile de locuit, clădirile administrative, facilităţile culturale şi educaţionale etc.

Forest Park - Aceasta este o zonă verde din jurul orașului, cultivată de om, adică adaptată pentru recreere în masă, sport și divertisment. Secțiunile sale sunt posibile și în interiorul orașelor, dar de obicei aici parcuri orasenesti- plantații de copaci în oraș, ocupând suprafețe destul de mari și deservind, de asemenea, cetățenii pentru recreere. Spre deosebire de pădurile naturale și chiar de parcurile forestiere, parcurile urbane și plantațiile similare mai mici din oraș (pătrate, bulevarde) nu sunt sisteme auto-susținute și autoreglabile.

Zonele de parcuri forestiere, parcurile orașului și alte zone ale teritoriului alocate și special adaptate pentru recreerea oamenilor se numesc recreative zone (teritorii, secțiuni etc.).

Aprofundarea proceselor de urbanizare duce la complicarea infrastructurii orașului. Începând să ocupe un loc semnificativ transportȘi facilitati de transport(drumuri, benzinării, garaje, benzinării, căi ferate cu infrastructura lor complexă, inclusiv subterană - metrou; aerodromuri cu complex de servicii etc.). Sisteme de transport traversează toate zonele funcționale ale orașului și influențează întregul mediu urban (mediu urban).

Mediul care înconjoară o persoană in aceste conditii, este un ansamblu de medii abiotice si sociale care influenteaza in comun si direct oamenii si economia lor. Totodată, după N.F Reimers (1990), se poate împărţi în mediul naturalȘi mediu natural transformat de om(peisaje antropice până la mediul artificial al oamenilor - clădiri, drumuri asfaltate, iluminat artificial etc., i.e. mediu artificial).

În general, mediul urban și așezările de tip urban face parte tehnosfera, adică biosfera, transformată radical de om în obiecte tehnice și create de om.

În plus față de partea de sol a peisajului pe orbită activitate economică Oamenii sunt, de asemenea, afectați de baza sa litogenă, adică partea de suprafață a litosferei, care este de obicei numită mediu geologic (E.M. Sergeev, 1979).

Mediul geologic- acestea sunt roci, apele subterane, care sunt afectate de activitatea economică umană (Fig. 10.2).

În zonele urbane, în ecosistemele urbane, se poate distinge un grup de sisteme care reflectă complexitatea interacțiunii clădirilor și structurilor cu mediul înconjurător, care se numesc sisteme naturale-tehnice(Trofimov, Epishin, 1985) (Fig. 10.2). Sunt strâns legate de peisajele antropice, cu lor structura geologicăși ușurare.

Astfel, sistemele urbane sunt concentrarea populației, clădirilor și structurilor rezidențiale și industriale. Existența sistemelor urbane depinde de energia combustibililor fosili și a materiilor prime de energie nucleară și este reglementată și întreținută artificial de oameni.

Mediul sistemelor urbane, atât părțile sale geografice, cât și geologice, a fost cel mai puternic schimbat și, de fapt, a devenit artificial, aici apar probleme de utilizare și reutilizare a resurselor naturale implicate în circulația, poluarea și curățarea mediului, aici se constată o izolare tot mai mare a ciclurilor economice și de producție de metabolismul natural (cifra de afaceri biogeochimică) și fluxul de energie din ecosistemele naturale. Și, în sfârșit, aici densitatea populației și mediul construit sunt cele mai mari, ceea ce amenință nu numai sanatatea umana, dar şi pentru supravieţuirea întregii omeniri. Sănătatea umană este un indicator al calității acestui mediu.

Activitatea economică umană a dus la formarea în natură a ecosistemelor artificiale cu anumite proprietăți, care sunt numite agrocenoze (agrobiogeocenoze sau agroecosisteme).

Agrocenoza (greacă agros - câmp) este o comunitate de organisme care trăiesc pe terenuri agricole ocupate de culturi sau plantări de plante cultivate. În același timp, structura și funcția lor sunt create, menținute și controlate de o persoană în propriile sale interese. Exemple de astfel de ecosisteme sunt câmpurile, grădinile de legume, livezile, parcurile, pășunile artificiale, paturile de flori etc. Comunitățile de plante și animale create artificial de oameni în corpurile de apă marine și de apă dulce pot fi, de asemenea, clasificate ca agrocenoze.

