Разнообразие и характеристики на изкуствените екосистеми

Изкуствените екосистеми (нообиогеоценозиилисоциоекосистеми) са набор от организми, живеещи в създадени от човека условия. За разлика от екосистемата, тя включва допълнителна равностойна общност, нареченанооценоза.

Нооценозата е част от изкуствена екосистема, която включва средствата на труда, обществото и продуктите на труда.

Агроценозатае биоценоза, изкуствено създадена от човека за собствени цели с определено ниво и характер на продуктивност.

В момента около десет процента от земята е заета от агроценози.

Въпреки факта, че в агроценозата, както във всяка естествена екосистема, има задължителни трофични нива - производители, консументи, разлагащи, които образуват типични хранителни мрежи, има доста големи разлики между тези два вида общности:

1) В агроценозите разнообразието от организми е рязко намалено. Монотонността и видовата бедност на агроценозите се поддържа от специална комплексна система от агротехнически мерки. В полетата обикновено се отглежда един вид растение, поради което както популацията на животните, така и съставът на почвените микроорганизми рязко се изчерпват. Но дори и най-изчерпаните агроценози включват няколко десетки вида организми, принадлежащи към различни систематични и екологични групи. Например в агроценозата на житно поле, освен пшеница, се срещат плевели, насекоми - вредители по пшеницата и хищници, безгръбначни - обитатели на почвата и приземния слой, патогенни гъби и др.

2) Видовете, култивирани от човека, се поддържат от изкуствен подбор и не могат да издържат на борбата за съществуване без подкрепата на човека.

3) Агроекосистемите получават допълнителна енергияблагодарение на човешката дейност, която осигурява допълнителни условия за растеж на културните растения.

4) Нетната първична продукция на агроценоза (растителна биомаса) се отстранява от екосистемата като култура и не навлиза в хранителната верига. Частичното му потребление от вредители се потиска от човешката дейност по всякакъв възможен начин. В резултат на това почвата е изчерпана от минерали, необходими за живота на растенията. Затова отново е необходима човешка намеса под формата на торене.

В агроценозите ефектът на естествения подбор е отслабен и действа предимно изкуствен подбор, насочен към максимална производителност на растенията, от които хората се нуждаят, а не тези, които са по-добре адаптирани към условията на околната среда.

По този начин агроценозите, за разлика от природните системи, не са саморегулиращи се системи, а се регулират от човека. Задачата на такова регулиране е да се увеличи производителността на агроценозата. За тази цел сухите земи се напояват, а преовлажнените земи се отводняват; унищожават се плевели и растителноядни животни, променят се сортовете културни растения и се прилагат торове. Всичко това създава предимства само за културните растения.

За разлика от естествената екосистема, агроценозата е нестабилна, бързо се срива, т.к. култивираните растения няма да издържат на конкуренцията с дивите растения и ще бъдат изместени от тях.

Агробиоценозите също се характеризират с маргинален ефект при разполагането на насекоми-вредители. Те са съсредоточени главно в маргиналната ивица, а центърът на полето е населен в по-малка степен. Това явление се дължи на факта, че конкуренцията между отделните видове растения рязко се засилва в преходната зона, а това от своя страна намалява нивото на защитните реакции срещу насекоми в последната.

Саморегулация и устойчивостекосистеми. Динамика на екосистемата Циклични и насочени промени в екосистемите. Алогенни и автогенни промени. Екологични сукцесии: техните причини и механизми. Първична и вторична наследственост. Екзо- и ендогенни сукцесии. Понятието кулминация. Концепцията за дисклимакс. Циклична кулминация.

Устойчивост на екосистемата. Колкото повече видове има в една екосистема, толкова повече хранителни вериги има и толкова по-стабилен (балансиран) е цикълът на веществата и самата екосистема. Ако броят на видовете (биологичното разнообразие) намалява, тогава екосистемата става нестабилна и губи способността си да се саморегулира.

