Контрольная работа по "Экологии"

4. (48) Каковы  основные особенности сельскохозяйственных  экосистем (агробиогеоценозов, агроэкосистем) ?

    Агробиогеоценоз — сельскохозяйственная экосистема, в которой главными биотическими компонентами являются возделываемые человеком растения.

   Агробиогеоценозами принято называть искусственные сообщества растений или животных, формирующиеся в результате сельскохозяйственной деятельности человека. К ним относятся поля и животноводческие комплексы. Агробиогеоценозы функционируют не изолированно от общей природной среды. Оставаясь составными элементами биосферы, они испытывают влияние компонентов естественных биогеоценозов. Они также подвергаются воздействию физико-химических факторов окружающей среды и испытывают влияние со стороны диких зверей, насекомых и птиц. Агробиогеоценозы отличаются от природных, ненарушенных биогеценозов своим происхождением, структурой, устойчивостью, продуктивностью, способом изъятия урожая.

   Сельское хозяйство существенно трансформирует природные комплексы. В результате сформировались разнообразные антропогенные сельскохозяйственные образования (пашни, садовые насаждения, луга, пастбища и т.д.), занимающие около трети суши, в том числе почти 1,5 млрд га пашни. Территории, подлежащие ежегодной перепашке, требующие внесения удобрений, регулярного формирования искусственных (управляемых) фитоценозов, относятся к сельскохозяйственным образованиям полевого типа. Сады, ягодники, виноградники, плантации чая и кофейного дерева — садовые образования; они представляют собой многолетние фитоценозы. Наибольшую территорию в качестве базы для получения сельскохозяйственной продукции занимают луга и пастбища, простирающиеся от тропических саванн до субарктической зоны на площади более 3 млрд га. В этих угодьях процесс формирования первичной биологической продукции идет естественным путем, и используется она для получения  вторичной  биологической продукции (разведение и содержание различных видов одомашненных животных, размножающихся под присмотром и управлением человека). И не случайно еще в 1977 г. Международный научно-исследовательский центр по животноводству отмечал, что одним из главных ресурсов ликвидации мирового продовольственного дефицита является пастбищное животноводство, рекомендуя увеличивать поголовье крупного рогатого скота, развивать опережающими темпами овцеводство, козоводство, кролиководство и т.д. Площади пастбищ вдвое превышают площадь пашни. К тому же при пастбищном содержании затраты энергии на производство 1 кг белка крупного мясного рогатого скота, например, на 65...70% ниже, чем при скармливании кормового зерна.

   Особой формой сельскохозяйственного производства является получение вторичной биологической продукции на промышленной основе (молочные и откормочные комплексы, свинокомплексы, птицефабрики). Высокая концентрация поголовья, совмещение процессов получения и переработки животноводческой продукции на ограниченных площадях требуют тщательных экологических решений. К категории агроэкосистем правомерно отнести также сообщества растений и животных, искусственно создаваемые человеком в морской и пресноводной среде.

   В процессе целенаправленного производства первичной и вторичной биологической продукции нет принципиально чуждого природным закономерностям. Лишь объективно необходимая для обеспечения устойчивости продукционного процесса антропогенная «модификация» его способствует обострению экологических проблем, становясь значимым фактором воздействия на окружающую природную среду. В то же время сельскохозяйственное производство по своей природной первооснове не может быть изолировано от влияния глобальных экологических изменений. 

   В сфере сельского хозяйства структурным первичным звеном, где, собственно, и происходит взаимодействие человека с природой, являются функциональные единицы — агроэкосистемы (или агробиогеоценозы). Надо, однако, отметить, что понятие это воспринимается неоднозначно. К примеру, по мнению Ю. Одума (1987), агроэкосистемы — это одомашненные экосистемы, которые во многих отношениях занимают промежуточное положение между природными экосистемами (луга, леса) и искусственными (города).

   Другой американский агроэколог Р. Митчелл считает, что подобно тому, как морские свинки — это не обитатели моря и не представители отряда парнокопытных, так и агроэкосистемы — это не настоящие экосистемы, но и не самодовлеющие сельскохозяйственные единицы.

