Trabalho prático

« Descrição Comparativa sistema natural e agroecossistemas."

Alvo: continuar a desenvolver a capacidade de comparação com base na análise da biogeocenose natural e da agrocenose; explicar as razões das semelhanças e diferenças identificadas.

2. Preencha a tabela “Comparação do sistema natural (biogeocenose) e agroecossistema”.

Comparação de biogeocenose e agrocenose.

3. Com base nos critérios de comparação e desenhos, faça descrição breve lagoa do ecossistema

· Encontre exemplos de relações entre organismos que habitam um ecossistema (predação, competição, simbiose...etc.) ilustrando a resposta com exemplos relevantes

· retratar 2-3 cadeias alimentares que presumivelmente ocorrem neste ecossistema

· Dê exemplos de 2-3 adaptações de organismos vegetais ou animais à falta de ação de qualquer fator abiótico

· Dê exemplos de produtores, consumidores e decompositores desses ecossistemas

Agroecossistemas ou agrocenoses.

A actividade económica humana é um factor poderoso na transformação da natureza. Como resultado desta atividade, formam-se biogeocenoses únicas. Estes incluem, por exemplo, agrocenoses, que são biogeocenoses artificiais que surgem como resultado da atividade agrícola humana. Os exemplos incluem prados, campos e pastagens criados artificialmente. Ao criar tais biogeocenoses, as pessoas utilizam amplamente uma variedade de práticas agrícolas: semeadura de gramíneas altamente produtivas, recuperação de terras (em caso de umidade excessiva), fertilização, várias maneiras cultivo do solo, às vezes irrigação artificial, etc. O número de biogeocenoses criadas também inclui parques, pomares e jardins de frutas silvestres, plantações florestais, etc.

Ao criar biogeocenoses artificiais, é necessário levar mais em conta as formas de relações que se desenvolvem nessas comunidades entre seus componentes e o solo. É especialmente importante levar em consideração as propriedades do solo, a necessidade de protegê-lo da destruição pelo vento e pela água (erosão), preservar a estrutura natural e a integridade da cobertura do solo, etc.

Um grande número de plantas de uma espécie em grandes áreas pode fazer com que os insetos que se alimentam dessas plantas, que eram raros nas biogeocenoses naturais, se multipliquem fortemente e se tornem pragas perigosas culturas cultivadas. Por exemplo, o gorgulho da beterraba nos prados naturais alimenta-se de algumas espécies de plantas da família da borragem, sem lhes causar muitos danos. A situação mudou radicalmente quando a beterraba sacarina foi introduzida no cultivo, ocupando vastas áreas. O “inofensivo” gorgulho da beterraba transformou-se numa enorme praga de uma das culturas agrícolas mais importantes.

As biogeocenoses artificiais criadas pelo homem requerem atenção incansável e intervenção ativa em suas vidas. Com alta tecnologia agrícola e tendo em conta a interação dos componentes da agrocenose, podem ser altamente produtivos, como prados artificiais, plantações florestais, etc.

Entre biogeocenoses naturais e artificiais, juntamente com semelhanças, existem também diferenças que é importante ter em conta na atividade económica humana.

As biogeocenoses naturais são geralmente compostas por grande quantidade espécies. São sistemas ecológicos que se desenvolvem na natureza sob a influência da seleção natural. Este último rejeita todas as formas de organismos mal adaptadas. Como resultado, forma-se um sistema ecológico complexo, relativamente estável, capaz de autorregulação. Nas biogeocenoses naturais, ocorre um ciclo de substâncias, em que as substâncias consumidas pelas plantas são devolvidas ao solo.

EM criado pelo homem biogeocenoses artificiais - agrocenoses - os componentes são selecionados com base no valor econômico. O fator principal aqui não é natural, mas seleção artificial. Através da seleção artificial e de outras medidas agrotécnicas, o homem se esforça para obter a máxima produtividade biológica (colheita). Nas biogeocenoses artificiais, uma parte significativa nutrientesé retirado do sistema com a colheita e o ciclo natural das substâncias não ocorre. Há uma diversidade reduzida de espécies incluídas na agrocenose, pois Normalmente, uma ou mais espécies (variedades) de plantas são cultivadas, o que leva a um esgotamento significativo da composição de espécies de animais, fungos e bactérias. Nas agrocenoses também há uma capacidade reduzida plantas cultivadas resistir aos concorrentes e às pragas. As espécies cultivadas foram tão fortemente alteradas pela seleção em favor dos humanos que, sem o seu apoio, não conseguem resistir à luta pela existência.

