Курсова робота

з агроекології

На тему: «Сучасне поняття про агроекосистему »

Зміст

1. Поняття про агроекосистему

2. Рівні організації та типи агроекосистем

3.Екологічні чинники агроекосистем

3.1. Світло як екологічний чинник

3.2. Тепло як екологічний чинник

3.3. Вода як екологічний чинник

3.4. Склад повітря як екологічний чинник

3.5. Рух повітря як екологічний чинник

3.6. Геохімія ґрунтів як екологічний чинник

4. Біогенні чинники

4.1. Живі організми як екологічний чинник.

5. Антропогенні чинники

6. Інформація як екологічний чинник

7. Еколого-господарська інфраструктура та її стабілізуюча роль

1. Поняття про агроекосистему

У процесі взаємодії з природою людство постійно вирішувало першочергове завдання життєзабезпечення – виробництва продуктів харчування, що є єдиним джерелом отримання людиною внутрішньої енергії. Тому не випадково однією з найдавніших галузей не тільки сільськогосподарського виробництв, а й виробничої діяльності людини загалом є землеробство.

Процес переходу від накопичення сільськогосподарських знань до примітивних, а згодом дедалі більш удосконалених систем землеробства та методів ведення сільського господарства загалом, стимулював ріст виробництва продовольчих ресурсів, сприяв збільшенню значення аграрного сектору в формуванні первинної фітобіологічної продукції. Біомаса людей порівняно з доагрокультурною епохою значно зросла. В сучасній біосфері в антропогенний канал, створений людьми і свійськими тваринами, надходить 1,6-Ю¹⁶ Вт енергії, що становить ~25 % загальної первинної продукції рослин. Значне збільшення первинної продукції, яку споживає людство, відбувається вже не тільки за рахунок сонячної енергії, а й під впливом додаткових енергетичних джерел. Близько 95 % сухої речовини рослин створюється в процесі фотосинтезу за участю сонячної енергії, а сама продуктивність агроценозів забезпечується насамперед за рахунок вільного перебігу в рослинах і ґрунті біологічних процесів. «Антропогенна енергія», що надходить в агроекосистеми, не замінює (і не може замінити) кількість сонячної енергії, а е своєрідним каталізатором, що стимулює активніше її використання (засвоєння).

Вивчення агроекології потребує фундаментальних знань структури природних екосистем, продукту «творчої» діяльності самої природи. Без розуміння особливостей організації природних екосистем неможливо оцінювати агроекосистеми.

Під сільськогосподарською екологічною системою (агроекосистемою) розуміють природний комплекс, змінений (трансформований) сільськогосподарською діяльністю людини. Агроекосистема – це штучна або змішана система рослинних, тваринних і мікробіологічних угруповань з невираженим або відсутнім механізмом саморегулювання, проектна продуктивність яких підтримується за рахунок прямих і опосередкованих енергетичних інвестицій, при припиненні або критичному зниженні яких вона деградує, втрачає свої проектні властивості. Розділ екології, що вивчає екологічні системи, називають синекологією.

Отже, агроекосистема є несталою системою агроценопопуляцій культивованих рослин на оброблюваних їрунтах із певним складом, структурою й режимом, які підтримуються і регулюються сільськогосподарськими працівниками; за відсутності такого контролю поступово втрачає свої властивості.

Під екологічною системою (екосистемою) розуміють цілісну природну одиницю, що утворилася в результаті взаємодії компонентів груп живих істот і неорганічного середовища їх проживання. Внаслідок цієї взаємодії створюються нова якість і відповідний колообіг речовин та енергії між організмами і середовищем проживання. До природних екосистем належать лише стабільні системи з визначеними трофічною й енергетичною організаціями. Крім того, в певних межах вони характеризуються саморегуляцією. Екосистему зазвичай визначають як сукупність живих істот та умов середовища:

Екосистема = Біотоп + Біоценоз.

Концепцію біогеоценозу розробив В.М. Сукачов (1942). Згідно з його визначенням, біогеоценоз (від грец. bios – життя, ge – земля, koinos – загальний) – це сукупність на певній ділянці земної поверхні однорідних природних об'єктів (атмосфери, гірської породи, рослинності, тваринного світу, мікроорганізмів, ґрунту і гідрологічних умов) з особливою специфікою їх взаємодії і певним типом обміну речовиною й енергією між собою та з іншими компонентами природи, що становлять внутрішні протиріччя системної єдності, яка знаходиться в постійному русі, розвитку. Будь-який біогеоценоз є екологічною системою, а конкретна екосистема – біогеоценозом.

