"Экология (базовый уровень)", Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Суматохин С.В.
Агроэкосистема — сельскохозяйственная система, которую создаёт или изменяет человек ради получения урожая. В неё входят культурные растения, сорняки, животные, микроорганизмы и неживые компоненты среды. Обычно её видовое разнообразие ниже, чем в природной экосистеме, потому что человек оставляет преимущественно полезные виды и ограничивает конкурентов. Монокультуры особенно уязвимы, поэтому чередование культур и сохранение местообитаний помогают поддерживать устойчивость поля.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Биологическое разнообразие — разнообразие живых организмов на разных уровнях: от генов и видов до сообществ. В агроэкосистеме его оценивают по числу видов, их соотношению и разнообразию пищевых связей. Это понятие помогает понять, насколько сложной и устойчивой является система.
Агроэкосистема — экосистема, созданная или существенно изменённая человеком для получения сельскохозяйственной продукции. В ней есть растения, животные, микроорганизмы и неживые компоненты среды. Такое определение показывает, что поле нельзя рассматривать только как участок с урожаем.
Монокультура — выращивание на поле одной сельскохозяйственной культуры. Другие организмы на таком поле не исчезают полностью, но культурный вид резко преобладает. Поэтому монокультура обычно связана с упрощённым видовым составом и пищевыми связями.
Поликультура — совместное выращивание нескольких видов сельскохозяйственных растений. В отличие от монокультуры, она создаёт больше вариантов пищи, укрытий и взаимодействий между организмами. Это может поддерживать разнообразие, хотя само по себе не гарантирует высокой устойчивости.
Агроэкосистема включает культурные растения, сорняки, насекомых, птиц, почвенных животных, грибы и бактерии, а также почву, воду, воздух и свет. Культурные растения дают пищу человеку, но одновременно служат кормом для травоядных и средой для микроорганизмов. Видовой состав во многом определяется обработкой почвы, поливом, внесением удобрений и защитой урожая, поэтому влияние человека здесь особенно велико.
В агроэкосистемах обычно меньше видов, чем в природных экосистемах, потому что человек отбирает растения с нужными свойствами и освобождает им пространство. Сорняки удаляются как конкуренты за свет, воду и минеральные вещества, а вредителей ограничивают механическими, биологическими или химическими способами. В результате остаются преимущественно виды, полезные для производства, и исчезают многие естественные связи.
Выращивание одной культуры упрощает пищевые связи: большое количество одинаковых растений становится общим ресурсом для ограниченного круга организмов. Если вредитель приспособлен к этой культуре, ему легче находить пищу и быстро увеличивать численность. Условия жизни многих организмов оказываются связанными с одним видом растения, поэтому изменение его состояния затрагивает сразу несколько звеньев системы.
Низкое разнообразие повышает уязвимость агроэкосистемы, поскольку у неё меньше взаимозаменяемых видов и альтернативных пищевых связей. Засуха, болезнь или массовое размножение вредителя могут одновременно повредить большую часть растений. В более разнообразном сообществе одни организмы способны частично компенсировать потери других, а естественные враги вредителей получают больше мест обитания.
Поддерживать разнообразие помогают чередование культур, совместные посадки и сохранение местообитаний: лесополос, живых изгородей, участков естественной растительности и водоёмов. Эти меры создают разные условия для опылителей, хищников вредителей и почвенных организмов. Сокращение избыточного применения химических средств также важно, потому что они могут уничтожать не только вредные, но и полезные виды.
| Признак | Природная экосистема | Агроэкосистема |
|---|---|---|
| Видовое разнообразие | Обычно высокое; виды складываются исторически и взаимодействуют между собой. | Часто ниже; человек поддерживает ограниченный набор нужных видов. |
| Соотношение культурных и дикорастущих видов | Культурные растения отсутствуют или не играют главной роли, преобладают дикорастущие виды. | Преобладает одна или несколько культур, а дикорастущие виды часто ограничиваются. |
| Разветвлённость пищевых связей | Обычно высокая: много цепей питания соединяются в пищевую сеть. | Часто ниже из-за преобладания нескольких видов и упрощения цепей питания. |
| Роль человека в поддержании системы | Небольшая или косвенная; основные процессы регулируются самими организмами. | Большая: человек обрабатывает почву, сеет, поливает, удобряет и защищает урожай. |
| Устойчивость к вредителям и изменениям среды | Обычно выше благодаря разнообразию видов и связей. | Может быть ниже, особенно при монокультуре и сильной зависимости от ухода. |
Сначала сравнивайте не отдельный показатель, а всю систему признаков. Особенно полезно связать видовое разнообразие с пищевыми связями и ролью человека: так становится понятна причина различий в устойчивости.
