Екология начинаещи - глава 18

Име на материала: Екология

18.3. мощност, функция и биологичната продуктивност на агро-екологичните

Ние сме по-рано обсъдени (Глава 4.1), че всяка минута за 1 cm2 на горния слой на атмосферата на Земята получава слънчева енергия калории 2 - така наречената слънчева константа или постоянна. Използването на растения светлинна енергия е относително малък. Само малка част от слънчевия спектър, така наречената PAR (фотосинтетично активно излъчване с дължина на вълната от 380-710 пМ, 21-46 \% от слънчевата радиация) се използва в процеса на фотосинтеза. В умерения климатичен пояс на ефективност земеделска земя фотосинтеза не надвишава 1.5-2 \%, а най-често това е 0.5 \%.

1. природните екосистеми. Единственият източник на енергия е слънчевата (океан, планински гори). Тези екосистеми представляват основните живота лагер в света (средно приток на енергия от 0,2 ккал / cm2 • година).

2. Много продуктивен природните екосистеми. Също слънчеви употребявани други природни източници на енергия (въглища, торф и други подобни. Г.). Те включват устия, делти на големи реки, гори и други естествени екосистеми, които имат висока производителност. Тук излишък синтезира органичен материал, който се съхранява или използва (енергия приток средно 2 ккал / cm2 • година).

3. агро-екологичните системи, които са в близост до природните екосистеми. Заедно с използване на слънчева енергия допълнителни източници, създадени от човека. Те включват система за селското стопанство и икономия на вода, които произвеждат храни и суровини. Допълнителни източници на енергия - от изкопаеми горива, енергийния метаболизъм на хора и животни (приток на енергия средно 2 ккал / cm2 • година).

4. агроекосистемите интензивно тип. , Свързани с консумацията на големи количества петролни продукти и химикали за селското стопанство. Те са по-продуктивни, отколкото предишните екосистеми, различаващи се с висока консумация на енергия (енергия приток средно с 20 ккал / cm2 • година).

5. Industrial (градски) екосистеми. Пригответе енергия (газ, въглища, електричество). Те включват града, предградията и индустриални зони. И двамата са генераторите на подобряване на живота и източници на замърсяване (защото пряката слънчева енергия не се използва):

Тези системи са биологично свързани с предишните. Индустриални екосистеми са много енергоемкост (енергиен поток в средата ", че 200 ккал / cm2 • година).

Основните отличителни черти на функционирането на природните екосистеми и агро-екологичните системи.

1. избор на различни посоки. естествен подбор природните екосистеми xarakteren, което води до фундаментално свойство на - устойчивост, отхвърляйки нестабилни, неустойчиви форми на организми, техните общности.

Агро-екологичните системи са създадени и поддържани от човека. Основното нещо тук е изкуствен подбор, която има за цел да повиши добивите. Често сортове добивите не са свързани с неговата устойчивост на факторите на околната среда, на вредители.

стабилност 2. разнообразие състав фитоценози на околната среда осигурява производството състав в естествената екосистема на трептене в различни години от метеорологичните условия. Но репресиите на един вид води до увеличаване на производителността на другите. В резултат на това phytocoenosis и екосистемата като цяло запазва възможността за създаване на определено ниво на производство в различните години.

Агроценозите полски култури - монодоминантни Общността и често odnosortovoe. На всички растения в агроценозите ефект на неблагоприятни фактори се отразява еднакво. Това не може да се компенсира чрез потискане на растежа и развитието на основната култура увеличава растежа на други растителни видове. В резултат на това съпротивление на производителността в агроценозите е по-ниска, отколкото в естествените екосистеми.

3. Наличието на разнообразие на видовете състав на растения с различни фенологични ритми позволява фитоценози като интегрирана система, се извършва непрекъснато през целия период на растеж, производствен процес, пълни и консумиращи разходи топлинни ресурси, вода и хранителни вещества.

Растителност период от култивирани растения в агроценозите-къс вегетационен период. За разлика от естествените фитоценози, където различни видове биологичен ритъм достигне максимален размер на биомаса в различните часове на сезона на растеж, в agrotcenoze е едновременно растеж на растенията и развитието на последователност от етапи, обикновено синхронизирани. Следователно, времето за взаимодействие FITOCA Поненте с други компоненти (например, смлени) в agrotcenoze много по-кратък, които, разбира се, се отразява на интензивността на метаболитните процеси в цялата система.

Времевата разлика в развитието на естествения растителен (естествено) екосистемата и едновременността на тяхното развитие в agrotcenoze да доведе до различен ритъм и на производствения процес. В ритъма на производствения процес, например в природен екосистеми пасища, определя процеси ритъм разпадане или определя скоростта на минерализация на растителни остатъци, и времето на максимална и минимална интензивност. Ритъм DECT-ruktsionnyh процеси agrotcenozah в много по-малка степен зависят от степента на производствения процес, което се дължи на факта, че земята растителни остатъци влизат в почвата и почвата за кратък период от време, обикновено в края на лятото и началото на есента, и минерализацията им се извършва главно начин за следващата година.