2. Рівні організації та типи агроекосистем

Штучно створені людиною рослинні угруповання посівом чи висаджуванням культурних рослин, під новою синонімічною назвою (агроекосистема, агроценоз, агробіоценоз, сільськогосподарська екосистема, сільськогосподарський фітоценоз, зооценоз тощо) завжди є збідненим рослинним (тваринним) угрупованням одного чи декількох видів для отримання певної фіто-, зоомаси чистої продукції від автотрофів. До них зазвичай відносять посіви сільськогосподарських культур: зернових, бобових, олійних, технічних, плодових, овочевих, кормових та культурні пасовища; багаторічні насадження: плодові сади, захисні лісонасадження, штучно створенні лісові екосистеми; зооценози: стада сільськогосподарських тварин, тваринницькі ферми, птахоферми, зграйних, водяних тварин, риб; різні культури мікроорганізмів і грибів.

Штучно створені людиною агроекосистеми (біоценози) складаються з певних видів рослин (сортів). Рослини, які зростають на польових ділянках і е сталими елементами агроекосистем, називають компонентами. Основу агрофітоценозу становлять культурні рослини полів, городів, садів, тобто едифікатори, про домінантну роль яких дбає людина.

Штучно створені агроекосистеми (біоценози) й зооценози різняться від природних низкою специфічних особливостей. У них різко знижене видове різноманіття організмів. Оскільки на полях вирощують один, рідко – декілька видів рослин, тут значно збіднюється видовий склад тварин і мікроорганізмів у біоценозі. Без постійної турботи людини вирощувані види рослин, що виведені й дібрані нею, неспроможні виграти боротьбу за існування з дикорослими видами (бур'янами). Проте в агроекосистемах рослини крім потоку сонячної енергії отримують додаткову енергію від людини, яка створює умови для вирощування культурних видів рослин (обробіток ґрунту, внесення добрив, боротьба з бур'янами, шкідниками, хворобами тощо). Вирощений урожай вилучається і не потрапляє в подальшому у ланцюг живлення й обміну енергією в агроекосистемі. Без належного догляду (повернення) з боку людини в агроекосистемі неминуче відбувається поступове збіднення й деградація її важливої складової – ґрунту.

Кожен тип агроекосистеми у своїй організації має певні компоненти, які беруть участь у створенні цієї динамічної системи, її компонентами зазвичай є видовий склад рослин, його ярусність, співвідношення надземних і підземних органів, ступінь участі окремих видів у формуванні системи, життєвість окремих видів, рясність вкривання та ін. Агроекосистеми характеризуються обов'язковим домінуванням вирощуваних культурних рослин, які чинять основний вплив на формування біотичних особливостей штучної системи. Культурні види вирощують переважно як одновидові популяції. Залежно від умов вирощування, періоду онтогенетичного розвитку та морфолого-фізіологічних особливостей культури її едифікаторна роль різна. Найсильніші едифікаторні властивості мають багаторічні трави. За ступенем ослаблення цих властивостей однорічні культури утворюють такий ряд типів агроекосистем: озимі, ярі колосові, зернобобові, ярі просапні, баштанні, овочеві тощо.

Під типом агроекосистеми слід розуміти сукупність окремих агроекосистем, однорідних за компонентним складом середовища та їх динамікою. Як і будь-які безживні системи вони мають багатоступінчасту ієрархічно зумовлену організацію. Сільськогосподарські екосистеми нижчого рівня входять до складу системних утворів вищого рангу і підпорядковані їм.

Найвищою ієрархічною одиницею агроекосистемного рівня є аг-росфера. До системного складу входять одиниці нижчих рівнів – аграрні ландшафти, які, в свою чергу, є сукупністю польових, пасовищних, фермських екосистем. Агроекосистеми на відмінну від природних екосистем формують для отримання максимально можливої кількості продукції, яка слугує першоджерелом харчових, кормових, лікарських і сировинних ресурсів, тобто функції агроекосистем в основному обмежуються постачанням засобів життя.

У цьому головна причина кількісної переваги ресурсоємних і природоруйнівних типів агроекосистем.