Nas biogeocenoses naturais, a fonte de energia é o Sol. Nas agrocenoses, junto com esta fonte (natural) de energia, as pessoas adicionam fertilizantes, sem os quais não é possível obter alta produtividade biológica. As agrocenoses são mantidas pelo homem através de grandes gastos de energia (energia muscular de pessoas e animais, trabalho de máquinas agrícolas, energia associada de fertilizantes, custo de irrigação adicional, etc.). Assim, existem e proporcionam elevada produtividade biológica graças à contínua intervenção e apoio do homem, sem cuja participação não podem existir.

Ecossistema de lagoa.

Ecossistema de aquário.

Ecossistemas naturais	Agroecossistemas
Unidades elementares naturais primárias da biosfera, formadas durante a evolução	Unidades elementares artificiais secundárias da biosfera transformadas pelo homem
Sistemas complexos com um número significativo de espécies animais e vegetais nas quais dominam populações de várias espécies. Eles são caracterizados por um equilíbrio dinâmico estável alcançado pela autorregulação	Sistemas simplificados com populações dominantes de uma espécie vegetal ou animal. São estáveis ​​e caracterizados pela variabilidade da estrutura de sua biomassa
A produtividade é determinada pelas características adaptativas dos organismos participantes do ciclo das substâncias	A produtividade é determinada pelo nível de atividade económica e depende das capacidades económicas e técnicas
Os produtos primários são utilizados pelos animais e participam do ciclo das substâncias. O “consumo” ocorre quase simultaneamente com a “produção”	A colheita é colhida para satisfazer as necessidades humanas e alimentar o gado. Viver importa acumula por algum tempo sem ser consumido. A maior produtividade se desenvolve apenas por um curto período de tempo

Nas agrocenoses, um aumento excessivo ocorre com muito mais frequência espécies individuais, chamada por Charles Elton de “explosão ecológica”. Por exemplo, “explosões ecológicas” são conhecidas na história: no século passado, o fungo da requeima destruiu batatas na França e causou fome, e Besouro do Colorado se espalhou para a América oceano Atlântico e no início do século 20 . penetrou Europa Ocidental, na década de 40. – para a parte europeia da Rússia. Nos tempos difíceis do pós-guerra, esse besouro literalmente “limpou” nossos campos, pois não estávamos preparados para sua invasão.

Para evitar que tais fenômenos ocorram, é necessário regular artificialmente o número de pragas com a rápida supressão daquelas que apenas tentam sair do controle. Ao mesmo tempo, a opinião humana muitas vezes não coincide com a “opinião” da natureza sobre o número excessivo de uma determinada praga. Assim, do ponto de vista da seleção natural, a estabilização da população de mariposas em algum nível não prejudica a existência da macieira como espécie, mas os humanos precisam de muito mais frutos de alta qualidade para nutrição. Portanto, na prática agrícola, ele utiliza meios para suprimir o número de pragas e em quantidades que tenham um efeito muitas vezes mais forte do que os reguladores abióticos e bióticos naturais.

A simplificação do ambiente natural do homem, do ponto de vista ecológico, é muito perigosa. Portanto, é impossível transformar toda a paisagem numa paisagem agrícola; é necessário preservar e aumentar a sua diversidade, deixando intocadas áreas protegidas que poderiam ser fonte de espécies para comunidades em recuperação sucessiva.