Ecosistemele agricole ocupă aproximativ 1/3 din suprafața terenului, 10% fiind teren arabil, iar restul fiind terenuri furajere naturale. Pentru a gestiona agrocenoza, o persoană cheltuiește energia antropică pentru cultivarea solului, semănatul de soiuri de plante cu randament ridicat, recuperarea terenurilor, aplicarea de îngrășăminte și produse chimice de protecție a plantelor, încălzirea clădirilor de animale etc. Managementul poate fi intensiv (investiții energetice mari) sau extins (investiții energetice reduse). Cu toate acestea, chiar și cu o strategie de management intensivă, ponderea energiei antropice în bugetul energetic al ecosistemului nu este mai mare de 1%. Organismele care trăiesc în cadrul agrocenozei și care nu au legătură cu obiectele activității economice umane sunt expuse constant factorilor antropici și sunt nevoite să se adapteze la aceștia.

Între biogeocenozele naturale și cele artificiale, alături de asemănări, există și diferențe mari care sunt importante de luat în considerare în practica agricolă.

Diferențele dintre agrocenoze și biogeocenoze sunt (Tabelul 1):

1. Diversitate scăzută de specii a organismelor vii

Una sau mai multe specii (soiuri) de plante sunt de obicei cultivate pe câmp, ceea ce duce la o epuizare semnificativă a compoziției speciilor de animale, ciuperci și bacterii. În plus, uniformitatea biologică a soiurilor de plante cultivate ocupă suprafețe mari(uneori zeci de mii de hectare), este adesea principalul motiv pentru distrugerea lor în masă de către insecte specializate (de exemplu, gândacul cartofului de Colorado) sau deteriorarea de către agenți patogeni (făinare, rugina, ciuperci de ciuperci, ciuperci tardive etc.).

2. Scurtcircuite de putere

Într-o agrocenoză, ca și într-o biogeocenoză, există producători (plante de cultură și buruieni), consumatori (insecte, șobii, păsări, șoareci, vulpi etc.) și descompozitori (ciuperci și bacterii). În același timp, veriga obligatorie în lanțul trofic este persoana care cultivă câmpurile, grădinile și recolta. Dar, din cauza numărului mic de specii din agrocenoză care au numere mari(plante cultivate, buruieni, dăunători, agenți patogeni), lanțurile sale trofice sunt scurte și simple.

3. Ciclul incomplet al substanțelor

Într-o biogeocenoză naturală, producția primară de plante (recolta) este consumată în numeroase lanțuri trofice (rețele) și revine din nou la sistemul ciclului biologic sub formă de dioxid de carbon, apă și elemente nutritive minerale. Într-o agrocenoză, un astfel de ciclu de elemente este brusc perturbat, deoarece o parte semnificativă a acestora este îndepărtată ireversibil de oameni odată cu recolta. Prin urmare, pentru a compensa pierderile lor și, în consecință, a crește productivitatea plantelor cultivate, este necesar să se adauge constant îngrășăminte în sol.

4. Sursa de energie utilizată (energie antropică)

Pentru biogeocenoza naturală, singura sursă de energie este Soarele. În același timp, agrocenozele, pe lângă energia solară, primesc energie suplimentară antropică, pe care omul a cheltuit-o pentru producerea de îngrășăminte, substanțe chimice împotriva buruienilor, dăunătorilor și bolilor, pentru irigarea sau drenarea pământului etc. Fără astfel de cheltuieli suplimentare de energie, existenţa pe termen lung a agrocenozelor este practic imposibilă.

5. Selecția artificială

În ecosistemele naturale, există selecție naturală care respinge speciile și formele de organisme necompetitive și comunitățile acestora din ecosistem și, prin urmare, îi asigură principala proprietate - stabilitatea.

Dirijată de om, în primul rând pentru a maximiza productivitatea culturilor agricole.

