Меню

Значение агроценозов для обеспечения населения продуктами питания развития народного хозяйства



«Автотрофные экосистемы. Агроэкосистемы и их загрязнение»

Главная > Занятие

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

III . Изучение нового материала.

1. Рассказ преподавателя

Человек в конкурентной борьбе за выживание в окружающей среде начал строить свои искусственные экосистемы десять тысяч лет назад, создав сельское хозяйство — растениеводство и животно­водство.

На современном этапе он для удовлетворения все возрастаю­щих потребностей вынужден изменить и даже разрушить природ­ные экосистемы, может, и не желая этого.

Энергия — это изначальная движущая сила природных и антро­погенных экосистем. Их энергетические ресурсы могут быть неис­черпаемы (солнце, ветер, приливы) и исчерпаемы (топливно-энергетические). Используя топливо, человек может добавлять энергию в систему или даже полностью ее субсидировать энергией.

Природные экосистемы «работают» без затрат со стороны че­ловека.

Совсем иначе работают антропогенные экосистемы. К ним можно отнести агроэкосистемы и агроценозы. Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называ­ют агроценозами.

Агроценоз – это антропогенный биоценоз. Агроэкосистемы – это сельскохозяйственные угодья, созданные и поддерживаемые человеком. Человек определяет их структуру и продуктивность: он распахивает часть земель, высевает сельскохозяйственные культуры, создает сенокосы и пастбища на месте лесов, разводит сельскохозяйственных животных. Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник – солнце. Дополнительная энергия, которую они получают, не превышает 1 % от солнечной энергии.

Продуцентами в агроэкосистеме являются культурные растения, травы сенокосов или пастбищ, деревья садов. Одновременно продуцентами являются и сорняки – спутники культурных растений.

Консументами является человек и сельскохозяйственные животные. К консументам относятся и вредители полевых культур, паразиты.

Редуцентами в агроэкосистеме являются в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв.

Все компоненты в агроэкосистеме тесно связаны, но полного экологического равновесия в ней не возникает. Поддерживать равновесие в агроэкосистеме должен сам человек.

Почва является главным ресурсом агроэкосистемы. Плодородие почвы зависит от запаса органического вещества – гумуса, содержания доступных растениям питательных элементов, структуры, обеспеченности влагой. Гумус образуется микроорганизмами – гуммификатотрами из остатков растений и животных. Запас гумусового слоя зависит от мощности гумусового слоя и от процентного содержания гумуса в нем. Другие микроорганизмы высвобождают из гумуса в почвенный раствор питательные элементы. Среди них различают макроэлементы (азот, фосфор, калий), которые требуются растениям в большем количестве и микроэлементы (марганец, бор, медь), которых растениям требуется немного.

Каждый год из сельскохозяйственного использования более 1 млн. га теряется в результате эрозии и 100 тыс. га «съедают» овраги. Ежегодно почвы России теряют более 0,5 т. гумуса на 1 га. Из 5,9 млн. га орошаемых земель более половины этих почв вторично засолены и дают крайне низкие урожаи. Каждый четвертый гектар пашни имеет кислые почвы из – за выпадения кислотных дождей и применения удобрений, что также снижает урожайность. Сокращается площадь пашни в результате «расползания» городов, строительства дорог и промышленных объектов. За годы реформирования положение в сельском хозяйстве России ухудшилось. Внесение органических удобрений сократилось в 2 раза, а минеральных удобрений – в 3,5 раза.

Севообороты, которые организованы правильно, способствуют восстановлению состава почвы. Особенности севооборотов зависят от климатических и почвенных условий и от хозяйственной задачи: они могут быть зерновыми, кормовыми, свекловичными, картофельными. Культура, которая выращивалась на поле в прошлом году, называется предшественником. Горох, обогащающий почву азотом, является отличным предшественником для зерновых и пропашных культур. Озимая рожь очищает поля от сорняков за счет дружного развития с весны и ранней уборки, позволяющей рано провести зяблевую вспашку и спровоцировать прорастание семян сорняков. После ржи можно высевать дополнительную сидеральную культуру, которую затем как зеленое удобрение запахивают в почву. Яровые зерновые (пшеница, ячмень) – хорошие предшественники для гороха, сахарной свеклы, подсолнечника, рапса.

