Отличительные особенности функционирования природных экосистем и агроэкосистем. Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем

Помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — агроэкосистемы (агроценоз, агробиоценоз, сельскохозяйственная экосистема).

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

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами. Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав.

Агроэкосистемы отличаются от естественных экосистем рядом особенностей.

Разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность во много раз уступает засеянному полю.

Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора. В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

В естественных биоценозах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением процессов почвообразования, при длительном выращивании монокультуры на культурных землях постепенно происходит снижение плодородия почв. Данное положение в экологии называется законом убывающего плодородия. Таким образом, для расчетливого и рационального ведения сельского хозяйства необходимо учитывать обеднение почвенных ресурсов и сохранять плодородие почв с помощью улучшенной агротехники, рационального севооборота и других приемов.

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

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

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агроэкосистемах используется их свойство производить чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например химической и биологической борьбы.

Какие признаки экосистемы считаются устойчивыми? Прежде всего это сложная, полидоминантная структура, включающая максимально возможное при данных условиях число видов и популяций. Второй признак — максимальная биомасса. И последнее — относительное равновесие между приходом и расходом энергии. Несомненно, что в таких экосистемах наблюдается наименьший уровень продуктивности: биомасса большая, а продуктивность низкая. Это связано с тем, что основная часть поступающей в экосистему энергии идет на поддержание процессов жизнедеятельности.

Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.

Искусственные экосистемы (агроэкосистемы)

Своеобразный тип экосистем представляют агроэкосистемы. Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы) создаются человеком для получения высокочистой продукции автотрофов (урожая), отличающейся от природных рядом особенностей:

• В них резко снижено разнообразие организмов.
• Виды, культивируемые человеком, поддерживаются искусственным отбором в состоянии, далеком от первоначального, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.
• Агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии, кроме солнечной, благодаря деятельности людей, животных и механизмов, обеспечивающих необходимые условия роста культивируемых видов. Чистая первичная продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания.

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

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

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

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

Зеленая революция

Одной из форм проявления научно-технической революции в сельском хозяйстве является «зеленая революция». Зеленная революция представляет собой преобразование сельского хозяйства на основе современной агротехники и селекции, это период кардинальной смены подходов к выращиванию растений и животных. В результате первого периода этой революции урожайность зерновых культур возросла в 2-3 раза, и вдвое увеличился ассортимент продукции.

Основными тенденциями второго периода «зеленой революции» были: оказание минимального воздействия на окружающую природную среду, снижение вложений антропогенной энергии, использование биологических методов борьбы с вредителями растений. Однако активное вмешательство человека в природные экосистемы и создание агроэкосистем привело к ряду негативных последствий: деградации почв, снижению плодородия почв, загрязнению экосистем ядохимикатами.

Практические работы по экологии по профессии/специальноси "Повар, кондитер"; "Парикмахер".

Луганской Народной Республики

Практические работы

по дисциплине «Экология»

1. Введение
2. Инструкция по безопасности жизнедеятельности во время проведения практических работ по экологии.

Практическая работа №1

Практическая работа №2

Практическая работа №3

Практическая работа №4

Пояснительная записка

• Соблюдение правил по ТБ;
• Оформление работы.

Практическая работа № 1

Тема:

Цель:

Общие сведения

Большая часть людей живёт в городах, поэтому находящиеся в равновесии с природой города - это цель деятельности человечества. Одной из задач в достижении этой цели является разумная деятельность в плане проектирования и организации культурных ландшафтов.

Задание.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

5.Ответить на вопросы:

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 2

Цель:

Общие сведения

Квартира — не только укрытие от неблагоприятных условий окружающего мира, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилище влияют:

Наружный воздух;

Вещества, возникающие в процессе приго-товления пиши;

Продукты табакокурения;

Комнатные растения;

Концентрация загрязняющих веществ в квартирах в 2-5 раз выше, чем на улице города. Квартира как экосистема является гетеротрофной системой, похожей на город, но миниатюрный. Она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как главные ее обитатели - люди и животные, гетеротрофы.