Прогресивните промени в общността водят до замяната на една общност с друга. Причината за такива промени могат да бъдат фактори, които действат в една посока за дълго време, например изсъхването на блатата, увеличаването на антропогенното замърсяване на водните тела и увеличената паша в резултат на мелиорацията. Получената промяна на една биоценоза с друга се наричаекзогенетична. Ако това опростява структурата на общността, обеднява видовия състав, намалява продуктивността, тогава такава промяна в общността се наричадигресия. Въпреки това, замяната на една биоценоза с друга може да възникне в резултат на процеси, протичащи в самата общност, в резултат на взаимодействието на живите организми помежду си. Такава промяна се наричаендогенна.

Естествено насоченият процес на промяна на съобществата в резултат на взаимодействието на живите организми един с друг и заобикалящата ги абиотична среда се наричасукцесия.

Сукцесията като последователен преход на една биоценоза към друга в пространството или времето, придружена от промяна в състоянията и свойствата на всички нейни компоненти, може да възникне катопод въздействието на природни фактори, както и под въздействието на човека. В тази връзка се разграничават няколко форми на сукцесия:антропогенна,пирогенна,катастрофичнаи др.

Антропогенна сукцесияе последователна промяна на биоценози, които последователно възникват върху един и същи биотоп под въздействието на стопанската дейност на човека, неговото пряко или косвено влияние върху екосистемата. Например обезлесяването, замърсяването на атмосферата и др.

Пирогенна сукцесияе промяна на биоценозите в резултат на пожари, независимо от тяхната причина (естествена или човешка).

Катастрофалната сукцесияе сукцесия, която възниква в резултат на катастрофални събития за екосистемата: духане от силни ветрове, необичайни наводнения, масово размножаване на вредители и др.

Наследяванията в природата варират по мащаб. Йерархията в организацията на общностите се проявява в йерархията на процесите на сукцесия: по-големите трансформации на биогеоценозите се състоят от по-малки. Дори в стабилни екосистеми с добре регулирана циркулация на веществата непрекъснато се извършват много локални сукцесионни промени, поддържащи сложната вътрешна структура на общностите.

Сукцесията е еднопосочна промяна в растителното съобщество, причинена от вътрешни или външни причини, завършваща с кулминационна фитоценоза. Сукцесията не води до образуване на нова фитоценоза, а е повторение на вече съществуващи фитоценози.

Видове сукцесия на растителността:

автогенни сукцесии - сукцесии поради вътрешни причини
сингенезис - сукцесия, причинена от връзката между растенията
ендоекогенеза - сукцесии, причинени от промянаусловия на местообитание
алогенни сукцесии - сукцесии, причинени от външни фактори по отношение на фитоценозата
геитогенеза - локални промени в специфични фитоценози
хологенеза - промени във фитоценозите в целия ландшафт

Екологичната система, подобно на живите организми, се променя с времето, тоест проявява способността да се развива.

Сукцесията възниква под влиянието на общност от живи организми, които причиняват промени в околната среда.

Екологичната сукцесия може да се определи като процес на последователна и закономерна промяна на биогеоценозите.

Когато организмите развиват територии, където преди това не е имало живи същества (например острови в океана, образувани в резултат на подводно вулканично изригване), те говорят за първична сукцесия. Тя трае доста дълго време - стотици и хиляди години. Първо, най-непретенциозните организми - лишеи и мъхове - се заселват на гола скала. Поради тяхната смърт (от поколение на поколение), както и разрушаването на повърхностния слой на скалата, се образува (все още тънък) почвен слой. Върху него вече могат да виреят и други растения - висши тревисти. С увеличаване на почвения слой тук се появяват храсти и дървета, различни безгръбначни и гръбначни животни. Формира се горска биогеоценоза - по-сложна (по видов състав) и устойчива екосистема.

Вторичната сукцесия възниква на място, където преди това е съществувала биогеоценоза, но е била унищожена в резултат на някакво бедствие (горски пожар, вулканично изригване). Работи много по-бързо от оригинала. Този процес може да отнеме няколко десетилетия. Пример за вторична сукцесия е възстановяването на биогеоценозата на тайгата след пожар. На мястото на пожараусловията (например минералният състав на почвите) са се променили толкова много, че само някои видове треви (тръстика, върбова трева) могат да растат тук през първите години. Впоследствие се появяват множество храсти и в крайна сметка дървесни форми - широколистни (светлолюбиви), а след това иглолистни (смърч, ела), нуждаещи се от сянка за нормалното развитие на подраста. Така по време на вторичната екологична сукцесия на мястото на пожара се възстановява първоначалната, тайгова биогеоценоза.