   Некоторые исследователи считают, что роль человека, под управлением которого находится агроэкосистема, настолько значительна, что следует говорить об артеприродной основе агроэкосистем. Действительно, агроэкосистемы сходны с урбанизированными и промышленными системами своей зависимостью от внешних факторов, т. е. от окружающей среды на входе и выходе системы. Однако в отличие от них агроэкосистемы по преимуществу автотрофны.

   В свете современных представлений агроэкосистемы (агробиогеоценозы) — вторичные, измененные человеком биогеоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы; их основу составляют искусственно созданные, как правило, обедненные видами живых организмов биотические сообщества. Эти сообщества формируют и регулируют люди для получения сельскохозяйственной продукции. Агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или животных. Выращиваемые культуры и разводимые животные подвергаются искусственному, а не естественному отбору. Как экологические системы агроэкосистемы неустойчивы: у них слабо выражена способность к саморегулированию, без поддержки человеком они быстро распадаются или дичают и трансформируются в естественные биогеоценозы (например, мелиорированные земли — в болота, насаждения лесных культур — в лес).

   Агроэкосистемы с преобладанием зерновых культур существуют не более одного года, многолетних трав — 3...4 года, плодовых культур — 20...30 лет, а затем они распадаются и отмирают. Лесные полезащитные полосы, являющиеся элементами агроэкосистем, в степной зоне существуют не менее 30 лет. Однако без поддержки человеком (рубки ухода, дополнения) они постепенно «дичают», превращаясь в естественные экосистемы, или погибают. Преобладающая разновидность агроэкосистем — искусственные фитоценозы: окультуренные (планомерно эксплуатируемые луга и пастбища); полу культурные (непостоянно регулируемые искусственные насаждения — сеяные, многолетние луга); культурные (постоянно регулируемые многолетние насаждения, полевые и огородные культуры); интенсивно культурные (парниковые и оранжерейные  культуры,   гидропоника, аэропоника и другие, требующие создания и поддержания особых почвенных, водных и воздушных условий). Управление агроэкосистемой осуществляется извне и подчинено внешним целям. Заслуживает внимания определение Р. А. Полуэктова (1991), назвавшего агроэкосистемы специальным видом экосистем сельскохозяйственного поля, на котором произрастают культурные растения, обитают другие виды растений и животных и происходит сложная цепь физических и химических трансформаций энергии и вещества.

5. (57) Что такое эпифитотии и эпизоотии? Приведите примеры.

   Эпифитотии – это массовое поражение растений, инфекционными болезнями на определенной территории в течение определенного периода (месяц, сезон, год, несколько лет), приводящее к массовой гибели растений. Не все болезни при развитии принимают характер эпифитотии. Одни из них проявляются на протяжении многих лет на ограниченной территории, не причиняя заметного вреда. Другие широко распространены, характеризуются высоким уровнем пораженности в течение продолжительного времени (стволовые гнили, многие раковые болезни).

   Известно большое количество заболеваний, уровень которых в пределах отдельной местности, региона или ареала может быть подвержен значительным колебаниям. Это некоторые болезни листьев (мучнистая роса, ржавчина, отдельные пятнистости), хвои (ржавчина, снежное шютте), сосудистые болезни, некоторые корневые гнили. Такие болезни при определенных условиях могут принимать массовый характер.

   Эпифитотии возникают в результате взаимодействия трех факторов:          1) большого количества растений хозяев;

2) популяций  возбудителей болезней, обладающих  высокой вирулентностью и патогенностью; 

3) благоприятных  для развития патогена погодных условий.