Автотрофы в квартире - это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящиках на подоконнике или на лоджии, водные растения и микроорганизмы в аквариумах и т.п.). Растения в квартире улучшают эстетическую и гигиеническую картину: улучшают настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества - фитонциды, убивающие микробов. Живут в домах и лекарственные растения - алоэ, каланхоэ, лук и подобные им. Лучший очиститель воздуха в квартире - хлорофитум, а борец с микробами - герань.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Выполните задания

Задание 1.

1. характеристика почвы

Задание2.

а

в

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 3

Тема:

Цель работы : Закрепить знания о том, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, что такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи - трофическим уровнем.

Ход работы

Пример решения

Задача 1.

Решение:

30 000кг.- 10%

Х = 300 000кг

Ответ:

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка -> хорек -> филин.

2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел.

3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> насекомоядные птицы-> орел.

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

5. Сформулировать вывод

Практическая работа № 4

Цель работы:

Оборудование:

Общие сведения

Биогеоценоз (синоним - экосистема) - однородный участок земли, в котором:

1. Продуценты - Производители - зеленые растения, производящие живое вещество из неживого. Они аккумулируют солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создают органические вещества, побочно выделяя кислород.

Тип питания - автотрофный.

2. Консументы - Потребители - организмы, использующие органические вещества продуцентов. К ним относятся животные:

Травоядные животные - Потребители 1-го порядка едят растительную пищу

Плотоядные хищники - Потребители 2-го порядка - животную пищу.

Тип питания - гетеротрофный.

3.Редуценты - грибы и бактерии, черви превращающие органическое вещество в минеральное, разлагая остатки мертвых растений, животных микроорганизмов. Гумус (перегной) вновь используются продуцентами.

Тип питания - гетеротрофный.

Но есть деление по типу возникновения. Искусственная экосистема, созданная человеком - агроэкосистема.

2. Выполните задания

Задание 1.

Движущие силы	Природная экосистема	Агроэкосистема
Естественный отбор
Искусственный отбор

· Действует на экосистему

· Не действует на экосистему

Задание 2.

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

· Меньше · Больше

Задание 3.

1. Основной источник энергии - Солнце

Просмотр содержимого документа
«Практические работы по экологии по профессии/специальности "Повар, кондитер"; "Парикмахер"»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего специального образования

Луганской Народной Республики

«Алчевский торгово-кулинарный колледж»

Практические работы по дисциплине «Экология»

по профессии/ специальности (на базе рабочей профессии)

19.01.17 «Повар, кондитер»; 43.01.02 «Парикмахер»

«Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах местности»

Практическая работа №2

«Описание жилища человека как искусственной экосистемы»

Практическая работа №3

«Решение экологических задач на устойчивость и развитие»

Практическая работа №4

«Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистемы»

Пояснительная записка

Обучающийся допускается к выполнению практической работы при наличии тетрадей для практических работ, включающих общие правила по технике безопасности, название и номер практической работы, цель, оборудование, ход работы (инструкцию по выполнению) и практическую часть (таблицу).

Обучающийся должен знать правила техники безопасности при работе в кабинете экологии. Перед началом выполнения практической работы обучающийся должен изучить правила по технике безопасности при работе с оборудованием по данной практической работе и в журнале инструктажа по технике безопасности в определённой графе должен поставить свою подпись.

Обучающийся подробно изучает инструкцию по выполнению практической работы, затем приступает к её выполнению.

В конце занятия преподаватель оценивает практическую работу определённой суммой баллов (по пятибалльной системе) и ставит итоговую оценку, учитывая при этом следующие характеристики:

Проведение практической работы;

Соблюдение правил по ТБ;

Оформление работы.

Практическая работа № 1

Тема: Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах местности

Цель: Определить роль и место человека по отношению к экосистемам в биосфере.