4. Съществената разлика в естествени екосистеми и агро е skompensirovannosti степен кръговрат на веществата в екосистемата. Движение на вещества (химични елементи) в естествени екосистеми се извършва в затворен цикъл или в близост до skompensirovannosti: пристигането на материята в цикъла за определен период от време, средно равен на изхода на съдържанието на цикъл, а оттам и в рамките на цикъла, идващи от вещества във всеки блок е приблизително vkodu вещество от него (фигура . 18.5).

Фиг. 18.5. Кръговрат на хранителните вещества в

естествен екосистема (А. Tarabrina, 1981)

Човешкото въздействие нарушават отбягване на цикъл значение в екосистемите (фиг. 18.6).

Фиг. 18.6. Кръговрат на хранителните вещества в

agroecosystem (А. Tarabrina, 1981)

Част от веществото в агроценозите е окончателно извадено от екосистемата. При високи норми на приложение на отделните елементи може да е феномен, при който стойността на батерията въвеждане в растението от почвата е по-малка от стойността на батерията в почвата от разлагаща растителни остатъци и торове. С икономически полезни продукти в agrotcenozah отчужден 50-60 \% органична материя на неговия размер, натрупани в продукта.

В полу-открити и отворени системи на човешките усилия са за осигуряване на оптимални условия за растежа на организми и биологичното строг контрол върху техния състав. Въз основа на този опит следните практически задачи:

- първо, възможно пълното отстраняване на нежелани видове;

- на второ място, изборът на генотипове, които имат висок потенциал за продуктивност.

Като цяло, колоездене на материята свързва различни видове обитаващи £ oekosistemy (фиг. 18.7).

Фиг. 18.7. поток на енергия в пасища Agroecosystem

Забележка: белите стрелки показват миграцията на вещества от производителите на първични и вторични потребители, черен - минерализация на органичните остатъци от растителен и животински

Автотрофен организми - производители, главно трева (I); първични потребители, най-вече на добитъка (II); вторични consuments - паразити и микроорганизми (III) и разлагащи организми са гъбички и микроби (IV). Отделни живите организми (животни) по отношение на връзките на хранителната верига би било погрешно да се разгледа само като consuments и микроорганизми като изключително redutsen-ти и деструктори. Изхвърляне на органични съединения разлага животински на простите техните съединения - амоняк, карбамид, въглероден двуокис, вода или действат като разлагащи. Микроорганизми яли hischnmi акт протозои като субстрат храна и енергия за потребителите и т. D.

В биосферата, много циркулиращи вещества от биогенен произход са двата енергийни носители. Растенията в процеса на фотосинтеза преобразуват лъчистата енергия на слънцето в химична енергия на органична материя и го натрупват под формата на въглехидрати - енергиен потенциал. Тази енергия се включва в движението на храна от растенията чрез тревопасни на потребителите към по-висок ред. Количеството на свързания енергия, докато се движи по цялата хранителна верига постоянно намалява, тъй като голяма част от нея се консумира за поддържане на жизнените функции на потребителите. Благодарение на циркулацията на енергията в екосистемата се подкрепя от различни форми на живот, а системата остава стабилна.

- около 1/6 от енергията, използвана от растенията, консумирани за дишане;

- около 1/4 част от енергията влиза rastitelnoyad-ционни животните тялото. С 50 \% е в изпражненията и труповете на животни;

- като цяло, заедно с мъртви растения и растителноядни първоначално около 3/4 от абсорбираната енергия се съдържа в мъртва органична материя и малко повече от 1/4 изключени от екосистемата при дишане под формата на топлина.

Още веднъж, ние се отбележи, че потокът на енергия в AGROEKO система за хранителната верига е подчинен на закона на трансформацията на енергия в екосистемите, така наречената Lindemann закона или от закона от 10 \%. По закон Lindemann, само част от енергията, получена при определена ниво в хранителната верига в агроценозите (биоценоза) се предава организми при по-високи хранителни нива (фиг. 18.8).

Прехвърлянето на енергия от едно ниво на друго се случва с много ниска ефективност. Това обяснява и ограничения брой единици в без оглед на хранителната верига на агроценозите.

Количеството енергия, произведена от естествен екосистема, в частност, е относително стабилен количество. Благодарение на способността на екосистемите да произвежда биомаса, лицето получава се нуждае от храна и много технически ресурси. Както вече бе отбелязано, проблемът с числено нарастващата човешка храна - това е най-вече проблема с нарастването на производителността на агро-екологичните системи (земеделие), Фиг. 18.9.

Ris.18.9. Схема agroehkosistem производителността

Ефекти върху човешкото екологична система поради тяхното унищожаване или замърсяване, директно води до прекъсване на потока на енергия и материали, и следователно да се намали производителността. Така че първото предизвикателство пред човечеството - предотвратяване на загубата на производителност на агро-екологичните системи и след неговите решения могат да бъдат решени, а втората най-важна задача - да се увеличи производителността.

През 90-те години. XX век. годишна първична производителност на обработваемата земя в света е в размер на 8.7 милиарда тона, и на енергийните доставки - 14,7 × 1017kDzh.