На поле выращивают только пшеницу. Определите тип посева и объясните, как он влияет на разнообразие растений.
Ответ: это монокультура. Она упрощает состав растений и делает поле зависимым от состояния пшеницы.
Сравните два поля: на одном растёт одна культура, на другом чередуются разные культуры. На каком поле вероятнее более разнообразный состав организмов и почему?
Ответ: вероятнее, более разнообразным будет поле с чередованием культур: оно предлагает организмам больше ресурсов и условий обитания.
В агроэкосистеме резко увеличилась численность вредителя, питающегося одной культурой. Объясните уязвимость поля и предложите меры.
Ответ: низкое разнообразие облегчает массовое размножение вредителя. Меры должны одновременно уменьшать доступность его пищи и поддерживать организмы, которые ограничивают его численность.
Ошибка 1. Считать агроэкосистему только совокупностью культурных растений. Так происходит, если поле связывают лишь с урожаем, но забывают о почве и обитателях. Проверьте себя: назовите хотя бы животных, микроорганизмы и неживые компоненты поля.
Ошибка 2. Смешивать разнообразие с количеством урожая. Высокая продуктивность может быть получена на поле с небольшим числом видов и не доказывает богатство сообщества. Проверяйте, о чём спрашивают: о массе продукции или о числе и соотношении организмов.
Ошибка 3. Полагать, что на монокультурном поле есть только один вид. Монокультура означает преобладание одной культуры, но на поле могут жить сорняки, вредители, бактерии и другие организмы. Для проверки различайте культурный вид и весь состав агроэкосистемы.
Ошибка 4. Считать любое увеличение числа видов автоматически полезным. Некоторые организмы конкурируют с культурой или повреждают урожай, поэтому значение вида зависит от его роли и целей хозяйства. Спросите себя, какую функцию он выполняет и влияет ли на устойчивость системы.
Для понимания агроэкосистем нужны знания о составе экосистемы: живых и неживых компонентах, их связях и обмене веществ. Пищевые цепи помогают объяснить, почему изменение численности одного организма отражается на других.
Тема связана с понятиями биоразнообразия и устойчивости экосистем. Чем разнообразнее связи и роли организмов, тем больше возможностей у системы противостоять отдельным нарушениям, хотя в сельском хозяйстве важен баланс между устойчивостью и урожайностью.
Эти знания пригодятся при изучении охраны природы, сельского хозяйства и экологических последствий хозяйственной деятельности. Они помогают оценивать пользу лесополос, разумного применения препаратов и сохранения естественных участков рядом с полями.
Почему на сельскохозяйственном поле обычно меньше видов, чем в природной экосистеме?
Человек отбирает культуры, которые дают урожай, и уничтожает или ограничивает конкурентов, сорняки и вредителей. Поэтому число видов и разнообразие связей на поле обычно ниже, чем в природном сообществе.
Чем монокультура отличается от поликультуры?
Монокультура — выращивание на участке одной сельскохозяйственной культуры. Поликультура предполагает совместное выращивание нескольких видов растений, поэтому использует больше видов и обычно создаёт более разнообразные связи.
Какие организмы, кроме культурных растений, входят в агроэкосистему?
В агроэкосистеме живут сорняки, насекомые-вредители, опылители, птицы, почвенные животные, грибы и бактерии. В систему также входят вода, почва, воздух, свет и другие неживые компоненты.
Почему монокультурное поле может быть уязвимо для вредителей?
На таком поле много одинаковых растений, которые служат вредителю пищей и местом обитания. Упрощённые пищевые связи могут замедлять естественное ограничение его численности, поэтому вредитель быстро распространяется.
Какие приёмы помогают поддерживать разнообразие организмов в агроэкосистеме?
Помогают чередование культур, совместные посадки, сохранение лесополос, участков естественной растительности и других местообитаний. Полезно также сокращать избыточное применение химических средств защиты.
§ 34. Биологическое разнообразие агроэкоснстем