6. Instabilitate

Cu cât este mai mic numărul de specii care compun o agrocenoză, cu atât acest ecosistem este mai puțin stabil. Cea mai puțin stabilă monocultură (grâu, orez, bumbac etc.) necesită aplicarea de îngrășăminte și pesticide pentru existența ei. Dintre agrocenoze, cele mai stabile sunt ecosistemele cu mai multe specii, de exemplu, o pajiște. Instabilitatea agrocenozei se datorează și faptului că mecanismele de protecție ale producătorilor - plantele cultivate - sunt mai slabe decât cele ale speciilor sălbatice, ale căror adaptări au fost îmbunătățite în cursul selecției naturale de-a lungul a milioane de ani.

tabelul 1

Caracteristici comparative ale ecosistemelor naturale și agrocenozelor

Caracteristici	Ecosistem natural	Agrocenoza
1. Diversitatea speciilor	Multe tipuri	Diversitate scăzută a speciilor, specia dominantă este determinată de oameni
2. Lanțurile trofice	Lanțuri trofice ramificate	Scurtcircuite de putere
3. Ciclul substanțelor		Incomplete, unele elemente sunt preluate de o persoană
4. Necesitatea ca substanțele să intre în ecosistem din exterior	Absent
5. Productivitate	Depinde de condițiile naturale	Mare, mulțumesc omului
6. Acţiunea de selecţie	Selecția naturală, indivizii mai rezistenți rămân	Selecția artificială, indivizii valoroși pentru oameni rămân
7. Autoreglare
8. Sustenabilitate

7. Lipsa autoreglării complete

Sistemele agricole nu sunt capabile de autoreglare și auto-reînnoire și sunt supuse amenințării cu moartea din cauza reproducerii în masă a dăunătorilor sau agenților patogeni. Agrocenoza este reglementată de oameni, iar dacă nu este menținută, se va prăbuși rapid și va dispărea. Plantele cultivate nu vor rezista concurenței cu speciile sălbatice și vor fi excluse. În locul agrocenozei, va apărea o stepă într-un climat arid și o pădure într-un climat mai rece și mai umed.

Astfel, în comparație cu biogeocenozele naturale, agrocenozele au o compoziție limitată de specii de plante și animale, nu sunt capabile de auto-reînnoire și autoreglare, sunt supuse amenințării cu moartea ca urmare a reproducerii în masă a dăunătorilor sau agenților patogeni, și necesită activitate umană neobosită pentru a le menține. Avantajele lor incontestabile față de ecosistemele naturale constă în potențialul nelimitat de creștere a productivității. Cu toate acestea, implementarea lor este posibilă numai cu îngrijirea constantă a solului, bazată științific, asigurarea plantelor cu umiditate și nutrienți minerali și protecția plantelor de factorii abiotici și biotici nefavorabili.

• Asemănarea ecosistemelor naturale și agrocenozelor;
• Diferențele dintre ecosistemele naturale și agrocenoze.

1. Prezența a trei grupe funcționale

(producători, consumatori, descompunetori)

Câmp de grâu

producători

consumatori

descompunetori

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

2. Disponibilitatea rețelelor trofice

călăreț

plantelor

bufniţă

omizi

prepeliţă

alarcă

vulpe

mouse

Rețeaua trofică a agrocenozei

plantelor

omizi

mouse

călăreț

prepeliţă

alarcă

vulpe

bufniţă

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

3. Structură pe etaje

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

factori abiotici

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

4. Influența factorilor de mediu

factori biotici

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

4. Influența factorilor de mediu

factori antropici

Asemănări ale agrocenozei cu un ecosistem natural:

5. Mănâncă des specie – dominantă

Specia – dominantă– o specie care predomină într-un ecosistem ca număr și influență

Diferențele

caracteristici

Ecosistem natural

1. Diversitatea speciilor

Agrocenoza

Multe specii formează rețele trofice foarte ramificate

Sunt mai puține specii, specia dominantă este determinată de om

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

2. Durabilitate

Agrocenoza

Instabil, fără o persoană moare

Grajd

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

3. Acțiunea de selecție

Agrocenoza

Valabil selecție naturală , rămân indivizi mai adaptați

Selecția naturală este slăbită și în vigoare selecție artificială , rămân indivizi valoroși

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

4. Sursa de energie

Agrocenoza

Energia solară și energia umană (udare, plivire, fertilizare etc.)

Energia soarelui

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

5. Ciclul elementelor

Agrocenoza

Unele dintre elemente sunt preluate de persoana cu recolta, ciclul este incomplet

Ciclu complet

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

6. Auto-reglare

Agrocenoza

Omul reglează

Capabil de autoreglare

Diferențele agrocenoza si ecosistemul natural:

caracteristici

Ecosistem natural

7. Productivitate (crearea materie organicăîn timpul fotosintezei pe unitatea de timp)

Agrocenoza

Multumesc mare omului

Depinde de condițiile naturale

Umple tabelul.

