Ekosistem ialah salah satu konsep utama ekologi, yang merupakan sistem yang merangkumi beberapa komponen: komuniti haiwan, tumbuhan dan mikroorganisma, habitat ciri, keseluruhan sistem perhubungan yang melaluinya pertukaran bahan dan tenaga berlaku. Dalam sains, terdapat beberapa klasifikasi ekosistem. Salah satu daripadanya membahagikan semua ekosistem yang diketahui kepada dua kelas besar: semula jadi, dicipta oleh alam semula jadi, dan buatan, yang dicipta oleh manusia.
Ekosistem semulajadi Mereka dicirikan oleh: Hubungan rapat antara bahan organik dan bukan organik Satu bulatan lengkap kitaran bahan: bermula dari penampilan bahan organik dan berakhir dengan pereputan dan penguraian kepada komponen bukan organik. Ketahanan dan keupayaan penyembuhan diri.
Semua ekosistem semula jadi ditentukan oleh ciri-ciri berikut: 1. Struktur spesies: bilangan setiap spesies haiwan atau tumbuhan dikawal oleh keadaan semula jadi. 2. Struktur ruang: semua organisma terletak dalam hierarki mendatar atau menegak yang ketat. 3. Bahan biotik dan abiotik. Organisma yang membentuk ekosistem dibahagikan kepada bukan organik (abiotik: cahaya, udara, tanah, angin, kelembapan, tekanan) dan organik (haiwan biotik, tumbuhan). 4. Seterusnya, komponen biotik dibahagikan kepada pengeluar, pengguna dan pemusnah.
Ekosistem tiruan Ekosistem tiruan ialah komuniti haiwan dan tumbuhan yang hidup dalam keadaan yang dicipta oleh manusia untuk mereka. Mereka juga dipanggil noobiogeocenoses atau sosioekosistem. Contoh: padang, padang rumput, bandar, masyarakat, kapal angkasa, zoo, taman, kolam buatan, takungan.
Ciri-ciri perbandingan ekosistem semulajadi dan buatan Ekosistem semula jadi Ekosistem tiruan Komponen utama ialah tenaga suria Terutamanya, ia menerima tenaga daripada bahan api dan makanan yang disediakan (heterotropik) Membentuk tanah yang subur Menghabiskan tanah Semua ekosistem semulajadi menyerap karbon dioksida dan menghasilkan oksigen Kebanyakan ekosistem buatan menggunakan. oksigen dan menghasilkan karbon dioksida Kepelbagaian spesies yang besar Bilangan spesies organisma yang terhad Kestabilan yang tinggi, keupayaan untuk mengawal kendiri dan penyembuhan diri Kestabilan yang lemah, kerana ekosistem sedemikian bergantung kepada aktiviti manusia Metabolisme tertutup Rantaian metabolik terbuka Mencipta habitat untuk haiwan dan tumbuhan liar Memusnahkan habitat hidupan liar
Ekosistem ialah kompleks semula jadi bersatu yang dibentuk oleh gabungan organisma hidup dan habitatnya. Sains ekologi mengkaji formasi ini.
Istilah "ekosistem" muncul pada tahun 1935. Ia dicadangkan untuk digunakan oleh ahli ekologi Inggeris A. Tansley. Kompleks semula jadi atau semula jadi-antropogenik di mana kedua-dua komponen hidup dan tidak langsung mempunyai hubungan rapat melalui metabolisme dan pengagihan aliran tenaga - semua ini termasuk dalam konsep "ekosistem". Terdapat pelbagai jenis ekosistem. Unit fungsi asas biosfera ini dibahagikan kepada kumpulan berasingan dan dikaji oleh sains alam sekitar.
Klasifikasi mengikut asal usul
Terdapat pelbagai ekosistem di planet kita. Jenis ekosistem dikelaskan mengikut cara tertentu. Walau bagaimanapun, adalah mustahil untuk menghubungkan bersama semua kepelbagaian unit biosfera ini. Itulah sebabnya terdapat beberapa klasifikasi sistem ekologi. Sebagai contoh, mereka dibezakan oleh asal. ini:
- Ekosistem semula jadi (semula jadi).. Ini termasuk kompleks di mana peredaran bahan berlaku tanpa sebarang campur tangan manusia.
- Ekosistem buatan (antropogenik). Mereka dicipta oleh manusia dan mampu wujud hanya dengan sokongan langsungnya.
Ekosistem semula jadi
Kompleks semula jadi yang wujud tanpa penyertaan manusia mempunyai klasifikasi dalaman mereka sendiri. Terdapat jenis ekosistem semula jadi berikut berdasarkan tenaga:
Bergantung sepenuhnya kepada sinaran suria;
Menerima tenaga bukan sahaja dari badan syurga, tetapi juga dari sumber semula jadi yang lain.
Yang pertama daripada dua jenis ekosistem ini adalah tidak produktif. Walau bagaimanapun, kompleks semula jadi sedemikian sangat penting untuk planet kita, kerana ia wujud di kawasan yang luas dan mempengaruhi pembentukan iklim, membersihkan jumlah besar atmosfera, dsb.
Kompleks semula jadi yang menerima tenaga daripada beberapa sumber adalah yang paling produktif.
Unit biosfera buatan
Ekosistem antropogenik juga berbeza. Jenis ekosistem yang termasuk dalam kumpulan ini termasuk:
Agroekosistem yang muncul sebagai hasil pertanian manusia;
Technoecosystems yang timbul akibat pembangunan perindustrian;
Ekosistem bandar hasil daripada penciptaan petempatan.
Semua ini adalah jenis ekosistem antropogenik yang dicipta dengan penyertaan langsung manusia.
