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

الغرض من الدرس:

• لتكوين نظام معرفي لدى الطلاب حول بنية وعمل التكاثر الحيوي الذي أنشأه الإنسان، حول السمات الرئيسية التي تميز التكاثر الزراعي.
• تعليم تلاميذ المدارس المقارنة بين التكاثر الحيوي الطبيعي والتكاثر الزراعي. شرح أسباب أوجه التشابه والاختلاف التي تم تحديدها، وتكون قادرة على التنبؤ بالتغيرات فيها.
• لإقناع طلاب المدارس الثانوية أنه يمكن تحقيق ما بين التكاثر الزراعي والتكاثر الحيوي الطبيعي مزيج متناغمأنه لا ينبغي استبدال المجتمعات الطبيعية بالكامل بالأراضي الزراعية.
• تعلم كيفية تطبيق المعرفة المكتسبة في الحياة.
• ضمان استيعاب المواد باستخدام أحداث غير متوقعة"أداة إلكترونية للنشر التعليمي "Ecology" LLC "Drofa" CJSC "1C".

1. اللحظة التنظيمية

يتم تشغيل الموسيقى من خلال تسجيلات لضوضاء الغابة وغناء الطيور.

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

2. التحقق من المعرفة.

(يقوم الرجال بأداء المهمة المعطاة على الأوراق للموسيقى)

1. في القائمة أعلاه، ابحث عن أسماء المنتجين والمستهلكين والمحللين بألوان مختلفة وضع خط تحتها.

السرخس، النمل، الفطر الأبيض، بكتيريا التخليق الكيميائي، اليعسوب، دودة الأرض، البكتيريا المتعفنة، البكتيريا الزرقاء، الأسد، الغاريق الذباب، الصبار، الإنسان.

2. أشر (أشر بالأرقام) في أي تسلسل يمكن للكائنات الحية التالية أن تدخل السلسلة الغذائية: الإنسان، الطحالب وحيدة الخلية، برغوث الماء، جثم البايك، الدجون.

3. ضع خطا تحت العبارات الصحيحة من بين العبارات الواردة:

أ. مصدر الطاقة للمحللات هو أكسدة المواد غير العضوية.

ب. يكون عدد المستهلكين عادة أقل من عدد المنتجين.

ب. إن محيطات العالم هي النظام البيئي الأكثر إنتاجية.

د- أكثر النظم البيئية غير المنتجة هي الصحاري.

هـ. النظم البيئية عالية الإنتاجية تتكاثر ذاتياً، في حين أن النظم البيئية المنخفضة الإنتاجية لا تفعل ذلك.

هـ - النظم البيئية ذات التنوع المنخفض للأنواع غير مستقرة.

ز. إن وجود الشبكات الغذائية شرط لاستدامة النظام البيئي.

3. آلية التنظيم الذاتي للنظم البيئية هي انجراف الجينات.

I. يعد التكاثر الزراعي أحد أكثر النظم البيئية استقرارًا، حيث يتم تقليل عمل الانتقاء الطبيعي فيه.

4. أكمل الجدول باستخدام القائمة أدناه

النظم البيئية الاصطناعية	النظم البيئية الطبيعية

التايغا، البركة، البحيرة، مرج جبال الألب، حقل القمح، بارك، جزيرة المرجان.

ماذا يسمى التكاثر الحيوي الطبيعي؟ (التكاثر الحيوي).

ما هو اسم التكاثر الحيوي الاصطناعي؟ (الداء الزراعي).

نتحقق مع الطلاب من المهمة 4.

يُكتب على السبورة ما يلي:

العمل مع تعريف "الداء الزراعي"

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

التعريف: التكاثر الزراعي هو تكاثر حيوي من صنع الإنسان.

استخدام الوسائل الإلكترونية للنشرة التعليمية "Ecology" LLC

"Drofa" CJSC "1C" - جزء من الفيديو "التكاثر الزراعي والنظام البيئي الزراعي"

دعونا ننتقل إلى الطاولة ونقارن التكاثر الحيوي مع التكاثر الزراعي. تتم طباعة المادة على ورقة منفصلة.

انظر إلى الجدول وقارن ما هي سمة التكاثر الحيوي الاصطناعي؟

الخصائص المقارنة لل biogeocenoses و agrocenoses.

