7. Агроэкосистемы

Агроэкосистемы – особый вид экосистем, создаваемых человеком для получения высокой чистой продукции автотрофов, отличаются от природных экосистем рядом особенностей.

1. В агроэкосистемах резко снижено разнообразие организмов, как растительных, так и животных. Видовое разнообразие разводимых человеком животных ничтожно мало по сравнению с природным видами.

2. Культивируемые человеком виды поддерживаются искусственным отбором в состоянии, неспособном выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека

3. Агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии и веществ кроме солнца и природных веществ. Продукция удаляется из экосистемы и не поступает в цепи питания. Вредители – уничтожаются.

В настоящее время около 30% суши занято пахотными землями и пастбищами, деятельность людей по поддержанию этих систем становится глобальным экологическим фактором.

Условия идеальной агроэкосистемы: высокопродуктивность и стабильность с экологической точки зрения несовместимы. Замена природного круговорота веществ в цепях питания искусственным отчуждением урожая и вносом минеральных удобрений обрывает множество цепей питания, дисбалансирует сообщество. Дисбаланс экологических сообществ в агроценозах приводит к экологическим взрывам (чрезмерное увеличение численности отдельных организмов). Например – фитофтора на картофеле, колорадский жук в Европе.

Искусственная регуляция численности вредителей – необходимое экономическое условие содержания агроэкосистем. Однако, стабилизация численности яблоневой плодожорки на уровне, когда гибнет большая часть урожая, не угрожает яблоне, как виду, но с хозяйственной точки зрения недопустимо. Применение мощных ядохимикатов, гербицидов, пестицидов и т.д. приводит к «бумеранг–эффекту» – часто еще более мощной вспышке нашествия вредителей в результате подавления, уничтожения не только самого вредителя, но и его естественных врагов.

Лекция 4 Биосфера

Всякое организованное существо образует целое, единую замкнутую систему, части которой соответствуют друг другу и содействуют путем взаимного влияния одной конечной цели. Ни одна из этих частей не может изменяться без того, чтобы не изменялись другие и, следовательно, каждая из них, взятая в отдельности, указывает и определяет другие.

Жорж Кювье

(Кювье, Жорж Леопольд-Никола-Фредерик 1769-1832; Cuvier J. – зоолог, анатом, палеонтолог – Франция)

1. Понятие биосферы, границы и состав биосферы

Биосфера – оболочка Земли, населенная живыми организмами (В.И. Вернадский – 1926г. определял как «область планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь, и которая подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.)

Биосфера – динамическая (термодинамическая) система живых и неживых компонентов, взаимодействующих между собой.

Границы биосферы:

• верхняя граница – расположена на высоте озонового слоя атмосферы – 20–25 км (выше живое погибает от ультрафиолетового излучения);

• нижняя граница – ограничивается температурой горных пород и подземных вод (в разных участках литосферы температура 100 ˚С достигается на глубине от 1,5 до 15 км), находится на 2–3 км (максимально до 4 км) ниже поверхности суши и на 1–2 км ниже дна океана. В нефтяных месторождениях бактерии регистрируются в больших количествах на глубине 2–2,5 км;

• поверхность земли – в настоящее время полностью лишена жизни лишь в области обширных оледенений и в кратерах действующих вулканов;

• температурные пределы – для отдельных форм жизни – от практически абсолютного нуля до 180 ˚С;

• пределы давления – от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более на больших глубинах. Семена и споры растений, мелкие животные в анабиозе могут сохранять жизнеспособность в полном вакууме.

Таким образом, биосфера – предельно большая экосистема земли, та ее область, которая охвачена влиянием живого вещества, включает:

1. живое вещество – совокупность живых организмов, имеющих определенную суммарную массу, химический состав и энергию;

2. косное вещество – совокупность веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют;

3. биогенное вещество – создается и перерабатывается живыми организмами – мощный источник потенциальной энергии (каустобиолиты, известняки). После образования биогенного вещества живые организмы в нем малодеятельны;

4. биокосное вещество – создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя системы динамического равновесия тех и других (почвы, коры выветривания, все природные воды).

Согласно современным взглядам для понимания функционирования биосферы не обязательно учитывать все пространство, где встречаются следы жизни. Важнее рассматривать пространство и вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования современными живыми организмами. Это ограничивает биосферу:

• от нескольких метров над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном до нижнего горизонта грунтовых вод или максимального проникновения корней растений или роющих животных;

• из биосферы исключаются «надсферы» и «подсферы» и оставлены только террабиосфера и часть гидробиосферы;

• эта область включает фотический слой воды в океане.

За границами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массивы продуктов их жизнедеятельности и в атмосфере (газы, водяной пар), и в гидросфере (растворенная, взвешенная и донная органика).