В този случай последователните общности, които се заменят една друга, се наричат серии или етапи. Крайният резултат от сукцесията ще бъде състоянието на стабилизирана екосистема -климакс(климакс - стълба, "зряло стъпало", гр.).

антропогенен субклимакс, нарушен климакс, продължително субклимаксно състояние на съобществото, генерирано от човешка дейност и показващо неговото лошо управление (например пустинно съобщество в степта, възникнало поради прекомерна паша на растителност).

(от латинския отрицателен префикс dis и климакс) - растителност на дигресивна поредица от промени в кулминацията; например стабилно пасище на мястото на намалена гора.

36. Биологичното разнообразие е най-ценният ресурс на планетата. Опазване на естествените екосистеми.

Биоразнообразието - съществуването на множество видове растения и животни - е необходимо условие за оцеляването на човека. Конвенцията на ООН за биологичното разнообразие (1992 г.), към която са се присъединили 190 държави, има за цел защитата и опазването на различни животински и растителни видове и техните местообитания. Конвенцията задължава държавите да опазват биоразнообразието, да гарантират неговото устойчиво развитие и предвижда добросъвестно и справедливо разпределение на ползите отизползване на генетични ресурси. Протоколът от Картахена, който влезе в сила през 2003 г., за да гарантира безопасното използване на генетично модифицирани организми, вече е подписан от 143 държави.

Застрашените видове са защитени от Конвенцията за международна търговия със застрашени видове от дивата флора и фауна от 1973 г., администрирана от UNEP. 172-те държави, страни по Конвенцията, се срещат периодично, за да актуализират списъка с растителни и животински видове или растителни и животински продукти, като слонова кост, които са обект на защита чрез въвеждане на квоти или категорични забрани за добив. Бонската конвенция за опазване на мигриращите видове диви животни от 1979 г. и редица свързани споразумения имат за цел да запазят мигриращите животни по суша, вода и въздух и техните местообитания. 104 държави са страни по тази конвенция.

Програмата на ЮНЕСКО „Човекът и биосферата“ е посветена на разработването, в рамките на природните и социалните науки, на рамка за устойчиво използване и опазване на биологичното разнообразие и подобряване на отношението на хората към околната среда по света. Програмата насърчава интердисциплинарни изследвания чрез демонстрационна фаза и обучение, използвайки биосферни резервати като живи лаборатории за изследване на устойчивото развитие.

Киселинен дъжд. Киселинните дъждове, причинени от промишлени емисии на серен диоксид, са значително намалени в голяма част от Европа и Северна Америка благодарение на Конвенцията от 1979 г. за трансграничното замърсяване на въздуха на далечни разстояния. Конвенция, към която са се присъединили 51 държави,регулиран от Икономическата комисия за Европа на ООН. Обхватът му беше значително разширен с приемането на осем протокола по въпроси като борбата с приземния озон, устойчивите органични замърсители, тежките метали, както и по-нататъшно намаляване на емисиите на сяра, емисиите на летливи органични съединения и контрол на емисиите на азотни оксиди.

Опасни отпадъци и химикали. За да се справят с милионите тонове токсични отпадъци, които преминават националните граници всяка година, през 1989 г. държавите-членки се споразумяха за Базелската конвенция за контрол на трансграничното движение на опасни отпадъци и тяхното обезвреждане, която се прилага от UNEP. Този договор, към който са се присъединили 170 държави, беше подсилен през 1995 г. със забрана за износ на токсични отпадъци към развиващите се страни, които често не разполагат с технологията за тяхното безопасно изхвърляне. През 1999 г. правителствата приеха Базелския протокол относно отговорността и компенсацията за щети, свързани с финансовата отговорност в случай на незаконно изхвърляне или случайно разливане на опасни отпадъци.