Агроэкосистемы - искусственные экосистемы - РЕГУЛЯЦИЯ НА ПОПУЛЯЦИОННОМ И БИОСФЕРНОМ УРОВНЯХ

Постановка проблемы урока

Естественные экосистемы существуют самостоятельно и не нуждаются в усилиях со стороны человека.

Искусственные экосистемы требуют постоянных затрат сил и средств на их поддержание.

• Чем отличается экосистема от случайного набора видов? Какой вопрос возникает? (Сравните с авторским вариантом на с. 350.)

Необходимые базовые знания

• Чем поле отличается от природной экосистемы? (Жизненный опыт)

• В чём причина устойчивости экосистем? (§ 25-27)

• Как человек ухаживает за культурными растениями и домашними животными? (6 класс)

Решение проблемы

Человек по происхождению - активный охотник

28.1. Много ли людей может прокормиться охотой?

28.2. Что заставило людей обрабатывать землю и разводить животных?

Два типа хозяйства: присваивающее и производящее

28.3. Присваивающее хозяйство.

28.4. Производящее хозяйство.

• Изображены пирамиды биомасс для присваивающего и производящего хозяйства. Квадратики с буквой “Ч” обозначают человека. Что обозначают другие закрашенные квадратики?

• Какой тип хозяйства позволяет прокормить большее количество людей на Земле?

• Какой тип хозяйства обеспечивает более постоянную пищевую базу? Почему доля растительной пищи увеличивается при производящем хозяйстве?

Почему агроэкосистемы требуют ухода

28.5. Агроэкосистемы созданы для удовлетворения потребностей людей.

• Почему приходится удобрять поля?

Незамкнутый круговорот

Изъятие урожая приводит к тому, что круговорот перестаёт быть замкнутым. Приходится затрачивать силы на производство, транспортировку и внесение удобрений.

Агроэкосистемы обладают низкой устойчивостью, ведь они состоят не из тех конкурентоспособных видов, которые готовы здесь поселиться. Требуются дополнительные затраты на то, чтобы сохранить и поддержать существование агроэкосистем. Например, в засушливой зоне приходится заниматься поливным земледелием, а в переувлажнённых условиях — осушением земель. Ситуация усложняется тем, что избыточное увлажнение приводит к засолению почв, а осушение — к обмелению водоёмов.

Избирательность потребления

Люди хотят не просто получать урожай органического вещества (для этого даже выгоднее было бы использовать естественные биоценозы), а получать его в определённой форме: зёрна злаков, корнеплодов, плодов растений, мясо съедобных животных и т.п. Поэтому человек вкладывает силы в выращивание желательных для него культур, но и потребляет их не целиком, а лишь отдельные, более питательные части, тогда как остальная продукция остаётся невостребованной.

Односторонняя селекция

Селекция позволяет вывести живые организмы с гипертрофированными чертами, полезными людям. Но она требует значительного времени. Кроме того, приходится ухаживать за выведенными селекционерами сортами и породами, так как они не могут жить без постоянной заботы человека (рис. 28.6).

28.6. Рисунки основателя науки о поведении животных К. Лоренца отображают результаты селекции, плачевные для жизнеспособности животных и вынуждающие ухаживать за ними.

Широкое использование монокультур

Монокультурные посевы легче возделывать, проще собирать и обрабатывать урожай. Но они резко понижают устойчивость уже не отдельных организмов, а целых сообществ. В результате заботу об этих растениях люди вынуждены целиком брать на себя (рис. 28.7).

28.7. Пшеничное поле.

• Как устойчивость экосистем связана с высоким биоразнообразием?

Борьба с вредителями

• Вспомните, как меняется число видов насекомых-вредителей, устойчивых к ядохимикатам. С чем это связано?

Природа не знает вредителей: они вредны только для человека. Численность вредителей — следствие хозяйственной деятельности самого человека. Монокультуры с гипертрофированными плодами создают для потребителей практически неистощимую базу легкодоступных кормов. Для защиты растений приходится изобретать и постоянно обновлять высокотоксичные пестициды направленного действия. Однако, несмотря на непрекращающуюся борьбу, из-за насекомых и грызунов нам по-прежнему достаётся лишь треть выращенного урожая. Принимаемые меры необходимы, чтобы получать свои две трети. Но рост затрат на борьбу с вредителями не приносит долгосрочного успеха, так что в будущем, возможно, мы будем терять из-за них ещё больше (рис. 28.8).

28.8. Вредители съедают 1/3 нашего урожая.

Цена высоких урожаев

28.9. Сравнительный вклад разных ресурсов на единицу продукции в зависимости от типа сельскохозяйственного производства.

• Какие типы сельскохозяйственного производства соответствуют экстенсивному и интенсивному этапам ведения хозяйства?

• На каком этапе рост урожая происходил за счёт увеличения числа людей, занятых в сельском хозяйстве?

• За счёт каких ресурсов достигается рост урожая при индустриальном типе сельского хозяйства?

В результате вложения капитала и энергии ископаемого топлива урожайность современного сельского хозяйства очень сильно возросла и стала сопоставимой с урожайностью продуктивных природных экосистем. Однако надо учесть, что эти вложения — результат изъятия других ресурсов нашей планеты (рис. 28.9).

Агроэкосистемы	Урожайность (г/м2 в год)
Сахарный тростник	В среднем 1700, максимум 7000
Зерновые культуры, сено, картофель	250-500
Все возделываемые земли	100-4000, в среднем 650

Природные экосистемы	Урожайность (г/м2 в год)
Леса	600-2500
Степи	150-1500
Вся суша	720

Обобщение новых знаний

Производящее хозяйство позволяет прокормить больше людей, обеспечивает постоянство пищевой базы, но требует огромных затрат труда и ресурсов. Главные причины возрастания трудозатрат - необходимость внесения удобрений вследствие незамкнутого круговорота, избирательность потребления, селекция новых сортов и пород, низкая устойчивость монокультур, борьба с вредителями.

Агроэкосистема

Применение знаний

1. В чём преимущества и недостатки каждого типа хозяйствования?

2. Каковы причины роста трудозатрат при производящем хозяйстве?

3. Может ли человечество увеличивать мировой урожай сельского хозяйства до бесконечности? Обсудите в паре, выработайте коллективное мнение.

4. Чем производящее хозяйство может быть опасно для человечества?

5. Почему естественные экосистемы не требуют заботы о них, а искусственные требуют?

6. С помощью собственного опыта, литературы или Интернета выясните, как борются с вредителями в вашем регионе.