Естественные и искусственные экосистемы


1 Экосистемы: естественные и искусственные 

2 Экосистемы это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями. В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные те, что создал человек. 

3 Естественные экосистемы 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. 

4 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. 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. 


5 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. 

6 Особенности искусственных экосистем 1. Все искусственные экосистемы являются гетеротрофныйми, т.е потребляющими готовую пищу. 2. Незамкнутый цикл обмена веществ. 3. Видовая малочисленность. 

7 Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем Природные экосистемы Искусственные экосистемы Главный компонент солнечная энергия.В основном, получает энергию из топлива, и готовой пищи (гетеротрофный) 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 


Источник: znanija.com

Существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные — те, что создал человек. Распаханные и засеянные поля, огороды, фруктовые сады, парки, лесные насаждения, пастбища и даже цветочный горшок с живыми комнатными растениями — всё это искусственные экосистемы. Человек создаёт их для своих целей, но они не могут существовать без его вмешательства, поэтому людям приходится постоянно контролировать их работу и поддерживать само их существование.

Что же представляет собой луг? Это тип растительного сообщества травянистых многолетних растений, приспособленных к условиям среднего увлажнения. Луга можно встретить на равнинах и в горах, они часто располагаются в долинах рек. Так, по расположению луга бывают пойменными, суходольными и горными.

Естественные и искусственные экосистемы


Пойменные луга, расположенные в пойме крупных рек, заливаются весной их водами, вышедшими из берегов. После разлива почва становится более плодородной, так как река выносит и откладывает ил, удобряющий почву. Плодородная почва и обилие влаги создают здесь особый тип растительности, в котором преобладают злаки — тимофеевка, овсяница и прочие. Суходольные луга располагаются на равнинах и склонах, орошаемых исключительно влагой атмосферных осадков, формируются на месте отступивших лесов и характеризуются относительно слабыми травостоями, произрастающими на бедных бурозёмах и подзолистых почвах. Горные луга расположены в горных местностях, выше верхней границы леса или на месте искоренённых горных лесов, в районах с тёплым и влажным климатом.

Обычно осенью луга засыхают, а весной зеленеют вновь. Летом разнообразие цветущих растений делает их яркими, пёстрыми, душистыми. В гуще растений лугов живёт множество различных животных. На открытой местности крупным животным негде укрыться, поэтому они не живут на лугах постоянно, хотя изредка там можно встретить то лисицу, то хорька. Зато мелких животных здесь изобилие. На лугу много насекомых, птиц, маленьких зверьков. Одни из них, например, пчёлы, бабочки, мыши, питаются растениями. Другие поедают растительноядных животных. Так, хищная птица канюк. Чтобы полакомиться той или иной мышкой, этому хищнику необходимо охотиться исключительно на открытых пространствах.

Канюк


Естественные и искусственные экосистемы

Для этого птица часами может медленно парить в воздухе или вообще охотиться из засады, расположенной на какой-то возвышенности. Птица отличается и своеобразным поведением.

Стоит отметить, что все организмы природного сообщества существуют в тесной взаимосвязи. Растения являются важным компонентом в жизни животных. Они питаются нектаром, фитомассой, распространяют семена. Роющая деятельность грызунов улучшает состояние почвы, создаёт условия для прорастания семян. Многие насекомые и млекопитающие являются санитарами, питающимися органическими веществами. Травоядные животные избавляют луга от многочисленных сорняков и вредных растений. Хищники создают равновесие между различными популяциями. Луг, как и любая природная экосистема, может существовать самостоятельно весьма длительное время.

С давних времён человек использует луга в качестве пастбищ, заготавливает сено на зиму. Большинство растений является витаминной кормовой базой домашнего скота. В период цветения медоносов сюда слетаются пчёлы с ближайших пасек. Луговой мёд отличается тонким ароматом и нежным вкусом. На протяжении всего лета человек заготавливает лекарственные травы. В дело идут молодые листья, цветки, корни и стебли. Чтобы улучшить качество и урожайность трав, человек изменяет состав травостоя, меняет условия произрастания.


аибольшее влияние на экосистему оказывают выпас и скашивание. Неправильная сенокосная деятельность нарушает ритм сезонной вегетации, ограничивает распространение семян. В результате скашивания голая почва быстро иссушается, теряет тепловой режим. Если подобные мероприятия проводятся на протяжении длительного периода, то наблюдается изменение видового состава луговых трав. Более серьёзное влияние оказывает выпас скота. Передвигаясь по лугу, животные вытаптывают копытами растения. Воздействие копыт деформирует верхний слой почвы. Однако если стойбища регулярно меняются, то разрушения растительности не происходит. Поскольку почва в сезон выпаса получает активную органику, то и восстанавливается травяной покров достаточно быстро.