Ecossistemas industriais-urbanos

Sobre processos de urbanização

Urbanização- este é o crescimento e desenvolvimento das cidades, um aumento na participação da população urbana no país devido a áreas rurais, o processo de aumento do papel das cidades no desenvolvimento da sociedade. Crescimento e densidade populacional – característica cidades. Historicamente, a primeira cidade com uma população de um milhão de habitantes foi Roma durante a época de Júlio César (44–10 aC). A maior cidade do mundo em nosso tempo é a Cidade do México - 14 milhões de pessoas segundo dados de 1990, em 2000 esperava-se que tivesse 31 milhões. Em 2000, cidades como Bombaim, Cairo, Jacarta e Karachi, a marca de 20 milhões. e acima - São Paulo, Calcutá, Seul. A população de Moscou no final de 2002 era de mais de 10 milhões de pessoas

área total as áreas urbanizadas da Terra em 1980 eram de 4,69 milhões de km 2 e, em 2007, atingirão 19 milhões de km 2 - 12,8% do total e mais de 20% da área terrestre viável. Até 2030, praticamente toda a população mundial viverá em aglomerados urbanos (Reimers, 1990).

A densidade populacional nas cidades, especialmente nas grandes, varia de vários milhares a várias dezenas de milhares de pessoas por 1 km 2, e em Hong Kong - 1.500 mil por 1 km 2. Como se sabe, os seres humanos não são afetados por fatores que dependem da densidade populacional e suprimem a reprodução dos animais: não reduzem automaticamente a taxa de crescimento populacional. Mas objetivamente alta densidade leva à deterioração da saúde, ao surgimento de doenças específicas associadas, por exemplo, à poluição ambiental, torna a situação epidemiologicamente perigosa em caso de violação voluntária ou involuntária padrões sanitários, e etc.

Particularmente intenso processos de urbanização nos países em desenvolvimento, como evidenciado eloquentemente pelos indicadores acima mencionados de crescimento urbano nos próximos anos.

O próprio homem cria estes sistemas urbanos complexos, perseguindo um bom objetivo - melhorar as condições de vida, e não apenas simplesmente “protegendo-se” de fatores limitantes, mas também criando para si um novo ambiente artificial que aumenta o conforto da vida. No entanto, isso leva à separação dos humanos do ambiente natural e à perturbação dos ecossistemas naturais.

Sistemas urbanos

Sistema urbano (urbossistema) –“um sistema antropogênico natural instável que consiste em objetos arquitetônicos e de construção e ambientes fortemente perturbados ecossistemas naturais"(Reimers, 1990).

À medida que a cidade se desenvolve, as suas zonas funcionais tornam-se cada vez mais diferenciadas - industrial, residencial, parque florestal. Zonas industriais – são áreas onde se concentram instalações industriais de diversas indústrias (metalúrgica, química, engenharia mecânica, eletrônica, etc.) - São as principais fontes de poluição ambiente.

Zonas residenciais – São áreas onde se concentram edifícios residenciais, edifícios administrativos, instalações culturais e educacionais e assim por diante.

Lesoparque- é uma zona verde no entorno da cidade, cultivada pelo homem, ou seja, adaptada para recreação coletiva, esportes e entretenimento. Suas seções também são possíveis dentro das cidades, mas geralmente aqui parques da cidade– plantações de árvores na cidade, ocupando áreas bastante extensas e servindo também de recreação para os moradores da cidade. Ao contrário das florestas naturais e mesmo dos parques florestais, os parques municipais e pequenas plantações semelhantes na cidade (praças, avenidas) não são sistemas autossustentáveis ​​e autorregulados.

Chamam-se zonas de parques florestais, parques municipais e outras áreas do território alocadas e especialmente adaptadas para a recreação das pessoas. recreativo zonas (territórios, seções, etc.).

O aprofundamento dos processos de urbanização leva à complicação da infraestrutura da cidade. Começando a ocupar um lugar significativo transporte E facilidades de transporte(estradas, postos de gasolina, garagens, postos de serviço, ferrovias com sua complexa infraestrutura, V incluindo subterrâneo - metrô; aeródromos com complexo de serviços, etc.). Sistemas de transporte atravessam todas as zonas funcionais da cidade e influenciam todo o ambiente urbano (ambiente urbano).

Ambiente ao redor das pessoas Estas condições são um conjunto de ambientes abióticos e sociais que influenciam conjunta e diretamente as pessoas e a sua economia. Ao mesmo tempo, segundo N.F Reimers (1990), pode ser dividido em ambiente natural E ambiente natural transformado pelo homem(paisagens antropogênicas até o ambiente artificial das pessoas - edifícios, estradas asfaltadas, iluminação artificial, etc., ou seja, ambiente artificial). Em geral, o ambiente é urbano e assentamentos tipo urbano faz parte tecnosfera, isto é, a biosfera, radicalmente transformada pelo homem em objetos técnicos e feitos pelo homem.

