الخصائص المقارنة للنظم الإيكولوجية للنظم الإيكولوجية الزراعية في المنطقة. كيف تختلف النظم الإيكولوجية الزراعية عن النظم البيئية الطبيعية: المفاهيم والخصائص المقارنة

الغرض من الدرس:

• لتكوين نظام معرفة في الطلاب حول بنية وعمل التكوينات الحيوية التي أنشأها الإنسان ، حول السمات الرئيسية التي تميز التكاثر الزراعي.
• لتعليم تلاميذ المدارس مقارنة التكاثر الحيوي الطبيعي والتكاثر الزراعي ؛ شرح أسباب أوجه التشابه والاختلاف التي تم تحديدها ، والقدرة على التنبؤ بالتغييرات فيها.
• لإقناع طلاب المدارس الثانوية أنه يمكن تحقيق التكاثر الحيوي والتكاثر الحيوي الطبيعي مزيج متناغمأن المجتمعات الطبيعية لا ينبغي استبدالها بالكامل بالأراضي الزراعية.
• تعلم كيفية تطبيق المعرفة المكتسبة في الحياة.
• تأكد من استيعاب المواد باستخدام أحداث غير متوقعة"أداة إلكترونية للنشر التعليمي" Ecology "LLC" Drofa "CJSC" 1C ".

1. لحظة تنظيمية

يتم تشغيل الموسيقى مع تسجيلات ضوضاء الغابة وغناء الطيور.

مناشدة تلاميذ المدارس: "لدينا ضيوف في الدرس اليوم ، انظر إليهم وابتسم ، لأنك سعيد برؤيتهم هنا اليوم."

2. التحقق من المعرفة.

(يقوم الرجال بالمهمة المعطاة على الأوراق للموسيقى)

1. في القائمة أعلاه ، ابحث عن أسماء المنتجين والمستهلكين والمحللات بألوان مختلفة وقم بوضع خط تحتها.

السرخس ، النمل ، الفطريات البيضاء ، بكتيريا التخليق الكيميائي ، اليعسوب ، دودة الأرض ، البكتيريا المتعفنة ، البكتيريا الزرقاء ، الأسد ، غاريق الذباب ، الصبار ، الإنسان.

2. حدد (أشر بالأرقام) في أي تسلسل يمكن للكائنات التالية أن تدخل في السلسلة الغذائية: الإنسان ، الطحالب وحيدة الخلية ، الدفنيا ، سمك البايك ، جثم.

3. من بين العبارات المقدمة ، ضع خطًا تحت العبارات الصحيحة:

أ. مصدر الطاقة للمحللات هو أكسدة المواد غير العضوية.

ب- عادة ما يكون عدد المستهلكين أقل من عدد المنتجين.

باء - محيطات العالم هي أكثر النظم البيئية إنتاجية.

دال - أكثر النظم الإيكولوجية عديمة الإنتاج هي الصحاري.

هاء- النظم البيئية عالية الإنتاجية تتكاثر ذاتيا ، بينما الأنظمة البيئية منخفضة الإنتاجية ليست كذلك.

هاء- النظم الإيكولوجية ذات التنوع المنخفض في الأنواع غير مستقرة.

زاي - وجود شبكات الغذاء شرط لاستدامة النظام البيئي.

3. آلية التنظيم الذاتي للأنظمة البيئية هي انجراف الجينات.

1. يعتبر التكاثر الزراعي أحد أكثر النظم البيئية استقرارًا ، لأنه يتم تقليل عمل الانتقاء الطبيعي فيه.

4. أكمل الجدول باستخدام القائمة أدناه

النظم البيئية الاصطناعية	النظم البيئية الطبيعية

تايغا ، بركة ، بحيرة ، مرج جبال الألب ، حقل قمح ، منتزه ، جزيرة مرجانية.

ماذا يسمى التكاثر الحيوي الطبيعي؟ (التكاثر الحيوي).

ماذا يسمى التكاثر الحيوي الاصطناعي؟ (تضخم الخلايا).

جنبا إلى جنب مع الطلاب نتحقق من المهمة 4.

ما يلي مكتوب على السبورة:

العمل مع تعريف "agrocenosis"

من اليونانية "agros" - حقل "bios" - الحياة ، "cenosis" - عام.

التعريف: التكاثر الحضاري هو تكاثر حيوي من صنع الإنسان.

استخدام الوسائل الإلكترونية للمنشور التعليمي "Ecology" LLC

"Drofa" CJSC "1C" - مقطع فيديو "التكاثر الزراعي والنظام البيئي الزراعي"

دعونا ننتقل إلى الجدول ونقارن التكاثر الحيوي مع التكاثر الزراعي. المادة مطبوعة على ورقة منفصلة.

انظر إلى الجدول وقارن ما هي ميزة التكاثر الحيوي الاصطناعي؟

الخصائص المقارنة للتكاثر الحيوي والتضخم الحيوي.

قارن الفئة	التكاثر الحيوي	التكاثر
اتجاه عمل التحديد	يعمل الانتقاء الطبيعي ، حيث يتم استبعاد الأفراد غير القادرين على البقاء والحفاظ على التكيف مع الظروف البيئية ، أي أن الاختيار يشكل نظامًا بيئيًا مستقرًا	يضعف الإنسان عمل الانتقاء الطبيعي ؛ يتم إجراء الانتقاء الاصطناعي في الغالب في اتجاه الحفاظ على الكائنات الحية بأقصى قدر من الإنتاجية
تداول العناصر الغذائية الأساسية	يتم إرجاع جميع العناصر التي تستهلكها النباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى إلى التربة ، أي أن الدورة تتم بالكامل.	يتم إخراج جزء من العناصر الغذائية من الدورة بكتلة من الكائنات الحية تنمو وتحصد كمحصول ، أي لا يتم تنفيذ الدورة
تنوع الأنواع واستدامتها	تختلف ، كقاعدة عامة ، في تنوع الأنواع الكبيرة من الكائنات الحية التي لها علاقات معقدة مع بعضها البعض ، مما يضمن الاستقرار	غالبًا ما يقتصر عدد الأنواع على نوع واحد أو نوعين ؛ العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحية لا يمكن أن توفر الاستقرار.
القدرة على التنظيم الذاتي والصيانة الذاتية وقابلية التغيير	التنظيم الذاتي ، والتجديد المستمر ، والقادر على الاستبدال المباشر لمجتمع بآخر (الخلافة).	يتم تنظيمها والتحكم فيها من قبل الإنسان من خلال التغيرات في العوامل الطبيعية (الري) ، ومكافحة الأعشاب الضارة والآفات ، وتغيير الأصناف ، وزيادة الإنتاجية.
الإنتاجية (كمية الكتلة الحيوية المنتجة لكل وحدة مساحة)	الكتلة الحيوية للنظم البيئية الأرضية يتجاوز إنتاجية النظم البيئية للمحيطات العالمية بمقدار 3 مرات ؛ يستهلك المستهلكون إنتاج الكتلة الحيوية الرئيسية.	تحتل 10 ٪ من مساحة الأرض ، وتنتج سنويًا 2.5 مليار طن من المنتجات الزراعية ؛ بشكل ملحوظ أكثر إنتاجية من التكاثر الحيوي