Общие сведения

Под нишей в экологии понимают место вида в пространстве. Под статусом понимают отношение к факторам среды. В природном ландшафте, где ещё не отмечено влияние современной культуры, преобладают крупные деления - лесные массивы, степи или водные пространства. Освоение человеком территорий вызывает дробление ландшафта на части. Появляются новые факторы, влияющие на облик ландшафта: включение в него, во-первых, элементов, изменяющих поверхность земли, - сельскохозяйственных площадей, водоемов, автомобильных и железных дорог, отвалов пустой породы, заброшенных карьеров и прочих неудобных земель. Во-вторых, элементов, изменяющих объемно-пространственную структуру ландшафта, - населенных пунктов, промышленных сооружений, сети электропередач и прочих сооружений. Эти факторы сильно изменяют природный ландшафт. Часто, неразумное использование природных богатств, приводит к обезображиванию отдельных элементов ландшафта, а порой и к полному разрушению естественного облика целых районов.

Хозяйственная деятельность человека привела к появлению в природной среде планеты не свойственных ей ландшафтов; характеризуемых как антропогенные ландшафты. К ним относятся:

Городские ландшафты и их компоненты, включающие жилые и индустриальные районы. Особенностью таких ландшафтов является изменение и загрязнение в результате техногенной урбанизации компонентов природных ландшафтов и условий формирования поверхностного стока, общее сокращение площадей, занятых растительностью, наличие производственных сфер, оказывающих на окружающую среду вредное воздействие

Сельскохозяйственные ландшафты, отличающиеся от природных однообразием, вследствие возделывания монокультур, когда почвы обеднены элементами питания, естественные природные сообщества угнетены

Ландшафты, образованные в результате деятельности горнодобывающих предприятий, характеризуемые изменением вертикальной планировки местности и создания карьеров, отвалов, терриконов

Ландшафты, сформированные в ходе нефтедобычи, отличающиеся изменением состава почв и грунтовых вод, а также искажением путей миграции сухопутных животных

Большая часть людей живёт в городах, поэтому находящиеся в равновесии с природой города – это цель деятельности человечества. Одной из задач в достижении этой цели является разумная деятельность в плане проектирования и организации культурных ландшафтов.

Задание. Построить схему и описать модель естественного природного ландшафта местности с учетом антропогенных изменений.

Форма отчета к практической работе № 1

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4.Изобразить схему, сделать к ней описание

5.Ответить на вопросы:

Перечислите, чем отличается действие антропогенных факторов от природных на живые организмы, экосистемы, биосферу. Объясните причину этих отличий.

2.Назовите основные элементы среды, окружающей человека.

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 2

Тема: Описание жилища человека как искусственной экосистемы

Цель: Выяснить, является ли квартира экосистемой; что ее отличает от природной экосистемы; что входит в понятие «экологически чистое» жилище.

Общие сведения

Квартира - не только укрытие от неблагоприятных условий окружающего мира, но и мощный фактор, воздействующий на человека и в значительной степени определяющий состояние его здоровья. На качество среды в жилище влияют:

Наружный воздух;

Продукты неполного сгорания газа;

Вещества, возникающие в процессе приго­товления пиши;

Вещества, выделяемые мебелью, книгами, одеждой и т. п.;

Продукты табакокурения;

Бытовая химия и средства гигиены;

Комнатные растения;

Соблюдение санитарных норм проживания (количество людей и домашних животных);

Электромагнитное загрязнение и др.

Концентрация загрязняющих веществ в квартирах в 2-5 раз выше, чем на улице города. Квартира как экосистема является гетеротрофной системой, похожей на город, но миниатюрный. Она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как главные ее обитатели – люди и животные, гетеротрофы.

Автотрофы в квартире – это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящиках на подоконнике или на лоджии, водные растения и микроорганизмы в аквариумах и т.п.). Растения в квартире улучшают эстетическую и гигиеническую картину: улучшают настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества – фитонциды, убивающие микробов. Живут в домах и лекарственные растения – алоэ, каланхоэ, лук и подобные им. Лучший очиститель воздуха в квартире – хлорофитум, а борец с микробами – герань.

Форма отчета к практической работе № 2

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Выполните задания

Задание 1. Дайте экологическую характеристику своего места жительства по плану:

название населенного пункта его местонахождение

характеристика почвы

наличие вблизи автомобильных дорог, предприятий, зеленой зоны

характеристика двора, тип здания

наличие водоемов, характер водоснабжения

Задание2. Схематично изобразить квартиру и внести в нее следующие параметры:

а ) виды энергии, поступающие в квартиру извне;

б) какие продуценты, консументы и редуценты участвуют в образовании экосистемы квартиры, привести примеры и укажите их роль.