А теперь посмотрим, что собой представляет искусственная экосистемаполе. Полем называют распаханный участок земли в составе какой-либо природной экосистемы — луга, степи, вырубленного леса, осушённого болота — засеянный травянистыми культурными растениями. Наверняка вы не раз, когда бывали в деревне, за городом или ехали в том же поезде, могли любоваться зелёными, жёлтыми, а может быть, даже синими, как море, полями.

На полях выращивают зерновые культуры, например, пшеницу, рожь. Из зерна пшеницы и ржи готовят муку, из которой потом пекут хлеб. Даже всеми нами любимый картофель, который называют «вторым хлебом», также растёт на полях. Некоторые поля засеяны овощными растениями — свёклой, морковью, капустой, которые мы также употребляем в пищу. Синие поля цветущего льна, из стеблей которого делают красивые и прочные льняные ткани, можно увидеть в северо-западных районах России. Между прочим, изделия из льна очень высоко ценятся во всём мире. В южных районах на бескрайних полях выращивают подсолнечник, из семян которого получают ценный продукт питания — подсолнечное масло.


На полях так же, как и на лугах, растут только травянистые растения. Но эти растения, в отличие от луга, человек выращивает сам. Собрав урожай, он использует их либо в пищу, либо для каких-то других целей. Поэтому они получили название культурных растений. И если луга славятся разнообразием растущих там трав, то на полях, как правило, выращивают какую-то одну культуру — пшеницу, кукурузу и так далее. Однако! На засеянных полях, помимо культурных растений, непрерывно появляются нежелательные посторонние растения, как, например, пырей ползучий.

Пырей ползучий

Естественные и искусственные экосистемы

Это растение, борьба с которым ведётся людьми постоянно, отличается своей высокой вредоносностью. Растение причиняет большой вред сельскохозяйственным культурам. При благоприятных условиях сорняк имеет мощную надземную массу, опережает в росте культурные растения и затеняет их. Помимо этого, пырей ползучий негативно влияет и на саму почву. Он не только истощает её, поглощая питательные вещества, но и очень сильно высушивает плодородный грунт. Так, например, для формирования 100 килограмм семян с гектара земли пырей использует воды в 3 раза больше, чем озимая пшеница.


Часто на поля нападают вредители — это насекомые или другие животные, которые поедают культурные растения. К примеру, жуки и личинки колорадского жука грызут листья и стебли картофеля и могут полностью их уничтожить, резко снижая урожай. Гусеницы бабочки-капустницы повреждают и значительно снижают урожай капусты, поедая её листья. На полях пшеницы, ячменя и других хлебных растений поселяется и наносит злакам большой вред клоп с забавным именем «вредная черепашка».

Также на полях могут поселиться вредные микроорганизмы — это те же бактерии, грибы, вызывающие болезни культурных растений. Таким образом, сорные растения, вредители и болезни могут уничтожить посевы культурных растений. Поэтому, чтобы получить хороший урожай, люди старательно ухаживают за растениями: выпалывают сорняки, собирают или уничтожают с помощью специальных средств насекомых-вредителей, предупреждают возникновение заболеваний.

Обычно осенью люди собирают урожай, то есть выросшие на полях растения. Так, вещества, которые растения взяли из почвы для своего роста, а также то, что они создали в процессе своей жизни, обратно в почву не возвращается. В результате почва становится менее плодородной. Чтобы получить новый хороший урожай, человек должен внести в неё органические (к примеру, навоз), а также минеральные удобрения.

Источник: videouroki.net


Чтобы полностью понять термин «экосистема» рассмотрим его на примере леса. Лес – не просто большое количество деревьев или кустарников, а сложная совокупность связанных между собой элементов живой и неживой (земля, солнечный свет, воздух) природы. К живым организмам относят:

  • растения;
  • животных;
  • насекомых;
  • мхи;
  • лишайники;
  • бактерии;
  • грибы.

Каждый организм выполняет свою четко поставленную роль, а общая работа всех живых и неживых элементов создает баланс для бесперебойной работы экосистемы. Каждый раз, когда посторонний фактор или новое живое существо проникают в экосистему, могут возникнуть негативные последствия, наносящие разрушения и потенциальный вред. Экосистема может разрушаться в результате жизнедеятельности человека или стихийных бедствий.