Além da parte terrestre da paisagem, sua base litogênica, ou seja, a parte superficial da litosfera, comumente chamada de ambiente geológico, também cai na órbita da atividade econômica humana (E.M. Sergeev, 1979). Ambiente geológico – estas são rochas, águas subterrâneas, que são afetadas por atividade econômica pessoa (Fig. 10.2).

Nas áreas urbanas, nos ecossistemas urbanos, é possível distinguir um conjunto de sistemas que refletem a complexidade da interação dos edifícios e estruturas com o meio ambiente, que chamados sistemas técnicos naturais(Trofimov, Epishin, 1985) (Fig. 10.2). Estão intimamente ligados às paisagens antrópicas, à sua estrutura geológica e relevo.

Assim, os sistemas urbanos são a concentração de edifícios e estruturas populacionais, residenciais e industriais. A existência de sistemas urbanos depende da energia dos combustíveis fósseis e das matérias-primas da energia nuclear, e é regulada e mantida artificialmente pelos humanos.

O ambiente dos sistemas urbanos, tanto a sua parte geográfica como geológica, foi mais fortemente alterado e, de facto, tornou-se artificial, aqui há problemas de aproveitamento e reaproveitamento dos materiais envolvidos na circulação recursos naturais, poluição e limpeza ambiental, aqui há um isolamento crescente dos ciclos económicos e de produção do metabolismo natural (renovação biogeoquímica) e do fluxo de energia nos ecossistemas naturais. E, finalmente, é aqui que a densidade populacional e o ambiente construído são mais elevados, o que ameaça não só saúde humana, mas também para a sobrevivência de toda a humanidade. A saúde humana é um indicador da qualidade deste ambiente.

Perguntas de controle

1. Qual princípio é colocado por Yu. Odum como base para identificar quatro tipos fundamentais de ecossistemas? Liste esses tipos.

2. O que é característico do primeiro e do segundo tipos de ecossistemas (naturais)?

3. Como o terceiro tipo de ecossistema (agroecossistema) difere de ecossistemas naturais semelhantes?

4. Quais são as características energéticas do quarto tipo de ecossistema (industrial-urbano)?

5. O que são urbanização e sistemas urbanos?

6. O que se entende por sistema técnico-natural e ambiente artificial?

Os componentes da biogeocenose e da agrocenose são os mesmos componentes do meio ambiente. Em ambos os sistemas, os organismos vivos estão unidos por conexões territoriais e alimentares. Mas em cada caso você pode notar suas próprias características.

Definição

Biogeocenoseé um ecossistema autodesenvolvido no qual os representantes do mundo vivo estão intimamente relacionados com os componentes inorgânicos que constituem o seu habitat. Exemplos: Floresta de coniféras, prado de flores.

Agrocenoseé um sistema que surge quando a intervenção humana no espaço do ambiente natural. Assim como a biogeocenose, inclui partes orgânicas e inorgânicas. Exemplos: trama pessoal, milharal.

Comparação

Ao comparar os sistemas em consideração, deve-se, em primeiro lugar, prestar atenção à sua composição de espécies. A biogeocenose, nesse sentido, é caracterizada por uma maior diversidade. Numa agrocenose, predominam uma ou mais culturas escolhidas pelo homem para cultivo (por exemplo, batatas plantadas numa parcela) e, consequentemente, o número de espécies de animais e organismos inferiores (bactérias, fungos) também é limitado.

A este respeito, os circuitos de energia em sistemas criados artificialmente são mais curtos e simples. Porém, numa área onde existem muitas plantas da mesma espécie, estão criadas todas as condições para a vida de organismos nocivos que podem coexistir com tais culturas. Sem sofrer competição biológica, podem multiplicar-se vigorosamente e destruir colheitas ou causar doenças nas plantas. Como resultado, todo o sistema corre frequentemente o risco de destruição. A biogeocenose é muito mais estável nesse aspecto.