قارن الفئة	التكاثر الحيوي	التكاثر الزراعي
اتجاه عمل التحديد	يعمل الانتقاء الطبيعي، حيث يقوم بإعدام الأفراد غير القادرين على الحياة والحفاظ على التكيف مع الظروف البيئية، أي أن الانتقاء يشكل نظامًا بيئيًا مستقرًا	يتم إضعاف عمل الانتقاء الطبيعي من قبل الإنسان؛ يتم إجراء الانتقاء الاصطناعي في الغالب في اتجاه الحفاظ على الكائنات الحية بأقصى قدر من الإنتاجية
تداول العناصر الغذائية الأساسية	يتم إرجاع كافة العناصر التي تستهلكها النباتات والحيوانات والكائنات الأخرى إلى التربة، أي تتم الدورة بشكل كامل.	يتم إخراج جزء من العناصر الغذائية من الدورة مع كتلة الكائنات الحية التي يتم زراعتها وحصادها كمحصول، أي لا تتم الدورة
تنوع الأنواع واستدامتها	تتميز، كقاعدة عامة، بتنوع كبير في الأنواع من الكائنات الحية التي لها علاقات معقدة مع بعضها البعض، مما يضمن الاستقرار	غالبًا ما يقتصر عدد الأنواع على نوع أو نوعين؛ العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحية لا يمكن أن توفر الاستقرار.
القدرة على التنظيم الذاتي والصيانة الذاتية وقابلية التغيير	تنظيم ذاتي، متجدد باستمرار، قادر على الاستبدال المباشر لمجتمع بآخر (الخلافة).	ويتم تنظيمها والسيطرة عليها 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 الإيكولوجية الأرضية يتجاوز إنتاجية النظم البيئية للمحيطات العالمية بمقدار 3 مرات؛ يتم استهلاك إنتاج الكتلة الحيوية الرئيسية من قبل المستهلكين.	وتحتل 10% من مساحة الأرض، وتنتج سنوياً 2.5 مليار طن من المنتجات الزراعية؛ هي أكثر إنتاجية بكثير من التكاثر الحيوي

قارن بين النظام البيئي للمرج والحقل. املأ الجدول:

أوجه التشابه بين التكاثر الزراعي والتكاثر الحيوي الطبيعي.

1. نكون الأنظمة المفتوحة(على سبيل المثال، استيعاب طاقة شمسيةمن الخارج).
2. داخل كل منها هناك عوامل التطور (الانتقاء الاصطناعي أو الطبيعي، الصراع من أجل الوجود، التباين الوراثي)
3. لديهم بنية مماثلة (تتكون من المنتجين والمستهلكين والمحللين).
4. في كل من التكاثر الحيوي، تعمل قاعدة الهرم البيئي.
5. يعتمد المجتمع على المنتجين (الكائنات ذاتية التغذية) التي تستخدم طاقة الشمس بشكل مباشر لتخليق المواد العضوية.
6. في التكاثر الحيوي من أي نوع، هناك سلاسل غذائية.

هذا مثير للاهتمام:

في المراحل الأولى من التنمية الزراعية التكاثر الزراعيوكانت أكثر استقرارا من الحديثة. احتلت الأراضي الصالحة للزراعة مساحات صغيرة نسبيًا محاطة بالنباتات الطبيعية. كان عالم الحيوانات غنيًا بالمنظمين والملقحات. لم تكن النباتات المزروعة أصنافًا نقية، بل كانت مزيجًا من أشكال ذات صفات وراثية مختلفة. في سنوات الجفاف، نجت بعض الأشكال، وفي سنوات الرطب، بقي بعضها الآخر. جذبت الأعشاب الضارة في الحقول مجموعة متنوعة من الحشرات. كان هناك نظام اتصالات قريب من الطبيعي. أعطت مثل هذه التكاثرات الزراعية عوائد منخفضة نسبيًا ولكن يمكن الاعتماد عليها، وكان تفشي الآفات فيها نادرًا.

ومع تطور الزراعة التجارية المكثفة، زاد إنتاج الحقول، ولكن استقرار وقوة النظم البيئية انخفض بشكل حاد. وحتى منذ أكثر من 100 عام، تمت صياغة قانون تناقص الخصوبة، والذي بموجبه يؤدي الإنتاج الزراعي حتماً إلى استنزاف التربة وتدهورها.

مع التطور علم البيئةوأصبح من الواضح أن تخطيط الإنتاج الزراعي وفقًا لمبادئ النظام البيئي هو وحده الذي يمكنه تعليق عمل هذا القانون.

ميزة الطرق البيولوجيةمكافحة الآفات لها تأثير انتقائي فقط على بعض الأمراض غير المرغوب فيها في التكاثر الزراعي أنواع.

أرز. 1.
الدراجون وأكلة البيض - مساعدون بشريون في مكافحة الآفات الزراعية:
أعلى اليسار وأسفل اليسار - أنثى تبيض على بيض الحشرة المضيفة
أعلى اليمين - متسابق على المن
أسفل اليمين - حشرات المن الميتة بعد تطور النمل فيها

الحشرات آكلة الأوراقبكمية قليلة مفيدة للنباتات المزروعة. نشاطهم يضيء مظلة الأوراق ويحسن نظام الإضاءة البناء الضوئي. مع انخفاض نسبة الضرر، تنمو النباتات بسرعة أوراق الشجر المأكولة دون فقدان المحصول الإجمالي. تعتبر أنواع الحشرات التي تستهلك نباتات المحاصيل آفات عندما تتجاوز مستوى وفرة معينًا ويبدأ نشاطها في تقليل الإنتاجية. ويسمى هذا المستوى عتبة الضرر ". وإذا لم يصل النوع إلى حد الضرر فلا يعتبر آفة ولا تتم مكافحته.

