§ 43. Агроэкосистема (агроценоз) как искусственное сообщество организмов

Определения и обозначения

Агроэкосистема — это искусственно созданная или сильно изменённая человеком экосистема, используемая для получения сельскохозяйственной продукции. Её примерами служат поле, сад и огород. Понятие помогает увидеть, что урожай зависит не только от культурного растения, но и от почвы, климата, других организмов и действий человека.

Агроценоз — сообщество организмов, населяющих сельскохозяйственную территорию. В него входят культурные растения, сорняки, насекомые, почвенные микроорганизмы и животные. Этот термин нужен, чтобы говорить именно о живой части агроэкосистемы и её связях, а не обо всей территории вместе с почвой, водой и условиями среды.

Севооборот — последовательная смена выращиваемых культур на одном участке. Например, на поле в разные годы могут расти культуры с разными потребностями в питательных веществах. Севооборот помогает не истощать почву и затрудняет распространение вредителей, поэтому поддерживает продуктивность участка.

Как это устроено

Агроэкосистема возникает, когда человек отводит участок под производство и выбирает, какие растения или животных там выращивать. Выбор зависит от климата, свойств почвы, доступности воды и потребностей людей. Поскольку хозяйственная цель обычно состоит в получении определённой продукции, на поле часто преобладает один вид культурного растения.

Живые организмы в агроценозе связаны пищевыми отношениями. Культурные растения служат пищей для травоядных насекомых и других животных, а ими могут питаться хищники; остатки организмов разлагают бактерии и грибы. Однако человек меняет эти связи, например удаляет сорняки или ограничивает численность вредителей, потому что часть организмов конкурирует с культурой или повреждает урожай.

Для роста растений нужны свет, вода, минеральные вещества и подходящая температура. Если почва бедна питательными веществами или растениям не хватает влаги, урожай может быть небольшим. Поэтому человек обрабатывает почву, вносит удобрения и при необходимости поливает посадки: эти действия восполняют ресурсы или создают условия, нужные для выращивания культуры.

Агроценоз обычно менее разнообразен, чем природное сообщество. На большом поле одного вида много одинаковых растений, поэтому для организмов, которые ими питаются, легко найти пищу, а распространение вредителя может идти быстро. Кроме того, короткие пищевые цепи и небольшое число видов означают, что при изменении условий системе часто не хватает организмов, способных заменить пострадавшие виды.

Поэтому агроэкосистема нуждается в постоянном управлении. Если человек перестанет обрабатывать поле, часть культурных растений может уступить место сорнякам и местным видам, а прежний состав сообщества изменится. Уход не делает систему независимой от природы: засуха, заморозки, состояние почвы и болезни по-прежнему влияют на результат.

Сравнение агроэкосистемы и природной экосистемы

Сравнивай системы по каждому признаку, а не только по месту, где они находятся: участок с деревьями может быть садом или природным лесом. Если в системе человек специально поддерживает нужные ему виды ради продукции, это признак агроэкосистемы. Устойчивость не означает, что природная система никогда не меняется; речь о том, что она обычно лучше сохраняет связи без постоянного хозяйственного ухода.

Разбор задач

Условие. На участке выращивают картофель, регулярно рыхлят почву и удаляют сорняки. Урожай повреждают колорадские жуки, а после прекращения ухода поле постепенно зарастает другими растениями. Нужно определить, является ли участок агроэкосистемой, и объяснить, почему его состав меняется без участия человека.

1. Сначала выясняем цель использования участка. На нём выращивают картофель, то есть человек получает сельскохозяйственную продукцию. Это указывает на хозяйственное назначение территории.

2. Затем проверяем, управляет ли человек сообществом. Рыхление почвы и удаление сорняков — направленные действия, которые создают преимущества культурному растению и меняют условия для других видов. Значит, состав живых организмов здесь поддерживается не только природными процессами.

3. Учитываем остальные организмы. Картофель, сорняки и колорадские жуки — участники сообщества, связанные между собой: жук питается растением, а человек вмешивается, чтобы сохранить урожай. Наличие вредителей не превращает участок в природную экосистему: они также входят в агроценоз.

4. Объясняем изменение после прекращения ухода. Культурное растение выращивают в интересах человека, но без обработки и контроля оно может конкурировать с местными видами и уступать им. Поэтому постепенно меняется состав сообщества, хотя конкретный результат зависит от почвы, климата и организмов, присутствующих на участке.

Ответ. Участок с картофелем — агроэкосистема, потому что его используют для получения урожая и поддерживают с помощью ухода. После прекращения вмешательства условия меняются, конкуренция с другими растениями усиливается, и прежний агроценоз может преобразоваться в сообщество с иным составом видов.

Типичные ошибки

• Считать, что агроэкосистема состоит только из культурного растения. Так думают, потому что именно культура заметнее всего и нужна для урожая. Проверь себя: перечисли хотя бы несколько других организмов участка и назови связи между ними.

• Считать вредителей и сорняки не частью агроценоза. Их воспринимают только как помеху, хотя они живут на территории и взаимодействуют с культурой. Проверка проста: если организм обитает в сообществе и связан с его участниками, он относится к его живой части, даже если вредит урожаю.

• Утверждать, что агроэкосистема полностью создана человеком и не зависит от природы. Хозяйственные действия важны, но рост культуры всё равно зависит от воды, температуры, почвы и других условий. Чтобы проверить ответ, отдели то, чем управляет человек, от природных факторов, которые он не может полностью контролировать.

• Смешивать понятия «агроценоз» и «агроэкосистема». Причина — оба термина относятся к сельскохозяйственной территории. Запомни проверку: агроценоз обозначает сообщество организмов, а агроэкосистема охватывает также неживые условия и взаимодействия на участке.

Связь с другими темами

Тема связана с понятием экосистемы: в агроэкосистеме, как и в природной, организмы взаимодействуют друг с другом и со средой. Пищевые цепи помогают понять, почему изменение численности вредителя или исчезновение одного участника может повлиять на другие виды. Знания о почве, минеральном питании и фотосинтезе объясняют, откуда растения получают необходимые ресурсы для роста. Севооборот и удобрения показывают, как хозяйственная деятельность влияет на круговорот веществ и состояние почвы.

Что запомнить

• Агроэкосистема — управляемая человеком система, созданная для получения сельскохозяйственной продукции.

• Агроценоз — сообщество живых организмов на сельскохозяйственной территории.

• В агроценоз входят не только культурные виды, но также сорняки, вредители, опылители и почвенные организмы.

• Обычно агроэкосистемы менее разнообразны и устойчивы, чем природные сообщества, поэтому нуждаются в уходе.

• Севооборот и разумная обработка помогают поддерживать плодородие почвы и продуктивность участка.