Законы и правила действия экологических факторов

style="text-indent:14pt;line-height:14pt">4. Сообщества  низкой продуктивности (пустыни,  полупустыни, тундра).

Первичные потоки энергии поступают  в экосистему извне — из космоса  и земных недр. Важнейший из них — энергия Солнца, поток которой по плотности многократно превышает все другие источники. Для функционирования экосистем солнечная энергия наиболее эффективна; она способна превращаться в различные иные виды энергии — прежде всего в тепловую и химическую. За счет солнечной энергии осуществляются внутренние обменные процессы в экосистеме, включая влагооборот и биологический метаболизм, кроме того, циркуляция воздушных масс и др.

Обеспеченность солнечной энергией определяет интенсивность функционирования экосистемы (при равной влагообеспеченности), а сезонные и суточные колебания освещенности обусловливают основные - годичный и суточные — циклы функционирования.

Преобразование приходящей солнечной  радиации начинается с отражения части ее от земной поверхности. Потери радиации на отражение широко колеблются в зависимости от поверхности. Подавляющая часть полезного тепла, поглощаемого земной поверхностью, т.е. радиационного баланса, затрачивается на испарение и на турбулентную отдачу тепла в атмосферу, иными словами — на влагооборот и нагревание воздуха.

При фотосинтезе используется так  называемая фотосинтетически активная радиация (ФАР) — часть солнечного излучения в диапазоне волн от 0,4 до 0,7 мкм, составляющая около 44% от суммарной радиации. Растительный покров поглощает около 9% световой энергии ФАР, но подавляющая часть ее идет на транспирацию и поддержание определенных термических условий в сообществе и только 0,8—1,0% — на фотосинтез. КПД фотосинтеза существенно варьирует в зависимости от физико-географических условий.

Наиболее высокий коэффициент  использования ФАР наблюдается  при максимальной теплообеспеченности в сочетании с оптимальным соотношением тепла и влаги, то есть на экваторе, наиболее низкий — в пустынях и полярных областях.

В процессе дыхания продуцентов, консументов и редуцентов и разложения органических остатков использованная при фотосинтезе энергия снова превращается в тепло, так что почти вся энергия, связанная первичными продуцентами, рассеивается и в отличие от вещества уже не возвращается в биологический цикл. При переходе от одного трофического уровня к другому на каждом последующем уровне для создания биомассы используется лишь небольшая часть энергии, заключенной в предыдущем уровне, и происходят ее большие потери.

 

 

 

 

Особенности агроэкосистем. Проблемы искусственной регуляции численности видов в агроэкосистемах.

Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы), создаваемые человеком для получения высоко чистой продукции автотрофов (урожая), отличаются от природных рядом особенностей.

1. В них  резко снижено разнообразие организмов.

2. Виды, культивируемые  человеком, поддерживаются искусственным  отбором в состоянии, далеком  от первоначального, и не могут  выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.

3. Агроэкосистемы получают дополнительный поток энергии, кроме солнечной, благодаря деятельности людей и механизмов, обеспечивающих необходимые условия роста культивируемых видов.

4. Чистая  первичная продукция (урожай) удаляется  из экосистемы и не поступает в цепи питания. Частичное использование ее вредителями представляет нежелательное явление и всячески пресекается деятельностью человека.

В настоящее  время пахотными землями и  пастбищами занято свыше 30% суши, и деятельность людей по поддержанию этих систем превращается в глобальный экологический фактор.

В природных  экосистемах первичная продукция  растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в виде минеральных солей и углекислого газа в систему биологического круговорота. Ограждая урожай от его природных потребителей, отчуждая его и заменяя естественный опад органическими и минеральными удобрениями, мы обрываем множество цепей питания и дисбалансируем сообщество.

Искусственная регуляция численности вредителей — по большей части необходимое условие для поддержания агроэкосистем. Это связано, прежде всего, с важностью подавления видов, вышедших из-под контроля естественных регуляторных механизмов. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты, гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.

Подавление  численности вредителей химическими  средствами кроме загрязнения среды и включения ядов в цепи питания часто вызывает так называемый бумеранг-эффект: вслед за подавлением численности вредителя вскоре возникает новая, еще более мощная его вспышка. Обычно применение ядохимикатов тотального действия сильнее влияет на естественных врагов вредителя, чем на его собственные популяции. В результате следующие поколения полностью освобождаются из-под пресса паразитов и хищников и происходит их массовое размножение. В трехзвенной цепи культурное растение—вредитель—паразит повышение чистой продукции растений может быть достигнуто как подавлением второго звена, так и усилением третьего. Именно этот подход используется в разработке биологических методов борьбы с вредителями.

С экологических  позиций крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в агрохозяйственный. Основная стратегия по созданию высокопродуктивного и устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его многообразия. Наряду с поддержанием высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении как можно более многообразных заповедных, не подвергающихся усиленному антропогенному воздействию участков разного масштаба, с богатым видовым разнообразием, которые могли бы быть источником видов для восстанавливающихся экосистем.