Kepelbagaian komponen semula jadi biosfera
Terdapat pelbagai jenis dan jenis ekosistem semula jadi. Selain itu, ahli ekologi membezakannya berdasarkan keadaan iklim dan semula jadi kewujudan mereka. Oleh itu, terdapat tiga kumpulan dan beberapa unit biosfera yang berbeza.
Jenis utama ekosistem semula jadi:
Tanah;
air tawar;
Marin.
Kompleks semula jadi daratan
Pelbagai jenis ekosistem daratan termasuk:
tundra Artik dan alpine;
Hutan boreal konifer;
Massif daun luruh zon sederhana;
Savana dan padang rumput tropika;
Chaparrals, iaitu kawasan yang mempunyai musim panas yang kering dan musim sejuk yang hujan;
Gurun (kedua-dua pokok renek dan berumput);
Hutan tropika separa malar hijau yang terletak di kawasan yang mempunyai musim kering dan basah yang berbeza;
Hutan hujan malar hijau tropika.
Sebagai tambahan kepada jenis ekosistem utama, terdapat juga yang peralihan. Ini adalah hutan-tundra, separuh padang pasir, dll.
Sebab kewujudan pelbagai jenis kompleks semula jadi
Dengan prinsip apakah pelbagai ekosistem semula jadi terletak di planet kita? Jenis ekosistem asal semula jadi terletak di satu zon atau yang lain bergantung pada jumlah pemendakan dan suhu udara. Adalah diketahui bahawa iklim di bahagian yang berlainan di dunia mempunyai perbezaan yang ketara. Pada masa yang sama, jumlah hujan tahunan tidak sama. Ia boleh berkisar antara 0 hingga 250 atau lebih milimeter. Dalam kes ini, hujan turun sama ada secara sekata sepanjang semua musim, atau kebanyakannya turun semasa tempoh basah tertentu. Purata suhu tahunan juga berbeza-beza di planet kita. Ia boleh berkisar daripada nilai negatif hingga tiga puluh lapan darjah Celsius. Ketekalan pemanasan jisim udara juga berbeza-beza. Ia mungkin tidak mempunyai perbezaan yang ketara sepanjang tahun, seperti, sebagai contoh, di khatulistiwa, atau ia mungkin sentiasa berubah.
Ciri-ciri kompleks semula jadi
Kepelbagaian jenis ekosistem semula jadi kumpulan daratan membawa kepada hakikat bahawa setiap daripada mereka mempunyai ciri tersendiri. Oleh itu, di tundra, yang terletak di utara taiga, iklim yang sangat sejuk diperhatikan. Kawasan ini dicirikan oleh suhu tahunan purata negatif dan kitaran siang-malam kutub. Musim panas di bahagian ini hanya berlangsung beberapa minggu. Pada masa yang sama, tanah mempunyai masa untuk mencairkan ke kedalaman meter kecil. Kerpasan di tundra jatuh kurang daripada 200-300 milimeter sepanjang tahun. Disebabkan oleh keadaan iklim sedemikian, tanah ini miskin tumbuh-tumbuhan, diwakili oleh lichen yang tumbuh perlahan, lumut, serta semak lingonberi dan blueberry kerdil atau menjalar. Kadang-kadang anda boleh berjumpa
Fauna pun tak kaya. Ia diwakili oleh rusa kutub, mamalia kecil yang bersembunyi, serta pemangsa seperti cerpelai, musang kutub dan musang. Dunia burung diwakili oleh burung hantu kutub, salji bunting dan plover. Serangga di tundra kebanyakannya adalah spesies dipteran. Ekosistem tundra sangat terdedah kerana keupayaannya yang lemah untuk pulih.
Taiga, yang terletak di kawasan utara Amerika dan Eurasia, sangat pelbagai. Ekosistem ini dicirikan oleh musim sejuk yang sejuk dan panjang serta kerpasan yang banyak dalam bentuk salji. Flora diwakili oleh saluran konifer malar hijau, di mana cemara dan cemara, pain dan larch tumbuh. Wakil-wakil dunia haiwan termasuk moose dan badgers, beruang dan tupai, sable dan wolverine, serigala dan lynx, musang dan cerpelai. Taiga dicirikan oleh kehadiran banyak tasik dan paya.
Ekosistem berikut diwakili oleh hutan berdaun lebar. Spesies ekosistem jenis ini terdapat di timur Amerika Syarikat, Asia Timur, dan Eropah Barat. Ini adalah zon iklim bermusim, di mana suhu pada musim sejuk turun di bawah sifar, dan antara 750 dan 1500 mm hujan turun sepanjang tahun. Flora ekosistem sedemikian diwakili oleh pokok berdaun lebar seperti beech dan oak, abu dan linden. Terdapat semak dan lapisan rumput yang tebal di sini. Fauna diwakili oleh beruang dan moose, musang dan lynx, tupai dan cerut. Burung hantu dan burung belatuk, burung hitam dan falcon hidup dalam ekosistem sedemikian.
Zon padang rumput sederhana ditemui di Eurasia dan Amerika Utara. Analog mereka adalah tussocks di New Zealand, serta pampas di Amerika Selatan. Iklim di kawasan ini adalah bermusim. Pada musim panas, udara menjadi panas daripada nilai sederhana panas kepada nilai sangat tinggi. Suhu musim sejuk adalah negatif. Pada tahun ini, terdapat dari 250 hingga 750 milimeter hujan. Flora padang rumput diwakili terutamanya oleh rumput turf. Haiwan termasuk bison dan antelop, saiga dan gopher, arnab dan marmot, serigala dan dubuk.