تختلف النباتات المزروعة بشكل كبير في مقاومة الأعشاب الضارة. عدد الحشائش الضارة بأحد الأنواع يكاد يكون غير ضار بنوع آخر. إذا أخذنا العائد في محصول صافي كوحدة، فإنه في المناطق شديدة الأعشاب سيترك 0.75 للقمح، و0.65 للبطاطس، و0.56 للذرة، و0.42 للكتان، و0.23 لبنجر السكر، و0.23 للقطن. وبالتالي فإن القمح هو المحصول الأكثر مقاومة للتلوث. عند تغطية 10-15% من التربة بالأعشاب الضارة، فإن تكلفة إزالة الأعشاب الكيميائية في حقول القمح عادة لا تؤتي ثمارها مع زيادة المحصول، ويمكن تجنب استخدام المبيدات الحشرية.

حل المشكلة.

ووجد الباحثون أن كل متر مربعفي حقول الملفوف الصغيرة، يوجد في المتوسط ​​ما يصل إلى 69 يرقات من سمك الملفوف الأبيض، ولم يتم العثور على أكثر من يرقة واحدة لكل متر مربع من الحقول الكبيرة. وفي الوقت نفسه، تتركز الآفات في الحقول الكبيرة وفي الحقول الصغيرة بشكل أكبر في الشريط الهامشي من التكاثر الزراعي بعرض 30-40 مترًا. تم الحصول على نتائج مماثلة عند الأخذ في الاعتبار كثافة أعداد الآفات الأخرى للمحاصيل الزراعية: مجموعة من البراغيث الصليبية وبراغيث الكتان وآكلة بذور البرسيم والحشرات الأخرى - العاثيات النباتية. لماذا يكون عدد الآفات الحشرية للمحاصيل الزراعية أعلى بكثير عند حواف التكاثر الزراعي والحقول الصغيرة؟ ما هي التدابير التي يمكن التوصية بها للحد من درجة الأضرار التي تلحق بالمحاصيل الزراعية بسبب الحشرات النباتية، مع مراعاة خصوصيات توزيعها.

تثبيت المواد:

1. اكتب السلاسل الغذائية في الكائنات الزراعية. لماذا تكون السلاسل الغذائية في التكاثر الزراعي صغيرة؟ ما هي الشروط التي يجب مراعاتها عند إنشاء التكاثر الزراعي؟

لماذا لا تسود الأمراض الزراعية على هذا الكوكب؟ ما الذي يمكن أن يؤدي إليه هذا؟

اختر من بين الأحكام المذكورة ما يشير إلى التكاثر الزراعي، وما يشير إلى التكاثر الحيوي:

• يتألف من عدد كبيرصِنف؛
• قادرة 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.
• ويرتبط الرخاء 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، حرره د.ك. بيلييفا ص 261-262.

1. بناء نموذج للنظام البيئي الاصطناعي لأحواض الأسماك مع مراعاة كافة الشروط اللازمة.

2. قم بإعداد مخططك الخاص لدورة المحاصيل المكونة من 5 حقول مع مراعاة المتطلبات اللازمة.

النظم البيئية الطبيعية	النظم الإيكولوجية الزراعية
الوحدات الأولية الطبيعية الأولية للمحيط الحيوي، والتي تشكلت أثناء التطور	الوحدات الأولية الاصطناعية الثانوية التي يحولها الإنسان في المحيط الحيوي
أنظمة معقدةمع عدد كبير من الأنواع الحيوانية والنباتية التي تهيمن عليها مجموعات من عدة أنواع. وهي تتميز بتوازن ديناميكي مستقر يتحقق عن طريق التنظيم الذاتي.	أنظمة مبسطة تهيمن عليها مجموعات من نوع نباتي أو حيواني واحد. فهي مستقرة وتتميز بتباين هيكل الكتلة الحيوية الخاصة بها.
يتم تحديد الإنتاجية من خلال السمات التكيفية للكائنات الحية المشاركة في دورة المواد	يتم تحديد الإنتاجية حسب المستوى النشاط الاقتصاديويعتمد على الإمكانيات الاقتصادية والفنية
يتم استخدام الإنتاج الأولي من قبل الحيوانات ويشارك في دورة المواد. "الاستهلاك" يحدث في وقت واحد تقريبا مع "الإنتاج"	يتم حصاد المحصول لتلبية احتياجات الإنسان ولإطعام الماشية. المادة الحيةيتراكم لبعض الوقت دون أن يتم استهلاكه. أعلى إنتاجية تتطور فقط لفترة قصيرة

في حالات التكاثر الزراعي، تحدث زيادة مفرطة في الأنواع الفردية في كثير من الأحيان، وهو ما يطلق عليه إلتون "الانفجار البيئي". يعرف التاريخ مثل هذه "الانفجارات البيئية"، على سبيل المثال: في القرن الماضي، دمر فطر فيتوفثورا البطاطس في فرنسا وتسبب في مجاعة، و خنفساء كولورادوانتشر في أمريكا إلى المحيط الأطلسي وفي بداية القرن العشرين . اخترقت أوروبا الغربية في الأربعينيات. في الجزء الأوروبي من روسيا. في فترة ما بعد الحرب الصعبة، قامت هذه الخنفساء حرفيا "بتطهير" حقولنا، لأننا لم نكن مستعدين لغزوها.

