Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 36. ПРОДУКТИВНІСТЬ ЕКОСИСТЕМ РІЗНОГО ТИПУ. АГРОЦЕНОЗИ

Пригадайте, що таке первинна та вторинна продуктивність. Які організми належать до сапротрофів? Який спосіб ведення сільського господарства є екстенсивним та інтенсивним? Що таке шельф?

Окремі біогеоценози нашої планети відрізняються за різними показниками: структурою, продуктивністю, величинами та швидкістю потоків речовин та енергії, співвідношенням створеної первинної та вторинної продукції, швидкістю утилізації органічних решток, площею, яку вони охоплюють, видовим різноманіттям тощо.

Біомаса і продуктивність наземних біоценозів. Найнижча продуктивність характерна для біогеоценозів тундри та пустель, найвища - для вологих тропічних лісів (мал. 36.1) (поясніть чому). У біогеоценозах антарктичних і помірних регіонів низькі зимові температури та відносно короткий фотоперіод негативно позначаються на їхній продуктивності. Нестача вологи обмежує продуктивність біогеоценозів посушливих регіонів, незважаючи на сприятливе поєднання температури та режиму освітлення. Отже, продуктивність наземних біогеоценозів різко знижується від вологих тропіків до регіонів з помірним і прохолодним кліматом. Біогеоценози боліт займають наче проміжне положення між наземними і водними, часто вони високопродуктивні.

Мал. 36.1. Різні типи наземних біогеоценозів: 1 - тропічний ліс - приклад високопродуктивного саморегульованого біогеоценозу з високим видовим різноманіттям; приклади низькопродуктивних біогеоценозів: пустеля Сахара (2) та арктична тундра (3) (поміркуйте, чим зумовлена низька видова різноманітність цих типів біогеоценозів)

Продуктивність водних біогеоценозів. Різноманітні морські біогеоценози можна поділити на два типи: прибережні та відкритих вод. Для біогеоценозів Світового океану характерна досить низька продуктивність, яка в кілька разів нижча за продуктивність наземних, а біомаса їхніх продуцентів - нижча у тисячі разів. Підраховано, що продуктивність біогеоценозів відкритого океану становить не більше 10 % від продуктивності лісових екосистем помірної зони.

Продуценти водних біогеоценозів - це переважно водорості. Вони швидко продукують біомасу за рахунок високих темпів розмноження і швидкої зміни поколінь, але її так само швидко споживають консументи. Отже, запас біомаси, яку створюють водні продуценти, постійно залишається на низькому рівні. Біомаса в морських біогеоценозах переважно запасається консументами вищих порядків (риби, китоподібні, морські птахи тощо), які мають більшу тривалість життя і меншу швидкість зміни поколінь. Продуктивність біогеоценозів прісних вод - озер, ставків, боліт і річок подібна до продуктивності аналогічних морських.

Агроценози. Людина як консумент залежить від чистої первинної продукції, створеної зеленими рослинами. Для її постійного отримання вона створює штучні угруповання - агроценози (поля, пасовища, городи тощо; мал. 36.2, 1).

Агроценоз (від грец. агрос - поле та койнос - загальний) - збіднене видами угруповання рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, створене людиною для отримання сільськогосподарської продукції. Від природних біогеоценозів агроценози відрізняються своїми властивостями та особливостями функціонування. У них не здійснюється колообіг речовин, оскільки більшу частину продукції вилучають у вигляді врожаю. Незначне видове різноманіття та мало розгалужені трофічні сітки зумовлюють слабку екологічну стійкість. У агроценозах майже відсутня саморегуляція.

Мал. 36.2. Агроценози - приклади штучних біогеоценозів (1); у разі недостатньої уваги до стану агроценозу в ньому починають з’являтися дикі види, які поступово витискають культурні (2), або масово розмножуються шкідники (3 - комахи хрестоцвіті блішки - небезпечні шкідники капустяних)

Мал. 36.3. Біологічний метод боротьби з видами-шкідниками: 1 - жуки-сонечка є природними ворогами попелиць, які шкодять різним видам культурних рослин; 2 - трихограми (ряд Перетинчастокрилі) - комахи, самки яких відкладають свої яйця в яйця інших комах, серед яких є небезпечні шкідники; 3 - серед грибів є хижі види, здатні вловлювати й перетравлювати шкідливі види нематод

За високі врожаї людина розплачується високими витратами матеріальних ресурсів, зокрема, на внесення мінеральних та органічних добрив, обробіток ґрунтів, полив тощо. Унаслідок вирощування на значних площах протягом років однієї чи кількох рослинних культур в агроценозах можливе масове розмноження бур’янів і шкідників (комах, гризунів, паразитичних грибів тощо; мал. 36.2, 2, 3).

Під час створення агроценозів слід враховувати зв’язки, які можуть виникати при спільному існуванні культурних рослин, а також між культурними та дикорослими. Доцільно впроваджувати біологічні методи боротьби, коли чисельність видів-шкідників регулюють за допомогою їхніх природних ворогів - хижаків або паразитів (мал. 36.3). Генетичні методи боротьби (наведіть приклади) теж не забруднюють довкілля.

Уведення до складу агроценозів продуктивних культурних видів і сучасні методи їхнього культивування сприяють отриманню з одиниці площі більше потрібної продукції. Це дає можливість переходити з екстенсивного шляху ведення сільського господарства на інтенсивний, зберігати у природному стані більше біогеоценозів, не перетворюючи їх на нові агроценози, й навіть виводити з сільськогосподарського використання частину земель, створюючи на їхньому місці зелені зони.

Ключові терміни та поняття

агроценоз.

Перевірте здобуті знання

1. Які загальні закономірності змін продуктивності наземних біогеоценозів різних природних зон? 2. Чому біогеоценози тропічних лісів вирізняються високою продуктивністю та видовим різноманіттям? 3. Чим характеризується функціонування водних біогеоценозів? 4. Які особливості функціонування агроценозів?

Поміркуйте

Чому тривале вирощування одного виду рослин на одній ділянці може негативно вплинути на продуктивність агроценозу?

НАВЧАЛЬНІ ПРОЕКТИ

Дослідження особливостей структури місцевих екосистем (природних чи штучних).