Чому штучні екосистеми не стійкі
Що називають штучною екосистемою? Характеристика, ознаки та приклади
Штучні екосистеми відповідають більшості критеріїв природних екосистем, але створюються і контролюється людьми. Вони імітує природну екосистему, але не мають механізму саморегулювання. У штучних екосистемах дуже низька генетична різноманітність, прості харчові ланцюги та незначний кругообіг поживних речовин. Основні ресурси та зусилля для підтримки екосистеми забезпечуються людьми. Села, міста, греблі, сільськогосподарські угіддя, сади, парки, штучні водойми та акваріуми — ось деякі приклади штучних екосистем.
Природна екосистема у свою чергу складається з різноманітних видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, які постійно взаємодіють з неживими об'єктами, які також присутні в системі. Природна система є самодостатньою, стійкою і може існувати без втручання людини. Ліс, степ, тундра, пустеля, річка, озеро, море – приклади природної екосистеми. Ті ж компоненти, які взаємодіють у природній екосистемі, також присутні у штучній. Проте вони можуть продуктивно розвиватися без втручання людини.
Людям необхідно дбати про кожен компонент штучної екосистеми, щоб зробити її стійкою. Рисове поле потребує добрив та постійної подачі води. Коли врожай зібраний, ферма залишається відкритою системою, яка залежить від зовнішніх джерел, щоб нові рослини могли розвиватися та процвітати. За садом потрібно доглядати, позбавляючись бур'янів та шкідників за допомогою хімічних чи органічних засобів.Дрібні гризуни, комахи та птиці також можуть вижити в саду та забезпечити біологічну різноманітність, але люди відганяють більшість цих тварин, щоб підтримувати рівновагу у цій тендітній екосистемі.
Стан штучних екосистем регулярно підтримується під контролем людини. Хоча вони часто менші і менш складні, ніж природні екосистеми, що забезпечує більш прості взаємозв'язки між різними компонентами, штучні екосистеми потребують ретельного планування та обслуговування для їхнього процвітання.
ТАБЛИЦЯ. Порівняльна характеристика природних та штучних екосистем
| Природна екосистема | Штучна екосистема |
|---|---|
| Створена природою без втручання людини | Створена та підтримується людиною |
| Складається з багатьох видів рослин та тварин | Включає вибрані види |
| Генетична різноманітність дуже велика | Генетична різноманітність низька, оскільки інші види видалені із системи |
| Харчові ланцюги довгі та складні | Харчові ланцюги в основному неповні або маленькі, тому що є мало видів |
| Сонячне світло є джерелом енергії для автотрофів, і ця енергія керує всіма біологічними циклами | Сонячне світло також є основним джерелом енергії для автотрофів або сільськогосподарських культур, але добрива та інші живильні речовини надходять у ґрунт ззовні |
| Екологічна сукцесія у природній екосистемі відбувається за певний відрізок часу | Екологічна сукцесія відсутня |
| Природний кругообіг поживних речовин забезпечує максимальну та ефективну їх циркуляцію через усі рівні екосистеми. | Неповний кругообіг поживних речовин. Збір культур видаляє велику кількість поживних речовин з ґрунту і робить її з кожним разом все менш родючою |
| Продуктивність природних екосистем дуже різноманітна залежить від довкілля. Продуктивність тропічних лісів дуже висока, а пустель дуже низька | Призначені для високої продуктивності |
| Висока природна стійкість | Нестійкі, оскільки більшість добрив виготовляються з викопного палива, яке не є відновлюваним і ще більше посилює забруднення довкілля та інші екологічні порушення |
Порівняння природних та штучних екосистем
Екосистема - це біологічна система, яка складається з спільноти живих організмів, середовища їх проживання, системи їх взаємозв'язків.
Сутність природних та штучних екосистем та відмінності між ними
Природні екосистеми - це екосистеми, які формуються у природі внаслідок природної життєдіяльності організмів. Штучні екосистеми формуються за участю людини.
Між природними та штучними екосистемами є суттєві відмінності між:
- джерелами ключової енергії,
- видовою різноманітністю,
- стійкістю співтовариств,
- специфікою кругообігу речовин.
Порівняльні характеристики природних та штучних екосистем
Джерелом енергії для природного біоценозу є Сонце. Що ж до штучних екосистем (агроценозів), всі вони крім сонячної енергії отримують додаткові джерела енергії. Її людина витрачає на боротьбу з паразитами та хворобами сільськогосподарських культур.
Також у штучних та природних екосистемах істотно різниться видова різноманітність. Агроценози відрізняються дуже бідним видовим складом. Часто їм властива монокультура або велика кількість одного виду сільськогосподарської рослини.В агроценозах велике значення для підтримки видової різноманітності мають спеціалізовані методи боротьби зі шкідниками, а саме:
- використання отрутохімікатів;
- використання природних ворогів;
- сівозміну (щороку на полі вирощується інша культура, щоб шкідники не накопичувалися в ґрунті).
Природні та штучні екосистеми відрізняються також і за рівнем стійкості угруповань. Так як в агроценозі міститься менше видів, то ступінь їх стійкості буде мінімальним. Харчові ланцюги в природному співтоваристві такого типу будуть також нерозгалуженими.
Природні екосистеми (біогеоценози) – це основні складові біосфери. Їхня різноманітність і поширеність по земній поверхні мають велике значення для людини, оскільки від них вона отримує продукти харчування, речовини для лікування, матеріали для виготовлення одягу та спорудження житла, сировину для промислового виробництва тощо.
Кругообіг речовин у природі також є дуже важливою характеристикою екосистем. У природних екосистемах первинна продукція рослин або врожай проходить через численні ланцюги живлення, що досить швидко повертаються в систему біологічного круговороту. Такий кругообіг речовин називається замкнутим.
У агроценозах кругообіг речовин дещо порушено, оскільки більшість продукції вилучається під час збору врожаю. Такий кругообіг речовин називається незамкненим. В результаті постійно доводиться дбати про підтримку родючості ґрунту, вносячи добрива. Останнім часом людина особливо різко змінює стан природних екосистем та загалом глобальної оболонки Землі – біосфери. Результатом може стати руйнація природних спільнот, що історично склалися.
Людина може використовувати різні засоби збереження екосистем:
- застосування ресурсозберігаючих технологій та способів заощадження енергії;
- впровадження заходів боротьби із забрудненням атмосфери, ґрунту та гідросфери, чистих джерел енергії;
- рекультивація земель, боротьби з ерозією ґрунту, організація санітарно-захисних зон;
- впровадження спеціалізованих природоохоронних заходів, а саме обмеження промислу, боротьби з браконьєрами, створення територій, що особливо охороняються.
Таким чином, природні та штучні екосистеми є за своєю суттю природними спільнотами з різними механізмами освіти, декількома різними компонентами, але схожою системою взаємодії організмів між собою.