Chaparrals terletak di Mediterranean, serta di California, Georgia, Mexico dan pantai selatan Australia. Ini adalah zon iklim sederhana sederhana, di mana kerpasan turun dari 500 hingga 700 milimeter sepanjang tahun. Tumbuhan di sini termasuk pokok renek dan pokok dengan daun keras malar hijau, seperti pistachio liar, laurel, dll.
Sistem ekologi seperti savana terletak di Afrika Timur dan Tengah, Amerika Selatan dan Australia. Sebahagian besar daripada mereka terletak di India Selatan. Ini adalah zon iklim panas dan kering, di mana hujan turun dari 250 hingga 750 mm sepanjang tahun. Tumbuhan ini kebanyakannya berumput, dengan hanya pokok daun luruh (pokok palma, baobab dan akasia) yang jarang ditemui di sana sini. Fauna diwakili oleh zebra dan antelop, badak sumbu dan zirafah, harimau bintang dan singa, burung nasar, dll. Terdapat banyak serangga penghisap darah di bahagian ini, seperti lalat tsetse.
Gurun ditemui di bahagian Afrika, utara Mexico, dll. Iklim di sini kering, dengan hujan kurang daripada 250 mm setahun. Hari di padang pasir panas dan malam sejuk. Tumbuhan diwakili oleh kaktus dan pokok renek yang jarang dengan sistem akar yang luas. Antara wakil dunia haiwan, gophers dan jerboas, antelop dan serigala adalah perkara biasa. Ini adalah ekosistem yang rapuh, mudah dimusnahkan oleh hakisan air dan angin.
Hutan daun tropika separuh malar hijau ditemui di Amerika Tengah dan Asia. Kawasan ini mengalami musim kemarau dan musim lembap yang silih berganti. Purata hujan tahunan adalah dari 800 hingga 1300 mm. Hutan tropika didiami oleh fauna yang kaya.
Hutan hujan tropika terdapat di banyak bahagian di planet kita. Mereka ditemui di Amerika Tengah, utara Amerika Selatan, Afrika khatulistiwa tengah dan barat, kawasan pantai barat laut Australia, serta di pulau-pulau di Lautan Pasifik dan Hindi. Keadaan iklim panas di bahagian ini tidak bermusim. Hujan lebat melebihi had 2500 mm sepanjang tahun. Sistem ini dibezakan oleh kepelbagaian besar flora dan fauna.
Kompleks semula jadi yang sedia ada, sebagai peraturan, tidak mempunyai sebarang sempadan yang jelas. Di antara mereka semestinya terdapat zon peralihan. Di dalamnya, bukan sahaja interaksi populasi pelbagai jenis ekosistem berlaku, tetapi juga jenis organisma hidup yang istimewa berlaku. Oleh itu, zon peralihan merangkumi kepelbagaian fauna dan flora yang lebih besar daripada kawasan sekitarnya.
Kompleks semula jadi akuatik
Unit biosfera ini boleh wujud dalam badan air tawar dan laut. Yang pertama termasuk ekosistem seperti:
Lentik ialah takungan, iaitu, air yang berdiri;
Lotik, diwakili oleh sungai, sungai, mata air;
Kawasan upwelling di mana penangkapan ikan produktif berlaku;
Selat, teluk, muara, yang merupakan muara;
Zon terumbu air dalam.
Contoh kompleks semula jadi
Ahli ekologi membezakan pelbagai jenis ekosistem semula jadi. Namun begitu, kewujudan setiap daripadanya mengikut corak yang sama. Untuk memahami dengan lebih mendalam interaksi semua makhluk hidup dan bukan hidup dalam satu unit biosfera, pertimbangkan spesies Semua mikroorganisma dan haiwan yang hidup di sini mempunyai kesan langsung ke atas komposisi kimia udara dan tanah.
Padang rumput ialah sistem keseimbangan yang merangkumi pelbagai unsur. Sebahagian daripada mereka, pengeluar makro, yang merupakan tumbuh-tumbuhan herba, mencipta produk organik komuniti daratan ini. Selanjutnya, kehidupan kompleks semula jadi dijalankan kerana rantai makanan biologi. Haiwan tumbuhan atau pengguna utama memakan rumput padang rumput dan bahagiannya. Ini adalah wakil fauna seperti herbivor besar dan serangga, tikus dan pelbagai jenis invertebrata (gopher dan hare, ayam hutan, dll.).
Pengguna utama memakan pengguna sekunder, termasuk burung karnivor dan mamalia (serigala, burung hantu, elang, musang, dll.). Seterusnya, pengurang terlibat dalam kerja. Tanpa mereka, penerangan lengkap ekosistem adalah mustahil. Spesies banyak kulat dan bakteria adalah unsur-unsur ini dalam kompleks semula jadi. Pengurai menguraikan produk organik kepada keadaan mineral. Jika keadaan suhu menggalakkan, maka serpihan tumbuhan dan haiwan mati dengan cepat hancur menjadi sebatian mudah. Sebahagian daripada komponen ini mengandungi bateri yang dicairkan dan digunakan semula. Bahagian sisa organik yang lebih stabil (humus, selulosa, dll.) terurai dengan lebih perlahan, memberi makan kepada dunia tumbuhan.
Ekosistem antropogenik
Kompleks semula jadi yang dibincangkan di atas mampu wujud tanpa sebarang campur tangan manusia. Keadaan ini sama sekali berbeza dalam ekosistem antropogenik. Hubungan mereka hanya berfungsi dengan penyertaan langsung seseorang. Contohnya, agroekosistem. Syarat utama kewujudannya bukan sahaja penggunaan tenaga suria, tetapi juga penerimaan "subsidi" dalam bentuk sejenis bahan api.