ولتجنب مثل هذه الظواهر، من الضروري التنظيم الاصطناعي لعدد الآفات مع القمع السريع لتلك التي تحاول الخروج عن نطاق السيطرة. وفي الوقت نفسه، غالبا ما لا يتطابق رأي الشخص مع "رأي" الطبيعة حول العدد الزائد من آفة معينة. لذلك، من وجهة نظر الانتقاء الطبيعي، فإن تثبيت عدد عثة التفاح عند مستوى معين لا يضر بوجود شجرة التفاح كنوع، لكن الشخص يحتاج إلى المزيد من الفواكه عالية الجودة للتغذية. لذلك، في الممارسة الزراعية، يستخدم هذه الوسائل لقمع عدد الآفات وبمثل هذه الكمية التي تعمل بها عدة مرات أقوى من المنظمين اللاأحيائيين والحيويين الطبيعيين.

إن تبسيط البيئة الطبيعية البشرية، من وجهة نظر بيئية، أمر خطير للغاية. لذلك، من المستحيل تحويل المشهد الطبيعي بأكمله إلى مشهد زراعي، فمن الضروري الحفاظ على تنوعه وزيادته، مع ترك المناطق المحمية التي لم تمسها والتي يمكن أن تكون مصدرًا للأنواع للمجتمعات التي تتعافى في السلسلة المتعاقبة.

النظم البيئية الصناعية الحضرية

حول عمليات التحضر

تحضر- هذا هو نمو وتطور المدن، وزيادة حصة سكان الحضر في البلاد على حساب المناطق الريفية، وعملية زيادة دور المدن في تنمية المجتمع. النمو السكاني وكثافته - صفة مميزةمدن. تاريخياً، كانت روما أول مدينة يبلغ عدد سكانها مليون نسمة في عهد يوليوس قيصر (44-10 قبل الميلاد). على الأكثر مدينة كبيرةالعالم في عصرنا هو مدينة مكسيكو - 14 مليون شخص وفقًا لبيانات عام 1990 ، وكان من المتوقع أن يصل عدد سكانها إلى 31 مليونًا في عام 2000. بحلول عام 2000 ، كان من المفترض أن تصل مدن مثل بومباي والقاهرة إلى مستوى 16 مليون شخص بل وتجاوزته ، جاكرتا وكراتشي، معلم 20 مليون وما فوق - ساو باولو، كولكاتا، سيول. يبلغ عدد سكان موسكو بنهاية عام 2002 أكثر من 10 ملايين نسمة

المساحة الكليةبلغت مساحة المناطق الحضرية على الأرض في عام 1980 4.69 مليون كيلومتر مربع، وبحلول عام 2007 ستصل إلى 19 مليون كيلومتر مربع - 12.8% من إجمالي مساحة الأرض وأكثر من 20% من مساحة الأرض الصالحة للحياة. وبحلول عام 2030، سيعيش جميع سكان العالم تقريبًا في مستوطنات من النوع الحضري (ريمرز، 1990).

تتراوح الكثافة السكانية في المدن، وخاصة الكبيرة منها، من عدة آلاف إلى عدة عشرات الآلاف من الأشخاص لكل كيلومتر مربع، وفي هونغ كونغ - 1500 ألف لكل كيلومتر مربع. وكما هو معروف، فإن تأثير العوامل التي تعتمد على الكثافة السكانية وقمع تكاثر الحيوانات لا يمتد إلى البشر: إذ لا تنخفض شدة النمو السكاني تلقائيًا بواسطتها. ولكن بموضوعية كثافة عاليةيؤدي إلى تدهور الصحة، إلى ظهور أمراض محددة مرتبطة، على سبيل المثال، بالتلوث البيئي، مما يجعل الوضع خطيرا وبائيا في حالة المخالفة الطوعي أو غير الطوعي المعايير الصحية، وإلخ.

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

يقوم الإنسان بنفسه بإنشاء هذه الأنظمة الحضرية المعقدة، ويسعى لتحقيق هدف جيد - تحسين الظروف المعيشية، وليس فقط "حماية نفسه" من العوامل المقيدة، ولكن أيضًا يخلق لنفسه بيئة اصطناعية جديدة تزيد من راحة الحياة. إلا أن هذا يؤدي إلى انفصال الإنسان عن بيئته الطبيعية وانتهاكها النظم البيئية الطبيعية.

النظم الحضرية

النظام الحضري (النظام الحضري) -"نظام طبيعي بشري غير مستقر يتكون من أشياء معمارية وإنشائية وأنظمة بيئية طبيعية مضطربة بشكل حاد" (Reimers، 1990).

مع تطور المدينة، أصبحت مناطقها الوظيفية أكثر تميزا - وهي حديقة صناعية وسكنية وغابات. المناطق الصناعية - هذه هي مناطق تركيز المنشآت الصناعية لمختلف الصناعات (التعدينية والكيميائية والهندسية والإلكترونية وغيرها) - وهي المصادر الرئيسية للتلوث بيئة.

مناطق سكنية -وهذه هي مناطق تركز المباني السكنية، المباني الإداريةكائنات الثقافة والتعليم وما إلى ذلك وهلم جرا.

حديقة غابات- هذه منطقة خضراء حول المدينة، يزرعها الإنسان، أي أنها مهيأة للترفيه الجماعي والرياضة والترفيه. أقسامها ممكنة أيضا داخل المدن، ولكن عادة 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 الدعم والتنظيم الذاتي.

