Характеристика сельского подворья как экосистемы

Экосистема — это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Экосистемами являются, например, муравейники, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже весь земной шар. Сельское подворье следует также отнести к экосистемам. Сельское подворье, или агроэкосистема — это антропогенные (т. е. созданные человеком) экосистемы. Человек определяет структуру и продуктивность такой экосистемы: он распахивает часть земли и высевает сельскохозяйственные культуры, разводит сельскохозяйственных животных.

Агроэкосистемы автотрофны: их основной источник энергии — солнце. дополнительная энергия, которую использует человек при обработке почвы и которая затрачена на производство тракторов, удобрений, пестицидов и т. д. , не превышает 1% от солнечной энергии, усваиваемой агроэкосистемой. Агроэкосистема — это не только экологическое единство разных организмов и условий среды, но и сельскохозяйственное предприятие.

Как и естественная экосистема, агроэкосистема состоит из организмов трёх основных трофических групп: продуцентов, консументов и редуцентов. Экосистема- это совокупность сообщества живых организмов с неживыми компонентами среды.

Растительный и животный мир участка тесно связан с компонентами неживой природы: почвой (её химическими составом, количеством питательных веществ, структурой и т. д. ) влагой (естественными осадками и поливом) и состоянием атмосферного воздуха.

Каждая экосистема характеризуется составом, структуру определенным соотношениям энергии, химических веществ и организмов.

Основным источником энергии на нашем подворье является солнечная энергия. Она усваивается растениями и идёт на нагревания почвы, строений, на испарение влаги. Есть и дополнительные источники энергии — это электричество и энергия органического топлива (в основном дров). При сгорании топлива выделяется не очень большое количество углекислота газа, которое вполне может быть усвоено растениями участка. Избыток тепловой энергии рассеивается в атмосфере.

Солнечную энергию усваивают продуценты — растения. Человек выращивает растения для своих нужд, т. е. большое количество органического вещества используются в пищу человеком, часть поедается насекомыми и другими организмами, часть ежегодного отмирает и перегнивает.

Сельское подворье- это искусственная экосистема. Основным консументом в ней является человек и домашние животные. А все другие животные организмы (насекомые, мелкие грызуны) становятся его пищевыми конкурентами и обычно считаются вредителями. С ними человек борется. На самом деле они тоже нужны в экосистеме, важно только регулировать их численность.

Они построены по тем же правилам, что и пищевые цепи естественных экосистем. Конечно, они не отражают все типы взаимоотношений животных участка, их связи с растениями, но показывают, какими животными организмами представлены продуценты, консументы, редуценты.

Экосистемный анализ сельского подворья.

На участке большая часть территории ( 20 соток) летом занята посадками картофеля, меньшая часть(10 соток) — плодово-ягодными растениями (кустарниками и деревьями): черемуха, ранетка, облепиха, ирга, смородина, малина; овощными культурами: перед, чеснок, горох, свекла, дыни, огурцы, арбузы, тыквы, кабачки, помидоры, декоративные деревья и кустарники: клен, акация, ель, тополь, сирень.

Их состав остаётся довольно постоянным.

Продуцентами являются и спутники культурных растений — сорняки. По всему участку растут сорняки: марь белая, щирица запрокшутая, бодяк полевой, пырей ползучий, польинь горькая, полынь чернобыльник, сурепка дикая, редька дикая.

На территории подворья имеются различные жизненные формы растений, что способствует существованию разнообразных животных.

Растительность сельского подворья — это и местообитание, и пища для животных, а чем разнообразнее экосистема, тем она устойчивее.

Консументами в агроэкосистеме являются человек и сельскохозяйственные животные. К консументам относятся также вредители полевых культур (от насекомых до сусликов и хомяков), паразиты (часто опасные для сельскохозяйственных животных), полезные насекомые — хищные и опылители, птицы.

Животные — детритофаги размельчают растительные остатки и облегчают деятельность бактерий. Особенно важна роль дождевых червей. Прошедшая через пищевую систему дождевого червя почва с растительными остатками склеивается в плотные комочки, что улучшает её структуру. Эти комочки обогащаются калием, фосфором и азотом в форме соединений, доступных растениям. Кроме того, черви своими ходами разрыхляют почву и облегчают проникновение в неё корней. В хорошо унавоженной почве биомасса червей может составлять до 10 -20 т на 1 га. Существуют специальные фермы (в Америке), где разводят дождевых червей, которых вносят на поля для повышения урожая.