قارن النظام البيئي للمرج والحقل. املأ الجدول:

أوجه التشابه بين التكاثر الزراعي والتكاثر الحيوي الطبيعي.

1. نكون أنظمة مفتوحة(على سبيل المثال ، تمتص طاقة شمسيةمن الخارج).
2. يوجد داخل كل منها عوامل التطور (الانتقاء الاصطناعي أو الطبيعي ، النضال من أجل الوجود ، التباين الوراثي)
3. لديهم هيكل مماثل (يتكون من المنتجين والمستهلكين والمحللات).
4. في كل من التكوينات الحيوية ، تعمل قاعدة الهرم البيئي.
5. يعتمد المجتمع على المنتجين (الكائنات ذاتية التغذية) الذين يستخدمون طاقة الشمس بشكل مباشر لتخليق المواد العضوية.
6. في التكاثر الحيوي من أي نوع ، توجد سلاسل غذائية.

هذا مثير للاهتمام:

في المراحل الأولى من التنمية الزراعية agrocenosesكانت أكثر استقرارًا من الحديثة. احتلت الأراضي الصالحة للزراعة مساحات صغيرة نسبيًا محاطة بالنباتات الطبيعية. كان عالم الحيوانات غنيًا - المنظمين والملقحات. لم تكن النباتات المزروعة أصنافًا نقية بل كانت خليطًا من أشكال ذات صفات وراثية مختلفة. في سنوات الجفاف ، نجت بعض الأشكال ، في السنوات الرطبة ، والبعض الآخر. اجتذبت الحشائش في الحقول مجموعة متنوعة من الحشرات. كان هناك نظام اتصالات قريب من الطبيعي. أعطت هذه التقرحات الزراعية غلات منخفضة نسبيًا ولكنها موثوقة ، وكان تفشي الآفات فيها نادرًا.

مع تطور الزراعة التجارية المكثفة ، زاد غلة الحقول ، لكن استقرار وقوة النظم البيئية قد انخفض بشكل حاد. حتى قبل أكثر من 100 عام ، تمت صياغة قانون تناقص الخصوبة ، والذي بموجبه يؤدي الإنتاج الزراعي حتمًا إلى استنفاد التربة وتدهورها.

مع التطور علم البيئةأصبح من الواضح أن تخطيط الإنتاج الزراعي على أساس مبادئ النظام البيئي فقط هو الذي يمكن أن يوقف عمل هذا القانون.

ميزة الطرق البيولوجيةمكافحة الآفات هو تأثيرها الانتقائي فقط على بعض ، غير المرغوب فيه في agrocenosis أنواع.

أرز. 1.
الفرسان وآكلو البيض - مساعدون بشريون في مكافحة الآفات الزراعية:
أعلى اليسار وأسفل اليسار - أنثى بويضة على بيض الحشرة المضيفة
أعلى اليمين - متسابق على حشرات المن
أسفل اليمين - حشرات المن الميتة بعد تطور النمس فيها

الحشرات الآكلة للأوراقبكمية قليلة مفيدة للنباتات المزروعة. نشاطهم يضيء مظلة الأوراق ويحسن نظام الضوء البناء الضوئي. مع وجود نسبة منخفضة من الضرر ، تنمو النباتات بسرعة أوراق الشجر المأكولة دون خسارة في المحصول الكلي. تعتبر أنواع الحشرات التي تستهلك نباتات المحاصيل آفات عندما تتجاوز مستوى وفرة معينًا ويبدأ نشاطها في تقليل الغلات. هذا المستوى يسمى عتبة الضرر ".إذا لم يصل النوع إلى حد الضرر ، فإنه لا يعتبر آفة ولا يتم التحكم فيه.

تختلف النباتات المزروعة اختلافًا كبيرًا في مقاومتها للأعشاب الضارة. عدد الحشائش الضارة بنوع ما يكاد يكون غير ضار بالنسبة إلى نوع آخر. إذا أخذنا المحصول في محصول صاف كوحدة واحدة ، فسيكون في المناطق كثيفة الأعشاب 0.75 للقمح ، و 0.65 للبطاطس ، و 0.56 للذرة ، و 0.42 للكتان ، و 0.23 لشجر السكر ، و 0.23 للقطن. وبالتالي ، فإن القمح هو المحصول الأكثر مقاومة للتلوث. عند تغطية 10-15٪ من التربة بالأعشاب ، فإن تكلفة إزالة الأعشاب الضارة في حقول القمح عادة لا تؤتي ثمارها مع زيادة المحصول ، ويمكن تجنب استخدام المبيدات.

حل المشكلة.