Comunitate naturală

Selecție naturală

Agrocenoza

Selecția artificială

Evaluați forțele motrice care modelează ecosistemele naturale și artificiale:

• Nu afectează ecosistemul;
• Afectează ecosistemul;
• Efectul asupra ecosistemului este minim;
• Acțiunea are ca scop atingerea productivității maxime.

Compoziția de specii a comunității

Comunitate naturală

Compoziția speciei

Agrocenoza

Mai puțin/mai mult pentru fiecare poziție.

Distribuția caracteristicilor:

Caracteristică generală

caracteristici numai pentru numai pentru

agrocenoza naturala

ecosistemelor

Caracteristici:

1. Substante anorganice, absorbite de producători din sol, sunt îndepărtate din ecosistem.

2. Prezența descomponenților în ecosistem.

3. Ecosistemul se prăbușește rapid fără intervenția umană.

4. Prezența producătorilor în lanțurile alimentare.

5. Principala sursă de energie este soarele.

6. Substanțele anorganice absorbite de producători din sol sunt returnate ecosistemului.

Caracteristici:

7. Ecosistemul este stabil în timp fără intervenția umană.

8. O parte din energie sau substanțe chimice poate fi introdus artificial de oameni.

9. Oamenii au o influență redusă asupra circulației substanțelor.

10. Caracterizat printr-o varietate de nișe ecologice.

11. Prezența consumatorilor în lanțurile alimentare.

12. Oamenii sunt un element esențial al lanțurilor trofice.

Ecosistemele naturale și agrocenozele create de om au Caracteristici generale: _____________________.

Diferențele se datorează _________________

____________________________________.

Scopul lecției:

• Formarea la elevi a unui sistem de cunoștințe despre structura și funcționarea biocenozelor create de om, despre principalele trăsături care caracterizează o agrocenoză.
• Învață-i pe școlari să compare biogeocenoza naturală și agrocenoza; să explice motivele asemănărilor și diferențelor identificate și să fie capabil să prezică schimbări în acestea.
• Convinge liceenii ca intre agrocenoza si biogeocenoza naturala poate fi atins combinație armonioasă că comunitățile naturale nu trebuie înlocuite complet cu terenuri agricole.
• Învață să aplici cunoștințele dobândite în viață.
• Asigură asimilarea materialului folosind resurse educaționale „Mijloace electronice de publicație educațională „Ecologie” SRL „Drofa” CJSC „1C”.

1. Moment organizatoric

Muzica este activată cu înregistrări de zgomot din pădure și cântece de păsări.

Adresă către școlari: „Astăzi avem oaspeți la lecția noastră, uitați-vă la ei și zâmbiți, pentru că vă bucurați să-i vedeți astăzi aici.”

2. Test de cunoștințe.

(Băieții termină sarcina dată pe foi de muzică)

1. În lista dată, găsiți și subliniați numele producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor în culori diferite.

Feriga, furnica, ciuperca porcini, bacterie chemosintetizatoare, libelula, râme, bacterie putrefactiva, cianobacterie, leu, agaric musca, cactus, om.

2. Indicați (indicați prin cifre) în ce ordine pot intra în lanțul trofic următoarele organisme: oameni, alge unicelulare, dafnie, biban, gudgeon.

3. Dintre afirmațiile date, evidențiați-le pe cele corecte:

A. Sursa de energie pentru descompozitori este oxidarea substantelor anorganice.

B. Numărul de consumatori este de obicei mai mic decât numărul de producători.

B. Cel mai productiv ecosistem este Oceanul Mondial.

D. Cele mai neproductive ecosisteme sunt deșerturile.

D. Ecosistemele foarte productive se auto-reproduc, în timp ce ecosistemele cu productivitate scăzută nu.

E. Ecosistemele cu diversitate redusă de specii sunt instabile.

G. Existența rețelelor trofice este o condiție pentru sustenabilitatea ecosistemului.

H. Mecanismul de autoreglare a ecosistemelor este deriva genetică.

I. Agrocenoza este unul dintre cele mai stabile ecosisteme, deoarece efectul selecției naturale este redus în el.

4. Completați tabelul folosind lista de mai jos

Ecosisteme artificiale	Ecosisteme naturale

Taiga, iaz, lac, pajiște alpină, câmp de grâu, parc, insulă de corali.

Cum se numește biocenoza naturală? (biogeocenoza).

Cum se numește biocenoza artificială? (agrocenoza).