تسمى منطقة منتزهات الغابات ومنتزهات المدينة والمناطق الأخرى من الأراضي المخصصة والمكيفة خصيصًا لاستجمام الناس ترفيهية المناطق (المناطق والمواقع وما إلى ذلك).

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

البيئة البشريةفي ظل هذه الظروف، هي مجموعة من البيئات غير الحيوية والاجتماعية التي تؤثر بشكل مشترك ومباشر على الناس واقتصادهم. في الوقت نفسه، وفقا ل N. F. Reimers (1990)، يمكن تقسيمها إلى بيئة طبيعيةو البيئة الطبيعية التي تحولها الإنسان(المناظر الطبيعية البشرية المنشأ حتى البيئة الاصطناعية للأشخاص - المباني والطرق الإسفلتية والإضاءة الاصطناعية وما إلى ذلك، أي ما يصل إلى البيئة الاصطناعية).وبشكل عام البيئة الحضرية المستوطناتالنوع الحضري جزء تكنوسفير,أي المحيط الحيوي، الذي حوله الإنسان بشكل جذري إلى أشياء تقنية ومن صنع الإنسان.

بالإضافة إلى الجزء الأرضي من المناظر الطبيعية، فإن قاعدتها الحجرية، أي الجزء السطحي من الغلاف الصخري، والذي يطلق عليه عادة البيئة الجيولوجية، يقع أيضًا في مدار النشاط الاقتصادي البشري (E. M. Sergeev، 1979). البيئة الجيولوجية -هذا الصخور, المياه الجوفيةوالتي تتأثر بالنشاط الاقتصادي البشري (الشكل 10.2).

في المناطق الحضرية، في النظم البيئية الحضرية، يمكن تمييز مجموعة من الأنظمة التي تعكس مدى تعقيد تفاعل المباني والهياكل مع البيئة، والتي تسمى الأنظمة التقنية الطبيعية(تروفيموف، إبيشين، 1985) (الشكل 10.2). وهي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمناظر الطبيعية البشرية، ببنيتها الجيولوجية وتضاريسها.

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

لقد تغيرت بيئة النظم الحضرية، بجزئيها الجغرافي والجيولوجي، بشكل كبير، بل أصبحت في الواقع كذلك صناعي، هنا توجد مشاكل استخدام وإعادة استخدام الموارد الطبيعية المشاركة في التداول والتلوث وتنقية البيئة، وهنا يوجد عزل متزايد للدورات الاقتصادية ودورات الإنتاج عن التمثيل الغذائي الطبيعي (التحولات البيوجيوكيميائية) وتدفق الطاقة في النظم البيئية الطبيعية. وأخيرًا، هنا تكون الكثافة السكانية والبيئة المبنية هي الأعلى، الأمر الذي لا يهدد فقط صحة الإنسان،ولكن أيضًا بقاء البشرية جمعاء. صحة الإنسان هي مؤشر على نوعية هذه البيئة.

أسئلة التحكم

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

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

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

4. ما هي مميزات قطاع الطاقة للنوع الرابع من النظم البيئية (الصناعية-الحضرية)؟

5. ما هو التحضر والأنظمة الحضرية؟

6. ما المقصود بالنظام الطبيعي والفني والبيئة الاصطناعية؟

العمل التطبيقي

« وصف مقارنالنظام الطبيعي والنظام البيئي الزراعي”.

هدف:الاستمرار في تطوير القدرة على المقارنة بناءً على تحليل التكاثر الحيوي الطبيعي والتكاثر الزراعي؛ اشرح أسباب أوجه التشابه والاختلاف التي تم تحديدها.

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

مقارنة بين التكاثر الحيوي والتكاثر الزراعي.

3. وفقا لمعايير المقارنة والصور وصف مختصربركة النظام البيئي

· ابحث عن أمثلة للعلاقات بين الكائنات الحية التي تعيش في النظام البيئي (الافتراس، المنافسة، التكافل...إلخ) موضحاً الإجابة بالأمثلة المناسبة

تصوير 2-3 السلاسل الغذائية، من المفترض أن يحدث في هذا النظام البيئي

أعط أمثلة على 2-3 تكيفات للكائنات النباتية أو الحيوانية مع عدم عمل أي عامل غير حيوي

أعط أمثلة على المنتجين والمستهلكين والمحللين لهذه النظم البيئية

النظم الإيكولوجية الزراعية أو agrocenoses.

يعد النشاط الاقتصادي للناس عاملاً قوياً في تحول الطبيعة. نتيجة لهذا النشاط، يتم تشكيل التكاثر الحيوي الغريب. وتشمل هذه، على سبيل المثال، التكاثرات الزراعية، وهي تكاثرات بيولوجية اصطناعية ناتجة عن الأنشطة الزراعية البشرية. ومن الأمثلة على ذلك 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 الأعشاب عالية الإنتاجية، والتحسين (مع الرطوبة الزائدة)، والتسميد، طرق مختلفةالحراثة، وأحيانا الري الاصطناعي، الخ. يمكن أن يشمل عدد التكاثر الحيوي الذي تم إنشاؤه أيضًا المتنزهات، البساتينوحقول التوت ومزارع الغابات وما إلى ذلك.