وجد الباحثون أن كل متر مربعفي الحقول الصغيرة من الملفوف ، يوجد في المتوسط ​​ما يصل إلى 69 يرقة من سمك الملفوف الأبيض ، ولم يتم العثور على أكثر من كاتربيلر واحد لكل متر مربع من الحقول الكبيرة. في الوقت نفسه ، تتركز الآفات في كل من الحقول الكبيرة والحقول الصغيرة بشكل أكبر في الشريط الهامشي للخيوط الزراعية بعرض 30-40 مترًا. تم الحصول على نتائج مماثلة عند الأخذ في الاعتبار كثافة أعداد الآفات الأخرى للمحاصيل الزراعية: مجموعة من البراغيث الصليبية ، والبراغيث الكتان ، وآكل بذور البرسيم والحشرات الأخرى - نباتات نباتية. لماذا عدد الآفات الحشرية للمحاصيل الزراعية أعلى بكثير عند حواف الزراعة والحقول الصغيرة؟ ما هي التدابير التي يمكن التوصية بها لتقليل درجة الضرر الذي يلحق بالمحاصيل الزراعية من قبل الحشرات النباتية ، مع مراعاة خصوصيات توزيعها.

تثبيت المادة:

1. اكتب سلاسل الغذاء في agrocenoses. لماذا سلاسل الغذاء صغيرة في agrocenosis؟ ما هي الشروط التي يجب مراعاتها عند إنشاء agrocenoses؟

لماذا لا تسود agrocenoses على هذا الكوكب؟ إلى ماذا يمكن أن يؤدي هذا؟

اختر من بين الأحكام المحددة ما يشير إلى التكاثر الضار ، وما إلى التكاثر الحيوي:

• يتألف من عدد كبيرصِنف؛
• قادر على التنظيم الذاتي ؛
• غير قادر على التنظيم الذاتي ؛
• تتكون من عدد قليل من الأنواع ؛
• تعود جميع العناصر الغذائية التي تمتصها النباتات في النهاية إلى التربة ؛
• تتم إزالة جزء كبير من العناصر الغذائية من التربة ، للتعويض عن الخسائر ، من الضروري استخدام الأسمدة باستمرار ؛
• المصدر الوحيد للطاقة هو ضوء الشمس.
• أساسي القوة الدافعةالتطور هو الانتقاء الاصطناعي.
• القوة الدافعة الرئيسية للتطور هي الانتقاء الطبيعي.
• يرتبط الازدهار والحفظ والإنتاجية العالية بالأنشطة البشرية.

2. فكر في سبب استخدام تناوب المحاصيل في التكاثر الزراعي؟

العمل في المنزل:

كتاب علم الأحياء العام للصفوف 10-11 ، تحرير د. ^ Belyaeva ص 261 - 262.

1. بناء نموذج لنظام بيئي صناعي للأحواض المائية ، مع مراعاة جميع الشروط اللازمة.

2. ضع مخططك الخاص لتناوب المحاصيل من 5 حقول ، مع مراعاة المتطلبات الضرورية.

النظم البيئية الطبيعية	النظم الايكولوجية الزراعية
تشكلت الوحدات الأولية الطبيعية الأولية للمحيط الحيوي أثناء التطور	الوحدات الأولية الاصطناعية الثانوية للمحيط الحيوي المحولة بشريًا
أنظمة معقدةمع عدد كبير من الأنواع الحيوانية والنباتية التي تهيمن عليها مجموعات من عدة أنواع. تتميز بتوازن ديناميكي مستقر يتحقق من خلال التنظيم الذاتي.	أنظمة مبسطة تهيمن عليها مجموعات من نوع نباتي أو حيواني واحد. إنها مستقرة وتتميز بتنوع هيكل كتلتها الحيوية.
يتم تحديد الإنتاجية من خلال السمات التكيفية للكائنات الحية المشاركة في دورة المواد	يتم تحديد الإنتاجية حسب المستوى النشاط الاقتصاديويعتمد على الإمكانيات الاقتصادية والتقنية
يتم استخدام الإنتاج الأولي من قبل الحيوانات ويشارك في دورة المواد. يحدث "الاستهلاك" في وقت واحد تقريبًا مع "الإنتاج"	يتم حصاد المحصول لتلبية احتياجات الإنسان وإطعام الماشية. المادة الحيةيتراكم لبعض الوقت دون أن يتم استهلاكه. أعلى إنتاجية تتطور فقط لفترة قصيرة

في agrocenoses ، تحدث زيادة مفرطة في الأنواع الفردية في كثير من الأحيان ، والتي يطلق عليها Ch. Elton "انفجار بيئي". يعرف التاريخ ، على سبيل المثال ، "الانفجارات البيئية": في القرن الماضي ، دمرت الفطريات النباتية البطاطس في فرنسا وتسببت في مجاعة ، و خنفساء كولورادوانتشر في أمريكا إلى المحيط الأطلسي وفي بداية القرن العشرين . توغلت في أوروبا الغربية ، في الأربعينيات. في الجزء الأوروبي من روسيا. في فترة ما بعد الحرب الصعبة ، قامت هذه الخنفساء حرفياً "بتطهير" حقولنا ، لأننا لم نكن مستعدين لغزوها.

لتجنب مثل هذه الظواهر ، فإن التنظيم المصطنع لعدد الآفات ضروري مع القمع السريع لأولئك الذين يحاولون فقط الخروج عن نطاق السيطرة. في الوقت نفسه ، غالبًا ما لا يتطابق رأي الشخص مع "رأي" الطبيعة حول العدد الزائد لآفة معينة. لذلك ، من وجهة نظر الانتقاء الطبيعي ، فإن تثبيت عدد عثة التفاح عند مستوى معين لا يضر بوجود شجرة التفاح كنوع ، ولكن الشخص يحتاج إلى ثمار عالية الجودة للتغذية. . لذلك ، في الممارسة الزراعية ، يستخدم هذه الوسائل لقمع عدد الآفات وبكمية تجعلها تعمل مرات عديدة أقوى من المنظمين اللاأحيائيين والحيويين الطبيعيين.

إن تبسيط البيئة الطبيعية للإنسان ، من وجهة نظر بيئية ، أمر خطير للغاية. لذلك ، من المستحيل تحويل المشهد بأكمله إلى منظر زراعي ، فمن الضروري الحفاظ على تنوعه وزيادته ، تاركًا المناطق المحمية التي لم تمسها والتي يمكن أن تكون مصدرًا للأنواع للمجتمعات التي تتعافى في سلسلة متتالية.

