Агроэкосистемы – это сельскохозяйственные предприятия, типичные социоприродные экосистемы, которые формирует человек, исходя из своих интересов, но за счет использования организмов, созданных самой природой (хотя и измененных им в процессе искусственного отбора).
Агроэкосистемы автотрофны: основным источником энергии для них служит Солнце. Дополнительная (антропогенная) энергия, которую использует человек при обработке почвы и которая затрачена на производство тракторов, удобрений, пестицидов и т.д., не превышает 1% от солнечной энергии, усваиваемой агроэкосистемой.
Как и естественная экосистема, агроэкосистема состоит из организмов трех основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуценты в агроэкосистеме – культурные растения, травы сенокосов и пастбищ, деревья садов, лесопосадок и естественных лесов, входящих в ее состав. Продуцентами являются также спутники культурных растений – сорняки.
Консументы в агроэкосистеме – человек и сельскохозяйственные животные. К консументам относятся также вредители полевых культур (от насекомых до сусликов и хомяков), паразиты (часто опасные для сельскохозяйственных животных), полезные насекомые (хищные и опылители), птицы, организмы-симбиотрофы (микоризные грибы и бактерии-азотфиксаторы).
Животные-детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий. Особенно важна роль дождевых червей. Прошедшая через пищеварительную систему дождевого червя почва с растительными остатками склеивается в плотные комочки, что улучшает ее структуру. Эти комочки обогащаются калием, фосфором и азотом в форме соединений, доступных растениям. Кроме того, черви, прорывая ходы, разрыхляют почву и облегчают проникновение в нее корней. В хорошо унавоженной почве биомасса червей может составлять до 10–20 т на 1 га. Существуют специальные фермы, где разводят дождевых червей, которых вносят на поля для повышения урожая.
Редуценты в агроэкосистеме – это в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая пожнивные остатки в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз – в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. Однако среди редуцентов есть не только восстановители плодородия почв, но и его разрушители. Бактерии-нитрификаторы и денитрификаторы превращают аммонийные формы азота в нитраты, которые легко вымываются из почвы, и газообразный азот, улетучивающийся в атмосферу.
Человек управляет структурой и функцией сельскохозяйственной экосистемы (рис. 86):
– соотношением потоков вещества и энергии по пищевым цепям «растение – скот – человек» и «растение – человек», то есть определяет специализацию хозяйства для производства животноводческой или растениеводческой продукции;
– первичной биологической продукцией путем улучшения условий для роста и развития растений и выбора таких растений и таких способов их выращивания, которые обеспечивают наибольший урожай;
– вторичной биологической продукцией – продуктивностью сельскохозяйственных животных;
– состоянием ресурсов агроэкосистемы: почвами, биоразнообразием, гидрологическим (т.е. водностью рек и озер) и гидрохимическим (качеством воды) режимами агроэкосистемы.
Человек контролирует не все живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живет помимо (или даже вопреки) его воле. Такие живущие сами по себе виды называются спонтанными. Среди них – и вредители, и растения-сорняки, и полезные животные: птицы, насекомые-хищники и др.
Все компоненты агроэкосистемы тесно связаны, хотя в ней не бывает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие в агроэкосистеме должен сам человек. Если этого не делать, происходит разрушение ее ресурсов.
Контрольные вопросы
1. Почему агроэкосистема относится к автотрофным экосистемам?
2. Как в агроэкосистеме представлены основные трофические блоки: продуценты, консументы и редуценты?
3. Приведите примеры видов, которые поселяются в агроэкосистеме помимо воли человека?
4. Какими элементами структуры и функции агроэкосистемы управляет человек?
