Образование среды жизни. Закон РФ об охране окружающей среды (стр. 4 из 6)

Таблица 1. Структура биомассы позвоночных животных в южнотаежных наземных экосистемах

Группа животных	Биомасса (средние значения)
	Еловые БГЦ на моренном рельефе с участками зандровых равнин		Сосново елово - широколиственные БГЦ долины р. Вятка
	кг/км²	%	кг/км²	%
Амфибии	12	3, 5	26	4, 7
Рептилии	5	1, 5	147	26, 7
Птицы	33	11	55	10
Млекопитающие	252	84	322	58, 6
В том числе: Мелкие млекопитающие	120	40	129	23, 5
Зайцеобразные	30	10	3	0, 6
Копытные	100	33, 3	174	31, 6
Хищные	2	0, 7	16	2, 9

Многолетние сведения по структуре биомассы характеризуют значение данных экосистем в создании органической массы. Самый высокий прирост растительной массы — в тропических лесах, в травянистых зарослях устьев рек в жарких районах, на коралловых рифах в океане (табл. 2). В лесных экосистемах бассейна р. Вятки запас биомассы составляет 185-250 т/га, а годичная продукция – 5-10 т/га в год.

Таблица 2. Биомассы и годичная продукция лесов разных природных зон (в расчете на абсолютно сухое вещество)

Зона, подзона (группа формации)	Биомасса,т/га	Годичная продукция, т/га в год
Лесотундра	до 100	до 5
Лесная зона
Северная тайга	100-150	5-7
Средняя тайга	150-250	7-10
Южная тайга и смешанные леса	200-350	12-18
Лесостепь	250-400	10-15
Леса субтропического пояса	250-400	6-15
Леса тропического пояса
сезонно-влажные	300-400	20-35
дождевые	600-900	20-35

Продуктивность сельскохозяйственных угодий обычно несколько ниже, чем природных экосистем в той же зоне. Однако при интенсивном земледелии продуктивность полей может приближаться к максимальной, хотя человеку приходится вкладывать в это много дополнительных средств.

Знание законов биологической продуктивности и потерь энергии в цепях питания имеет большое практическое значение. На их основе можно сознательно и грамотно строить хозяйственную деятельность таким образом, чтобы не подрывать воспроизводительные способности природных и антропогенных систем и получать возможно большую первичную и вторичную продукцию. Для человека энергетически выгоднее растительное питание, а наиболее дорого — использование в пищу хищных видов. Так по энергии, затраченной на рост 1 кг окуня или щуки, обходится природе в 7 раз дороже, чем 1 кг говяжьего мяса. Поэтому плотоядные животные разводятся людьми в редких случаях, например в пушном звероводстве. Широкое одомашнивание нашими предками таких видов, как свиньи и куры, не случайно. Они характеризуются высоким коэффициентом использования энергии на рост, т. е. перевода пищи в собственную биомассу. Одна растительная пища, как правило, для людей недостаточно полноценна, так как подавляющее большинство растений не обеспечивает людей некоторыми незаменимыми аминокислотами, входящими в состав животных белков. Производство вторичной продукции через выращивание животных, а также добыча диких видов (в основном путем рыболовства) — очень важное условие благополучия общества. Одна из самых злободневных для современного человечества проблем - это так называемое белковое голодание, недостаток животной пищи в рационах людей во многих районах мира.

Вещество и энергия передаются в экосистеме по цепям питания. На каждом звене пищевой цепи задерживается только около 10% поступившей энергии. Траты энергии в пищевых цепях отражаются в пирамиде биологической продукции.

Агроэкосистемы

Агроценозы. Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называют агроценозами. Они отличаются от природных сообществ, во-первых, пониженным разнообразием входящих в них видов и, во-вторых, пониженной способностью главного члена этих сообществ — культурных растений — противостоять конкурентам и вредителям. Культурные виды так сильно изменены селекцией в пользу человека, что без его поддержки не могут выдержать борьбу за существование. Агроценозы поддерживаются человеком посредством больших затрат энергии (мускульной энергии людей и животных, работы сельскохозяйственных машин, связанной энергии удобрений, затрат на дополнительный полив и т. п.). Природные биоценозы таких дополнительных вложений энергии не получают. Поддерживать устойчивый биологический круговорот веществ на землях сельскохозяйственного пользования можно при экологически грамотном создании агроэкосистем.