Împreună cu elevii verificăm sarcina 4.

Următoarea diagramă este scrisă pe tablă:

Lucrul cu definiția „agrocenozei”

Din grecescul „agros” – câmp, „bios” – viață, „cenoză” – general.

Definiție: agrocenoza este o biocenoză creată de om.

Folosind mijloacele electronice ale publicației educaționale „Ecologie” SRL

„Bustard” JSC „1C” - fragment video „Agrocenoză și agroecosistem”

Să ne întoarcem la tabel și să comparăm biogeocenoza cu agrocenoza. Materialul este imprimat pe o coală separată.

Priviți tabelul și comparați care este particularitatea biogeocenozei artificiale?

Caracteristici comparative ale biogeocenozelor și agrocenozelor.

Categoria de comparație	biogeocenoza	agrocenoza
Direcția acțiunii de selecție	Selecția naturală funcționează, sacrificând indivizi neviabile și păstrând adaptările la condițiile de mediu, adică selecția formează un ecosistem stabil	Acţiunea selecţiei naturale este slăbită de om; selecţia predominant artificială se realizează în direcţia conservării organismelor cu productivitate maximă
Ciclul nutrienților esențiali	Toate elementele consumate de plante, animale și alte organisme sunt returnate în sol, adică ciclul este complet complet.	Unii dintre nutrienți sunt îndepărtați din ciclu odată cu masa de organisme crescute și recoltate, adică ciclul nu are loc
Diversitatea speciilor și durabilitatea	De regulă, ele se disting printr-o mare diversitate de specii de organisme care se află în relații complexe între ele, asigurând stabilitatea	Numărul de specii este adesea limitat la una sau două; interconexiunile organismelor nu pot asigura stabilitate.
Capacitate de autoreglare, auto-întreținere și rotație	Auto-reglementare, în continuă reînnoire, capabilă de înlocuirea direcționată a unei comunități cu alta (succesiune).	Reglat și controlat de om prin schimbare factori naturali(irigare), combaterea buruienilor și dăunătorilor, schimbarea soiurilor, creșterea productivității.
Productivitate (cantitatea de biomasă creată pe unitatea de suprafață)	Biomasa ecosistemelor terestre depășește de 3 ori productivitatea ecosistemelor Oceanului Mondial; Principala producție de biomasă este consumată de consumatori.	Ocupând 10% din suprafața terenului, produc anual 2,5 miliarde de tone de produse agricole; sunt semnificativ mai productive decât biogeocenozele

Comparați ecosistemul unei pajiști și al unui câmp. Completați tabelul:

Asemănări între agrocenoză și biogeocenoză naturală.

1. Sunt sisteme deschise(de exemplu, acestea absorb energia solară din exterior).
2. În cadrul fiecăruia dintre ei există factori de evoluție (selecție artificială sau naturală, luptă pentru existență, variabilitate ereditară)
3. Au o structură asemănătoare (constă din producători, consumatori, descompunetori).
4. În ambele biogeocenoze se aplică regula piramidei ecologice.
5. Comunitatea se bazează pe producători (organisme autotrofe) care folosesc direct energia Soarelui pentru sinteza substanțelor organice.
6. În biogeocenoze de orice tip, există lanțuri trofice.

Acesta este interesant:

În primele etape ale dezvoltării agriculturii agrocenoze erau mai stabile decât cele moderne. Terenurile arabile ocupau suprafețe relativ mici, înconjurate de vegetație naturală. Lumea animalelor - regulatori și polenizatori - era bogată. Plantele cultivate nu erau soiuri pure și reprezentau un amestec de forme cu diferite calități ereditare. În anii secetoși, unele forme au supraviețuit, în anii umezi, altele. Buruienile de pe câmp au atras o varietate de insecte. A existat un sistem de conexiuni aproape de natural. Astfel de agrocenoze au produs randamente relativ scăzute, dar sigure, iar focarele de dăunători în ele au fost rare.

Odată cu dezvoltarea agriculturii comerciale intensive, productivitatea câmpului a crescut, dar stabilitatea și marjele de siguranță ale ecosistemelor au scăzut brusc. În urmă cu mai bine de 100 de ani, a fost formulată legea randamentelor descrescătoare, conform căreia producția agricolă duce cu siguranță la epuizarea și degradarea solului.

