Антропогенные экосистемы: агроэкосистемы и урбоэкосистемы. Отличия их от естественных биоценозов.
Биосфера включает в качестве элементарных единиц естественные и искусственные экосистемы. Агроэкосистемы — искусственные экосистемы, многие из которых исторически формировались в результате использования человеком почвенно-земельных, пастбищных и растительных ресурсов. Агроэкосистемы — неустойчивые биологические системы, удовлетворяющие потребности человеческого общества в продуктах питания. Агроэкосистему образуют живые организмы (растения, животные, насекомые, микроорганизмы и др.) и среда обитания. В настоящее время обрабатываемые земли дают 88% энергии, получаемой человечеством с пищей. Значительные площади суши занимают сельскохозяйственные угодья. Агроэкосистемы обладают малой экологической надежностью и нуждаются в регулярной поддержке. Они занимают обширные территории в лесостепных и степных районах Северного полушария Земли, располагаясь мозаично. Около 10% суши занимают сельскохозяйственные ландшафты. Естественные степные, лесостепные и лесные биоценозы заменены пастбищами, сенокосными лугами, пашнями, садами, огородами. Структура агроэкосистем упрощена человеком с целью быстрейшего получения продукции. Эти экосистемы являются составными частями биосферы и испытывают на себе влияние компонентов естественных биоценозов — растений, жи- вотных, микроорганизмов, факторов неорганической среды. В свою очередь, агроэкосистемы оказывают влияние на компоненты биосферы. Человеком созданы науки, исследующие законы и приемы возделывания сельскохозяйственных культур, включающие в себя земледелие, агротехнику, агрохимию, растениеводство, селекцию, защиту растений и мелиорацию. Качество почв во многом зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия. Для сохранения агроэкосистем необходимо соблюдать пределенные правила и приемы возделывания культур, подготавливать посевной и посадочный материал, вводить севообороты, включающие посевы многолетних трав, насаживать лесозащитные лесополосы, вносить минеральные и другие удобрения. Для повышения устойчивости искусственных биогеоценозов приходится использовать химические средства защиты растений. Важным направлением развития агроэкосистем является интенсификация природопользования посредством миниатюризации — получения больших валовых урожаев с полей меньшего размера — и выполнения комплекса мер по сохранению общего плодородия земли. Плодородие почвы — совокупность естественного и искусственного плодородия почвы, она зависит от естественного почвенного плодородия и от условий земледелия, уровня развития науки и техники.
Урбоэкосистема — искусственно созданная и поддерживаемая человеком среда. Сюда относятся города, посёлки и урбанизированные людьми участки земли. К урбоэкосистеме также относят влияние роста городского населения и поддержки инфраструктуры зданий на окружающую город среду и прилегающие к городу территории. В их число входят пригороды, окружающие города, а также сельскохозяйственная деятельность и природные ландшафты. В настоящее время учёные разрабатывают способы оценки и понимания последствий урбанизации на здоровье человека и окружающую среду. Рассматривая урбанизированные территории как часть более широкой экологической системы, учёные могут исследовать функции городских ландшафтов, их влияние на другие ландшафты, с которыми они взаимодействуют. Знание об этом взаимодействии может помочь понять, какие альтернативные варианты развития могут привести к лучшему экологическому результату.
Урбоэкосистема (городская экосистема) — пространственно ограниченная природно-техногенная система, сложный комплекс взаимосвязанных обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отвечающую его биологическим, психологическим, этническим, трудовым, экономическим и социальным потребностям (Лихачева и др., 1996). Состоит она из взаимосвязанных и взаимопроникающих подсистем (сред): квазиприродной (преобразованной географической среды), ландшафтно-архитектурной, социально-экономической, общественно-производственной. Связь между ними столь велика, что практически ни одна из них в отдельности не может выполнять свои функции, и в то же время отсутствие одной из подсистем влечет разрушение урбоэкосистемы в целом. Город — антропоэкологическая система, динамическая совокупность, составленная проживающим населением, его антропогенной деятельностью и освоенной территорией. Вместе с тем город — это природно-антропогенная система. Основными системообразующими факторами (элементами системы) является человек (он сам и все виды деятельности, осуществляемой в пределах городской территории) и природная среда (рельеф, геология, климат, воды и т.д.). Взаимодействие этих двух факторов и создает специфическую урбоэкосистему и присущую ей специфическую природно-антропогенную городскую среду. Эта экосистема развивается и изменяется, преимущественно в результате управления антропогенными процессами, смены социально-экономических функций, возлагаемых на данный город, и в значительно меньшей степени за счет саморазвития. Природные процессы, исходно свойственные географической среде, в которой возник и развивается город, протекают на территории города под его сильным влиянием. В определенной степени, однако, можно говорить о саморазвитии геологической и географической среды, которое нередко приводит к уничтожению города.
Источник
86.Антропогенные экосистемы. Натурценоз, агроценоз, урбаноценоз, их характеристика. Отличительные особенности природных и искусственных экосистем.
Человек может играть разную роль в составе биоценоза: от случайного присутствия до его ведущего члена (антропоценозы) делят на 3 группы:
1. натурценозы — при любом воздействии человека на природу, например, охотниками, грибниками, ягодниками
2. агроценозы — сельскохозяйственные угодья
3. урбаноценозы — промышленные зоны и города.