   В развитии эпифитотии выделяют три стадии. В период подготовительной, или предэпифитотической, стадии происходит постепенное накопление имеющегося патогена и повышение его вирулентности под воздействием условий внешней среды или появление новых, более агрессивных и патогенных рас; концентрация на определенной площади большого количества восприимчивых к патогену растений (например при создании монокультур и плантаций) или интродуцированных восприимчивых видов растений; снижение устойчивости растений вследствие неблагоприятных условий внешней среды. Подготовительная стадия может продолжаться от нескольких недель до нескольких лет. Стадия массовой вспышки болезни (собственно эпифитотии) характеризуется одновременным поражением большого количества растений, сильной степенью развития болезни, массовой гибелью растений и значительным размером причиняемого ущерба. Продолжительность второй стадии зависит от биоэкологических особенностей возбудителя болезни. Вспышка хронических болезней многолетних растений длится несколько лет. Эпифитотии многих болезней носят сезонный характер, и их кульминация связана с возрастными особенностями растений или благоприятными для развития патогена погодными условиями. Стадия депрессии, или затухания эпифитотии, характеризуется снижением численности патогена и его агрессивности; уменьшением количества восприимчивых растений, возрастными изменениями растений; изменением экологических условий в неблагоприятную для развития патогена сторону.

   В зависимости от особенностей развития различают три типа эпифитотии Местные эпифитотии (энфитотии) – это массовое поражение растений в течение ряда лет на одной и той же территории. Они характерны для болезней, возбудители которых являются постоянными для данной местности, обитают в почве, на семенах, сохраняются на растительных остатках. Примерами энфитотии могут служить полегание всходов, золотистая ржавчина хвои ели, выпревание сеянцев. Прогрессирующие эпифитотии развиваются на определенной территории как энфитотии, но могут распространяться на более обширные территории. Такие эпифитотии характерны для болезней, возбудители которых отличаются высокими агрессивностью и скоростью размножения, способны распространяться воздушным путем или насекомыми (например эпифитотии мучнистой росы, ржавчины). Возникновение и развитие прогрессирующих эпифитотий может быть связано с перевозкой зараженного посадочного материала из одних районов в др., где раньше патоген отсутствовал. Примерами могут служить эпифитотии ржавчины сосны веймутовой, голландской болезни ильмовых пород, ржавчины побегов, снежного шютте, побегового рака (склеродерриоза) сосны. Повсеместные эпифитотии, или панфитотии –это массовое поражение растений болезнью на территории одной страны, нескольких стран или континентов. Примерами являются корневая губка, охватившая хвойные насаждения всего Северного полушария, голландская болезнь ильмовых пород, распространившаяся в Азии, в странах Европы и США.

   Эпизоотия - это одновременное прогрессирующее во времени и пространстве в пределах определенного региона распространение инфекционной болезни среди большого числа одного или многих видов сельскохозяйственных животных, значительно превышающее обычно регистрируемый на данной территории уровень заболеваемости.

    Выделяются следующие виды эпизоотий:

- по  масштабам распространения - частные,  объектовые, местные и региональные;

- по  степени опасности - легкие, средней  тяжести, тяжелые и чрезвычайно  тяжелые;

- по  экономическому ущербу - незначительные, средние и большие.

   Эпизоотии, как и эпидемии, могут носить характер настоящих стихийных бедствий. Так, в 1996 г. в Великобритании свыше 500 тыс. голов сельскохозяйственных животных заразилось чумой крупного рогатого скота. Это вызвало необходимость уничтожения и утилизации останков больных животных. Из страны прекратился экспорт мясных изделий, что поставило ее животноводство на грань разорения. Кроме того, потребление мяса в Европе значительно уменьшилось и, как следствие, произошла дестабилизация европейского рынка мясных изделий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Что такое «озоновый экран»? В чём  его значение и каковы пути сохранения?

   Озоновый слой – это часть атмосферы Земли, располагающаяся на высоте 20-25 км (на высотах от 7-8 км на полюсах, 17-18 км на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью, гуще всего озон в слое 22 - 24 км над Землей). Эта воздушная оболочка состоит из химической разновидности кислорода - озона. Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м²) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и надежно защищает все живое на нашей планете от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не озоновый экран Земли, человеку было бы опасно находиться под солнечными лучами, так как ультрафиолет вызывает у людей опасные заболевания. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме - на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.