6.6. Агроэкосистемы, их особенности

Агроэкосистема (сельскохозяйственная экосистема, агроценоз, агробиоценоз) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования. Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов (или сортов культивируемых растений) или животных. К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими пастбищами и т.д.

Агроэкосистемы, как и природные экосистемы характеризуются набором составляющих их видов (т.е. обладают определенным составом организмов) и определенными взаимоотношениями между организмами и средой обитания. В агроценозе складываются те же цепи питания, что и в естественных экосистемах. Например, трофическую структуру ржаного поля определяет набор продуцентов (рожь, сорняки), консументов (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуцентов (грибы, микроорганизмы). Однако, в отличие от естественной экосистемы, обязательным звеном пищевой цепи здесь является человек, который формирует агроценозы, исходя из их практической значимости и обеспечивает их высокую продуктивность.

Агроэкосистемы представляют собой искусственные системы и отличаются от естественных экосистем рядом особенностей.

Первым отличием является то, разнообразие живых организмов в них резко снижено для получения максимально высокой продукции. На ржаном или пшеничном поле кроме злаковой монокультуры можно встретить разве что несколько видов малообильных сорняков. На естественном лугу биологическое разнообразие значительно выше, но биологическая продуктивность уступает засеянному полю во много раз.

Академик А. Тахтаджян в свое время пришел к выводу, что победа цветковых растений в борьбе за существование была обеспечена их способностью образовывать многоярусные сложные сообщества. Внедряя монокультуры, мы идем против эволюционных традиций живой природы. Агроэкосистемы будущего должны быть многообразны, многокомпонентны.

Второе отличие – пути отбора организмов в агроценозе. Виды сельскохозяйственных растений и животных получены в результате действия искусственного, а не естественного отбора, что в значительной мере влияет на сужение их генетической базы. Всего четыре сорта пшеницы обеспечивают 75% урожая зерновых в канадских прериях, причем более половины площадей, отведенных под пшеницу, засевается всего одним сортом. То же касается и картофеля: 72% его сборов в США обеспечиваются всего лишь четырьмя сортами, а все производство культуры гороха основывается на двух сортах. Таким образом, в агроэкосистемах произошло резкое сужение генетической базы сельскохозяйственных культур, которые крайне чувствительны к массовым размножениям вредителей и болезням.

Третье отличие, собственно говоря, и отличающее агроэкосистему от природной экосистемы, состоит в получении дополнительной энергии для нормального функционирования. Под дополнительной понимается любой тип энергии, привносимый в агроэкосистему. Это может быть мускульная сила человека или животных, различные виды горючего для работы сельскохозяйственных машин, удобрения, пестициды, ядохимикаты, дополнительное освещение и т.д. Под дополнительной энергией можно также понимать новые породы домашних животных и сорта культурных растений, внедряемые в структуру агроэкосистемы.

Если проанализировать мировое производство основных пищевых растений, то окажется, что их количество ограничивается цифрой 30. Эти 30 растений составляют 95% нашей пищи. Львиную долю среди этих культур составляют пшеница, кукуруза и рис. К ним можно отнести еще картофель. В то же время такие наши повседневные спутники как капуста, лук и горох, в пищевом рационе человечества занимают соответственно 25, 26 и 28-е место. Оказывается, для большинства землян они более экзотичны, нежели бананы, апельсины, кокосы, не говоря уже о таких массовых тропических как бататы и кассава, занимающие 6-ю и 7-ю строчки в этом списке.

Выведение новых пород крупного рогатого скота в настоящее время преследует строго утилитарные цели. Получение тех или иных конкретных качеств (мясные и молочные породы) неизбежно ведет к вытеснению тех пород, характеристики которых в данное время имеют меньшую ценность. Не так давно в каждом районе и практически в каждой деревне средиземноморского бассейна были свои особые породы коров, коз, лошадей или овец, каждая из которых идеально отвечала местным потребностям, а значит, и генетическое разнообразие видов домашних животных было высоким. Теперь же из 145 пород крупного рогатого скота Европы и Средиземноморья не менее 115 находятся под угрозой исчезновения. Во Франции черно-пестрые коровы бретонской породы молочного направления начинают постепенно вытесняться новыми, получаемыми путем скрещивания с американской голштинской породой. Такое положение дел заставило французских экологов разрабатывать меры по сохранению отечественных пород.

Четвертое отличие: для агроценозов, по сравнению с естественными биоценозами, характерна большая открытость. В естественных экосистемах первичная продукция растений потребляется в многочисленных цепях питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. Агроценозы же более открыты, и из них изымается вещество и энергия с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате разрушения почв. Смена растительного покрова в агроценозах происходит не естественным путем, а по воле человека, что не всегда хорошо отражается на качестве входящих в нее абиотических факторов. Особенно это касается почвенного плодородия.

Почва является важнейшей системой жизнеобеспечения и существования сельскохозяйственного производства. Однако продуктивность сельскохозяйственных экосистем зависит не только от плодородия почвы и поддержания ее качества. В не меньшей мере на нее влияет сохранность среды обитания полезных насекомых (опылители) и других представителей животного мира. К тому же в этой среде обитают многие естественные враги скохозяйственных врдителей. Так, уже стал хрестоматийным пример массовой гибели опылителей полей гречихи в США, происходившей при столковении их с автомобилями в местах близкого расположения сельскохозяйственных угодий к автотрассам. Печально известна также "антиворобьевая" кампания в Китае, когда были уничтожены тысячи особей этих якобы вредящих урожаю зерновых птиц. А вслед за этим последовала вспышка размножения вредителей злаковых культур, которая нанесла по-настоящему серьезный урон земледельцам страны.

Все искусственно создаваемые в сельскохозяйственной практике агроэкосистемы полей, садов, пастбищных лугов, огородов, теплиц представляют собой системы, специально поддерживаемые человеком. В агросистемах используется именно их свойство производить высокую чистую продукцию, так как все конкурентные воздействия на культивируемые растения со стороны сорняков сдерживаются агротехническими мероприятиями, а формирование пищевых цепей за счет вредителей пресекается с помощью различных мер, например, химической и биологической борьбы. Но эти сообщества неустойчивы, не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели от массового размножения вредителей или болезней. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей.