Рассмотрите рисунки 148-151. Из каких компонентов состоят антропогенные экосистемы? Чем они отличаются от биогеоценозов?
Кроме природных экосистем, существуют антропогенные экосистемы. Их создает и поддерживает человек. Без его участия антропогенные экосистемы быстро разрушаются. Как пример рассмотрим наиболее часто встречающиеся антропогенные экосистемы - агроэкосистемы и урбоэкосистемы.
Агроэкосистемы. Примерно 10% поверхности суши нашей планеты занимают сельскохозяйственные экосистемы, или агроэкосистемы (от греч. agros - поле): поля, сады, виноградники, огороды, пастбища, тепличные хозяйства (рис. 148). Человек создает агроэкосистемы чаще всего для производства растительной или животноводческой продукции. Он формирует их состав, поддерживает существование и контролирует структуру.
Рис. 148. Агроэкосистемы: 1 — яблоневый сад; 2 — пшеничное поле; 3 — городской парк; 4 — виноградник
Отличие агроэкосистем от биогеоценозов.
1. Растительный покров в агроэкосистемах создается человеком и представлен обычно одним видом или даже одним сортом культивируемого растения и сопутствующими ему сорняками, т.е. монокультурой (поле пшеницы, картофеля и др.).
2. Группы организмов в агроэкосистемах (кроме культурных) слагаются в процессе естественного отбора, в действие которого вмешивается человек. Он создает оптимальные условия для культурных растений. Организмы, не способные приспособиться к этим условиям, погибают. С выжившими и наносящими вред культурным растениям организмами человек ведет борьбу при помощи химикатов и агротехнических приемов (прополка, севооборот и др.).
3. Наряду с солнечной энергией в агроэкосистемах используется дополнительный источник энергии, вносимый человеком (минеральные и органические удобрения, химические средства защиты и др.).
4. В агроэкосистемах не осуществляется полный круговорот веществ, нарушен баланс питательных элементов, так как основная их часть выносится вместе с урожаем (рис. 149). Для возмещения их потерь человек вносит в почву удобрения.
Рис. 149. Основные компоненты и круговорот веществ в агроэкосистеме
5. Устойчивость агроэкосистем зависит от частоты и степени изменений, вносимых в них человеком. Наиболее устойчивы посадки многолетних растений, наименее - однолетние культуры.
6. Агроэкосистемы регулируются и поддерживаются человеком (полив, внесение удобрений, борьба с сорняками и вредителями и др.). В случае отсутствия поддержки, агроэкосистема разрушается и постепенно превращается в биогеоценоз (в умеренном климате - в лес, в засушливом - в степь).
7. Естественной смены агроэкосистем не происходит. Искусственную смену осуществляет человек, проводя на полях и пастбищах севооборот.
Урбоэкосистемы. Сейчас половина населения земного шара живет в городах, и в ближайшие годы по прогнозам число горожан возрастет до 75%. Это неизбежно ведет к расширению городских экосистем, или урбоэкосистем (от лат. urbs - город). В их состав, помимо природных компонентов (воздуха, воды, почвы, растений, животных, грибов и микроорганизмов), входит искусственно созданная человеком среда - техносфера - промышленные предприятия, дороги и транспорт, жилые здания и др. (рис. 150).
Рис. 150. Урбоэкосистема
Техносфера существенно влияет на абиотическую и биотическую среды урбоэкосистемы. Воздух крупных городов из-за выбросов промышленных предприятий и транспорта содержит много пыли, углекислого и угарного газов, токсических аэрозолей, препятствующих видовому разнообразию растений и животных. Вода в городских водоемах сильно загрязнена промышленными и бытовыми стоками, имеет повышенное содержание органических веществ, высокую кислотность и низкую концентрацию кислорода, что делает ее малопригодной для жизни. Серьезное влияние на городскую среду оказывают электромагнитное и шумовое загрязнения, вызванные работой антенн, линий электропередач, транспорта, строительных механизмов. Они отпугивают диких животных и могут оказывать негативное воздействие на здоровье человека.