عند إنشاء التكاثر الحيوي الاصطناعي، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار بشكل كامل 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 (التآكل)، والحفاظ على البنية الطبيعية وسلامة غطاء التربة، وما إلى ذلك.

يمكن أن تؤدي الوفرة العالية للنباتات من نفس النوع على مساحات واسعة إلى حقيقة أن الحشرات التي تتغذى على هذه النباتات، والتي تعتبر 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 نباتات عائلة لسان الثور، دون أن تسبب لها الكثير من الضرر. تغير الوضع بشكل جذري عندما تم إدخال بنجر السكر إلى الزراعة التي احتلت مساحات واسعة. أصبحت سوسة البنجر "غير الضارة" آفة جماعية لأحد أهم المحاصيل الزراعية.

تتطلب التكاثر الحيوي الاصطناعي الذي أنشأه الإنسان اهتمامًا لا يكل وتدخلًا نشطًا في حياتهم. ومع التكنولوجيا الزراعية العالية ومراعاة التفاعل بين مكونات التكاثر الزراعي، يمكن أن تكون عالية الإنتاجية، مثل المروج الاصطناعية ومزارع الغابات، وما إلى ذلك.

بين التكاثر الحيوي الطبيعي والاصطناعي، إلى جانب أوجه التشابه، هناك أيضًا اختلافات مهمة يجب مراعاتها في النشاط الاقتصادي البشري.

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

في التكاثر الحيوي الاصطناعي من صنع الإنسان - التكاثر الزراعي - يتم اختيار المكونات على أساس القيمة الاقتصادية. هنا العامل الرئيسي ليس طبيعيا، ولكن الاختيار الاصطناعي. من خلال الاختيار الاصطناعي وغيرها من التدابير الزراعية، يسعى الشخص إلى الحصول على أقصى قدر من الإنتاجية البيولوجية (العائد). في التكاثر الحيوي الاصطناعي، جزء كبير العناصر الغذائيةتتم إزالته مع المحصول من النظام ولا يتم تنفيذ الدورة الطبيعية للمواد. هناك تنوع منخفض في الأنواع المدرجة في التكاثر الزراعي، وذلك بسبب. عادة يتم زراعة نوع واحد أو عدة أنواع (أصناف) من النباتات، مما يؤدي إلى استنزاف كبير لتكوين الأنواع من الحيوانات والفطريات والبكتيريا. في الداء الزراعي، هناك أيضًا قدرة منخفضة النباتات المزروعةمقاومة المنافسين والآفات. لقد تم تعديل الأنواع المزروعة بقوة عن طريق الانتقاء لصالح الإنسان لدرجة أنها بدون دعمه لا تستطيع تحمل الصراع من أجل البقاء.

في التكاثر الحيوي الطبيعي، مصدر الطاقة هو الشمس. في الأمراض الزراعية، إلى جانب هذا المصدر (الطبيعي) للطاقة، يستخدم الشخص الأسمدة، والتي بدونها لا يمكن تحقيق إنتاجية بيولوجية عالية. يحافظ الإنسان على التكاثر الزراعي من خلال إنفاق كميات كبيرة من الطاقة (الطاقة العضلية للأشخاص والحيوانات، وعمل الآلات الزراعية، والطاقة المرتبطة بالأسمدة، وتكلفة الري الإضافي، وما إلى ذلك). وبالتالي فهي موجودة وتعطي إنتاجية بيولوجية عالية بسبب التدخل والدعم المستمر للشخص الذي بدون مشاركته لا يمكن أن توجد.

النظام البيئي للبركة.

النظام البيئي لحوض السمك.

تعد النظم البيئية أحد المفاهيم الأساسية للبيئة، وهو نظام يتضمن عدة مكونات: مجتمع من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة، وموئل مميز، ونظام كامل من العلاقات التي يتم من خلالها تبادل المواد والطاقات.

في العلم، هناك عدة تصنيفات للنظم البيئية. إحداهما تقسم جميع النظم البيئية المعروفة إلى فئتين كبيرتين: طبيعية، خلقتها الطبيعة، وصناعية، تلك التي خلقها الإنسان. دعونا ننظر إلى كل فئة من هذه الفئات بمزيد من التفصيل.

النظم البيئية الطبيعية

كما ذكر أعلاه، تم تشكيل النظم البيئية الطبيعية نتيجة لعمل قوى الطبيعة. وهي تتميز بما يلي:

• العلاقة الوثيقة بين المواد العضوية وغير العضوية
• حلقة مفرغة كاملة لتداول المواد: تبدأ من المظهر المواد العضويةوتنتهي بتحللها وتحللها إلى مكونات غير عضوية.
• المرونة والقدرة على الشفاء الذاتي.