в )определить виды отходов в своей квартире, укажи, как эти вещества воздействуют на человека, как снизить их влияние в квартире.

6. Сформулировать вывод

Практическая работа № 3

Тема: Решение экологических задач на устойчивость и развитие

Цель работы : Закрепить знания о том, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, что такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.

Ход работы

Пример решения

Задача 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.

Решение: Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию.

300кг – 10%,

Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию

3000кг – 10%

Х=30 000 кг(масса нехищных рыб)

Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию

30 000кг.- 10%

Х = 300 000кг

Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300 000кг планктона

Задачи для самостоятельного решения

1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков - мышь - полевка - хорек - филин.

2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки - кузнечики- лягушки- змеи- орел.

3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки - кузнечики- насекомоядные птицы- орел.

4. Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев.

Форма отчета к практической работе № 3

1.Номер практической работы

2.Тема практической работы

3.Цель практической работы

4. Решить задачи Изобразить схему, сделать к ней описание

5. Сформулировать вывод

Практическая работа № 4

Тема: Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистемы

Цель работы: Закрепление знаний о строении, свойствах и устойчивости природных и антропогенных экосистем.

Оборудование: фотографии и видеоматериалы (продолжительность 2-3 мин.) природных и искусственных экосистем.

Общие сведения

Биогеоценоз (синоним – экосистема) - однородный участок земли, в котором:

1.все его живые организмы (биоценоз) и 2. косное вещество (абиотические факторы)

объединены обменом веществ и энергии в единый устойчивый природный комплекс.

Примеры биогеоценоза: пруд, дубрава, луг, моховая кочка, трухлявый пень и др.

В биогеоценозе (экосистеме) три функциональные группы организмов по типу питания:

1. Продуценты – Производители - зеленые растения, производящие живое вещество из неживого. Они аккумулируют солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создают органические вещества, побочно выделяя кислород.

Тип питания – автотрофный.

2. Консументы – Потребители - организмы, использующие органические вещества продуцентов. К ним относятся животные:

Травоядные животные – Потребители 1-го порядка едят растительную пищу

Плотоядные хищники - Потребители 2-го порядка – животную пищу.

Тип питания - гетеротрофный.

3.Редуценты – грибы и бактерии, черви превращающие органическое вещество в минеральное, разлагая остатки мертвых растений, животных микроорганизмов. Гумус (перегной) вновь используются продуцентами.

Тип питания - гетеротрофный.

Но есть деление по типу возникновения. Искусственная экосистема, созданная человеком – агроэкосистема.

Форма отчета к практической работе № 4

1.Номер, тема, цель практической работы

2. Выполните задания

Задание 1. Дать оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы.

Движущие силы	Природная экосистема	Агроэкосистема
Естественный отбор
Искусственный отбор

· Действует на экосистему

· Не действует на экосистему

· Действие направленно на достижение максимальной продуктивности

· Действие на экосистему минимально

Задание 2. Оценить некоторые количественные характеристики экосистем.

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

· Меньше · Больше

Задание 3. Сравнить природную экосистему и агроценоз, выбирая правильные характеристики из предложенных вариантов.

Общие характеристики	Характерно только для природной экосистемы	Характерно только для агроэкосистемы

Наличие в цепях питания редуцентов

Экосистема устойчива во времени без вмешательства человека

Наличие в цепях питания продуцентов

Наличие в цепях питания консументов

Часть энергии или химических веществ может искусственно вносится человеком

Основной источник энергии – Солнце

Обязательным элементом цепей питания является человек

Экосистема быстро разрушается без вмешательства человека

Человек слабо влияет на круговорот веществ

Неорганические вещества извлекаются продуцентами из почвы, удаляются из экосистемы

Характеризуется многообразие экологических ниш

3.Сформулируйте вывод в котором перечислите черты сходства агроценоза и природного биогеоценоза.

Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем (по Миллеру, 1993)

Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (поле, завод, дом)
Получает, преобразует, накапливает солнечную энергию.	Потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива.
Продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода.	Потребляет кислород и продуцирует диоксид углерода при сгорании ископаемого топлива.
Формирует плодородную почву.	Истощает или представляет угрозу для плодородных почв.
Накапливает, очищает и постепенно расходует воду.	Расходует много воды, загрязняет ее.
Создает местообитания различных видов дикой природы.	Разрушает местообитания многих видов дикой природы.
Бесплатно фильтрует и обеззараживает загрязнители и отходы.	Производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения.
Обладает способностью самосохранения и самовосстановления.	Требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления.

Главная цель создаваемых сельхозсистем - рациональное использование тех биологических ресурсов, которые непосредственно вовлекаются в сферу деятельности человека - источники пищевых продуктов, технологического сырья, лекарственных препаратов.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая - чистой продукции автотрофов.

Обобщая все уже сказанное об агроэкосистемах подчеркнем следующие их основные отличия от природных (таблица 2).

1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие видов:

§ снижение видов культивируемых растений снижает и видимое разнообразие животного населения биоценоза;

§ видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным;

§ культурные пастбища (с посевом трав) по видовому разнообразию похожи на сельскохозяйственные поля.

2. Виды растений и животных, культивируемых человеком, «эволюционируют» за счет искусственного отбора и неконкурентоспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания биоценоза, а частичное ее использование вредителями, потери при уборке, которые тоже могут попасть в естественные трофические цепи. Всячески пресекаются человеком.

5. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов - это упрощенные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как и природные пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

Таблица 2

Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем.

Природные экосистемы	Агроэкосистемы
Первичные естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции.	Вторичные трансформированные человеком искусственные элементарные единицы биосферы.
Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Им свойственно устойчивое динамическое равновесие, достигаемое саморегуляцией.	Упрощенные системы с господством популяций одного вида растения и животного. Они устойчивы и характеризуются непостоянством структуры своей биомассы.
Продуктивность определяется приспособленными особенностями организмов, участвующих в круговороте веществ.	Продуктивность определяется уровнем хозяйственной деятельности и зависит от экономических и технических возможностей.
Первичная продукция используется животными и участвует в круговороте веществ. «Потребление» происходит почти одновременно с «производством».	Урожай собирают для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается, не расходуясь. Наиболее высокая продуктивность развивается лишь на короткое время.

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.

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

Практическая работа № 4

Тема: «Сравнительное описание естественных природных систем и агроэкосистемы».

1.. Цель: закрепить знания о структуре экосистем, научиться составлять описание природных и искусственных экосистем, объяснять различия между ними и их значение;

2. Порядок выполнения:

3.1. Отработка терминов и понятий.

3.2. Выполнение работы, решение заданий.

3.3. Выполнение тестового задания.

3. Схема отчета:

4.1. Тема и цель занятия.

4.2. Ответы к заданиям.

4.3. Ответы тестового задания.

Оборудование : учебник, таблицы

Ход работы.

Задание 1. Изучить описание природной экосистемы и распределить обитателей леса на 3 группы (продуценты, консументы, редуценты). Составить 3 цепи питания характерные для данной экосистемы.

Биоценоз лиственного леса характеризуется не только видовым разнообразием, но и сложной структурой. Растения, обитающие в лесу, различаются но высоте их наземных частей. В связи с этим в растительных сообществах выделяют несколько «этажей», или ярусов. Первый ярус - древесный -составляют самые светолюбивые виды - дуб, липа. Второй ярус включает менее светолюбивые и более низкорослые деревья - грушу, клен, яблоню. Третий ярус состоит из кустарников лещины, бересклета, калины и др. Четвертый ярус - травянистый. Такими же этажами распределены и корни растений. Ярусность наземных растений и их корней позволяет лучше использовать солнечный свет и минеральные запасы почвы. В травяном ярусе в течение сезона происходит смена растительного покрова. Одна группа трав, называемая эфемерами, - светолюбивые. Это медуница, хохлатка, ветреница; они начинают рост ранней весной, когда нет листвы на деревьях и поверхность почвы ярко освещена. Эти травы за короткий срок успевают образовать цветки, дать плоды и накопить запасные питательные вещества. Летом па этих местах под покровом распустившихся деревьев развиваются теневыносливые растения. Кроме растений в лесу обитают: в почве - бактерии, грибы, водоросли, простейшие, круглые и кольчатые черви, личинки насекомых и взрослые насекомые. В травяном и кустарниковом ярусах сплетают свои сети пауки. Выше в кронах лиственных пород обильны гусеницы пядениц, шелкопрядов, листоверток, взрослые формы жуков листоедов, хрущей. В наземных ярусах обитают многочисленные позвоночные - амфибии, рептилии, разнообразные птицы, из млекопитающих - грызуны (полевки, мыши), зайцеобразные, копытные (лоси, олени), хищные - лисица, волк. В верхних слоях почвы встречаются кроты.