Антропогенные экосистемы – сообщество людей, находящееся в динамической взаимосвязи со средой и удовлетворяющее благодаря этому свои потребности.
Главной отличительной особенностью антропоэкологических систем по сравнению с природными экосистемами служит наличие в их составе природных сообществ, которым в развитии всей системы принадлежит доминирующая роль. Активностью сообществ людей на занимаемой территории определяется уровень их воздействия на окружающую среду. Развивающиеся сообщества характеризуются наряду с ростом численности населения ростом потребностей, повышающих нагрузку на природную среду и интенсифицирующих использование биотических и абиотических факторов. Естественная среда уступила место частично очеловеченной (сельская местность) и полностью очеловеченной (город) среде.
Агроценозы (сельскохозяйственные экосистемы ) – поля, пастбища, сады, рыбоводческие хозяйства и проч.) — биоценозы, которые возникающие на землях сельскохозяйственного пользования. Их основной компонент – автотрофные организмы, обеспечивающие их органическим веществом и выделяющие кислород.
От естественных биогеоценозов они отличаются следующими особенностями.
1. Кроме солнечной энергии для поддержания агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической в виде удобрений, механической в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества.
2. Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, с сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным количеством видов домашних животных.
3. Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуются таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10% свободной от льда суши занято пахотными землями, еще 20% используются как пастбища.
Существует два основных типа сельскохозяйственных экосистем: экстенсивные и интенсивные агроценозы. Первые существуют с использованием в основной мышечной энергии человека и животных. Вторые связаны с крупными затратами химической энергии и машин.
Около 60% сельскохозяйственных угодий используются экстенсивно (страны Азии, Африки и Южной Америки). Они могут быть весьма сложными и гармонировать с природными экосистемами. Интенсивные агроэкосистемы занимают 40% обрабатываемых земель. Они сосредоточены в основном в Европе, Центральной и Северной Америке и в Австралии.
Урожайность многих сельскохозяйственных культур, используемых в индустриальных агроценозах, в настоящее время достигает биологически возможного максимума. Для агроценозов характерно увеличение потерь сельскохозяйственных угодий в связи с эрозией почвы, а также ухудшением качества воды в результате стока поверхностных вод с пестицидами и минеральными удобрениями в водоёмы.
Совместное возделывание нескольких культур, уменьшение размеров посевных площадей с чередованием их с садами, водоемами, виноградниками, пастбищами и лесопосадками, обработка почв без глубокой вспашки, использование в основном органических удобрений и преимущественно биологических мер борьбы с вредителями и сорняками способствуют созданию искусственных экосистем, по ряду показателей приближающихся к естественным биогеоценозам. Истощение почв и эрозия их, а также загрязнение окружающей среды при такой системе хозяйствования сводятся к минимуму.
Урбаноценозы – города и другие населённые пункты, авто- и железнодорожные магистрали, промышленные зоны. Данный вид биоценоза зависит от поступления вещества и энергии извне, полностью или частично лишён продуцентов и потому называется гетеротрофным.
Город от большинства природных экологических систем отличается следующими особенностями:
1) более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего используется в первую очередь не солнечная энергия, а энергия горючих материалов и электричества;
2) более активной миграцией веществ, в которую вовлекается перемещение металлов, пластмасс и т.д., причем не столько в пределах системы, сколько на входе и на выходе из нее;
3) более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не реутилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырье, из которого они получены.
Для эффективного функционирования города как экологической системы необходима более тесная связь его с окружающей средой и большая зависимость его от нее. Хотя в большинстве городов имеются мощные зеленые насаждения, органическая продукция их не играет существенной роли в снабжении города. Кислород, выделенный ими, не покрывает его расходов на дыхание людей, животных, а главное — на технологические процессы промышленных предприятий.
Без постоянных поступлений пищи, строительных материалов, горючего, электричества и воды город вскоре прекратил бы существование. Город характеризуется более интенсивными потоками энергии и вещества на входе — выходе из системы.
Современный город сам не производит продуктов питания и других органических веществ, не обогащает воздух кислородом, почти не возвращает воду и неорганические материалы в круговорот веществ. В широком экологическом смысле город не может считаться экологической системой. Для того чтобы рассмотреть город как биогеоценоз с характерными для него признаками устойчивости, саморегуляции и саморазвития, необходимо расширить его границы с учетом тех близких и отдаленных сред, которые определяют его жизнеобеспечение
Город – противоестественная система. Урбанизация отрицательно влияет на уже нарушенное экологическое равновесие, сильнее, чем химизация.
Неблагоприятные (патогенные) факторы, действующие на человека в крупных городах:
— шум, отрицательно сказывающийся на вид (неврозы)
— двигательная пассивность — риск развития заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем
— загрязнение окружающей среды
Адаптивные приспособительные способности человека велики, но защитно-приспособительные механизмы организма не могут долго находиться в состоянии перенапряжения.
Искусственные экосистемы отличаются от естественных:
— видовой скудностью или однообразием
— необходимостью поддержания, зависимостью от поступления энергии и веществ извне
— особенностями «выхода» — изъятием из круговорота органического вещества (агроценоз) или увеличением количества конечных токсичных продуктов (урбаноценоз).
Источник