Cu dezvoltarea ecologie A devenit clar că doar planificarea producției agricole bazată pe principiile ecosistemelor ar putea suspenda funcționarea acestei legi.

Avantajul metodelor biologice de combatere a dăunătorilor este acțiunea lor selectivă numai asupra anumitor, nedorite, în agrocenoză. feluri.

Orez. 1.
Călării și mâncătorii de ouă sunt asistenți umani în lupta împotriva dăunătorilor agricoli:
în stânga sus și jos - femele care mănâncă ouă pe ouăle insectei gazdă
dreapta sus - călărețul afidelor
dreapta jos - afidele moarte după dezvoltarea paraziților în ele

Insecte care mănâncă frunzeîn cantităţi mici sunt utile plantelor cultivate. Activitatea lor luminează coronamentul frunzelor și îmbunătățește regimul de lumină pt fotosinteză. Cu un procent scăzut de daune, plantele cresc rapid frunzișul consumat fără pierderea randamentului general. Speciile de insecte care consumă plante de cultură sunt considerate dăunători atunci când depășesc un anumit nivel de abundență și activitatea lor începe să reducă randamentul. Acest nivel se numește „ pragul de nocivitate „Dacă o specie nu atinge pragul nocivității, nu este considerată dăunător și nu este combatetă.

Plantele cultivate variază foarte mult în ceea ce privește rezistența la buruieni. Cantitatea de buruieni care dăunează unei specii aproape că nu este dăunătoare pentru alta. Dacă luăm randamentul la semănat pur ca unul, atunci în zonele puternic plivite va lăsa 0,75 pentru grâu, 0,65 pentru cartofi, 0,56 pentru porumb, 0,42 pentru sfeclă de zahăr și 0,23 pentru bumbac. Astfel, grâul este cea mai rezistentă cultură la colmatare. Când 10-15% din sol este acoperit cu buruieni, costurile plivirii chimice în câmpurile de grâu nu sunt de obicei recuperate prin creșterea randamentului și se poate evita utilizarea pesticidelor.

Rezolva problema.

Cercetătorii au descoperit că pe fiecare metru patratÎn câmpurile mici de varză sunt în medie până la 69 de omizi albe de varză, iar într-un metru pătrat de câmpuri mari nu s-a găsit mai mult de o omidă. În același timp, dăunătorii atât în ​​câmpurile mari, cât și în câmpurile mici sunt mai concentrați în fâșia marginală a agrocenozelor de 30-40 de metri lățime. Rezultate similare s-au obținut luând în considerare densitatea populației altor dăunători ai culturilor: complexul de gândac de purici crucifere, gândacul de in, mâncătorul de semințe de trifoi și alte insecte fitofage. De ce numărul insectelor dăunătoare din culturile agricole este semnificativ mai mare la marginile agrocenozelor și câmpurilor mici? Ce măsuri pot fi recomandate pentru reducerea gradului de deteriorare a culturilor de către insectele fitofage, ținând cont de caracteristicile distribuției acestora.

Fixarea materialului:

1. Notează lanțurile trofice în agrocenoze. De ce sunt mici lanțurile trofice din agrocenoză? Ce condiții trebuie respectate la crearea agrocenozelor?

De ce nu pot predomina agrocenozele pe planetă? La ce ar putea duce asta?

Selectați dintre următoarele prevederi ce se aplică agrocenozei și ce se aplică biogeocenozei:

• constau dintr-un număr mare de specii;
• capabil de autoreglare;
• incapabil de autoreglare;
• constau dintr-un număr mic de specii;
• toți nutrienții absorbiți de plante sunt returnați în sol în timp;
• o parte semnificativă a nutrienților este îndepărtată din sol pentru a compensa pierderile, este necesar să se aplice în mod constant îngrășăminte;
• singura sursă de energie este lumina soarelui;
• de bază forta motrice evoluția este selecție artificială;
• principala forță motrice a evoluției este selecția naturală;
• prosperitatea, conservarea și productivitatea ridicată sunt legate de activitatea umană.

2. Gândiți-vă de ce se folosește rotația culturilor în agrocenoză?

Teme pentru acasă:

Manual de biologie generală pentru clasele 10-11, editat de D.K. Belyaeva p.261-262.

1. Construieste o macheta a unui ecosistem de acvariu artificial, tinand cont de toate conditiile necesare.

2. Întocmește-ți propria schemă de rotație a culturilor pe 5 câmpuri, ținând cont de cerințele necesare.