النظم البيئية الصناعية الحضرية

حول عمليات التحضر

تحضر- هذا نمو المدن وتطورها ، زيادة في نسبة سكان الحضر في البلاد على حساب المناطق الريفية ، عملية زيادة دور المدن في تنمية المجتمع. نمو السكان وكثافته - صفة مميزةمدن. تاريخيًا ، كانت روما أول مدينة يبلغ عدد سكانها مليون نسمة في عهد يوليوس قيصر (44-10 قبل الميلاد). على الأكثر مدينة كبيرةمن العالم في عصرنا هو مكسيكو سيتي - 14 مليون نسمة وفقًا لبيانات عام 1990 ، في عام 2000 كان من المتوقع وجود 31 مليونًا فيها. وبحلول عام 2000 ، كان من المفترض أن تصل مدن مثل بومباي إلى 16 مليون نسمة ، بل وتتجاوزها ، جاكرتا وكراتشي ، معلم 20 مليون وما فوق - ساو باولو ، كولكاتا ، سيول. بلغ عدد سكان موسكو بحلول نهاية عام 2002 أكثر من 10 ملايين شخص

المساحة الكليةمن الأراضي الحضرية للأرض في عام 1980 بلغت 4.69 مليون كيلومتر مربع ، وبحلول عام 2007 ستصل إلى 19 مليون كيلومتر مربع - 12.8٪ من إجمالي وأكثر من 20٪ من مساحة الأرض الصديقة للحياة. بحلول عام 2030 ، سيعيش جميع سكان العالم تقريبًا في مستوطنات من النوع الحضري (Reimers ، 1990).

تتراوح الكثافة السكانية في المدن ، وخاصة الكبيرة منها ، من عدة آلاف إلى عدة عشرات الآلاف من الناس لكل كيلومتر مربع ، وفي هونغ كونغ - 1500 ألف لكل كيلومتر مربع. كما هو معروف ، فإن تأثير العوامل التي تعتمد على الكثافة السكانية وقمع تكاثر الحيوانات لا يمتد إلى البشر: لا يتم تقليل شدة النمو السكاني تلقائيًا بواسطتهم. لكن بموضوعية كثافة عاليةيؤدي إلى تدهور الصحة ، إلى ظهور أمراض معينة مرتبطة ، على سبيل المثال ، بالتلوث البيئي ، مما يجعل الوضع خطيرًا من الناحية الوبائية في حالة حدوث انتهاك طوعي أو غير طوعي القواعد الصحية، وإلخ.

مكثف بشكل خاص عمليات التحضرفي البلدان النامية ، كما يتضح ببلاغة من الأرقام المذكورة أعلاه للنمو الحضري في السنوات القادمة.

يخلق الشخص نفسه هذه الأنظمة الحضرية المعقدة ، سعياً وراء هدف جيد - تحسين الظروف المعيشية ، وليس فقط "حماية نفسه" من العوامل المقيدة ، ولكن أيضًا خلق لنفسه بيئة اصطناعية جديدة تزيد من راحة الحياة. ومع ذلك ، فإن هذا يؤدي إلى فصل الشخص عن البيئة الطبيعية وانتهاكه النظم البيئية الطبيعية.

الأنظمة الحضرية

النظام الحضري (النظام الحضري) -"نظام طبيعي-بشري غير مستقر يتألف من أشياء معمارية وإنشائية وأنظمة إيكولوجية طبيعية مضطربة بشدة" (Reimers ، 1990).

مع تطور المدينة ، أصبحت مناطقها الوظيفية أكثر تمايزًا - فهذه مناطق صناعية وسكنية وغابات. المناطق الصناعية - هذه هي مجالات تركيز المنشآت الصناعية لمختلف الصناعات (المعدنية ، والكيميائية ، والهندسية ، والإلكترونية ، وما إلى ذلك) - وهي المصادر الرئيسية للتلوث. بيئة.

مناطق سكنية -هذه هي مناطق تمركز المباني السكنية ، المباني الإدارية، كائنات الثقافة والتعليم وما إلى ذلك وهلم جرا.

حديقة غابات- هذه منطقة خضراء حول المدينة ، يزرعها الإنسان ، أي مهيأة للترفيه الجماعي والرياضة والترفيه. أقسامها ممكنة أيضًا داخل المدن ، ولكن عادةً هنا حدائق المدينة- مزارع الأشجار في المدينة ، وتحتل مناطق واسعة جدًا وتخدم أيضًا سكان المدينة للاستجمام. على عكس الغابات الطبيعية وحتى حدائق الغابات ، فإن حدائق المدينة والمزارع الصغيرة المماثلة في المدينة (الساحات والشوارع) ليست أنظمة ذاتية التنظيم وذاتية التنظيم.

تسمى منطقة منتزه الغابات وحدائق المدينة والمناطق الأخرى من الإقليم المخصصة والمكيفة خصيصًا لاستجمام الناس ترفيهية مناطق (مناطق ، مواقع ، إلخ).

يؤدي تعميق عمليات التحضر إلى تعقيد البنية التحتية للمدينة. مكان مهم يبدأ بالاحتلال ينقلو تسهيلات النقل(الطرق السريعة ، محطات الوقود ، الجراجات ، محطات الخدمة ، السكك الحديديةببنيتها التحتية المعقدة ، الخامسبما في ذلك مترو الأنفاق ؛ المطارات مع مجمع الخدمات ، وما إلى ذلك). أنظمة النقل تعبر جميع المجالات الوظيفية للمدينة ويكون لها تأثير على البيئة الحضرية بأكملها (البيئة الحضرية).

البيئة البشريةفي ظل هذه الظروف ، هي مجموعة من البيئات اللاأحيائية والاجتماعية التي تؤثر بشكل مشترك ومباشر على الناس واقتصادهم. في الوقت نفسه ، وفقًا لـ NF Reimers (1990) ، يمكن تقسيمها إلى بيئة طبيعيةو البيئة الطبيعية التي يحولها الإنسان(المناظر الطبيعية البشرية حتى البيئة الاصطناعية للناس - المباني ، والطرق الإسفلتية ، والإضاءة الاصطناعية ، وما إلى ذلك ، أي ما يصل إلى بيئة اصطناعية).بشكل عام ، البيئة الحضرية المستوطناتالنوع الحضري جزء تكنوسفيرأي ، المحيط الحيوي ، الذي حوله الإنسان جذريًا إلى أشياء تقنية ومن صنع الإنسان.