На нашем подворье живут различные животные: млекопитающие, птицы, (домашние и дикие), пресмыкающиеся, земноводные, моллюски, клещи, пауки, насекомые. Млекопитающие: корова, теленок, овцы, мыши, крысы, кошка, собака.

Наибольшее количество видов характерно для группы насекомых. Это связано с большим количеством разных растений. К тому же многие культурные виды растений менее устойчивые по отношению к насекомым, чем их дикорастущие родственники.

На грядке, где растет только один сорт культурных растений, размножается большое количество насекомых.

В большом количестве встречается колорадский жук, т. к. картофель выращивается ежегодно и занимает большую часть участка, встречаются и личинки жука — щелкуна.

На капусте — капустная белянка, капустная совка, крестоцветные блошки, крестоцветные клопы. На луке — луковая мука, на декоративных цветущих растениях — жуки — цветоеды.

Из полезных насекомых можно встретить наездников — рогохвостов, мух — тахин, златоглазку, на посадках картофеля в больших количествах размножается божья коровка/

Важную роль в поддержании равновесия в экосистеме участка играют птицы. Постоянно гнездятся скворцы, воробьи, много прилетает птиц, которые едят семена, плоды растений, насекомых. Зимой — это синицы, свиристели, снегири, а летом — грачи, иногда — вороны, дятел.

На влажных, затененных участках можно встретить лягушек, ящериц. В доме, сарае есть мыши и крысы.

Животный мир сельского подворья, так же как и растительный, регулируется человеком. Человек может влиять на состав животного мира как косвенным путём (сажая разные растения, обрабатывая их растворами, запах которых отпугивает животных или наоборот, привлекает, делает кормушки и т. д. ), так и прямым, уничтожая нежелательные и размножая полезные для себя виды.

Редуценты в экосистеме сельского подворья в основном бактерии. Они поддерживают плодородие почв, превращая пожнивные остатки в гумус, а гумус и вносимый на поля навоз — в более простые органические и минеральные вещества, доступные растениям. К редуцентам относятся грибы. На деревьях есть трутовики, на участках, удобренных навозом растут шампиньоны, дождевики, навозники. Почва участка богата гумусом и в ней живет множество дождевых червей, которых также можно отнести к редуцентам.

Влияние человека на экосистему сельского подворья.

Человек контролирует не всё живое население агроэкосистемы, часть видов проникает в неё и живёт помимо (или даже вопреки) его воли. Среди них — и вредители, и растения — сорняки, и полезные животные

Сам человек в экосистеме сельского подворья— консумент — фитофаг (питается растениями), и зоофаг (ест мясо и пьёт молоко). Однако его роль в ней ещё больше, так как, исходя из своих интересов, человек формирует структуру и состав сельского подворья.

Все компоненты агроэкосистемы тесно связаны, хотя в ней не возникает полного экологического равновесия, как в естественных экосистемах. Поддерживать равновесие агроэкосистемы должен сам человек. Если этого не делать, происходит разрушение её ресурсов.

Экосистема сельского подворья может существовать только при поддержке и контроле человека. На сельском подворье человек влияет на все компоненты экосистемы и на процессы, которые в ней происходят.

Отходы на сельском подворье.

Как и на любом сельском подворье, у нас накапливается большое количество разных отходов Из магазина мы приносим продукты в упаковке, стараясь использовать ее не один раз (например, пакеты из-под соков, фольгу, стеклянные, пластиковые бутылки, банки). Некоторые виды отходов сжигаем в печи. Часть органических отходов (очистки, ботва растений, опавшие листья, гниющие плоды, скорлупа яиц, пищевые отходы) используется для корма животных. Навоз используется для компостных куч, затем вносим его в почву или сжигается и золу тоже вносим в почву. Таким образом, в почву возвращается часть питательных веществ, которые мы забираем у нее с урожаем, и в то же время не загрязняется окружающая среда

Всего мною обнаружено и определено 29 растений. Из них 19 растений являются культурными, 10 дикорастущими, 2 дерева, 8 кустарников, 19 видов трав. Мною на сельском подворье обнаружено: 13 видов птиц, 8 видов млекопитающих, 13 видов насекомых, 1 вид пресмыкающихся, 3 вида пауков, 3 вида клещей, 1 вид моллюсков. Следует отметить, что это не все виды животных на нашем подворье.

К редуцентам нашего подворья относятся бактерии гниения, а также мною обнаружено 4 вида грибов, дождевой червь и слизень Все виды отходов, которые могут гореть, мы сжигаем, пищевые отходы идут на корм животным, некоторые отходы используются вторично.

1. На нашем сельском подворье существуют главные компоненты экосистемы: продуценты, консументы и редуценты — следовательно, оно является экосистемой.