Очень опасным сельскохозяйственным загрязнением является загрязнение пестицидами (вещества, которые используются в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями). Остатки пестицидов могут попасть в воду (особенно при орошаемом земледелии и выращивании риса), в атмосферу, в продукты питания. Большая часть пестицидов и продуктов их неполного разложения токсична и отрицательно влияет на здоровье человека.

Опасными загрязнителями продуктов питания являются нитраты. Попав с продуктами в организм человека, они нарушают нормальную работу кровеносной системы. Нитраты вступают в сложные комплексные соединения, называемые нитрозными. Нитрозные соединения канцерогенны, т.е. могут стать причиной развития раковых опухолей.

Чтобы в овощах не накапливались нитраты, нужно ограничивать применение минеральных азотных удобрений и использовать их одновременно с органическими удобрениями (навозом). Нитраты накапливаются растениями при недостатке света.

Полезно знать как распределяются нитраты в овощах. Так, у свеклы нитраты сконцентрированы в верхней части корнеплода. В моркови в центральной желтой части нитратов больше, чем в окружающей красной. У капусты самая опасная часть – кочерыжка. При квашении нитраты улетучиваются. У картофеля в мелких клубнях нитратов больше, чем в крупных. Кроме того, они сосредоточены под кожурой.

Читайте также:  Программа для проверки питания материнской платы

2. Дискуссия на основе работы по учебнику.

Задание 1. Укажите отличия агроценозов от природных био­ценозов.

В агроценозах, в отличие от природных биоценозов:

пониженное видовое разнообразие (природный биоценоз в сотни и тысячи раз богаче по видовому составу);

виды, культивируемые человеком, не могут выдержать кон­куренцию с дикими видами без поддержки человека;

значительное использование дополнительной энергии (мус­кульная сила человека, животных; сельскохозяйственная техника) для поддержания урожая растений;

пищевые цепи короткие (в природном сообществе — разветв­ленные пищевые сети);

круговорот веществ неполный (в отличие от достаточно пол­ного в природном сообществе);

агроценоз — неустойчивая система, тогда как природный биоценоз способен существовать достаточно длительное время.

Задание 2 . Начертите схемы 3-4 пищевых цепей, начинающихся в агроценозе с растений пшеницы.

Ответ: пшеница — ► хлебный комарик —► луговой чекан —► лунь;

пшеница —► полевка —► хорь; пшеница —► перепел — ► коршун.

Задание 3 . Составьте несколько цепей питания в произволь­но выбранном агроценозе.

Пример: капуста —> гусеницы бабочки-капустницы —► наезд­ник.

При анализе составленных цепей питания нужно указать возможность регуляции численности вредителей (видов — конкурентов человека за воз­делываемые культурные растения) усилением последующего звена, что в итоге сохранит урожай (обсудите перспективы использования биологиче­ского метода защиты растений).

Задание 4 . Составьте схему «Взаимосвязи клевера лугово­го» (агроценоз «клеверное поле»).

Задание 5. Объясните, почему культурные растения не мо­гут конкурировать с сорняками.

Ответ. Культурные растения изменены человеком в свою пользу: основная их энергия идет на развитие органов, нужных че­ловеку. Такие растения не способны сопротивляться натиску кон­курентов. Хорошо известна негативная роль сорняков в перехвате воды и элементов минерального питания, что заметно снижает урожай культурных растений.

Задание 6. Почему быстро истощается почва в агроценозах?

Ответ. Растения в процессе жизнедеятельности используют большое количество питательных веществ из почвы. Человек изы­мает урожай и нарушает круговорот элементов.

Задание 7. Укажите пути возврата питательных веществ в почву.

внесение минеральных, органических, бактериальных удоб­рений;

запахивание в почву зеленых растений, имеющих малый ве­гетационный период (горох, рапс и др.).

Задание 8. Укажите значение агроценозов для обеспечения населения продуктами питания, развития народного хозяйства.

Заслушивается сообщение о продуктивности агроценозов (на местном материале).

Вопрос 1 : Каковы способы повышения продуктивности агроценозов?