يتم تعريف جميع النظم البيئية الطبيعية بالميزات التالية:

• 1. هيكل الأنواع: عدد كل نوع من الحيوانات أو النباتات تنظمه الظروف الطبيعية.
  2. البنية المكانية: يتم ترتيب جميع الكائنات الحية في تسلسل هرمي أفقي أو رأسي صارم. على سبيل المثال، في النظام البيئي للغابات، يتم تمييز الطبقات بوضوح، في النظام البيئي المائي، يعتمد توزيع الكائنات الحية على عمق الماء.
  3. المواد الحيوية واللاحيوية. تنقسم الكائنات الحية التي يتكون منها النظام البيئي إلى كائنات غير عضوية (غير حيوية: الضوء والهواء والتربة والرياح والرطوبة والضغط) وعضوية (حيوية - حيوانات ونباتات).
  4. وبدوره ينقسم المكون الحيوي إلى منتجين ومستهلكين ومدمرين. يشمل المنتجون النباتات والبكتيريا التي بمساعدة ضوء الشمسوالطاقات تخلق مواد عضوية من مواد غير عضوية. المستهلكون هم الحيوانات والنباتات آكلة اللحوم التي تتغذى على هذه المادة العضوية. تعتبر المدمرات (الفطريات والبكتيريا وبعض الكائنات الحية الدقيقة) تاج السلسلة الغذائية، لأنها تنتج العملية العكسية: حيث يتم تحويل المواد العضوية إلى مواد غير عضوية.

الحدود المكانية لكل نظام بيئي طبيعي مشروطة للغاية. في العلوم، من المعتاد تحديد هذه الحدود من خلال الخطوط الطبيعية للإغاثة: على سبيل المثال، المستنقع والبحيرة والجبال والأنهار. ولكن في المجمل، تعتبر جميع النظم البيئية التي تشكل الغلاف الحيوي لكوكبنا مفتوحة، لأنها تتفاعل مع البيئة والفضاء. في جدا فكرة عامةتبدو الصورة كما يلي: تتلقى الكائنات الحية الطاقة والمواد الكونية والأرضية من البيئة، وعند الخروج - الصخور الرسوبية والغازات، والتي تذهب في النهاية إلى الفضاء.

جميع مكونات النظام البيئي الطبيعي مترابطة بشكل وثيق. تتشكل مبادئ هذا الاتصال على مر السنين، وأحيانا قرون. ولكن هذا هو السبب في أنها تصبح مستقرة للغاية، لأن هذه الارتباطات والظروف المناخية تحدد أنواع الحيوانات والنباتات التي تعيش في هذه المنطقة. وأي خلل في النظام البيئي الطبيعي يمكن أن يؤدي إلى اختفائه أو توهينه. يمكن أن يكون مثل هذا الانتهاك، على سبيل المثال، إزالة الغابات، وإبادة سكان نوع معين من الحيوانات. في هذه الحالة، تنتهك السلسلة الغذائية على الفور، ويبدأ النظام البيئي في "الفشل".

بالمناسبة جلب عناصر إضافيةفي النظم البيئية يمكن أن يعطلها أيضًا. على سبيل المثال، إذا بدأ الشخص في تربية الحيوانات في النظام البيئي المحدد والتي لم تكن موجودة في البداية. والتأكيد الواضح على ذلك هو تربية الأرانب في أستراليا. في البداية كان الأمر مربحًا، لأنه في مثل هذه البيئة الخصبة وممتازة للتكاثر الظروف المناخيةبدأت الأرانب تتكاثر بسرعة مذهلة. ولكن في النهاية انهار كل شيء. دمرت جحافل لا حصر لها من الأرانب المراعي التي كانت ترعى فيها الأغنام. 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 هائلاً من العلماء ونفقات كبيرة قبل أن يتمكنوا من التخلص من أعداد الأرانب. ولم يكن من الممكن إبادة سكانها بشكل كامل في أستراليا، لكن أعدادهم انخفضت ولم تعد تهدد النظام البيئي.

النظم البيئية الاصطناعية

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

على الأكثر مثال بسيطالنظام البيئي الاصطناعي هو حوض السمك. هنا يقتصر الموطن على جدران الحوض، وينفذ الإنسان تدفق الطاقة والضوء والمواد المغذية، كما أنه ينظم درجة حرارة الماء وتكوينه. يتم أيضًا تحديد عدد السكان في البداية.

الميزة الأولى: جميع النظم البيئية الاصطناعية غير متجانسةأي: تناول الأطعمة الجاهزة. خذ على سبيل المثال مدينة، وهي واحدة من أكبر النظم البيئية التي صنعها الإنسان. يلعب تدفق الطاقة المصطنعة (خط أنابيب الغاز والكهرباء والغذاء) دورًا كبيرًا هنا. وفي الوقت نفسه، تتميز هذه النظم البيئية بإنتاجية عالية من المواد السامة. أي أن تلك المواد التي تستخدم لاحقًا في النظام البيئي الطبيعي لإنتاج المواد العضوية غالبًا ما تصبح غير صالحة للاستعمال في المواد الاصطناعية.

واحدة أخرى السمة المميزةالنظم البيئية الاصطناعية - دورة مفتوحة من عملية التمثيل الغذائي.خذ على سبيل المثال النظم الإيكولوجية الزراعية - الأكثر أهمية بالنسبة للبشر. وتشمل هذه الحقول والبساتين وحدائق الخضروات والمراعي والمزارع والأراضي الزراعية الأخرى التي يهيئ فيها الشخص الظروف لإزالة المنتجات الاستهلاكية. يتم إخراج جزء من السلسلة الغذائية في مثل هذه النظم البيئية من قبل الإنسان (على شكل محصول)، وبالتالي يتم تدمير السلسلة الغذائية.

