Экосистемой может быть как искусственная среда, так и биогеоценоз, созданный природой. В любом случае это будет сложная система организмов, населяющих одну территорию.
Характеристики и основные признаки экосистем
Образованные людьми экосистемы существенно отличаются от возникших самостоятельно. Основные отличия связаны с отношениями видов между собой и с ареалом.
Природных (биогеоценозы)
В естественных средах обитания живые организмы тесно взаимодействуют с неживыми. Такие экологические сообщества полностью зависят от природных условий и подстраиваются под них. Биогеоценозы саморегулируются, поэтому устойчивы к внешним изменениям.
Антропогенных (агроценозы)
Антропогенная экосистема контролируется людьми. Стоит понимать, что борт космического судна – та же искусственная среда обитания, предназначенная для существования человека в нетипичных условиях.
Однако, наибольшую ценность имеют агроценозы, так как создаются в сельскохозяйственных целях. Эти сообщества занимают около 10% поверхности суши и дают 90% источников пищи людей (2,5 млрд тонн продукции ежегодно).
Сравнение естественных и искусственных экосистем
Сравнительную характеристику природных и искусственных экосистем проводят по внушающему числу критериев. Рассмотрим важнейшие из них.
Основные источники энергии
Естественные сообщества полагаются лишь на энергию солнечных лучей для поддержания жизнедеятельности. Ключевое значение имеет фотосинтез: поглощая свет, растения производят органические вещества, потребляемые остальными участниками биогеоценоза.
Искусственные экосистемы существуют за счёт дополнительных ресурсов – энергии, затрачиваемой людьми и техникой при выполнении следующих работ:
- внесение удобрений;
- рыхление почвы;
- распашка земель;
- уничтожение сорняков;
- борьба с насекомыми-вредителями;
- регулярный полив растений;
- подкормка животных.
Круговорот веществ в экосистеме
В биогеоценозах происходит полный (замкнутый) круговорот веществ, то есть созданная растениями органика в конце цикла разлагается микроорганизмами, что способствует плодородию почв.
Сбор урожая – причина незамкнутого обмена веществ в агроценозах. Убирая выращенные культуры, люди как бы вырывают звено цепи, из-за чего в земле не остаётся органического материала для последующего гниения. Чтобы избежать истощения почв, приходится вводить минеральные компоненты через удобрения.
В антропогенных системах ограничено число звеньев пищевых цепей: от двух до четырёх. В диких сообществах цепи питания начинаются с трёх ступеней, образуют сложные сети.
Степень устойчивости веществ
Естественная экосистема способна к самовосстановлению: если один элемент (вид организмов) пропадает, структура незначительно нарушается, так как другие виды заменяют исчезнувший.
В отличие от биогеоценозов, искусственные системы неустойчивы и не возобновляются без помощи человека. Особую угрозу для них представляют массовые атаки вредителей, например саранчи. Без участия людей агроценозы существуют максимум столько:
- овощные и зерновые культуры – 1 год;
- многолетние травы – 4 года;
- плодовые рощи – 30 лет.
Видовое разнообразие
Дикие среды обитания населяет огромное число организмов, причём доминирование видов определяется естественным отбором: выживают наиболее приспособленные особи. В искусственных сообществах отбор производится человеком. Задачи сельского хозяйства – размножать плодовитые сорта и породы, уничтожать сорные растения, вредителей, поэтому разнообразие агроценозов невелико.
| Естественная экосистема | Искусственная экосистема |
|---|---|
| Единственный источник энергии – солнечный свет | Добавляется готовая пища, используется энергия машин и человека |
| Богатое разнообразие организмов | Преобладает один вид |
| Замкнутый круговорот веществ | Незамкнутый обмен |
| Самовосстанавливается, устойчива | Неустойчива без человеческого контроля |
| Создаёт плодородные почвы | Истощает почву |
| Поддерживает благоприятные среды обитания | Разрушает дикие ареалы |
| Высокая приспособленность к колебаниям внешних факторов | Беззащитность перед засолением, иссушением, вредителями |
| Длинные цепи питания, формирующие сети | Короткие пищевые цепи |
| Продуктивность соответствует нуждам участников сообщества | Большая продуктивность |
Примеры искусственных и естественных экосистем
Водные биогеоценозы представлены океанами, морями, реками, озёрами. Человеком создаются водохранилища, городские пруды (декорация и место отдыха), котлованы (место водопоя скота).
Аквариум – простейшая искусственная среда, где образующим фактором является вода. Водоросли служат фотосинтезирующим элементом, рыбы или улитки поглощают созданный водорослями кислород, микроорганизмы разлагают органические остатки. Даже в присутствии всех необходимых частей жизнь аквариума невозможна без своевременной фильтрации, добавления синтетического корма.
Примеры наземно-воздушных естественных экосистем – луга, леса, степи, пустыни, тундра. Распространённые агроценозы – поля, где средообразующими видами выступают злаки, бобовые, подсолнечники. Продуктивность полей поддерживают, обрабатывая их тракторами, комбайнами. Сады создают для сбора фруктов, ягод и разведения декоративных растений; огороды устраивают для получения овощного урожая.
Пастбища – регулируемые человеком луга, предназначенные для выпаса рогатого скота, лошадей, а также сенокошения. Парки для активного отдыха на свежем воздухе часто обустраивают на месте природных лесов. Для создания пешеходных дорожек часть деревьев вырубают, некоторые виды специально высаживают рощами.
Теплицы и оранжереи используют для выращивания теплолюбивых растений на дачных участках либо экзотических видов в ботанических садах. Экосистемы могут быть совсем небольшими, как сад Дэвида Латимера в закупоренной стеклянной бутылке.
Ульи – те же антропогенные экосистемы. Поддержание продуктивности живых организмов требует усилий, что доказывает работа пасечников, которые:
- весной пересаживают пчёл;
- летом помогают пчёлам роиться;
- чистят ульи каждый летний месяц;
- следят за качеством мёда;
- осенью меняют пчелиных маток;
- зимой держат пчёл в темноте, регулируют температуру.