Sebahagiannya, sistem ini serupa dengan semula jadi. Persamaan dengan kompleks semula jadi diperhatikan semasa pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yang berlaku disebabkan oleh tenaga Matahari. Walau bagaimanapun, pertanian adalah mustahil tanpa penyediaan tanah dan penuaian. Dan proses ini memerlukan subsidi tenaga daripada masyarakat manusia.
Apakah jenis ekosistem yang dimiliki oleh bandar itu? Ini adalah kompleks antropogenik di mana tenaga bahan api sangat penting. Penggunaannya adalah dua hingga tiga kali lebih tinggi daripada aliran sinaran suria. Bandar ini boleh dibandingkan dengan ekosistem laut dalam atau gua. Lagipun, kewujudan tepat biogeocenoses ini sebahagian besarnya bergantung kepada bekalan bahan dan tenaga dari luar.
Ekosistem bandar muncul melalui proses sejarah yang dipanggil urbanisasi. Di bawah pengaruhnya, penduduk negara meninggalkan kawasan luar bandar, mewujudkan penempatan yang besar. Secara beransur-ansur, bandar semakin mengukuhkan peranan mereka dalam pembangunan masyarakat. Pada masa yang sama, untuk memperbaiki kehidupan, manusia sendiri mencipta sistem bandar yang kompleks. Ini membawa kepada pemisahan tertentu bandar daripada alam semula jadi dan gangguan kompleks semula jadi yang sedia ada. Sistem petempatan boleh dipanggil bandar. Walau bagaimanapun, apabila industri berkembang, keadaan agak berubah. Apakah jenis ekosistem yang dimiliki oleh bandar di wilayah mana loji atau kilang itu beroperasi? Sebaliknya, ia boleh dipanggil industri-bandar. Kompleks ini terdiri daripada kawasan perumahan dan wilayah yang menempatkan kemudahan menghasilkan pelbagai produk. Ekosistem bandar berbeza daripada yang semula jadi dalam lebih banyak dan, sebagai tambahan, aliran toksik pelbagai sisa.
Untuk memperbaiki persekitaran hidup mereka, orang ramai mencipta apa yang dipanggil tali pinggang hijau di sekitar penempatan mereka. Mereka terdiri daripada rumput rumput dan pokok renek, pokok dan kolam. Ekosistem semula jadi bersaiz kecil ini mencipta produk organik yang tidak memainkan peranan khas dalam kehidupan bandar. Untuk terus hidup, manusia memerlukan makanan, bahan api, air dan elektrik dari luar.
Proses urbanisasi telah mengubah kehidupan planet kita dengan ketara. Kesan sistem antropogenik yang dicipta secara buatan telah banyak mengubah alam semula jadi di kawasan yang luas di Bumi. Pada masa yang sama, bandar mempengaruhi bukan sahaja zon di mana objek seni bina dan pembinaan itu sendiri berada. Ia menjejaskan kawasan yang luas dan seterusnya. Sebagai contoh, dengan peningkatan permintaan untuk produk kayu, orang ramai menebang hutan.
Semasa bandar berfungsi, banyak bahan yang berbeza memasuki atmosfera. Mereka mencemarkan udara dan mengubah keadaan iklim. Bandar mempunyai litupan awan yang lebih tinggi dan kurang cahaya matahari, lebih banyak kabus dan hujan renyai-renyai, dan lebih panas sedikit daripada kawasan luar bandar berdekatan.
Kuliah No 5. Ekosistem buatan
5.1 Ekosistem semula jadi dan buatan
Di biosfera, sebagai tambahan kepada biogeocenosis semula jadi dan ekosistem, terdapat komuniti yang dicipta secara buatan oleh aktiviti ekonomi manusia - ekosistem antropogenik.
Ekosistem semulajadi dibezakan oleh kepelbagaian spesies yang ketara, wujud untuk masa yang lama, ia mampu mengawal kendiri, dan mempunyai kestabilan dan daya tahan yang hebat. Biojisim dan nutrien yang dicipta di dalamnya kekal dan digunakan dalam biocenosis, memperkayakan sumber mereka.
Ekosistem buatan - agrocenoses (ladang gandum, kentang, kebun sayur, ladang dengan padang rumput bersebelahan, kolam ikan, dll.) membentuk sebahagian kecil permukaan tanah, tetapi membekalkan kira-kira 90% tenaga makanan.
Perkembangan pertanian sejak zaman purba telah disertai dengan pemusnahan sepenuhnya penutupan tumbuh-tumbuhan di kawasan yang luas untuk memberi ruang kepada sebilangan kecil spesies yang dipilih oleh manusia yang paling sesuai untuk makanan.
Walau bagaimanapun, pada mulanya aktiviti manusia dalam masyarakat pertanian sesuai dengan kitaran biokimia dan tidak mengubah aliran tenaga dalam biosfera. Dalam pengeluaran pertanian moden, penggunaan tenaga tersintesis semasa penanaman mekanikal tanah, penggunaan baja dan racun perosak telah meningkat dengan ketara. Ini mengganggu keseimbangan tenaga keseluruhan biosfera, yang boleh membawa kepada akibat yang tidak dapat diramalkan.