внесение удобрений, научно-обоснованное их использование;

подбор культур, ведение грамотных севооборотов;

использование высокоурожайных сортов с учетом природно-климатических зон;

борьба с эрозией;

защита растений от болезней, вредителей и сорняков (биоло­гическая, химическая).

Вопрос 2. Каким образом можно уменьшить потери урожая?

уменьшить численность фитофагов;

увеличить количество паразитов насекомых-фитофагов (биометод);

Таким образом, крестьянам удается добиваться высоких урожа­ев, но ценой больших затрат на борьбу с сорняками, на минераль­ные удобрения, на обработку почв и т. п. Сорняки и вредители по­лей (насекомые и микроорганизмы) все вместе могут уничтожить весь урожай.

Животноводство — это также путь к упрощению экосистемы. Охраняя полезных ему сельскохозяйственных животных (коров, свиней, овец и др.), человек уничтожает диких животных: хищни­ков и травоядных — конкурентов в пище. Рыбоводство упрощает экосистемы водоемов. В целом же, по мере роста народонаселения, люди будут вынуждены преобразовывать все новые зрелые экоси­стемы в простые молодые, продуктивные (например, уничтожая тропические леса). На поддержание этих систем возрастет исполь­зование топливно-энергетических ресурсов, произойдет утрата их видового разнообразия и природных ландшафтов.

Молодые, продуктивные экосистемы очень уязвимы из-за мо­нотипного видового состава, так как в случае разрушения такой экосистемы, например засухой, ее уже невозможно восстановить. Но для жизни человечества они необходимы. Поэтому основная задача — сохранить баланс между упрощенными антропогенными и соседствующими с ними более сложными, с богатейшим генофон­дом природными экосистемами, от которых они зависят.

Агроэкосистемы — это такие сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат ее составляющих на поля. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища (или луга) и животноводческие комплексы.

Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокого урожая — чистой продукции автотрофов.

Основные их отличия от природных следующие:


Резко снижено разнообразие видов культивируемых расте­ний и животного населения биоценоза; видовое разнообразие раз раз­водимых животных ничтожно мало по сравнению с природным.

Растения и животные, культивируемые человеком, неконку­рентноспособны в борьбе с дикими видами без поддержки человека.

Агроэкосистемы получают, кроме солнечного, дополнитель­ную энергию, субсидируемую человеком.

Чистая продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не попадает в цепи питания биоценоза.

Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов — это упрощен­ные системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях раз­вития, и они столь же неспособны к саморегуляции, как и природ­ные пионерные сообщества; поэтому они не могут существовать без поддержки человека.

Читайте также:  Основные гигиенические правила питания

В агроценозах значительно чаще происходит чрезмерное уве­личение численности отдельных видов, названное Ч. Элтоном «экологическим взрывом».

Из истории это явление хорошо известно: так, в 40-е годы XX века колорадский жук проник в европейскую часть России, бу­квально «очищая» наши картофельные поля, поскольку мы были не готовы к этому нашествию. Чтобы не происходило таких явлений, необходима искусственная регуляция численности вредителей. По­этому в сельскохозяйственной практике человек применяет такие мощные средства для подавления численности вредителей и в та­ком количестве, что они воздействуют гораздо сильнее, чем при­родные регуляторы.

Упрощение природного окружения человека экологически очень опасно. Поэтому нельзя превращать весь ландшафт в агрохо-зяйственный, необходимо сохранять и умножать его многообразие, оставляя нетронутыми заповедные участки, которые могли бы быть источником видов для восстанавливающихся сообществ.

IV . Закрепление изученного материала.

1 . Особенностью агроэкосистем является их:

а) высокая устойчивость;

в) небольшие размеры и расположение в пределах сельской
местности с обязательным включением озера, реки, болота в их состав;

г) большое разнообразие форм жизни по сравнению с окру­жающей территорией.

2. В отличие от естественных биоценозов все агроценозы яв­ляются:

а) более закрытыми;

б) более открытыми;

в) местом избыточного накопления органических и мине­ральных веществ;

г) более устойчивыми к различным факторам среды.

3. Приток энергии в агроценоз по сравнению с природной эко­системой оказывается:

в) большим незначительно, не более чем на 1 %;

г) значительно большим за счет внесения удобрений, исполь­зования пестицидов, обработки почвы и т. д.

