На тему: «Сучасне поняття про агроекосистему»

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

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

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.

Тепло як екологічний чинник

Тепло необхідне для існування рослин і тварин. Ріст, розвиток і розмноження різних видів рослин і тварин відбуваються за певних температурних режимів, які відповідають фізіологічним потребам організмів.

Для більшості видів культивованих рослин оптимальна температура коливається від 20 до ЗО °С. Так, для кукурудзи вона становить 25 – ЗО, для томатів – 26, пшениці – 15-20 °С. Різні групи рослин мають свої межі мінімальної і максимальної температур зовнішнього середовища, які вони витримують. Наприклад, мінімальна температура росту огірків – 12 – 15 °С, максимальна – 35 °С, при такій температурі вони перестають рости. Температурний оптимум, найсприятливіший для росту і розвитку огірків, – 27 – 30 °С. Для різних видів сільськогосподарських тварин оптимальна температура повітря коливається від 3 – 5 до 15-20 °С. Слід зазначити, що температурний оптимум залежить не тільки від виду тварини, а й від стадії її онтогенезу. Встановлено, що для дорослих особин великої рогатої худоби температурний оптимум становить 10 - 18 °С, для новонароджених телят – 18 – 20 °С. Дуже високі чи дуже низькі температури навколишнього середовища несприятливо впливають на ріст, розвиток і розмноження рослин і тварин. Під впливом надмірно високих температур у клітинах розкладається білок, змінюється білково-ліпідний комплекс.

Розлад обмінних процесів супроводжується утворенням токсичних продуктів метаболізму. Структура і функції органів і тканин рослин порушуються, розвиваються ознаки захворювань: на листках пшениці з'являються жовті плями, на листках вівса – червоні («запал»). Сильне сонячне проміння може спричинити опіки покривних тканин рослин. Кора плодових дерев, уражена опіками, підсихає, розтріскується, відстає від деревини. Опіки листків можуть виникнути на місці крапель води, що залишилися після дощу або поливання, оскільки вони виконують роль лінзи, яка фокусує сонячні промені в одну точку. Реакція рослин на перегрівання значною мірою залежить від і'х віку. Особливо чутливі до високих температур паростки. Молоді рослини знаходяться близько від поверхні ґрунту і нічим не захищені, а в спекотні сонячні дні ґрунт може нагріватися до високих температур.

Під впливом високих температур у тварин знижується апетит. Наприклад, корови втрачають апетит за температури повітря 41 °С. Перегрівання організму супроводжується гальмуванням його росту і розвитку, зниженням продуктивності. Так, маса тіла телиць, вирощених за температури 27 °С, була на 12 % меншою, ніж вирощених за температури 10 °С. У самок і самців у результаті впливу високих температур може розвинутись безпліддя. Висока температура повітря може спричинити захворювання тварин. Тепловий удар – тяжке захворювання, зареєстроване у коней, великої рогатої худоби, свиней, інших видів тварин. Лімітуючим чинником є не тільки надмірно висока, а й надмірно низька температура навколишнього середовища.

За характером реакції на низькі температури рослини поділяють на холодо- і морозостійкі. Холодостійкими вважають рослини, стійкі до низьких температур до О °С. Рослини, здатні без особливих пошкоджень переносити мінусові температури, належать до морозостійких. Холодо- і морозостійкими є багато видів багаторічних рослин. Так, деревні породи різняться вищою морозостійкістю, ніж озимі злаки. Проте багаторічні деревні рослини можуть пошкоджуватися (морозобоїни) і навіть гинути від морозів. Холодо- і морозостійкість – це властивості рослин, які можуть різко змінюватися залежно від багатьох зовнішніх і внутрішніх чинників. Наприклад, стійкість деревних рослин до холоду різко підвищується у період їх спокою. Ростові процеси значно знижують стійкість рослин, що перезимували, до весняних заморозків. Чутливі до заморозків генеративні органи. Підвищення холодо- і морозостійкості культурних рослин – одна з актуальних проблем агроекології. Для підвищення стійкості рослин до низьких температур вживають різних заходів. Морозостійкість плодових дерев і озимих культур зростає при опти-мізації водного режиму ґрунту.

Одним із дієвих методів є загартування проростаючого насіння і розсади при низькій температурі, що не викликає пошкодження живих тканин. У молодому віці рослини пластичніші і краще пристосовуються до перепадів температури зовнішнього середовища.

Велику увагу приділяють селекції холодостійких сортів. Виведено сорти винограду, які плодоносять у Підмосков'ї, а тим більше у північних областях України (Чернігівській, Сумській). Створюються холодостійкі ранні і дуже ранні сорти кукурудзи, сої.

Серед тварин, як і серед рослин, е тепло- і холодолюбні види. Теплолюбними е верблюди, лами, холодолюбними – одомашнені північні олені. У тварин, підданих впливу холоду, виникають захисні реакції щодо збереження температури тіла зменшенням віддачі тепла крізь шкіру. Тварини згинаються, собаки і кішки згортаються у клубок і тим самим зменшується площа відкритої поверхні тіла. Виділення тепла організмом посилюється при скороченні м'язів.

Фізіологічні можливості терморегулювання в організмі тварин не безмежні. Тривала дія низьких температур призводить до порушення функціонування органів, зниження продуктивності і відтво-рювальної здатності тварин. Зменшується природна резистентність організму, виникають різні захворювання. Особливо часто хворіють новонароджені телята, поросята і ягнята на бронхіт, бронхопневмонію та інші простудні хвороби. За тривалої дії низьких температур порушується терморегуляція, розвивається гіпертонія, виникають паралічі. Можливі обмороження. Насамперед обморожуються вуха, хвіст, соски свині, мошонка, нижні частини кінцівок тварин.