Perbandingan ekosistem antropogenik semula jadi dan dipermudahkan
(selepas Miller, 1993)
|
Ekosistem semula jadi (paya, padang rumput, hutan) |
Ekosistem antropogenik (ladang, kilang, rumah) |
|
Menerima, menukar, mengumpul tenaga suria |
Menggunakan tenaga daripada bahan api fosil dan nuklear |
|
Menghasilkan oksigen dan menggunakan karbon dioksida |
Menggunakan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida apabila fosil dibakar |
|
Membentuk tanah yang subur |
Menghabiskan atau menimbulkan ancaman kepada tanah yang subur |
|
Mengumpul, membersihkan dan mengambil air secara beransur-ansur |
Mengambil banyak air dan mencemarkannya |
|
Mencipta habitat untuk pelbagai spesies hidupan liar |
Memusnahkan habitat banyak spesies hidupan liar |
|
Penapis percuma dan membasmi bahan pencemar dan pembaziran |
Menghasilkan bahan pencemar dan sisa yang mesti dinyahkontaminasi dengan mengorbankan orang ramai |
|
Mempunyai kemampuan pemeliharaan diri dan penyembuhan diri |
Memerlukan kos yang tinggi untuk penyelenggaraan dan pemulihan yang berterusan |
5.2 Ekosistem buatan
5.2.1 Agroekosistem
Agroekosistem(dari bahasa Greek agros - field) - komuniti biotik yang dicipta dan diselenggara secara berkala oleh manusia untuk mendapatkan hasil pertanian. Biasanya termasuk satu set organisma yang hidup di tanah pertanian.
Agroekosistem termasuk ladang, kebun, kebun sayur, ladang anggur, kompleks ternakan besar dengan padang rumput buatan bersebelahan.
Ciri ciri agroekosistem ialah kebolehpercayaan ekologi yang rendah, tetapi produktiviti yang tinggi bagi satu (beberapa) spesies atau jenis tumbuhan atau haiwan yang ditanam. Perbezaan utama mereka daripada ekosistem semula jadi ialah struktur dipermudahkan dan komposisi spesies yang berkurangan.
Agroekosistem berbeza daripada ekosistem semula jadi beberapa ciri:
1. Kepelbagaian organisma hidup di dalamnya dikurangkan secara mendadak untuk mendapatkan pengeluaran setinggi mungkin.
Di ladang rai atau gandum, sebagai tambahan kepada monokultur bijirin, anda boleh menemui hanya beberapa jenis rumpai. Di padang rumput semulajadi, kepelbagaian biologi jauh lebih tinggi, tetapi produktiviti biologi berkali-kali lebih rendah daripada di ladang yang disemai.
Peraturan tiruan bagi bilangan perosak, sebahagian besarnya, adalah syarat yang diperlukan untuk mengekalkan agroekosistem. Oleh itu, dalam amalan pertanian, cara berkuasa digunakan untuk menyekat bilangan spesies yang tidak diingini: racun perosak, racun herba, dll. Akibat alam sekitar daripada tindakan ini, bagaimanapun, membawa kepada beberapa kesan yang tidak diingini selain daripada kesan yang digunakan.
2. Spesies tumbuhan dan haiwan pertanian dalam agroekosistem diperoleh hasil daripada pemilihan buatan dan bukannya semula jadi, dan tidak dapat menahan perjuangan untuk kewujudan dengan spesies liar tanpa sokongan manusia.
Akibatnya, terdapat penyempitan mendadak asas genetik tanaman pertanian, yang sangat sensitif terhadap percambahan besar-besaran perosak dan penyakit.
3. Agroekosistem lebih terbuka; bahan dan tenaga dikeluarkan daripada mereka dengan tanaman, hasil ternakan, dan juga akibat pemusnahan tanah.
Dalam biocenosis semula jadi, pengeluaran tumbuhan utama digunakan dalam pelbagai rantai makanan dan sekali lagi kembali kepada sistem kitaran biologi dalam bentuk karbon dioksida, air dan unsur pemakanan mineral.
Oleh kerana penuaian berterusan dan gangguan proses pembentukan tanah, dengan penanaman monokultur jangka panjang di tanah yang ditanam, kesuburan tanah secara beransur-ansur berkurangan. Keadaan ini dalam ekologi dipanggil hukum pulangan berkurangan .
Oleh itu, untuk pertanian berhemat dan rasional perlu mengambil kira penyusutan sumber tanah dan mengekalkan kesuburan tanah dengan bantuan teknologi pertanian yang lebih baik, penggiliran tanaman yang rasional dan teknik lain.
Perubahan penutupan tumbuh-tumbuhan dalam agroekosistem tidak berlaku secara semula jadi, tetapi dengan kehendak manusia, yang tidak selalu memberi kesan yang baik terhadap kualiti faktor abiotik yang termasuk di dalamnya. Ini terutama berlaku untuk kesuburan tanah.
Perbezaan utama agroekosistem daripada ekosistem semula jadi - mendapat tenaga tambahan untuk berfungsi normal.
Tenaga tambahan merujuk kepada sebarang jenis tenaga yang dimasukkan ke dalam agroekosistem. Ini mungkin kekuatan otot manusia atau haiwan, pelbagai jenis bahan api untuk mengendalikan mesin pertanian, baja, racun perosak, racun perosak, lampu tambahan, dsb. Konsep "tenaga tambahan" juga termasuk baka baru haiwan domestik dan jenis tumbuhan yang ditanam yang diperkenalkan ke dalam struktur agroekosistem.
Perlu diingatkan bahawa agroekosistem adalah masyarakat yang sangat rapuh. Mereka tidak mampu menyembuhkan diri dan mengawal diri, dan tertakluk kepada ancaman kematian akibat pembiakan besar-besaran perosak atau penyakit.
Sebab ketidakstabilan adalah bahawa agrocenoses terdiri daripada satu (monokultur) atau, kurang kerap, maksimum 2-3 spesies. Itulah sebabnya sebarang penyakit, mana-mana perosak boleh memusnahkan agrocenosis. Walau bagaimanapun, orang ramai sengaja memudahkan struktur agrocenosis untuk mendapatkan hasil pengeluaran maksimum. Agrocenoses, pada tahap yang lebih besar daripada cenoses semula jadi (hutan, padang rumput, padang rumput), terdedah kepada hakisan, larut lesap, salinisasi dan pencerobohan perosak. Tanpa penyertaan manusia, agrocenoses tanaman bijirin dan sayur-sayuran wujud tidak lebih daripada setahun, tumbuhan beri - 3-4, tanaman buah-buahan - 20-30 tahun. Mereka kemudiannya hancur atau mati.