Среди живых компонентов урбоэкосистемы самая заметная - городская флора (рис. 151,1). Зеленые насаждения, в составе которых много видов деревьев, устойчивых к недостатку влаги в почве и повышенному содержанию солей (тополь бальзамический, каштан конский, клен американский), поглощают из городского воздуха углекислый газ и выделяют необходимые кислород и летучие вещества - фитонциды, вызывающие гибель болезнетворных бактерий. Городская растительность способствует ионизации воздуха, что благотворно влияет на здоровье человека. Например, в городских парках содержание полезных аэроионов в воздухе в два раза выше, чем в дворах-колодцах, лишенных растительности. Растения города поглощают шум и выполняют роль живого фильтра, задерживающего пыль и различные химические соединения. В ряде стран на городских газонах высевают травы очищающие почву от загрязнения тяжелыми металлами. Растения оказывают благотворное влияние на психику человека и его эмоциональную сферу, помогают выработать устойчивость к нагрузкам, стрессу, стремительным темпам городской жизни.
Особенность городской фауны - обилие синантропних (от греч. syn - вместе и anthropos - человек) видов животных, способных жить рядом с человеком: ворон, галок, голубей, воробьев, чаек, мышей, крыс и др.
Вертикальные стены домов с выступами, укрытиями, нагретые солнцем и теплосетями, во многом напоминают скалы. Поэтому городские птицы используют их для отдыха и гнездования. Обилие пищи в различных местах города создает кормовую базу для многих животных, которые стали оседлыми и выполняют в урбоэкосистеме роль санитаров. Ряд видов городской фауны, живущих в квартирах, подвалах домов и в подземных коммуникациях (серая крыса, домовая мышь, комар-пискун, рыжий таракан, муравей фараонов) портят запасы продовольствия, переносят возбудителей опасных заболеваний (рис. 151). Вред, причиняемый этими животными настолько велик, что люди вынуждены вести с ними постоянную борьбу.
Рис. 151. Растения (1) и животные урбоэкосистемы: 2 — серая ворона; 3 — домовая мышь; 4 - рыжий таракан; 5 - бездомные собаки
Одна из особенностей городской фауны - ее мозаичное распределение в городе. Многие дикие животные, главным образом насекомые, паукообразные, моллюски и мелкие млекопитающие образуют островные популяции, изолированные друг от друга крупными автомагистралями. Даже обычная дорожка в городском парке может представлять непреодолимый барьер на пути расселения мелких животных, что делает невозможным их свободное скрещивание и создает угрозу для существования популяций (рис. 152).
Рис. 152. Особая конструкция дорожек в парках позволяет спасти мелких животных (по К.Н. Благосклонову)
Антропогенные экосистемы: сельскохозяйственные (агроэкосистемы) и городские (урбоэкосистемы); техносфера, городские флора и фауна; синантропные виды.
1. С какой целью человек создает антропогенные экосистемы? Приведите их примеры. 2. Каковы различия агросистем и биогеоценозов? 3. Из каких компонентов состоит урбоэкосистема? 4. Каковы особенности городских флоры и фауны? 5. Какое значение имеют зеленые насаждения и синантропные животные для городской среды и человека? 6. Каковы последствия островного размещения городской фауны?
Оцените состояние зеленых насаждений на территории вашей школы. Какие виды растений имеют минимальную или максимальную степень угнетения? Предложите рекомендации по озеленению пришкольной территории. Проведите наблюдения за встречающимися в окрестностях школы птицами (воронами, галками, воробьями и голубями). Каковы особенности их жизни в городских условиях? Результаты наблюдений оформите в виде проектной работы.
Земельные площади, пригодные для агроэкосистем, сейчас практически полностью освоены человеком, поэтому особенно актуальным становится переход к более интенсивным способам ведения сельского хозяйства. Так, на одном поле можно выращивать не один, а несколько видов растений, т.е. перейти от монокультуры к поликультуре. Например, на полях уже сейчас применяют совместную посадку культивируемых и отпугивающих насекомых-вредителей репеллент- ных растений - петрушки, полыни, горчицы, шалфея.