За сильного розладу нервової регуляції і порушення діяльності внутрішніх органів тварини гинуть.

Загартування організму тварин (утримання новонароджених телят у холоді) на фоні належних умов годівлі і догляду за молодняком великої рогатої худоби дає добрі результати.

Вода як екологічний чинник

Вода дуже поширена на планеті Земля. Дві третини її поверхні займає Світовий океан, в якому зародилося життя. Вода необхідна для підтримання життя. Вона добрий розчинник; до її складу входять мінеральні солі, що містять близько 60 хімічних елементів, без яких життєдіяльність організмів неможлива. У воді розчиняються кисень і вуглекислий газ повітря, що має важливе значення для функціонування біоти. Вода має аномальні фізичні властивості, тому її називають найдивовижнішою рідиною в світі. Зокрема, густина води, як і інших рідин, при охолодженні до певної межі (до 4 °С) спочатку збільшується, а з 4 °С до О °С – зменшується. Якби вода не мала цієї надзвичайної властивості, то крига, щойно з'явившись на поверхні водойми, відразу ж опускалася б на дно і не тільки болота, озера і ріки, а й полярні океани промерзали б наскрізь і населяючі їх організми гинули. Оскільки крига легша за воду, за температури води нижче від О °С водойми вкриваються шаром криги, який захищає водну товщу від подальшого охолодження і тим самим забезпечує умови життя водяних організмів.

Вода – необхідний компонент організмів рослин і тварин. На її частку в середньому припадає 60 – 90 % маси живої речовини. В різних органах І тканинах живих організмів міститься різна кількість води, особливо в органах і тканинах тварин. Так, у кістках її близько 22%, у м'язах – 70 - 80, у крові – близько 90, в емалі зубів – менше за 0,2, а в слині – майже 100 %. Разом із різними хімічними сполуками вода утворює основу цитоплазми клітин рослинних і тваринних організмів. Вона бере активну участь в обміні речовин між організмом і навколишнім середовищем. У процесі життєдіяльності рослини і тварини споживають велику кількість води. Частково вони використовують її для синтезу живої речовини, а більшу частину виділяють у навколишнє середовище. Наприклад, підраховано, що одна корова протягом п'яти років споживає приблизно 90 000 – 100 000 л води; для рослин кукурудзи на площі в один гектар за вегетаційний період потрібно порядку 3 млн 600 тис. л води. Для отримання одного грама сухої рослинної маси використовується від 250 до 400 г води і більше.

Біогенні чинники

Антропогенні чинники

Антропогенні (антропічні чинники) – це зміни, внесені в природу людською діяльністю, які впливають на органічний світ. Розрізняють прямі і непрямі, позитивні і негативні антропогенні чинники. Прямий вплив здійснюється безпосередньо на живий організм, непрямий – зміною фізичного й хімічного стану атмосфери, водойм, будови земної поверхні, ґрунтів та ін. Негативні антропогенні чинники спричинюють пригнічення або вимирання організмів, позитивні – створюють сприятливі умови для розвитку тих чи інших організмів.

Загальновідомо, що вплив людини на природне середовище став глобальним. Дедалі зростаючий вплив антропогенних чинників на ценози та цілі ландшафтні комплекси може бути і свідомим, і випадковим, тобто усвідомленим або неусвідомленим. Людина, перетворюючи природні ділянки, створюючи сільськогосподарські угіддя (агро-сферу), вивела велику кількість сортів рослин і порід тварин. Це усвідомлена діяльність, що має позитивний характер. І все ж людина та її господарство здійснюють величезний вплив на рослинний покрив континентів, водні екосистеми. Він різко зростає відповідно до темпів технічного прогресу, росту чисельності населення і міст.

Людина синтезує дедалі більше нових штучних хімічних речовин (ксенобіотиків), які насичують природні і штучні екосистеми, погіршують якість природного середовища, стимулюють зростання захворювань. Чимало ксенобіотиків надзвичайно токсичні як для людей, так і для тварин.

На рослинний покрив помітно впливає не тільки індустріалізація промислових центрів (техносфера), а й механізація сільського господарства. Поряд із позитивним впливом на природні комплекси (інженерні споруди для захисту від селевих потоків і ерозійних процесів, насадження лісових смуг для протидії суховіям) виявляється і негативний, наприклад знищення степу як багатокомпонентного природного рослинного ландшафту. До неусвідомленої діяльності відносять вчинки людей, які викликають непередбачувану післядію на природу: обміління річок, зниження рівня ґрунтових вод, ерозія ґрунту, зникнення видів рослин і тварин, знищення ценозів, забруднення повітряного середовища, води, ґрунтів, знищення корисних комах, птахів тощо.

Своїми діями людина як безпосередньо (прямо), так і опосередковано впливає на рослинний покрив. Прикладами прямого впливу є випалювання рослинного покриву, затоплення, вирубування (викорчовування) дерев і кущів, побічного – ослаблення впливу зоо-генного чинника в результаті боротьби із гризунами чи шкідливою ентомофауною, зміна фізичних і хімічних властивостей ґрунту як наслідок цілеспрямованих агротехнічних заходів, зміна умов водопостачання тощо. Все це негативно впливає на сільськогосподарські ценози, а також забруднення середовища. Найнебезпечніші для рослин викиди промислових підприємств (сажа, оксиди азоту, етилен, ацетон, сірчаний естер та ін.), викидні гази двигунів внутрішнього згоряння, насамперед автомобілів. Шкідливі відходи промислових підприємств згубні для зелених насаджень і навколишніх природних рослинних угруповань, особливо лісових.