2. Сельское подворье — особый тип искусственных экосистем.

Существование такой экосистемы, особенности, строение, влияние на окружающую среду зависят от человека. В то же время экосистема сельского подворья формируется и с учетом природных закономерностей (пищевая сеть, взаимосвязи растений и животных, круговороты веществ, энергии, воды).

3. Владельцы сельского подворья часто не знают и нарушают природные законы, загрязняют его и окружающую среду, что оборачивается против них.

4. Сельские подворья, хотя созданы и контролируются человеком, живут по природным законам. Владельцы участков должны стремиться действовать в рамках этих законов. Бережное отношение к природе, понимание существующих в ней взаимосвязей поможет владельцам сделать экосистему сельского подворья устойчивее, а продукцию безопасной для здоровья.

ОСНОВНОЙ ВЫВОД. Владельцам сельских подворий выгодно знать законы природы и соблюдать их и невыгодно загрязнять окружающую среду.

На основе исследований экосистемы сельского подворья и их результатов были составлены рекомендации для владельцев. Все они основываются на существующих в природе взаимосвязях. Если сельчане будут их выполнять, то они сделают окружающую среду более безопасной для них самих; вода, которую они пьют, и овощи, фрукты, которые они едят, водоем, в котором они купаются, не будут представлять угрозу для их здоровья. Эти рекомендации можно было бы включить в памятки, адресованные владельцам сельских подворий.

1. Не беспокойте животных, ваших союзников в борьбе с вредителями сада. Шум отпугивает птиц, их гнезда становятся доступными для ворон.

2. Берегите озерные растения и животных — фильтраторов грязной и индикаторов чистой воды.

3. Сохраняйте жаб и лягушек: они помогают бороться с вредителями сада и огорода. Берегите дождевых червей: они перерабатывают растительные остатки, рыхлят почву, улучшают ее качество.

4. Оставляйте на подворье островки естественной растительности: они станут домом для птиц, хищных насекомых и опылителей.

5. Используйте в борьбе с вредителями настои пахучих растений — это эффективный и безвредный способ.

6. Высаживайте на сельском подворье растения, отпугивающие вредителей своим запахом, фитонцидами.

7. Привлекайте на сельское подворье птиц: они уничтожают большое количество насекомых, не нарушая экологическое равновесие на вашем сельском подворье.

8. Увеличивайте разнообразие растительности сельского подворья. Сельское подворье, богатое видами, более устойчиво и требует меньшего вмешательства человека.

Огород как искусственная экосистема

Сорняки (дикорастущие травы):

Я заметил, что после внесения в почву органического удобрения (навоза) чаще всего вырастают такие сорняки как одуванчик, лебеда, осот.

Почему культурным растениям нужен уход, а сорняки растут сами по себе?

Потому что в борьбе за выживание они способны кормиться в самых глубоких слоях почвы. Именно поэтому большинство сорняков имеет и глубокую корневую систему.

Например, пырей (рис. 4). Его длинные корни разбегаются во все стороны. Их длина может достигать нескольких километров, а количество почек на них – миллиона. Пырей сравнивают с бессмертной Гидрой. Достаточно малейшего повреждения корневища, как тут же просыпаются спящие почки и выпускают новые подземные побеги.

Как бы странно это ни звучало, но некоторые сорняки являются «помощниками» на дачном участке. Они способны оказывать оздоравливающее и стимулирующее действие на соседние культурные растения. Например, крапива. Там где она растет почва черная и плодородная. Крапива способствует развитию картофеля, отпугивает картофельного клопа.

Также я увидел, что цветущие растения привлекают насекомых-опылителей, особенно пчел, что полезно для сада.

Растения дачного участка – это и место обитания и пища для животных. Разнообразие видов растений способствует разнообразию животного мира.

Присутствие живых существ на дачном участке я выявил путём наблюдений (Приложение № 4). Например, насекомых я ловил сачком и с помощью атласа-определителя узнавал его название и информацию о нем . (Рис.5)

Из постоянно живущих животных на участке преобладают:

Есть и «вредители»: тля, колорадский жук, крестоцветная блошка, долгоносик.

Их человек старается уничтожить, но и они нужны в экосистеме.

Например, бронзовка. (Рис.6)

Взрослое насекомое, питаясь, выгрызает тычинки и лепестки цветов, молодые листья, а также поедает плоды.

Личинка же бронзовки (рис. 7) не трогает живые растения,

и не нанося им вреда, приносит вполне ощутимую пользу. Она непрерывно измельчает своими челюстями растительные остатки, пропускает их через свою пищеварительную систему, создавая субстанцию, способствующую увеличению плодородия почвы, полностью пригодную для питания растений. За время своего существования личинка бронзовки выделяет испражнений, которые являются отличным удобрением, в тысячи раз больше собственного веса.

Бабушка собирает насекомых-вредителей и их личинок вручную. Для борьбы с ними бабушка использует опрыскивание растений настоями чеснока, чистотела, пижмы, золы. Химикаты применяет редко и с большой осторожностью.

Важно не уничтожать вредителей, а регулировать их численность.

С чем отлично справляются птицы: воробьи, скворцы, вороны, сороки играют важную роль в поддержании равновесия экосистемы дачного участка, поедая насекомых, пауков, червей.

На участке я также встречал бурундуков, белок, зайцев. Я связываю это с тем, что рядом находится лес. Таким образом, искусственная и естественная экосистемы пересекаются и взаимодействуют друг с другом.

Определение состава почвы.

Я опустил в воду комочек сухой почвы. На поверхность воды поднялись пузырьки. (Рис. 8).

Вывод: в почве есть воздух.

Я нагрел почву, держа над ней стеклышко. Стекло запотело, потом на нем появились капельки. (Рис. 9)

Вывод: в почве есть вода.

Я продолжил нагревать почву и вскоре появился неприятный запах. Так горят останки животных, насекомых, растений. (Рис. 10).

Вывод: почва содержит перегной.

Почва на участке плодородная. В нее ежегодно вносят компост и органические удобрения. С помощью мотоблока пашут только землю под картофель. Остальное вскапывают вручную, стараясь не нарушать и не перемешивать слои почвы.

1.Прокипятив воду из скважины, я обнаружил грязный известковый налет на стенках и на дне чайника. После остывания в стакане с водой выпало большое количество белого осадка. (Рис. 11)

2. Я пропустил воду через фильтр (на дно колбы положил бумажный фильтр, сверху насыпал слой активированного угля, затем слой песка). После очистки воды над бумажном фильтре остались следы грязи. (Рис. 12).

1. Вода на участке жесткая. Именно соли жесткости выпадают в осадок при кипячении.

2. Вода на участке неочищенная (грязная).

3. Вода из скважины не пригодна для питья, но она может использоваться для полива.

Полив необходим для поддержания жизнедеятельности растений, посаженных людьми специально для последующей сборки урожая, а также для живущих на участке земноводных и насекомых. Например, при засухе с участка уйдут ящерицы и лягушки, следствием явится увеличение количества комаров и мух.

А вы знаете, что такое муха? На своих щетинках муха переносит страшные болезни: туберкулез, тиф, дизентерию. Одна пара мух может за лето расплодится так, что вся земля покроется слоем мух толщиной в 14 метров.

Поэтому человек заинтересован в поливе не только для поддержания урожая, но и для поддержания экосистемы участка в целом.

Итак, проведя наблюдения, исследования и эксперименты, я пришел к выводу, что бабушкин дачный участок — это искусственная экосистема. Дачная экосистема формируется с учетом природных закономерностей (взаимосвязи и круговороты животных и растений, веществ, энергии, воды). Существовать такая экосистема может только при постоянной поддержке и контроле человека: человек обрабатывает землю, человек вносит удобрения, человек борется с сорняками и вредителями, человек организует полив. Таким образом, человек связан с окружающей средой взаимным влиянием. Гипотеза подтверждена.

Практическое значение и актуальность работы

Я считаю, что моя работа имеет большое практическое значение, поскольку помогает разобраться в особенностях дачной экосистемы и показывает насколько важно человеку знать и соблюдать законы природы:

— стараться не использовать ядохимикаты для борьбы с вредителями и сорняками;

— не загрязнять окружающую среду отходами и мусором. Делать из них компост или отвозить в специально отведенные места;

— соблюдать нормы внесения удобрений в почву.

Экологическое грамотное поведение и ведение хозяйства выгодно, в первую очередь, нам самим.

В дальнейшем я бы хотел продолжить изучение экосистемы: исследовать химический состав воды и почвы, определить видовой состава растительности и животного мира, исследовать овощи на наличие нитратов, вести наблюдения и зафиксировать фазы развития (от семечка до плода) растений.

Список используемой литературы:

Миркин М. Б., Наумова Л. Г. Популярный экологический словарь. М.: Устойчивый мир,1999.

Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993.

Плешаков А.А. От неба до земли. Атлас-определитель. М.: Просвещение, 2018.

Чижевский А. Е. Я познаю мир. Экология. Энциклопедия. М.: Астрель, 2006.