4. Основным и важнейшим для человека свойством агроценоза является его:

а) уникальность (неповторимость);

в) самоподдержание и саморазвитие;

V . Подведение итогов занятия (оценивание результатов, рефлексия) –3 — 5 мин.

используется для выявления уровня осознания содержания пройденного, в конце занятия подводятся итоги, проходит обсуждение того, что узнали, и того, как работали – т.е. каждый оценивает свой вклад в достижение поставленных в начале занятия целей, свою активность, эффективность работы группы.

VI . Домашнее задание: Изучить конспект, выучить определения.

Источник

Конспект урока по экологии 10 класс

Тема:Продовольственная безопасность. Значение сохранения агроресурсов.

Продовольственная безопасность — ситуация, при которой все люди в каждый момент времени имеют физический и экономический доступ к достаточной в количественном отношении безопасной пище, необходимой для ведения активной и здоровой жизни. В «Римской декларации по всемирной продовольственной безопасности» говорится об обязанности любого государства обеспечивать право каждого человека на доступ к безопасным для здоровья и полноценным продуктам питания в соответствии с правом на адекватное питание и правом на свободу от голода.

Продовольственная безопасность является одной из главных целей аграрной и экономической политики государства. В своём общем виде она формирует вектор движения любой национальной продовольственной системы к идеальному состоянию. В этом смысле стремление к продовольственной безопасности — непрерывный процесс. При этом для ее достижения зачастую происходит смена приоритетов развития и механизмов реализации аграрной политики.

Определения продовольственной безопасности, сформулированные на Римской встрече, содержат указания на следующие элементы:

1. физическая доступность достаточной в количественном отношении, безопасной и питательной пищи;

2. экономическая доступность к продовольствию должного объема и качества всех социальных групп населения;

3. автономность и экономическая самостоятельность национальной продовольственной системы (продовольственная независимость);

4. надежность, то есть способность национальной продовольственной системы минимизировать влияние сезонных, погодных и иных колебаний на снабжение продовольствием населения всех регионов страны;

5. устойчивость, означающая, что национальная продовольственная система развивается в режиме расширенного воспроизводства.

Продовольственная политика соответственно рассматривается как комплекс мер, призванных системно и эффективно решать задачи развития не только производства, внешней торговли, хранения и переработки, но и справедливого распределения основных продуктов питания, а также социального развития сельской местности.

Принципы устойчивого производства продовольствия и ведения сельского хозяйства

1. Повышение эффективности использования ресурсов играет важнейшую роль в обеспечении устойчивости сельского хозяйства

2. Для обеспечения устойчивости необходимы решительные действия по сохранению, защите и улучшению природных ресурсов

3. Сельское хозяйство, которое не обеспечивает защиту и укрепление источников средств к существованию, равенства и социального благополучия жителей сельских районов, устойчивым не является

4. Повышение устойчивости людей, общин и экосистем к внешним воздействиям — ключевой фактор обеспечения устойчивости сельского хозяйства

5. Для устойчивого производства продовольствия и ведения сельского хозяйства необходимы механизмы ответственного и эффективного управления

Агроценозы. Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называют агроценозами (рис. 73). Они отличаются от природных сообществ, во-первых, пониженным разнообразием входящих в них видов и, во-вторых, пониженной способностью главного члена этих сообществ — культурных растений — противостоять конкурентам и вредителям. Культурные виды так сильно изменены селекцией в пользу человека, что без его поддержки не могут выдержать борьбу за существование.

Читайте также:  Аюрведа питание для вата конституции

Агроценозы поддерживаются человеком посредством больших затрат энергии (мускульной энергии людей и животных, работы сельскохозяйственных машин, связанной энергии удобрений, затрат на дополнительный полив ит. п.). Природные биоценозы таких дополнительных вложений энергии не получают.

На полях обычно выращивают какой-либо один вид растений. С хозяйственной точки зрения идеальный агроценоз должен был бы состоять из этого единственного вида, а идеальная пищевая цепь всего из двух звеньев: растение — человек или растение — домашние животные. Но такая система в природе невозможна. Она неустойчива. На полях после вспашки целины быстро формируются довольно разнообразные сообщена из видов, способных выжить в условиях постоянного антропоген- аого воздействия на поля. Формируются цепи питания из трех-четырех Звеньев, возникают конкурентные взаимодействия и другие типы отношений между видами.