بالإضافة إلى الجزء الأرضي من المناظر الطبيعية ، فإن قاعدتها الصخرية ، أي الجزء السطحي من الغلاف الصخري ، والتي تسمى عادةً البيئة الجيولوجية ، تقع أيضًا في مدار النشاط الاقتصادي البشري (إي إم سيرجيف ، 1979). البيئة الجيولوجية -هذا الصخور, المياه الجوفية، والتي تتأثر بالنشاط الاقتصادي البشري (الشكل 10.2).

في المناطق الحضرية ، في النظم البيئية الحضرية ، يمكن تمييز مجموعة من الأنظمة ، مما يعكس مدى تعقيد تفاعل المباني والهياكل مع البيئة ، والتي تسمى الأنظمة التقنية الطبيعية(Trofimov، Epishin، 1985) (الشكل 10.2). ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمناظر الطبيعية البشرية ، مع هيكلها الجيولوجي وتضاريسها.

وبالتالي ، فإن النظم الحضرية هي محور السكان والسكنية و مباني صناعيةوالهياكل. يعتمد وجود الأنظمة الحضرية على طاقة الوقود الأحفوري والمواد الخام للطاقة النووية ، ويتم تنظيمها وصيانتها بشكل مصطنع من قبل الإنسان.

لقد تغيرت بيئة النظم الحضرية ، على كل من أجزائها الجغرافية والجيولوجية ، بشكل كبير ، وفي الواقع ، أصبحت كذلك صناعي، هنا توجد مشاكل في استخدام وإعادة استخدام الموارد الطبيعية المرتبطة بالتداول والتلوث وتنقية البيئة ، وهنا يوجد عزل متزايد لدورات الاقتصاد والإنتاج عن التمثيل الغذائي الطبيعي (التحولات البيوجيوكيميائية) وتدفق الطاقة في النظم البيئية الطبيعية. وأخيرًا ، توجد هنا أعلى كثافة سكانية والبيئة المبنية ، وهو ما لا يهدد فقط صحة الإنسان،ولكن أيضًا بقاء البشرية جمعاء. صحة الإنسان هي مؤشر على جودة هذه البيئة.

أسئلة التحكم

1. ما هو المبدأ الذي وضعه Y. Odum كأساس للتمييز بين أربعة أنواع أساسية من النظم البيئية؟ ضع قائمة بهذه الأنواع.

2. ما هو النموذجي للنوعين الأول والثاني من النظم البيئية (الطبيعية)؟

3. كيف يختلف النوع الثالث من النظم الإيكولوجية (النظم الإيكولوجية الزراعية) عن النظم الإيكولوجية الطبيعية المماثلة؟

4. ما هي ملامح قطاع الطاقة من النوع الرابع من النظم البيئية (الصناعية الحضرية)؟

5. ما هو التحضر والنظم الحضرية؟

6. ما المقصود بالنظام الطبيعي والتقني والبيئة الاصطناعية؟

العمل التطبيقي

« وصف مقارنالنظام الطبيعي والنظام البيئي الزراعي ".

هدف:الاستمرار في تطوير القدرة على المقارنة بناءً على تحليل التكاثر الحيوي الطبيعي والتكاثر الضار ؛ شرح أسباب أوجه التشابه والاختلاف المحددة.

2. املأ الجدول "مقارنة بين النظام الطبيعي (التكاثر الحيوي) والنظام البيئي الزراعي".

مقارنة بين التكاثر الحيوي والتضخم الضار.

3. وفقا لمعايير المقارنة والصور ، قم بعمل وصف مختصربركة النظام البيئي

· العثور على أمثلة للعلاقات بين الكائنات الحية التي تعيش في النظام البيئي (الافتراس ، المنافسة ، التكافل ... إلخ) توضح الإجابة بأمثلة مناسبة

تصور 2-3 سلاسل الغذاء، التي من المفترض أن تحدث في هذا النظام البيئي

أعط أمثلة من 2-3 تكيفات من كائنات نباتية أو حيوانية لعدم عمل أي عامل غير حيوي

أعط أمثلة على المنتجين والمستهلكين والمحللين لهذه النظم البيئية

النظم الايكولوجية الزراعية أو agrocenoses.

النشاط الاقتصادي للناس هو عامل قوي في تحول الطبيعة. نتيجة لهذا النشاط ، يتم تشكيل التكوينات الحيوية الغريبة. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، agrocenoses ، وهي تكوينات حيوية اصطناعية ناتجة عن الأنشطة الزراعية البشرية. الأمثلة هي المروج والحقول والمراعي التي تم إنشاؤها بشكل مصطنع. عند إنشاء مثل هذه التكاثر الحيوي ، يستخدم الشخص على نطاق واسع مجموعة متنوعة من الممارسات الزراعية: زرع أعشاب عالية الإنتاجية ، والتحليل (مع الرطوبة الزائدة) ، والتسميد ، طرق مختلفةالحرث ، وأحيانًا الري الصناعي ، إلخ. يمكن أن يشمل عدد التكوينات الحيوية التي تم إنشاؤها أيضًا الحدائق ، البساتينوحقول التوت ومزارع الغابات وما إلى ذلك.

عند إنشاء التكوينات الحيوية الاصطناعية ، من الضروري مراعاة أشكال العلاقات التي تتطور في مثل هذه المجتمعات بين مكوناتها والتربة. من المهم بشكل خاص مراعاة خصائص التربة ، والحاجة إلى حمايتها من التدمير بفعل الرياح والمياه (التعرية) ، والحفاظ على البنية الطبيعية وسلامة غطاء التربة ، إلخ.

يمكن أن تؤدي الوفرة العالية للنباتات من نفس النوع على مساحات كبيرة إلى حقيقة أن الحشرات التي تتغذى على هذه النباتات ، وهي نادرة في التكاثر الحيوي الطبيعي ، تتكاثر بقوة وتصبح آفات خطيرةالمحاصيل المزروعة. على سبيل المثال ، تتغذى سوسة البنجر في المروج الطبيعية على عدد قليل من أنواع النباتات من عائلة لسان الثور ، دون التسبب في ضرر كبير لها. تغير الوضع بشكل جذري عندما تم إدخال بنجر السكر في الزراعة التي احتلت مساحات شاسعة. أصبحت سوسة البنجر "غير المؤذية" آفة جماعية لأحد أهم المحاصيل الزراعية.