والفرق الثالث بين النظم البيئية الاصطناعية والطبيعية هو ندرة الأنواع.. في الواقع، يقوم الشخص بإنشاء نظام بيئي من أجل تربية نوع واحد (نادرا ما) من النباتات أو الحيوانات. على سبيل المثال، في حقل القمح، يتم تدمير جميع الآفات والأعشاب الضارة، ويتم زراعة القمح فقط. وهذا يجعل من الممكن الحصول عليها أفضل الحصاد. ولكن في الوقت نفسه، فإن تدمير الكائنات الحية "غير المربح" 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 على الطاقة بشكل أساسي من الوقود والطعام المطبوخ (غيرية التغذية)
نماذج أرض خصبة	يستنزف التربة
جميع النظم البيئية الطبيعية تمتص 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، حيث يعتمد هذا النظام البيئي على الأنشطة البشرية
التمثيل الغذائي المغلق	سلسلة استقلابية غير مغلقة
يخلق موائل للحيوانات والنباتات البرية	يدمر الموائل الحياة البرية
يتراكم الماء، ويستخدمه بحكمة وتنقية	ارتفاع استهلاك المياه، وتلوثها

مقارنة النظم البيئية الطبيعية والمبسطة البشرية (وفقا لميلر، 1993)

النظام البيئي الطبيعي (مستنقع، مرج، غابة)	النظام البيئي البشري المنشأ (الحقل، النبات، المنزل)
يستقبل ويحول ويتراكم الطاقة الشمسية.	تستهلك الطاقة من الوقود الأحفوري والنووي.
تنتج الأكسجين وتستهلك ثاني أكسيد الكربون.	يستهلك الأكسجين وينتج ثاني أكسيد الكربون عند حرق الوقود الأحفوري.
تشكل التربة الخصبة.	يستنزف أو يشكل تهديدا للتربة الخصبة.
يتراكم الماء وينقيه ويستهلكه تدريجياً.	يستخدم الكثير من الماء، ويلوثه.
يخلق الموائل أنواع مختلفةالحياة البرية.	يدمر موائل العديد من أنواع الحياة البرية.
يقوم بتصفية وتعقيم الملوثات والنفايات مجانًا.	تنتج 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 إنتاجية عالية - إنتاج خالص للكائنات ذاتية التغذية.

بتلخيص كل ما قيل بالفعل عن النظم الإيكولوجية الزراعية، نؤكد على الاختلافات الرئيسية التالية عن النظم الإيكولوجية الطبيعية (الجدول 2).

1. في النظم الإيكولوجية الزراعية، انخفض تنوع الأنواع بشكل حاد:

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

§ تنوع أنواع الحيوانات التي يربيها الإنسان لا يكاد يذكر مقارنة بالتنوع الطبيعي؛

§ تتشابه المراعي المزروعة (مع زراعة الأعشاب) في تنوع الأنواع مع الحقول الزراعية.

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

3. تحصل النظم البيئية الزراعية على طاقة إضافية مدعومة من الإنسان، بالإضافة إلى الطاقة الشمسية.

4. تتم إزالة صافي الإنتاج (المحصول) من النظام البيئي ولا يدخل في السلسلة الغذائية للتكاثر الحيوي، ولكن استخدامه الجزئي من قبل الآفات، والخسائر أثناء الحصاد، والتي يمكن أن تقع أيضًا في السلاسل الغذائية الطبيعية. بكل الطرق الممكنة قمعها الإنسان.

5. النظم البيئية 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 الرائدة الطبيعية، وبالتالي لا يمكن أن توجد بدونها الدعم البشري.

الجدول 2

الخصائص المقارنة للنظم الإيكولوجية الطبيعية والنظم الإيكولوجية الزراعية.

النظم البيئية الطبيعية	النظم الإيكولوجية الزراعية
الوحدات الأولية الطبيعية الأولية للمحيط الحيوي، والتي تشكلت أثناء التطور.	الوحدات الأولية الاصطناعية الثانوية التي يحولها الإنسان في المحيط الحيوي.
أنظمة معقدة تحتوي على عدد كبير من الأنواع الحيوانية والنباتية وتهيمن عليها مجموعات من عدة أنواع. وهي تتميز بتوازن ديناميكي مستقر يتحقق عن طريق التنظيم الذاتي.	أنظمة مبسطة مع هيمنة مجموعات من نوع واحد من النبات والحيوان. فهي مستقرة وتتميز بتباين هيكل الكتلة الحيوية الخاصة بها.
يتم تحديد الإنتاجية من خلال الخصائص المكيفة للكائنات الحية المشاركة في دورة المواد.	يتم تحديد الإنتاجية حسب مستوى النشاط الاقتصادي وتعتمد على الإمكانيات الاقتصادية والفنية.
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 ولإطعام الماشية. تتراكم المادة الحية لبعض الوقت دون أن يتم استهلاكها. أعلى إنتاجية تتطور فقط لفترة قصيرة.