У сучасних агроекосистемах матеріально-енергетичні, економічні й екологічні процеси виробництва біологічної продукції знаходяться у складних взаємозв'язках. При цьому забезпечується відтворення природного ресурсного потенціалу та ефективне використання антропогенних субсидій енергії. Науково обґрунтована організація агроекосистем передбачає створення раціональної природної і природно-господарської інфраструктури (шляхи, лісові насадження, сільськогосподарські угіддя, канали та ін.), адекватні особливостям місцевого ландшафту і господарському використанню території загалом. Організація агроекосистем має бути наближеною до контурів природних комплексів, що досягається оптимізацією агроландшафту. Проте це тільки видима частина екологічно обґрунтованої агроекосистеми, значно складніші внутрішні процеси масо- й енергообміну, які підтримують ландшафтно-екологічну рівновагу.

В аграрних ландшафтах людина створила природно-технологічні системи для вирощування рослин (теплиці, оранжереї, парники), тварин (корівники, свинарники, конюшні, вівчарні), птиці (птахофабрики), корисних комах (пасіки) тощо.

Теплиці й оранжереї, тваринницькі ферми і комплекси, вулики й акваріуми – це природно-технологічні системи, які функціонують за принципом штучних екосистем. Аналогічно створено космічні апарати для проживання в космосі.

Агросфера – продукт сільськогосподарської діяльності людини – головний компонент антропогеоценозів.

Першу ґрунтовну характеристику антропогеогеоценозів запропонував В.П. Алексєєв.

Антропогеоценоз – система, об'єктами якої є люди, людські поселення й довколишня жива і нежива природа. Антропогеоценоз не обмежується населеним пунктом. Він може поширюватись на всю територію, яку експлуатує населення, на весь простір, що є об'єктом господарської діяльності людини.

Сільськогосподарська екологія знаходиться в стадії розвитку, тому єдиного загальноприйнятого визначення поняття агроекосистеми немає.

М.А. Уразаєв та ін. пропонують такі екологічні терміни для визначення сільськогосподарських екосистем:

• агросфера – глобальна екосистема, що об'єднує територію земної поверхні, перетворена сільськогосподарською діяльністю людини;

• аграрний ландшафт – екосистема, сформована в результаті сільськогосподарського перетворення ландшафту (степового, пустельного, тайгового тощо);

• сільськогосподарська екологічна система (сільськогосподарська екосистема) – екосистема на рівні господарства;

• агроекосистема – поле, сад, теплиця, оранжерея;

• пасовищна агроекосистема – природне чи культурне пасовище;

• фермова екосистема – корівник, свинарник, конюшня, тваринницький комплекс, зоопарк, віварій тощо.

Незважаючи на велику різноманітність, сільськогосподарські екосистеми різних рівнів і ієрархій мають багато спільного. За визначенням М.В. Маркова, основними їх елементами є:

1. культурні рослини, висіяні або висаджені людиною;

2. бур'яни, які потрапили в агроекосистеми всупереч волі людини;

3. мікроорганізми ризосфер культурних рослин і бур'янів;

4. бульбочкові бактерії на корінцях бобових рослин, що зв'язують
   вільний азот повітря;

5. мікоризотворні гриби на корінні вищих рослин;

6. водорості, бактерії, гриби, актиноміцети, вільноіснуючі в ґрунті;

7. безхребетні тварини, що живуть у ґрунті і на рослинах;

8. хребетні тварини (гризуни, птиці та ін.), які живуть у ґрунті й посівах;

9)гриби, бактерії, віруси – паразити (напівпаразити) культурних рослин і бур'янів;

10)бактеріофаги – паразити мікроорганізмів.

Характерна особливість сільськогосподарських екосистем у тім, що вони є продуктом трансформування природних. Трансформуючи природні екосистеми в сільськогосподарські, людина змінювала живі і неживі компоненти природних комплексів: рослинний і тваринний світ, ґрунт, воду, атмосферу. Рослини природної флори знищували, замінювали на нові, потрібні для задоволення потреб людини. Зникло багато видів рослин, диких тварин, їх замінили свійські.

У сільськогосподарських екосистемах ланцюги живлення залучені в сферу діяльності людини. В них змінена екологічна піраміда, на вершині якої стоїть людина, що е специфічною ознакою будь-якої сільськогосподарської екосистеми. При умовному розгляді агроеко-системи як поєднання природної екосистеми з антропогенною енергією неважко виявити, що питомі затрати енергії в доіндустріальному сільському господарстві були порівнювані з енергозатратами в природних екосистемах. З переходом на інтенсивне ведення сільського господарства енерговикористання набагато зросло.

У сільськогосподарських екосистемах видовий спектр рослин і тварин збіднений. Аграрні і фермські агроценози малокомпонентні.