يتطلب التكاثر الحيوي الاصطناعي الذي يصنعه الإنسان اهتمامًا لا يكل وتدخلاً فعالاً في حياته. مع التكنولوجيا الزراعية العالية ومراعاة تفاعل مكونات التكاثر الزراعي ، يمكن أن تكون منتجة للغاية ، مثل المروج الاصطناعية ، ومزارع الغابات ، وما إلى ذلك.

بين التكوينات الحيوية الطبيعية والاصطناعية ، إلى جانب أوجه التشابه ، هناك اختلافات مهمة يجب مراعاتها في النشاط الاقتصادي البشري.

تتكون التكوينات الحيوية الطبيعية عادة من عدد كبيرأنواع. إنها أنظمة بيئية تتشكل في الطبيعة تحت تأثير الانتقاء الطبيعي. هذا الأخير يكتسح كل أشكال الكائنات الحية سيئة التكيف. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل نظام إيكولوجي معقد ومستقر نسبيًا ، قادر على التنظيم الذاتي. في التكاثر الحيوي الطبيعي ، يتم تداول المواد ، ونتيجة لذلك يتم إرجاع المواد التي تستهلكها النباتات إلى التربة.

في التكوينات الحيوية الاصطناعية التي يصنعها الإنسان - التكوينات الزراعية - يتم اختيار المكونات على أساس القيمة الاقتصادية. هنا العامل الرئيسي ليس طبيعيًا ، ولكنه اختيار مصطنع. من خلال الانتقاء الاصطناعي والتدابير الزراعية الأخرى ، يسعى الشخص إلى الحصول على أقصى إنتاجية بيولوجية (عائد). في التكاثر الحيوي الاصطناعي ، جزء مهم العناصر الغذائيةتتم إزالته مع المحصول من النظام ولا يتم تنفيذ الدورة الطبيعية للمواد. هناك تنوع منخفض من الأنواع المدرجة في agrocenosis ، لأن. عادة ما يتم زراعة نوع واحد أو عدة أنواع (أصناف) من النباتات ، مما يؤدي إلى استنفاد كبير لتكوين الأنواع من الحيوانات والفطريات والبكتيريا. في agrocenoses ، هناك أيضًا قدرة منخفضة النباتات المزروعةمقاومة المنافسين والآفات. لقد تم تعديل الأنواع المزروعة بشدة عن طريق الانتقاء لصالح الإنسان لدرجة أنه بدون دعمه لا يمكنها تحمل الصراع من أجل الوجود.

في التكوينات الحيوية الطبيعية ، مصدر الطاقة هو الشمس. في agrocenoses ، إلى جانب هذا المصدر (الطبيعي) للطاقة ، يستخدم الشخص الأسمدة ، والتي بدونها لا يمكن تحقيق إنتاجية بيولوجية عالية. يتم الحفاظ على الجراثيم من قبل الإنسان من خلال النفقات الكبيرة للطاقة (الطاقة العضلية للناس والحيوانات ، وعمل الآلات الزراعية ، والطاقة المرتبطة بالأسمدة ، وتكلفة الري الإضافي ، وما إلى ذلك). وبالتالي ، فهي موجودة وتعطي إنتاجية بيولوجية عالية بسبب التدخل المستمر والدعم من الشخص ، الذي بدون مشاركته لا يمكن أن توجد.

النظام البيئي للبركة.

النظام البيئي لحوض السمك.

النظم البيئية هي أحد المفاهيم الأساسية لعلم البيئة ، وهو نظام يتضمن عدة مكونات: مجتمع من الحيوانات والنباتات والكائنات الدقيقة ، موطن مميز ، نظام كامل من العلاقات يتم من خلاله تبادل المواد والطاقات.

في العلم ، هناك عدة تصنيفات للنظم البيئية. يقسم أحدهما جميع النظم البيئية المعروفة إلى فئتين كبيرتين: الطبيعية ، التي أنشأتها الطبيعة ، والاصطناعية ، تلك التي أنشأها الإنسان. دعونا نلقي نظرة على كل من هذه الفئات بمزيد من التفصيل.

النظم البيئية الطبيعية

كما ذكر أعلاه ، تشكلت النظم البيئية الطبيعية نتيجة لتأثير قوى الطبيعة. تتميز بما يلي:

• علاقة وثيقة بين المواد العضوية وغير العضوية
• حلقة مفرغة كاملة لتداول المواد: ابتداء من المظهر المواد العضويةوتنتهي بتفسخها وتحللها إلى مكونات غير عضوية.
• المرونة والقدرة على الشفاء الذاتي.

يتم تحديد جميع النظم البيئية الطبيعية من خلال الميزات التالية:

• 1. هيكل الأنواع: عدد كل نوع من أنواع الحيوان أو النبات تنظمه الظروف الطبيعية.
  2. الهيكل المكاني: جميع الكائنات مرتبة في تسلسل هرمي أفقي أو رأسي صارم. على سبيل المثال ، في النظام البيئي للغابات ، تتميز المستويات بوضوح ، في النظام البيئي المائي ، يعتمد توزيع الكائنات الحية على عمق المياه.
  3. المواد الحيوية وغير الحيوية. تنقسم الكائنات الحية التي تشكل نظامًا بيئيًا إلى غير عضوي (غير حيوي: ضوء ، هواء ، تربة ، رياح ، رطوبة ، ضغط) وعضوية (حيوية - حيوانات ، نباتات).
  4. في المقابل ، ينقسم المكون الحيوي إلى منتجين ومستهلكين ومدمرات. يشمل المنتجون النباتات والبكتيريا التي بمساعدة ضوء الشمسوتنتج الطاقات مواد عضوية من مواد غير عضوية. المستهلكون حيوانات ونباتات آكلة اللحوم تتغذى على هذه المادة العضوية. المدمرات (الفطريات والبكتيريا وبعض الكائنات الحية الدقيقة) هي تاج السلسلة الغذائية ، لأنها تنتج العملية العكسية: يتم تحويل المواد العضوية إلى مواد غير عضوية.

