Агроценоз. Агроэкосистема

Определения и обозначения

Агроценоз — искусственно созданное и поддерживаемое человеком сообщество организмов. В отличие от природного сообщества, его состав целенаправленно меняют ради получения урожая, а без ухода он постепенно изменяется. Это понятие помогает понять, почему поле или огород не сохраняют привычный вид сами по себе.

Агроэкосистема — экосистема сельскохозяйственного назначения, в которую входят живые организмы и условия их среды. К таким условиям относятся, например, почва, вода, воздух и освещение, а на состояние системы влияет деятельность человека. Понятие позволяет рассматривать не только растения и животных, но и их связи со средой.

Культурные растения — виды, которые человек выращивает для получения урожая. Они обычно составляют основную часть растительного покрова агроценоза и служат его главными продуцентами — организмами, создающими органические вещества. От их роста зависит, какую часть продукции человек сможет собрать.

Сорные растения — виды, которые самопроизвольно растут среди культурных растений. Они конкурируют с культурами за свет, воду и питательные вещества, поэтому могут снижать урожайность. При этом сорняки тоже входят в сообщество, а не существуют отдельно от него.

Как это устроено

Человек создаёт агроценоз, выбирая культурные растения и изменяя условия среды ради урожая. Например, он вспахивает почву, сеет выбранную культуру и может организовать полив. Такой выбор приводит к преобладанию нужных человеку видов, а изменение условий помогает им расти. Поэтому состав агроценоза связан с целью хозяйственной деятельности.

В агроценозе пищевые цепи обычно короче и менее разнообразны, чем в природной экосистеме. Причина в том, что на поле часто преобладает один вид, например пшеница, или небольшое число культур. Когда видов меньше, меньше и возможных пищевых связей между растениями, животными и другими организмами. В природном сообществе разнообразие видов обычно создаёт больше вариантов таких связей.

Высокую продуктивность агроценоза поддерживает труд человека. Обработка почвы помогает подготовить её к посеву, полив восполняет недостаток воды, а удобрения дают растениям необходимые вещества. Защита от вредителей и уборка урожая также являются частью сельскохозяйственных работ. Без этих действий нужные человеку растения могут хуже расти, а собрать урожай вовремя становится сложнее.

Если человек перестаёт ухаживать за полем, его состав постепенно меняется. Культурные растения нередко хуже приспособлены к самостоятельной конкуренции, чем другие виды, а сорняки и новые растения могут занять освободившиеся места. Со временем культурных растений становится меньше, и сообщество может приобрести черты природного. Скорость и направление изменений зависят от условий местности и организмов, которые там встречаются.

Удобрения и средства защиты растений могут повышать урожайность, потому что восполняют часть питательных веществ или помогают уменьшить вред от организмов-вредителей. Однако чрезмерное применение таких средств способно загрязнять почву и воду. Оно также может вредить не только вредителям, но и другим организмам, нарушая природные связи. Поэтому при ведении хозяйства важно соотносить пользу для урожая с возможным воздействием на окружающую среду.

Сравнение агроценоза и природного сообщества

Сравнивайте сообщества сразу по нескольким признакам: одинаковое наличие растений ещё не делает их одинаковыми. Обратите внимание, кто формирует состав сообщества и что поддерживает его продуктивность. Слова «обычно» и «как правило» важны: природные сообщества и хозяйственные системы могут различаться по своим особенностям.

Разбор задач

Задача 1. Поле пшеницы поливают и удобряют

На поле выращивают пшеницу, регулярно поливают и удобряют почву. Нужно определить, почему это сообщество относят к агроценозу, и назвать два признака. Для ответа выясним, как поле возникло и что поддерживает его продуктивность. Не будем считать, что одного присутствия пшеницы достаточно для полного объяснения.

1. Устанавливаем происхождение сообщества: пшеницу выбрал и посеял человек, значит, состав поля создан целенаправленно.
2. Определяем роль ухода: полив и внесение удобрений изменяют условия среды и помогают поддерживать рост культуры.
3. Связываем оба признака с понятием агроценоза: это сообщество, созданное и поддерживаемое человеком ради урожая.

Ответ: поле является агроценозом, потому что человек выращивает на нём выбранную культуру и поддерживает её продуктивность. Два признака: целенаправленный посев пшеницы и регулярный уход — полив и удобрение почвы.