Kelebihan agrocenosis Ekosistem semula jadi berhadapan dengan pengeluaran makanan yang diperlukan untuk manusia dan peluang besar untuk meningkatkan produktiviti. Walau bagaimanapun, ia hanya dilaksanakan dengan penjagaan yang berterusan untuk kesuburan tanah, menyediakan tumbuhan dengan kelembapan, melindungi populasi yang ditanam, varieti dan baka tumbuhan dan haiwan daripada kesan buruk flora dan fauna semula jadi.
Semua agroekosistem ladang, taman, padang rumput padang rumput, taman sayur-sayuran, dan rumah hijau yang dicipta secara buatan dalam amalan pertanian adalah sistem yang disokong khusus oleh manusia.
Berhubung dengan komuniti yang berkembang dalam agroekosistem, penekanan secara beransur-ansur berubah berkaitan dengan perkembangan umum pengetahuan alam sekitar. Sebagai ganti idea tentang sifat serpihan sambungan koenotik dan penyederhanaan agrocenosis yang melampau, muncul pemahaman tentang organisasi sistemik mereka yang kompleks, di mana manusia hanya mempengaruhi hubungan individu dengan ketara, dan keseluruhan sistem terus berkembang mengikut undang-undang semula jadi.
Dari sudut pandangan ekologi, adalah sangat berbahaya untuk memudahkan persekitaran semula jadi manusia, mengubah keseluruhan landskap menjadi landskap pertanian. Strategi utama untuk mewujudkan landskap yang sangat produktif dan mampan adalah untuk memelihara dan meningkatkan kepelbagaiannya.
Bersama-sama dengan mengekalkan bidang yang sangat produktif, penjagaan khas perlu diambil untuk memelihara kawasan perlindungan yang tidak tertakluk kepada kesan antropogenik. Rizab dengan kepelbagaian spesies yang kaya adalah sumber spesies untuk komuniti yang pulih secara berturut-turut.
Ciri perbandingan ekosistem semula jadi dan agroekosistem
|
Ekosistem semula jadi |
Agroekosistem |
|
Unit asas semula jadi utama biosfera, terbentuk semasa evolusi |
Unit asas tiruan sekunder biosfera yang diubah oleh manusia |
|
Sistem kompleks dengan sejumlah besar spesies haiwan dan tumbuhan di mana populasi beberapa spesies mendominasi. Mereka dicirikan oleh keseimbangan dinamik yang stabil yang dicapai oleh peraturan kendiri |
Sistem ringkas dengan populasi dominan satu spesies tumbuhan atau haiwan. Mereka stabil dan dicirikan oleh kebolehubahan struktur biojisim mereka |
|
Produktiviti ditentukan oleh ciri penyesuaian organisma yang mengambil bahagian dalam kitaran bahan |
Produktiviti ditentukan oleh tahap aktiviti ekonomi dan bergantung kepada keupayaan ekonomi dan teknikal |
|
Produk utama digunakan oleh haiwan dan mengambil bahagian dalam kitaran bahan. "Penggunaan" berlaku hampir serentak dengan "pengeluaran" |
Tanaman dituai untuk memenuhi keperluan manusia dan memberi makan kepada ternakan. Bahan hidup terkumpul untuk beberapa lama tanpa dimakan. Produktiviti tertinggi berkembang hanya untuk masa yang singkat |
5.2.2.Ekosistem perindustrian-bandar
Keadaan ini berbeza sama sekali dalam ekosistem yang merangkumi sistem perindustrian-bandar - di sini tenaga bahan api menggantikan tenaga solar sepenuhnya. Berbanding dengan aliran tenaga dalam ekosistem semula jadi, penggunaannya di sini adalah dua hingga tiga urutan magnitud lebih tinggi.
Sehubungan dengan perkara di atas, perlu diingatkan bahawa ekosistem buatan tidak boleh wujud tanpa sistem semula jadi, manakala ekosistem semula jadi boleh wujud tanpa ekosistem antropogenik.
Sistem bandar
Sistem bandar (urbosystem)- "sistem antropogenik semula jadi yang tidak stabil yang terdiri daripada objek seni bina dan binaan serta ekosistem semula jadi yang terganggu secara mendadak" (Reimers, 1990).
Apabila bandar berkembang, zon fungsinya menjadi semakin berbeza - ini adalah perindustrian, kediaman, taman hutan.
Zon perindustrian- ini adalah kawasan di mana kemudahan industri pelbagai industri tertumpu (logam, kimia, kejuruteraan mekanikal, elektronik, dll.). Mereka adalah punca utama pencemaran alam sekitar.
Zon kediaman- ini adalah kawasan di mana bangunan kediaman, bangunan pentadbiran, kemudahan kebudayaan dan pendidikan, dsb. tertumpu.
Taman Hutan - Ini adalah kawasan hijau di sekitar bandar, diusahakan oleh manusia, iaitu disesuaikan untuk rekreasi, sukan dan hiburan beramai-ramai. Bahagiannya juga boleh didapati di dalam bandar, tetapi biasanya di sini taman bandar- ladang pokok di bandar, menduduki kawasan yang agak luas dan juga berkhidmat untuk rakyat untuk beriadah. Tidak seperti hutan semula jadi dan juga taman hutan, taman bandar dan penanaman kecil yang serupa di bandar (petak, jalan raya) bukanlah sistem lestari dan kawal selia sendiri.
