Видове и структура на агроекосистемите
За разлика от индустриалните или урбанизираните екосистеми, първоначалният процес на формиране на агроекосистема от естествена екосистема е прост. Относително казано, достатъчно е да се разрохка повърхността на почвата и да се положат семената, необходими за бъдещата реколта, като преди това е унищожена до известна степен естествената растителност. Но дори и при такава много примитивна трансформация на естествената екосистема, циркулацията на веществата се променя значително. И така, след разораването на територията се активират процесите на пренос на маса, които се проявяват в интензифициране на циркулацията на биогенни елементи.
Ако разглеждаме агроекосистемата условно като комбинация от естествена екологична система и антропогенна енергия, тогава трябва да се отбележи, че специфичните енергийни разходи в прединдустриалното земеделие са били сравними с енергийните потоци в естествените екосистеми. При интензивното земеделие разходът на енергия е много по-висок, което в крайна сметка го изравнява по степен на въздействие върху околната среда с други антропогенни въздействия. Както беше отбелязано, естествените екосистеми и агроекосистемите са сходни по отношение на автотрофията. Но в същото време естествената екосистема е зона със затворен цикъл както на хранителни вещества, така и на първично производство, т.е. потоците от материя се реализират предимно вътре в системата и тяхното отстраняване почти липсва. Агроекосистемите, от друга страна, са създадени за първично отстраняване на продукти от системата, а понякога и на хиляди километри от първоначалния източник на образуване на този продукт.
Биотичната общност на естествената екосистема е по-разнообразна, отколкото в агроекосистемата и използва по-добре наличното пространство за ниши. Характеристиките на отделните индивиди (генетика, възраст, състояние) в рамките на определен вид са склонни да се променят в естествените екосистеми, ноотносително постоянен в агроекосистемите. Естествените екосистеми са по-непрекъснати в пространството и времето; основната част от продуктите, получени в тях, се използват за различни цели в тези екосистеми. Износът на хранителни продукти от агроекосистемите ограничава използването на получените продукти в рамките на тези системи и ги прави зависими от цената на материалите и човешкия труд.
От една страна агроекосистемите са природно-материален източник на продукция, а от друга са обект и резултат от целенасочена човешка дейност. Какво е съотношението на тези две страни и как се променя то под влияние на интензификацията на селскостопанското производство?
Като обект на изучаване и управление агроекосистемата е добре дефинирана материална система със сложен набор от активни екологични връзки, които се реализират в резултатите от производствената дейност и условията за възпроизводство на природния потенциал.
Липсата на общоприета класификация на агроекосистемите се компенсира до известна степен от използваната от ФАО типизация на земеделските структури. Съгласно тази типизация са идентифицирани пет вида земеползване, за всеки от които са класифицирани агроекосистемите.
Селскостопански, или полски, - дъждовни, напоявани агроекосистеми (оборот на зърнени култури, бобови растения, фураж, зеленчуци, пъпеши, технически и медицински култури).
Плантация-градина - плантационни агроекосистеми (чаен храст, какаово дърво, кафеено дърво, захарна тръстика), градински агроекосистеми (овощни градини, ягодоплодни, лозя).
Пасища - пасищни агроекосистеми (отдалечени пасища: тундра, пустиня, планина; горски пасища; подобрени пасища: сенокоси, култивирани ливади).
Смесени - смесени агроекосистеми,характеризиращ се с еднакво съотношение и комбинация от няколко вида използване на земята, както и процесите на получаване както на първични, така и на вторични биологични продукти.
Използване на земята за производство на вторични биологични продукти - агропромишлени екосистеми (територии на интензивно "индустриализирано" производство на мляко, месо, яйца и други продукти, базирани на преобладаващите процеси на снабдяване на системата с материя и енергия отвън).
В процеса на формиране, развитие и функциониране на формациите на агросистемите е фундаментално важно да се вземе предвид естественото плодородие на почвите и условията на възпроизводство. Могат да се разграничат три основни типа агроекосистеми: природоемки, природозащитни и природоукрепващи.
Природоемките агроекосистеми се характеризират с непълно възпроизвеждане на естественото плодородие, което води до спадане на нивото му.
Природозащитният тип агроекосистеми се характеризира с просто възпроизвеждане на естествените NAL ° D0R ° DIA и > в резултат на това поддържа нивото му.
Природоукрепващият тип е насочен към разширено възпроизводство и повишаване нивото на естественото плодородие.
Напоследък доминираха природоемките. Пропорционално на начина на възпроизвеждане на почвеното плодородие се променя ефективността на антропогенната енергия, въведена в агроекосистемите.
Почвата е основа за създаването на всяка агроекосистема, своеобразен фокус за процесите на видовете промяна на веществата и трансформацията на енергийните потоци, основната връзка в управлението на агроекосистемите.
Физическите и химичните процеси, протичащи в агроекосистемите, както е известно, се различават значително от тези в естествените екосистеми поради въвеждането на елементи на антропогенна регулация. Основната разлика между дори опростените агроекосистеми и естественитесе състои в преобладаващо отстраняване с реколтата на хранителни вещества, натрупани в отглежданите продукти. Това е ясна отличителна черта на агроекосистемите и не е единствената. Почвеното плодородие, определящо се основно от запасите на хумус, е не само основна екохимична и екологична характеристика на агроекосистемите! Намаляването на съдържанието на хумус влошава условията за развитие на полезна микрофлора, включително "почистващи почвата". води до загуба на запаси от вътрешнопочвена енергия, елементи на минерално хранене, до увеличаване на процесите на промиване и измиване, т.е. причинява деградация на основата.
Някои процеси в агроекосистемите протичат по различен начин в сравнение с естествените системи. Например скоростта на проникване на вода в естествените екосистеми е по-висока, което значително намалява както повърхностния отток, така и вероятността от ерозия на почвата. При естествени условия ерозията също се ограничава от отмъстителна покривка, която продължава през цялата година.
Загубата на влага в естествена екосистема обикновено е по-висока. Поради голямата загуба на влага, по-малък обем вода се движи по почвения профил, което намалява измиването и навлизането на хранителни вещества в подпочвените води.
Естествените екосистеми съдържат големи количества органични колоиди, които осигуряват йонообменния и водозадържащия капацитет на почвата. Загубите на почвени колоиди в агроекосистемите се дължат на окисляването и разрушаването на органичната материя, което се случва в резултат на продължителна обработка на почвата, както и при напояване. Паралелно с окисляването на органичното вещество протича и интензивна минерализация, водеща до значителни загуби на неговата подвижна част. В агроекосистемите процесите на окисляване и минерализация се засилват поради намаляване на плътността на растителната покривка и повишаване на температурата на почвата.
Цикъл на обръщениеХранителните елементи в естествените екосистеми са по-затворени, отколкото в агроекосистемите, където значителна част от тях се отчуждават с реколтата. Газообразните загуби на азот от почвата в агроекосистемите са много по-високи, отколкото в естествените екосистеми поради по-голямата активност на денитрифициращите микроорганизми.
В естествените екосистеми способността на растенията да абсорбират хранителни вещества е по-висока от скоростта на образуване на наличните им форми в почвата. Растенията от естествени екосистеми имат по-разнообразна коренова система, което позволява по-добро използване на почвения профил. Селскостопанските практики, които намаляват разнообразието на отглежданите култури, не само намаляват ефективността на използването на водата, но също така увеличават риска от загуба на хранителни вещества, когато те се измиват от кореновия слой на почвата.