A diferença entre biogeocenose e agrocenose também está na forma como ocorre a circulação das substâncias em cada caso. Em natural comunidade natural ele está fechado. Tudo o que é produzido pelas plantas (assim como seus restos) é consumido por representantes de inúmeras cadeias alimentares e retorna ao solo, enriquecendo-o. Ao mesmo tempo, a agrocenose é criada justamente com o objetivo de obter uma colheita. Assim, no momento das operações de colheita, acompanhadas de uma retirada significativa de biomassa, a circulação de substâncias em tal sistema é perturbada, portanto nesse casoé chamado de não fechado. Para manter o equilíbrio, fertilizantes são adicionados ao solo.

Também é importante que a estrutura da biogeocenose seja formada durante a implementação da seleção natural, eliminando espécie fraca organismos. A agrocenose envolve culturas cuidadosamente selecionadas pelo homem, levando em consideração o grau de sua produtividade. Ou seja, em formações deste tipo a seleção artificial atua em maior medida. Ao mesmo tempo, uma pessoa não apenas determina o que crescerá na área do terreno, mas também garante que energia adicional entre na agrocenose. Por exemplo, as estufas são aquecidas e é criada iluminação artificial. Enquanto isso, os ecossistemas que existem sem intervenção humana recebem energia principalmente do Sol.

Qual é a diferença entre biogeocenose e agrocenose? O fato é que este último traz benefícios reais para a pessoa, pois serve como fonte de produtos necessários. A biogeocenose, por sua vez, nem sempre é útil do ponto de vista prático. No entanto, é uma formação autorregulada estável. A agrocenose existe felizmente por um período de tempo mais ou menos longo apenas sob a condição de controle humano. Para manter tal sistema, é necessário o uso de todos os tipos de técnicas agrotécnicas.

Mesa

Biogeocenose	Agrocenose
Criado pela natureza	Sistema organizado artificialmente
É caracterizado pela estabilidade e autorregulação	Instável, humano ajustável
Diversidade de espécies	Pequeno número de colheitas
Circuitos de potência ramificados	As cadeias alimentares são mais curtas e simples
Menos suscetível a pragas, portanto mais viável	As pragas se sentem mais confortáveis ​​nele, o que pode encurtar a vida útil de tal sistema
O ciclo das substâncias está fechado	O ciclo das substâncias não está fechado
Formado pela seleção natural	A seleção artificial está liderando
Recebendo luz e calor do Sol	Às vezes, é usada energia adicional, cujo fornecimento é fornecido por uma pessoa
Nem sempre traz benefícios práticos para uma pessoa	Fonte dos produtos necessários

é uma interação entre viver e natureza inanimada, que consiste em organismos vivos e seu habitat. Um sistema ecológico é um equilíbrio e conexão em grande escala que permite a manutenção de uma população de espécies de seres vivos. Hoje em dia existem ecossistemas naturais e antropogênicos. As diferenças entre eles são que o primeiro é criado pelas forças da natureza e o segundo com a ajuda do homem.

O significado da agrocenose

A agrocenose é um ecossistema criado por mãos humanas com a finalidade de produzir culturas, animais e cogumelos. Uma agrocenose também é chamada de agroecossistema. Exemplos de agrocenose são:

• macieiras e outros pomares;
• campos de milho e girassol;
• pastagens para vacas e ovelhas;
• vinhas;
• hortas

O homem, devido à satisfação das suas necessidades e ao aumento da população em Ultimamente forçados a mudar e destruir ecossistemas naturais. Para racionalizar e aumentar o volume das culturas agrícolas, as pessoas criam agroecossistemas. Hoje em dia, 10% de todas as terras disponíveis são ocupadas por terras para cultivo e 20% por pastagens.

A diferença entre ecossistemas naturais e agrocenose

As principais diferenças entre a agrocenose e os ecossistemas naturais são:

• as culturas criadas artificialmente não podem competir na luta contra as espécies selvagens e;
• os agroecossistemas não estão adaptados à autocura e são completamente dependentes do homem e sem ele enfraquecem e morrem rapidamente;
• um grande número de uma espécie no agroecossistema contribui para o desenvolvimento em larga escala de vírus, bactérias e insetos nocivos;
• Existe uma diversidade muito maior de espécies na natureza do que nas culturas cultivadas pelo homem.