В зависимости масштаба проявления существует три основных вида экосистем:

  1. Макроэкосистема. Масштабная система, состоящая из маленьких систем. Примером становится пустыня, субтропический лес или океан населенный тысячами видов морских животных и растений.
  2. Мезоэкосистема. Экосистема небольшого размера (пруд, лесной массив или отдельная поляна).
  3. Микроэкосистема. Экосистема малого размера, которая имитирует в миниатюре природу различных экосистем (аквариум, труп животного, леской пень, лужа воды населенная микроорганизмами).

Уникальность экосистем в том, что они не имеют четко обозначенных границ. Чаще всего они дополняют друг друга или же разделяются пустынями, океанами и морями.

Человек играет весомую роль в жизнедеятельности экосистем. В наше время для удовлетворения собственных целей человечество создает новые и губит существующие экологические системы. В зависимости от способа образования экосистемы также делятся на две группы:

  1. Естественная экосистема. Создается в результате сил природы, способна самостоятельно восстанавливаться и создавать замкнутый круг веществ, от создания до распада.
  2. Искусственная или антропогенная экосистема. Состоит из растений и животных, которые обитают в условиях созданными руками человека (поле, пастбище, водохранилище, ботанический сад).

Одной из самых больших искусственных экосистем является город. Человек придумал его для удобства собственного существования и создал искусственные притоки энергии в виде газо- и водопроводов, электричества и отопления. Однако искусственная экосистема требует дополнительных притоков энергии и веществ извне.

Совокупность всех экологических систем составляет глобальную экосистему – биосферу. Она самая масштабная совокупность взаимодействия живой и неживой природы на планете Земля. Находится в балансе благодаря равновесию огромного множества экосистем и многообразия видов живых организмов. Она настолько огромна, что охватывает:

  • земную поверхность;
  • верхнюю часть литосферы;
  • нижнюю часть атмосферы;
  • все водные пространства.

Благодаря постоянному круговороту веществ, глобальная экосистема сохраняет свою жизнедеятельность на протяжении миллиардов лет.

Источник: ECOportal.info

Лекция №6 . Искусственные экосистемы

Естественные и искусственные экосистемы

В биосфере помимо естественных биогеоценозов и экосистем существуют сообщества, искусственно созданные хозяйственной деятельностью человека, — антропогенные экосистемы.

Естественные экосистемы отличаются значительным видовым разнообразием, существуют длительное время, они способны к саморегуляции, обладают большой стабильностью, устойчивостью. Созданная в них биомасса и питательные вещества остаются и используются в пределах биоценозов, обогащая их ресурсы.

Искусственные экосистемы – агроценозы (поля пшеницы, картофеля, огороды, фермы с прилегающими пастбищами, рыбоводные пруды и др.) составляют небольшую часть поверхности суши, но дают около 90% пищевой энергии.

Развитие сельского хозяйства с древних времен сопровождалось полным уничтожением растительного покрова на значительных площадях для того, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.

Однако первоначально деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосфере. В современном сельскохозяйственном производстве резко возросло использование синтезированной энергии при механической обработке земли, использовании удобрений и пестицидов. Это нарушает общий энергетический баланс биосферы, что может привести к непредсказуемым последствиям.

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

 

 

Искусственные экосистемы

Агроэкосистемы

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

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:

1.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.

 

— 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.

2.Виды сельскохозяйственных растений и животных в агроэкосистемах получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, и не могут выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

 

В результате происходит резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовому размножению вредителей и болезням.

3. Агроэкосистемы более открыты, из них вещество и энергия изымаются с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв.

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.

 

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.

Следует отметить, что агроэкосистемы — крайне неустойчивые сообщества. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней.

Причина нестабильности состоит в том, что агроценозы слагаются одним (монокультуры) или реже максимум 2–3 видами. Именно поэтому любая болезнь, любой вредитель может уничтожить агроценоз. Однако человек сознательно идет на упрощение структуры агроценоза, чтобы получить максимальный выход продукции. Агроценозы в гораздо большей степени, чем естественные ценозы (лес, луг, пастбища), подвержены эрозии, выщелачиванию, засолению и нашествию вредителей. Без участия человека агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, ягодных растений – 3–4, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Преимуществом агроценозов перед естественными экосистемами является производство необходимых для человека продуктов питания и большие возможности увеличения продуктивности. Однако они реализуются только при постоянной заботе о плодородии земли, обеспечении растений влагой, охране культурных популяций, сортов и пород растений и животных от неблагоприятных воздействий естественной флоры и фауны.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком.

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.

 

Источник: helpiks.org

Естественные экосистемы

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.

Естественные и искусственные экосистемы

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

Источник: bio-learn.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.