Zon taman hutan, taman bandar dan kawasan wilayah lain yang diperuntukkan dan disesuaikan khas untuk rekreasi rakyat dipanggil rekreasi zon (wilayah, bahagian, dll.).
Proses pembandaran yang semakin mendalam membawa kepada komplikasi infrastruktur bandar. Mula menduduki tempat yang penting pengangkutan Dan kemudahan pengangkutan(jalan raya, stesen minyak, garaj, stesen servis, kereta api dengan infrastruktur kompleksnya, termasuk yang bawah tanah - metro; lapangan terbang dengan kompleks perkhidmatan, dll.). Sistem pengangkutan merentasi semua zon berfungsi bandar dan mempengaruhi keseluruhan persekitaran bandar (persekitaran bandar).
Persekitaran di sekeliling seseorang di bawah keadaan ini, ia adalah satu set persekitaran abiotik dan sosial yang secara bersama dan secara langsung mempengaruhi orang dan ekonomi mereka. Pada masa yang sama, menurut N.F Reimers (1990), ia boleh dibahagikan kepada persekitaran semula jadi Dan persekitaran semula jadi yang diubah oleh manusia(landskap antropogenik sehingga persekitaran buatan manusia - bangunan, jalan asfalt, pencahayaan buatan, dsb., i.e. persekitaran buatan).
Secara umumnya, persekitaran bandar dan petempatan jenis bandar adalah sebahagian teknosfera, iaitu, biosfera, diubah secara radikal oleh manusia menjadi objek teknikal dan buatan manusia.
Sebagai tambahan kepada bahagian daratan landskap, asas litogeniknya, iaitu, bahagian permukaan litosfera, yang biasanya dipanggil persekitaran geologi, juga jatuh ke dalam orbit aktiviti ekonomi manusia (E.M. Sergeev, 1979).
Persekitaran geologi- ini adalah batu, air bawah tanah, yang terjejas oleh aktiviti ekonomi manusia (Rajah 10.2).
Di kawasan bandar, dalam ekosistem bandar, seseorang boleh membezakan sekumpulan sistem yang mencerminkan kerumitan interaksi bangunan dan struktur dengan alam sekitar, yang dipanggil sistem semulajadi-teknikal(Trofimov, Epishin, 1985) (Rajah 10.2). Mereka berkait rapat dengan landskap antropogenik, dengan struktur geologi dan pelepasannya.
Oleh itu, sistem bandar adalah kepekatan penduduk, bangunan dan struktur kediaman dan perindustrian. Kewujudan sistem bandar bergantung kepada tenaga bahan api fosil dan bahan mentah tenaga nuklear, dan dikawal dan diselenggara secara buatan oleh manusia.
Persekitaran sistem bandar, kedua-dua bahagian geografi dan geologinya, telah berubah dengan sangat kuat dan, sebenarnya, telah menjadi tiruan, di sini masalah penggunaan dan penggunaan semula sumber asli yang terlibat dalam peredaran, pencemaran dan pembersihan alam sekitar timbul, di sini terdapat peningkatan pengasingan kitaran ekonomi dan pengeluaran daripada metabolisme semula jadi (perolehan biogeokimia) dan aliran tenaga dalam ekosistem semula jadi. Dan akhirnya, di sinilah kepadatan penduduk dan persekitaran binaan adalah tertinggi, yang mengancam bukan sahaja kesihatan manusia, tetapi juga untuk kelangsungan hidup semua manusia. Kesihatan manusia adalah penunjuk kualiti persekitaran ini.
Ekosistem buatan ( noobiogeocenoses atau sosioekosistem ) ialah himpunan organisma yang hidup dalam keadaan buatan manusia. Sebaliknya, ekosistem termasuk komuniti rakan sebaya tambahan yang dipanggil noocenosis .
Noocenosis adalah sebahagian daripada ekosistem buatan, termasuk cara buruh, masyarakat dan produk buruh.
Agrocenosis ialah biocenosis yang dicipta secara buatan oleh manusia untuk tujuannya sendiri dengan tahap dan sifat produktiviti tertentu.
Pada masa ini, kira-kira sepuluh peratus daripada tanah itu diduduki oleh agrocenosa.
Walaupun fakta bahawa dalam agrocenosis, seperti dalam mana-mana ekosistem semula jadi, terdapat tahap trofik wajib - pengeluar, pengguna, pengurai yang membentuk rangkaian trofik biasa, terdapat perbezaan yang agak besar antara kedua-dua jenis komuniti ini:
1) Dalam agrocenoses kepelbagaian organisma berkurangan secara mendadak. Manusia mengekalkan monotoni dan kemiskinan spesies agrocenosis dengan sistem langkah agroteknikal yang kompleks khas. Di ladang, satu jenis tumbuhan biasanya ditanam, dan oleh itu kedua-dua populasi haiwan dan komposisi mikroorganisma tanah berkurangan secara mendadak. Walau bagaimanapun, walaupun agrocenoses yang paling habis termasuk beberapa dozen spesies organisma kepunyaan kumpulan sistematik dan ekologi yang berbeza. Sebagai contoh, sebagai tambahan kepada gandum, agrocenosis ladang gandum termasuk rumpai, serangga - perosak gandum dan pemangsa, invertebrata - penduduk tanah dan lapisan tanah, kulat patogen, dll.
2) Spesies yang diusahakan oleh manusia disokong oleh pemilihan buatan dan tidak dapat menahan perjuangan untuk kewujudan tanpa sokongan manusia.