Агроэкосистемы. Агроэкосистемы — это такие сознательно спланированные человеком территории, на которых сбалансировано получение сельскохозяйственной продукции и возврат ее составляющих на поля. В правильно спланированные агроэкосистемы, кроме пашен, входят пастбища или луга и животноводческие комплексы.

Элементы питания растений, изъятые с полей вместе с урожаем, возвращаются в систему биологического круговорота вместе с органическими и минеральными удобрениями. Высокое биологическое разнообразие поддерживается за счет специального планирования ландшафта: чередования полей, лугов, лесов, перелесков, создания живых изгородей лесополос, водоемов и т. п. Большую роль в поддержании разнообразия видов на полях играет правильная организация севооборотов, чередование культур не только во времени, но и в пространстве.

Человек управляет работой агроэкосистем, внося в них значительное количество дополнительной энергии (обработка почвы, полив, удобрения, пестициды и т. п.).

Многие современные способы промышленного сельскохозяйственного производства по сути дела антиэкологичны: монокультуры, перевыпас скота, широкомасштабное применение ядохимикатов и чрезмерно высокие дозы минеральных удобрений, сплошная распашка почв, устройство стационарных животноводческих комплексов в низинах и в поймах рек и т. д. Они приводят к нарушениям нормальной деятельности экосистем, упрощению их структуры, неустойчивости и катастрофическим изменениям в природе. Поэтому наиболее передовым направлением современного сельского хозяйства является переход от принципов противоборства с природой к принципам сотрудничества с нею. Это означает максимальное следование экологическим законам в сельскохозяйственной практике.

В агроценозах ослаблены естественные регуляторные связи и понижена конкурентоспособность культурных растений. Агроценозы неустойчивы и поддерживаются человеком за счет затрат дополнительной энергии. Поддержание видового разнообразия и биологического круговорота веществ в агроэкосистемах — главные пути повышения их устойчивости и продуктивности.

Саморазвитие экосистем — сукцессии

В приводе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы. Дубрава, ковыльная степь, ельники темнохвойной тайги — это примеры длительно существующих, устойчивых экосистем. Пустоши, сырые луга, мелкие водоемы, если их предоставить самим себе, быстро изменяются. Они постепенно зарастают другой растительностью, заселяются другими животными и превращаются в экосистемы иного типа. На месте болота вырастает лес, на заброшенных пашнях восстанавливается степь и т. д. Основная причина неустойчивости экосистем — несбалансированность круговорота веществ. Коли в биоценозах деятельность одних видов не компенсирует деятельность других, то условия среды неминуемо изменяются. Популяции меняют среду в неблагоприятную для себя сторону и вытесняются другими видами, для которых новые условия экологически более выгодны. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не сформируется уравновешенное сообщество, которое способно поддержать баланс веществ в экосистеме.

Таким образом, в природе происходит развитие экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому. Этот процесс называют сукцессией. Например, зарастание небольших озер можно проследить на протяжении одного или нескольких поколений людей (рис. 2).

Рис. 2. Смена сообществ при зарастании водоема

Процесс постепенной смены видового состава может длиться достаточно долго. На заключительном этапе устанавливается, наконец, постоянный состав сообщества, когда виды распределены по экологическим нишам, не мешая друг другу, связаны пищевыми цепями и взаимовыгодными отношениями и согласованно осуществляют круговорот веществ. В таком биоценозе сильны регуляторные связи, и он может неопределенно долго поддерживать экосистему, пока внешние силы не выведут его из этого состояния.

Таким образом, саморазвитие экосистем осуществляется через отношения между видами и их воздействие на среду обитания, то есть через закономерные изменения биоценозов. К примеру, экспериментально прослежено, что комплекс приспевающих, спелых и перестойных сосново-березовых лесов Ильменского заповедника (без рубок леса) длительное время устойчиво поддерживает связи лес - копытные и общую их биомассу около 3 кг/га, хотя в отдельные периоды по биомассе преобладала косуля, а в другие периоды – лось (табл. 2).