As parcelas agrícolas criadas artificialmente devem estar sob total controle humano. Uma desvantagem da agrocenose é o aumento frequente das populações de pragas e fungos, que não só prejudicam a cultura, mas também podem piorar as condições do meio ambiente. O tamanho da população de uma cultura numa agrocenose aumenta apenas através do uso de:

• controle de ervas daninhas e pragas;
• irrigação em sequeiro;
• secar solo encharcado;
• substituição de variedades de culturas;
• fertilizantes com substâncias orgânicas e minerais.

No processo de criação de um agroecossistema, o homem construiu um ecossistema completamente estágios artificiais desenvolvimento A recuperação do solo é muito popular - um extenso conjunto de medidas destinadas a melhorar as condições naturais, a fim de obter o máximo alto nível colheita. Somente a abordagem científica correta, monitorando as condições do solo, os níveis de umidade e fertilizantes minerais são capazes de aumentar a produtividade da agrocenose em comparação com o ecossistema natural.

Consequências negativas da agrocenose

É importante para a humanidade manter um equilíbrio entre os ecossistemas agrícolas e naturais. As pessoas criam agroecossistemas para aumentar a oferta de alimentos e utilizam-nos para Indústria alimentícia. No entanto, a criação de agroecossistemas artificiais requer territórios adicionais, pelo que as pessoas muitas vezes aram a terra e, assim, destroem os ecossistemas naturais existentes. Isto perturba o equilíbrio das espécies selvagens e cultivadas de animais e plantas.

O segundo papel negativo é desempenhado pelos pesticidas, que são frequentemente utilizados para controlar pragas em agroecossistemas. Esses produtos químicos entram nos ecossistemas naturais através da água, do ar e de pragas de insetos e os poluem. Além disso, o uso excessivo de fertilizantes nos agroecossistemas também causa problemas nas águas subterrâneas.

Depois de trabalhar nesses tópicos, você deverá ser capaz de:

1. Dê definições: “ecologia”, “fator ecológico”, “fotoperiodismo”, “nicho ecológico”, “habitat”, “população”, “biocenose”, “ecossistema”, “produtor”, “consumidor”, “decompositor”, " sucessão", "agrocenose".
2. Dê exemplos de reações fotoperiódicas de plantas e, se possível, de animais.
3. Explique a diferença entre o habitat de uma população e seu nicho. Dê exemplos para cada um desses conceitos.
4. Comente a lei de Shelford e seja capaz de construir um gráfico da dependência dos organismos de fatores ambientais abióticos.
5. Descreva um exemplo de um método bem-sucedido de controle biológico de pragas.
6. Explique as causas da explosão populacional e possíveis consequências, bem como a importância do declínio da fertilidade, que normalmente se segue a um declínio da mortalidade.
7. Construa um circuito a cadeia alimentar; indicar corretamente o nível de tráfego de cada componente de um determinado ecossistema.
8. Construa um diagrama do ciclo simples dos seguintes elementos: oxigênio, nitrogênio, carbono.
9. Descreva os eventos que ocorrem quando o lago fica coberto de vegetação; após o desmatamento.
10. Indique as diferenças entre agrocenose e biocenose.
11. Fale sobre o significado e a estrutura da biosfera.
12. Explique como Agricultura, a utilização de combustíveis fósseis e a produção de plásticos contribuem para a poluição ambiental e sugerem medidas para a prevenir.

Ivanova TV, Kalinova GS, Myagkova A.N. " Biologia geral". Moscou, "Iluminismo", 2000

• Tópico 18. “Habitat. Fatores Ambientais"Capítulo 1; pp. 10-58
• Tópico 19. "Populações. Tipos de relações entre organismos." capítulo 2 §8-14; páginas 60-99; Capítulo 5 § 30-33
• Tópico 20. "Ecossistemas". capítulo 2 §15-22; págs. 106-137
• Tópico 21. "Biosfera. Ciclos da matéria." Capítulo 6 §34-42; págs. 217-290