Задача 2. Сравнение пшеничного поля и луга

Сравните пшеничное поле и луг по видовому разнообразию, устойчивости и необходимости ухода. Поле рассматриваем как агроценоз, а луг — как пример природного сообщества. Для сравнения нужно учесть не только то, какие растения там растут, но и от чего зависит сохранение сообщества. Заполним таблицу, а затем сформулируем вывод.

1. По разнообразию: на поле обычно преобладает пшеница, а видов меньше; на лугу встречается больше видов растений и других организмов.
2. По устойчивости: поле без вмешательства человека чаще меняется, тогда как природный луг обычно способен сохраняться без постоянного сельскохозяйственного ухода.
3. По необходимости ухода: пшеничному полю нужны посев и работы для получения урожая; луг не создают ради урожая одного выбранного растения.

Ответ: пшеничное поле менее разнообразно и обычно сильнее зависит от ухода, чем луг. Это различие связано с тем, что поле создают ради преобладания выбранной культуры, а луг формируется естественно.

Задача 3. Поле перестали обрабатывать

После прекращения обработки поля урожайность пшеницы снизилась, а число сорных растений увеличилось. Нужно объяснить эти изменения и предположить, каким может стать сообщество со временем. Разберём отдельно снижение урожая и рост числа сорняков. Затем свяжем их с зависимостью агроценоза от ухода человека.

1. Проверяем, что изменилось в уходе: прекратилась обработка поля, значит, культурные растения больше не получают прежней поддержки.
2. Объясняем конкуренцию: сорняки продолжают расти и используют те же ресурсы — свет, воду и питательные вещества, что и пшеница.
3. Делаем прогноз: при продолжении изменений культурных растений может стать меньше, а состав сообщества будет постепенно меняться.

Ответ: без обработки пшеница хуже растёт и сильнее конкурирует с сорняками, поэтому урожайность снижается. Со временем агроценоз может утратить прежний состав и стать похожим на природное сообщество, если его развитию не помешают другие воздействия.

Типичные ошибки

Ошибка: считать агроценоз полностью природной экосистемой. Его иногда принимают за обычное сообщество, потому что в нём тоже есть растения, животные и микроорганизмы. Но привычный состав поля связан с выбором и работой человека. Проверьте себя: спросите, кто посеял основную культуру и что будет с полем без ухода.

Ошибка: считать культурные растения единственными обитателями агроценоза. На поле заметнее всего выращиваемая культура, поэтому остальные организмы легко не учитывать. Однако в сообществе есть сорняки, животные, грибы и микроорганизмы. Проверка простая: вспомните, какие организмы могут жить в почве, среди растений и питаться ими.

Ошибка: путать высокую продуктивность с устойчивостью. Большой урожай создаёт впечатление, что агроценоз хорошо поддерживает себя сам. Но урожайность нередко зависит от регулярного вмешательства человека, тогда как устойчивость показывает способность сообщества сохраняться без него. Проверьте рассуждение вопросом: продолжит ли поле давать такой же урожай, если прекратить уход?

Ошибка: считать удобрения и средства защиты всегда безвредными. Их применяют для повышения урожайности и защиты культур, поэтому их польза может казаться единственным результатом. При чрезмерном использовании они способны загрязнять почву и воду и нарушать связи между организмами. Проверяйте себя: учитывайте не только пользу для урожая, но и возможные последствия для всей экосистемы.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны понятия экосистемы и сообщества, а также представления о продуцентах, консументах и пищевых цепях. Агроэкосистема связана с круговоротом веществ и потоком энергии: когда человек собирает урожай, часть веществ уносится с поля. Поэтому тема помогает понять, зачем сельскому хозяйству учитывать состояние почвы и воздействие на воду и другие природные объекты. Эти знания пригодятся при изучении охраны природы, рационального природопользования и устойчивого сельского хозяйства.

Что запомнить

• Агроценоз создаётся и поддерживается человеком.
• Агроэкосистема включает живые организмы и условия их среды.
• В агроценозе обычно преобладают культурные растения.
• Видовое разнообразие агроценоза, как правило, ниже, чем в природном сообществе.
• Высокая продуктивность агроценоза зависит от ухода человека.
• Чрезмерное применение удобрений и средств защиты растений может вредить окружающей среде.