الحدود المكانية لكل نظام بيئي طبيعي مشروطة للغاية. في العلم ، من المعتاد تحديد هذه الحدود من خلال الملامح الطبيعية للتضاريس: على سبيل المثال ، مستنقع وبحيرة وجبال وأنهار. ولكن في المجمل ، تعتبر جميع النظم البيئية التي تشكل الغلاف الحيوي لكوكبنا مفتوحة ، لأنها تتفاعل مع البيئة والفضاء. في جدا فكرة عامةتبدو الصورة على النحو التالي: الكائنات الحية تتلقى الطاقة والمواد الكونية والأرضية من البيئة ، ومن الناتج - الصخور والغازات الرسوبية ، التي تذهب في النهاية إلى الفضاء.

جميع مكونات النظام البيئي الطبيعي مترابطة بشكل وثيق. تتشكل مبادئ هذا الارتباط على مر السنين ، وأحيانًا قرون. لكن هذا هو سبب استقرارها ، لأن هذه الروابط والظروف المناخية تحدد أنواع الحيوانات والنباتات التي تعيش في هذه المنطقة. أي خلل في النظام البيئي الطبيعي يمكن أن يؤدي إلى اختفائه أو توهينه. يمكن أن يكون هذا الانتهاك ، على سبيل المثال ، إزالة الغابات وإبادة مجموعة من نوع معين من الحيوانات. في هذه الحالة ، تتعطل السلسلة الغذائية على الفور ، ويبدأ النظام البيئي في "الفشل".

بالمناسبة ، جلب عناصر إضافيةفي النظم البيئية يمكن أن يعطلها أيضًا. على سبيل المثال ، إذا بدأ شخص ما في تربية الحيوانات في النظام البيئي المختار الذي لم يكن موجودًا في البداية. والتأكيد الواضح على ذلك هو تربية الأرانب في أستراليا. في البداية كانت مربحة ، لأنه في مثل هذه البيئة الخصبة وممتازة للتكاثر الظروف المناخيةبدأت الأرانب في التكاثر بسرعة لا تصدق. لكن في النهاية انهار كل شيء. دمرت جحافل لا حصر لها من الأرانب المراعي حيث كانت الأغنام ترعى. بدأ عدد الأغنام في الانخفاض. يتلقى الشخص طعامًا من خروف واحد أكثر بكثير من 10 أرانب. حتى أن هذه الحالة دخلت في المثل القائل: "أكلت الأرانب أستراليا". لقد تطلب الأمر جهدًا لا يُصدق من العلماء ونفقات كبيرة قبل أن يتمكنوا من التخلص من أعداد الأرانب. لم يكن من الممكن إبادة سكانها بالكامل في أستراليا ، لكن أعدادهم انخفضت ولم تعد تهدد النظام البيئي.

النظم البيئية الاصطناعية

النظم البيئية الاصطناعية هي مجتمعات الحيوانات والنباتات التي تعيش في ظروف خلقها الإنسان لها. وتسمى أيضًا noobiogeocenoses أو النظم الاجتماعية. أمثلة: الحقل ، المرعى ، المدينة ، المجتمع ، سفينة فضائيةحديقة حيوان حديقة بركة اصطناعية، خزان.

على الأكثر مثال بسيطالنظام البيئي الاصطناعي هو حوض مائي. هنا ، يتم تقييد الموائل بواسطة جدران الحوض ، ويتم تدفق الطاقة والضوء والمغذيات من قبل الإنسان ، كما أنه ينظم درجة حرارة المياه وتكوينها. يتم تحديد عدد السكان أيضًا في البداية.

الميزة الأولى: جميع النظم البيئية الاصطناعية غيرية التغذية، أي تناول الطعام الجاهز. خذ على سبيل المثال مدينة ، واحدة من أكبر النظم البيئية التي من صنع الإنسان. يلعب تدفق الطاقة المصطنعة (خط أنابيب الغاز والكهرباء والغذاء) دورًا كبيرًا هنا. في الوقت نفسه ، تتميز هذه النظم البيئية بإنتاجية عالية من المواد السامة. أي أن تلك المواد التي تعمل لاحقًا في النظام البيئي الطبيعي في إنتاج المواد العضوية غالبًا ما تصبح غير صالحة للاستعمال في المواد الاصطناعية.

واحدة أخرى السمة المميزةالنظم البيئية الاصطناعية - دورة مفتوحة من التمثيل الغذائي.خذ ، على سبيل المثال ، النظم الإيكولوجية الزراعية - وهي الأهم بالنسبة للإنسان. وتشمل هذه الحقول والبساتين وحدائق الخضروات والمراعي والمزارع والأراضي الزراعية الأخرى التي يخلق فيها الشخص ظروفًا لإزالة المنتجات الاستهلاكية. يتم أخذ جزء من السلسلة الغذائية في مثل هذه النظم البيئية من قبل شخص (في شكل محصول) ، وبالتالي يتم تدمير السلسلة الغذائية.

الاختلاف الثالث بين النظم البيئية الاصطناعية والأنظمة الطبيعية هو ندرة الأنواع.. في الواقع ، يخلق الشخص نظامًا بيئيًا من أجل تربية نوع واحد (نادرًا ما يكون عدة) من النباتات أو الحيوانات. على سبيل المثال ، في حقل قمح ، يتم تدمير جميع الآفات والأعشاب الضارة ، ويزرع القمح فقط. هذا يجعل من الممكن الحصول عليها أفضل حصاد. لكن في الوقت نفسه ، فإن تدمير الكائنات الحية "غير مربح" للبشر يجعل النظام البيئي غير مستقر.