3) Agroekosistem menerima tenaga tambahan disebabkan oleh aktiviti manusia, yang menyediakan syarat tambahan untuk pertumbuhan tumbuhan yang ditanam.
4) Pengeluaran primer tulen agrocenosis (biojisim tumbuhan) dikeluarkan daripada ekosistem dalam bentuk tanaman dan tidak memasuki rantai makanan. Penggunaan separa oleh perosak dihalang dalam setiap cara yang mungkin oleh aktiviti manusia. Akibatnya, tanah kehabisan mineral yang diperlukan untuk kehidupan tumbuhan. Oleh itu, campur tangan manusia dalam bentuk persenyawaan sekali lagi diperlukan.
Dalam agrocenoses, kesan pemilihan semula jadi menjadi lemah dan terutamanya pemilihan buatan beroperasi, bertujuan untuk produktiviti maksimum tumbuhan yang diperlukan oleh manusia, dan bukan yang lebih baik disesuaikan dengan keadaan persekitaran.
Oleh itu, agrocenoses, tidak seperti sistem semula jadi, bukanlah sistem kawal selia sendiri, tetapi dikawal oleh manusia. Matlamat peraturan sedemikian adalah untuk meningkatkan produktiviti agrocenosis. Untuk tujuan ini, tanah gersang diairi dan tanah berair dialirkan; Rumpai dan haiwan pemakan tanaman dimusnahkan, jenis tanaman yang ditanam ditukar dan baja digunakan. Semua ini mencipta faedah hanya untuk tumbuhan yang ditanam.
Tidak seperti ekosistem semula jadi, agrocenosis tidak stabil; ia cepat runtuh, kerana tumbuhan yang diusahakan tidak akan bertahan dengan persaingan dengan tumbuhan liar dan akan dikerumuni olehnya.
Agrobiocenoses juga dicirikan oleh kesan kelebihan dalam pengedaran perosak serangga. Mereka menumpukan terutamanya di jalur tepi, dan menduduki bahagian tengah padang pada tahap yang lebih rendah. Fenomena ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam zon peralihan persaingan antara spesies tumbuhan individu meningkat secara mendadak, dan ini, seterusnya, mengurangkan tahap tindak balas perlindungan dalam yang terakhir terhadap serangga.
| Bahan sebelumnya: |
*Istilah "ekosistem" boleh digunakan untuk biosenos dan biotop pelbagai saiz, contohnya, batang pokok mati, hutan atau kolam, atau lautan. Ini semua adalah ekosistem semula jadi. Sebagai contoh ekosistem semula jadi yang agak mudah, pertimbangkan ekosistem kolam kecil. Ekosistem kolam boleh dianggap sebagai dua komponen utama.
**Ekosistem semula jadi agak kompleks, dan mengkajinya menggunakan kaedah saintifik tradisional "pengalaman dan kawalan" adalah sangat sukar. Oleh itu, saintis alam sekitar menggunakan mikroekosistem buatan makmal yang mensimulasikan proses yang berlaku dalam keadaan semula jadi.
Akuarium sebagai ekosistem buatan
Terdapat salah tanggapan tentang "keseimbangan" dalam akuarium. Adalah mungkin untuk mencapai keseimbangan anggaran dalam akuarium dari segi rejim gas dan makanan hanya jika terdapat sedikit ikan di dalamnya dan terdapat banyak air dan tumbuhan. Seawal 1857, J. Warrington mewujudkan "keseimbangan yang indah dan menggembirakan antara kerajaan haiwan dan sayur-sayuran" dalam akuarium 12-galon (54.6 L) dengan beberapa ikan emas dan siput. Di samping itu, dia menanam sebilangan besar tumbuhan akuatik Vallisneria, yang berfungsi sebagai makanan untuk ikan. J. Warrington dengan betul menilai bukan sahaja interaksi ikan dan tumbuhan, tetapi juga kepentingan siput detritivor "untuk penguraian serpihan tumbuhan dan lendir," akibatnya "apa yang boleh bertindak sebagai prinsip beracun telah berubah menjadi medium yang subur untuk pertumbuhan tumbuhan.” Kebanyakan percubaan oleh penggemar untuk mencapai keseimbangan dalam akuarium berakhir dengan kegagalan kerana fakta bahawa terlalu banyak ikan diletakkan di dalam akuarium (kes asas populasi berlebihan). Oleh itu, aquarists amatur perlu secara berkala mengekalkan keseimbangan dalam akuarium (pemakanan tambahan, pengudaraan, pembersihan berkala akuarium).
***Mungkin cara terbaik untuk membayangkan ekosistem buatan adalah dengan memikirkan tentang perjalanan angkasa lepas, kerana seseorang, yang meninggalkan biosfera, mesti membawa bersamanya sistem yang jelas terhad yang akan menyediakan semua keperluan pentingnya menggunakan cahaya matahari sebagai tenaga yang datang dari ruang sekeliling. persekitaran.
Kapal angkasa sebagai ekosistem buatan
Terdapat jenis kapal angkasa terbuka dan tertutup.
DALAM sistem terbuka (tanpa penjanaan semula) aliran bahan dan tenaga pergi ke satu arah, dan hayat sistem akan bergantung kepada bekalan air, makanan dan oksigen. Bahan dan sisa terpakai disimpan di kapal angkasa sehingga dikembalikan ke bumi atau dibuang ke angkasa (!).
DALAM tertutup Dalam semua parameter (kecuali tenaga) sistem mengalami peredaran bahan, yang, sama seperti aliran tenaga, boleh dikawal menggunakan mekanisme luaran. Hari ini, hampir semua kapal angkasa menggunakan sistem jenis terbuka dengan pelbagai peringkat penjanaan semula.