Например, в полях на растениях пшеницы обнаруживается в среднем около 300 видов одних только членистоногих. Кроме них, здесь обитают грызуны, птицы, богат мир почвенных беспозвоночных животных, разнообразных грибов, бактерий, развивается довольно много видов сорных растений. Таким образом, в агроценозах взаимодействуют сотни и даже тысячи видов, хотя это разнообразие значительно меньше, чем в большинстве природных сообществ (рис. 74).

В борьбе человека с сорняками и вредителями культурных растений постоянно возникает экологический эффект бумеранга. В современном сельском хозяйстве в изобилии применяют разнообразные химические средства защиты растений — пестициды. Большинство пестицидов не обладает избирательным действием и подавляет не только те виды, против которых применяется, но и их паразитов и хищников. Таким образом нарушаются возникающие в агроценозах регуляторные связи. Хищники и паразиты, занимая более высокие уровни в цепях питания, более чувствительны к ядам, чем те виды, которыми они питаются. Оставшаяся часть вредителей, освобожденная от регуляторов, дает новую, еще более высокую вспышку численности.

Из этого экологического тупика есть только один выход — не предельное упрощение агроценозов, а регуляция в них численно сти отдельных видов. Так, если в возникающей цепи питания: растение — растительноядное насекомое — паразит усилить последнее звено, то это также приведет к сохранению урожая.

Специальное использование живых организмов — хищных или паразитических насекомых, насекомоядных или хищных птиц, бактерий, вирусов и т. д. — для подавления численности вредителей называют био логическим методом борьбы.

Устойчивую регуляцию численности отдельных видов может осуществить только сложное сообщество. Если оно развивается на полях, то при этом общая продукция культурных растений несколько понижается, так как часть ее идет в цепи питания, но зато достигается стабильность урожая, уменьшается опасность потерять много из-за массового размножения вредителей. Поэтому одно из самых современных направлений в сельскохозяйственной практике — поддержание как можно большего видового богатства и на полях, и в их окружении. В агроценозах человек должен стремиться также сохранять разнообразие почвенных организмов, ответственных за почвообразовательные процессы и поддержание почвенного плодородия.

Другая группа причин, определяющая неустойчивость агроценозов, связана с тем, что из-за постоянного изъятия урожая человеком они не в состоянии более или менее полно поддерживать круговорот веществ. Все знают, как быстро истощается почва на полях и огородах, если не возвращают в нее биогенные элементы в виде минеральных или органических удобрений.

Поддерживать устойчивый биологический круговорот веществ на землях сельскохозяйственного пользования можно при экологически грамотном создании агроэкосистем.

Агроэкосистемы. Агроэкосистемы — это такие сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат ее составляющих на поля. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища или луга и животноводческие комплексы.

Рис. 74. виды насекомых, встречающихся на картофельном поле, и их численность.

биологического круговорота вместе с органическими и минеральными удобрениями. Высокое биологическое разнообразие поддерживается за счет специального планирования ландшафта: чередование полей, лугов, лесов, перелесков, создание живых изгородей (рис. 75), лесополос, водоемов и т. п. Большую роль в поддержании разнообразия видов на полях играет правильная организация севооборотов, чередование культур не только во времени, но и в пространстве.

Человек управляет работой агроэкосистем, внося в них значительное количество дополнительной энергии (обработка почвы, полив, удобрения, пестициды и т. п.).

Многие современные способы промышленного сельскохозяйственного производства по сути дела антиэкологичны: монокультуры, перевыпас скота, широкомасштабное применение ядохимикатов и чрезмерно высокие дозы минеральных удобрений, сплошная распашка почв и т. д. Они приводят к нарушениям нормальной деятельности экосистем, упрощению их структуры, неустойчивости и катастрофическим изменениям в природе.

Поэтому наиболее передовым направлением современного сельского хозяйства является переход от принципов противоборства с природой к принципам сотрудничества с нею. Это означает максимальное следование экологическим законам в сельскохозяйственной практике.

Источник