Задание 2. Изучите агроценоз пшеничного поля и распределите обитателей леса на 3 группы (продуценты, консументы, редуценты). Составить 3 цепи питания характерные для данной агроэкосистемы.

Его растительность составляют, кроме самой пшеницы, еще и различные сорняки: марь белая, бодяк полевой, донник желтый, вьюнок полевой, пырей ползучий. Кроме полевок и других грызунов, здесь встречаются зерноядные и хищные птицы, лисы, трясогузка, дождевые черви, жужелицы, клоп вредная черепашка, тля, личинки насекомых, божья коровка, наездник. Почву населяют дождевые черви, жуки, бактерии и грибы, разлагающие и минерализующие солому и корни пшеницы, оставшиеся после сбора урожая.

Задание 3. Дайте оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы. Внесите следующие утверждения в таблицу:

действует на экосистему минимально,

не действует на экосистему,

действие направлено на достижение максимальной продуктивности.

не действует на экосистему

Искусственный отбор

действует на экосистему минимально

действие направлено на достижение максимальной продуктивности

Задание 4. Оценить некоторые количественные характеристики экосистем. (больше, меньше)

Правильный ответ выделен жирным шрифтом!!!

Контрольные вопросы (тестирование):

1. Основным источником энергии для агроэкосистем являются
А) минеральные удобрения
Б) солнечные лучи
В) органические удобрения? Г) почвенные воды

2. Почему поле, засеянное культурными растениями, нельзя считать природной экосистемой
А) отсутствуют цепи питания
Б) не происходит круговорот веществ
В) кроме солнечной используется дополнительная энергия
Г) растения не располагаются в пространстве ярусами

3. В чем проявляется сходство плантации сахарной свеклы и экосистемы луга
А) имеют незамкнутый круговорот веществ
Б) для них характерна небольшая длина цепей питания В) в них отсутствуют вторичные консументы (хищники)
Г) имеют пищевые цепи и сети

4. Агроценоз считают искусственной экосистемой, так как он
А) существует только за счёт энергии солнечного света
Б) не может существовать без дополнительной энергии
В) состоит из продуцентов, консументов и редуцентов
Г) не включает консументов и редуцентов

5. Большую роль в повышении продуктивности агроэкосистем играет
А) превышение нормы высева семян
Б) введение севооборота на полях
В) выращивание растений одного вида
Г) увеличение площади агроценоза

6. Агроценозы характеризуются
А) доминированием монокультуры
Б) уменьшением численности вредителей
В) разнообразием входящих в них видов организмов
Г) уменьшением конкурентоспособности культурных растений

7. При уничтожении ядохимикатами насекомых-вредителей иногда наблюдается их массовое размножение, так как
А) увеличивается численность хищных птиц
Б) ускоряется рост сельскохозяйственных растений
В) уничтожаются их естественные враги
Г) уменьшается численность культурных растений

8. Агроэкосистема, в сравнении с естественной экосистемой, менее устойчива, так как
А) она состоит из большого разнообразия видов
Б) в ней замкнутый круговорот веществ и энергии
В) продуценты в ней усваивают энергию Солнца
Г) она имеет короткие пищевые цепи

Вывод: Необходимо не только создавать искуственные экосистемы, но и сохранять природные. Требуется тщательная охрана данных экосистем, ведь всё то что сотворила природа гораздо лучше чем искуственные экосистемы. Движущие силы в природных и агроэкосистемах, являются главными факторами, которые поддерживают и помогают развиваться этим экосистемам.