«Биология. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы». В.И. Сивоглазов (гдз)

Воздействие человека на экосистемы. Экологические нарушения.  Агроценозы

Вопрос 1. Сформулируйте, что такое экологическое нарушение. Приведите примеры подобных явлений.
Экологические нарушения — это внезапные изменения в естественных экосистемах, которые вызывают резкое увеличение численности популяций одних видов и гибель других. Чаще всего эти изменения вызываются действиями человека. Примером экологических нарушений является уничтожение воробьев в Китае. Птицы наносили вред посевам, и потому было принято решение их уничтожить. В результате в огромном количестве размножились насекомые-вредители, численность которых ранее контролировалась воробьями. Другой пример — ввоз кроликов в Австралию. В отсутствие ограничивающего действия хищников они распространились по всему континенту, нанося вред пастбищам, и стали бедствием для овцеводов. Впрочем, овцы также являются причиной экологических нарушений, серьезно обедняя видовое разнообразие трав на пастбищах. В 1938—1939 гг. в Бразилии разразилась крупнейшая вспышка малярии, унесшая около 12 тыс. жизней. При исследовании причин этой эпидемии выяснилось, что в 1929 г. в Бразилию на скоростном истребителе, прилетевшем из Южной Африки,попало какое-то количество малярийных комаров. Размножение этих комаров и вызвало в конечном итоге вспышку заболевания. Местные виды малярийного комара плодились только в затененных участках водоемов, среди сплошных лесов, где не было постоянного населения; поэтому до тех пор и не было эпидемических вспышек малярии.
Известно отрицательное влияние плотин гидроэлектростанций на воспроизводство запасов рыб в связи с перекрытием нерестовых путей; специальные каналы для пропуска рыбы строятся далеко не везде, и не все рыбы эффективно их используют. Создаваемые плотинами водохранилища также нередко подрывают запасы рыб, прежние нерестилища. Кроме того, неустойчивость водного режима водохранилищ нередко бывает причиной обсыхания нерестилищ при резких сбросах воды.

Вопрос 2. Чем отличаются агроценозы от естественных экосистем? Назовите известные вам агроценозы.
Агроценоз составляют организмы, обитающие на сельскохозяйственных угодьях — землях, занятых посевами и посадками культурных растений. Как в естественном биогеоценозе, так и в агроценозе, комплексы организмов, входящие в его состав, формируют трофические цепи; между ними также возникают и другие типы взаимоотношений. Агроценозы имеют ряд характерных отличий от естественных экосистем:
1. Кроме солнечной энергии для поддержания агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической в виде удобрений, механической в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества.
2. Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, с сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным количеством видов домашних животных.
3. Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуются таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10 % свободной от льда суши занято пахотными землями, еще 20 % используется как пастбища.
Существует два основных типа сельскохозяйственных экосистем: экстенсивные и интенсивные агроценозы. Первые существуют с использованием в основной мышечной энергии человека и животных. Продукция этих систем используется для питания семей мелких фермеров и для продажи или обмена на местном рынке. Вторые связаны с крупными затратами химической энергии и машин. Продукты питания производятся здесь в количестве, превышающем местные потребности, и они вывозятся на продажу, играя важную роль в экономике. Примерами агроценозов являются разнообразные искусственно созданные экосистемы: поля, сады, огороды, рыборазводные пруды и т.д.

Вопрос 3. Как, по вашему мнению, можно сократить потери энергии в цепях питания в искусственном сообществе организмов — агроценозе?
Для минимизации потерь энергии необходимо создать систему, в которой все параметры по возможности учтены, а пищевые цепи — максимально укорочены. В случае растениеводства важно ослабить межвидовую конкуренцию (использование гербицидов против сорняков) и исключить возможных консументов — потребителей растительной биомассы (сельскохозяйственных вредителей). Вместе с тем нельзя забывать, например, о насекомых-опылителях. В случае животноводства важно как можно большее количество пищи предлагать в виде растительного (а не животного) корма, замещая, в частности, животные белки протеинами бобовых .
Еще раз подчеркнем, что, в отличие от биогеоценоза, агроценоз должен быть несбалансированной системой и создавать избыток первичной продукции. Тогда при изъятии части биомассы в качестве урожая система будет приводиться в равновесие, что служит важным условием ее стабильного существования.

Вопрос 4. Какая экосистема — естественная или искусственная — характеризуется большим видовым разнообразием?
Значительно большим видовым разнообразием характеризуются естественные экосистемы; в их состав входит множество популяций растений, животных, бактерий, грибов. В искусственной экосистеме основой пищевых цепей часто является единственный растительный вид, внесенный человеком. Кроме того, в состав искусственных экосистем может входить несколько видов консментов и редуценты. Сказанное относится не только к агроценозам (сельскохозяйственные угодья, теплицы), но и, например, к микроэкосистемам (аквариум, комнатные растения).