الخصائص المقارنة للنظم البيئية الطبيعية والاصطناعية

من الأنسب تقديم مقارنة بين النظم البيئية الطبيعية والنظم البيئية الاجتماعية في شكل جدول:

النظم البيئية الطبيعية	النظم البيئية الاصطناعية
المكون الرئيسي هو الطاقة الشمسية.	تحصل بشكل أساسي على الطاقة من الوقود والطعام المطبوخ (غيرية التغذية)
نماذج أرض خصبة	يستنزف التربة
تمتص جميع النظم البيئية الطبيعية ثاني أكسيد الكربون وتنتج الأكسجين.	تستهلك معظم النظم البيئية الاصطناعية الأكسجين وتنتج ثاني أكسيد الكربون.
تنوع كبير في الأنواع	عدد محدود من أنواع الكائنات الحية
ثبات عالي وقدرة على التنظيم الذاتي والشفاء الذاتي	ضعف الاستدامة ، مثل هذا النظام البيئي يعتمد على الأنشطة البشرية
التمثيل الغذائي المغلق	سلسلة التمثيل الغذائي غير المغلقة
يخلق موائل للحيوانات والنباتات البرية	يدمر الموائل الحياة البرية
يتراكم الماء ، ويستعمله بحكمة وينقي	ارتفاع استهلاك المياه وتلوثها

مقارنة بين النظم البيئية الطبيعية والبشرية المنشأ المبسطة (وفقًا لميلر ، 1993)

النظام البيئي الطبيعي (مستنقع ، مرج ، غابة)	النظام البيئي البشري المنشأ (حقل ، مصنع ، منزل)
تستقبل وتحول وتراكم الطاقة الشمسية.	يستهلك الطاقة من الوقود الأحفوري والنووي.
ينتج الأكسجين ويستهلك ثاني أكسيد الكربون.	يستهلك الأكسجين وينتج ثاني أكسيد الكربون عند حرق الوقود الأحفوري.
تشكل تربة خصبة.	يستنفد أو يشكل تهديدًا للتربة الخصبة.
تتراكم وتنقي وتستهلك الماء تدريجيًا.	يستهلك الكثير من الماء ويلوثه.
يخلق الموائل أنواع مختلفةالحياة البرية.	يدمر موائل العديد من أنواع الحياة البرية.
تنقية وتطهير الملوثات والنفايات مجاناً.	ينتج ملوثات ونفايات يجب تطهيرها على حساب الجمهور.
لديها القدرة على الحفاظ على الذات والشفاء الذاتي.	يتطلب نفقات كبيرة للصيانة والترميم المستمر.

الهدف الرئيسي للأنظمة الزراعية التي تم إنشاؤها هو الاستخدام الرشيد لتلك النظم الموارد البيولوجية ،التي تشارك بشكل مباشر في مجال النشاط البشري - مصادر المنتجات الغذائية والمواد الخام التكنولوجية والأدوية.

يتم إنشاء النظم الإيكولوجية الزراعية من قبل الإنسان للحصول على غلة عالية - إنتاج نقي من ذاتية التغذية.

تلخيصًا لكل ما قيل بالفعل عن النظم الإيكولوجية الزراعية ، نؤكد على الاختلافات الرئيسية التالية عن تلك الطبيعية (الجدول 2).

1. في النظم الايكولوجية الزراعية ، ينخفض ​​تنوع الأنواع انخفاضا شديدا:

§ كما أن الانخفاض في أنواع النباتات المزروعة يقلل أيضًا من التنوع المرئي للحيوانات من التكاثر الحيوي ؛

§ تنوع أنواع الحيوانات التي يربىها الإنسان ضئيل مقارنة بالتنوع الطبيعي ؛

§ المراعي المزروعة (مع بذر الحشائش) تشبه في تنوع الأنواع الحقول الزراعية.

2. الأنواع النباتية والحيوانية التي يزرعها الإنسان "تتطور" من خلال الانتقاء الاصطناعي وهي ليست قادرة على المنافسة في مكافحة الأنواع البرية دون دعم بشري.

3. تتلقى النظم الإيكولوجية الزراعية طاقة إضافية مدعومة من الإنسان ، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية.

4. يتم إزالة صافي الإنتاج (المحصول) من النظام البيئي ولا يدخل في سلاسل الغذاء للتكاثر الحيوي ، ولكن استخدامه الجزئي من قبل الآفات ، والخسائر أثناء الحصاد ، والتي يمكن أن تقع أيضًا في سلاسل التغذية الطبيعية. قمع الإنسان بكل الطرق الممكنة.

5. النظم الإيكولوجية للحقول والبساتين والمراعي وحدائق المطبخ وغيرها من النظم الزراعية هي أنظمة مبسطة يدعمها الإنسان في المراحل الأولى من الخلافة ، وهي غير مستقرة وغير قادرة على التنظيم الذاتي مثل المجتمعات الطبيعية الرائدة ، وبالتالي لا يمكن أن توجد بدون الدعم البشري.

الجدول 2

الخصائص المقارنة للنظم الايكولوجية الطبيعية والنظم الايكولوجية الزراعية.

النظم البيئية الطبيعية	النظم الايكولوجية الزراعية
تشكلت الوحدات الأولية الطبيعية الأولية للمحيط الحيوي أثناء التطور.	الوحدات الأولية الاصطناعية الثانوية للمحيط الحيوي المحولة بشريًا.
أنظمة معقدة مع عدد كبير من الأنواع الحيوانية والنباتية التي تهيمن عليها مجموعات من عدة أنواع. تتميز بتوازن ديناميكي مستقر يتحقق من خلال التنظيم الذاتي.	أنظمة مبسطة مع هيمنة مجموعات من نوع واحد من النباتات والحيوانات. إنها مستقرة وتتميز بتنوع هيكل كتلتها الحيوية.
يتم تحديد الإنتاجية من خلال الخصائص المكيفة للكائنات الحية المشاركة في دورة المواد.	يتم تحديد الإنتاجية حسب مستوى النشاط الاقتصادي وتعتمد على الإمكانيات الاقتصادية والتقنية.
يتم استخدام الإنتاج الأولي من قبل الحيوانات ويشارك في دورة المواد. يحدث "الاستهلاك" في وقت واحد تقريبًا مع "الإنتاج".	يتم حصاد المحصول لتلبية احتياجات الإنسان وإطعام الماشية. تتراكم المادة الحية لبعض الوقت دون أن يتم استهلاكها. أعلى إنتاجية تتطور فقط لفترة قصيرة.