главнаяреклама на сайтезаработоксотрудничество Библиотека Revolution
 
 
Сколько стоит заказать работу?   Искать с помощью Google и Яндекса
 



Изучение особенностей биоценоза предполагаемой границы естественной и искусственной экосистем

Сходства и различия природных экосистем и агроэкосистем. Структура агробиоценоза и культурные растения как главный компонент в агрофитоценозе. Опасность потери биоразнообразия на уровне биосферы и необходимость интегрированного подхода к агроэкосистеме.

Рубрика: Экология и охрана природы
Вид: дипломная работа
Язык: русский
Дата добавления: 01.09.2010
Размер файла: 75,8 K

Полная информация о работе Полная информация о работе
Скачать работу можно здесь Скачать работу можно здесь

рекомендуем


Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Название работы:
E-mail (не обязательно):
Ваше имя или ник:
Файл:


Cтуденты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны

Подобные работы


1. Биоценоз границы лесной экосистемы
Изучение биоценоза границы лесной экосистемы и агроэкосистемы как результата взаимодействия естественной и искусственной экосистем. Взаимодействие человека с окружающей средой в сельскохозяйственном производстве. Видовой состав фитоценоза и зооценоза.
доклад [23,5 K], добавлена 18.07.2010

2. Причины разнообразия и сходства экосистем
Характеристика особенностей биогеографического районирования внутренних вод России, микропространственной неоднородности. Определение взаимосвязи водоемов с рельефами. Анализ причин целостности и сходства экосистем. Описание биотических связей организмов.
реферат [39,2 K], добавлена 03.07.2010

3. Отношения организмов в агросистемах
Сущность и типы агроэкосистем. Современная организация и продуктивность агроэкосистем, пути ее повышения. Элементы агробиоценоза в аграрных экосистемах. Культивируемые растения как компонент агросистемы. Особенности круговорота веществ в агроэкосистемах.
реферат [480,1 K], добавлена 08.05.2011

4. Строение биосферы. Загрязнение экосистем. Проведение экологической экспертизы
Понятие биосферы, ее компоненты. Схема распределения живых организмов в биосфере. Загрязнение экосистем сточными водами. Преобладающие загрязняющие вещества водных экосистем по отраслям промышленности. Принципы государственной экологической экспертизы.
контрольная работа [201,2 K], добавлена 06.08.2013

5. Концепция продуктивности экосистем
Понятие "продуктивность экосистем", ее виды, классификация экосистем по продуктивности. Четыре последовательные ступени (или стадии) процесса производства органического вещества. Видовой состав и насыщенность биоценоза. Экологическая стандартизация.
контрольная работа [16,0 K], добавлена 27.09.2009

6. Общие представления об антропогенных экосистемах
Сравнение природной и антропогенной экосистем по Миллеру. Главная цель агроэкосистем, их основные отличия от природных. Понятие и процессы урбанизации. Функциональные зоны урбанистической системы. Среда урбосистем и проблемы утилизации природных ресурсов.
реферат [26,4 K], добавлена 25.01.2010

7. Экосистемы
Основные понятия и структура экосистем. Классификация природных экосистем. Экономический механизм охраны природной среды. Охрана земель, рациональное использование и контроль за их использованием. Рекультивация земель. Лесные полосы вдоль железных дорог.
контрольная работа [386,7 K], добавлена 22.02.2010

8. Биомы мира и охрана их биоразнообразия
Определение, рассмотрение понятий, анализ и характеристика тундры и лесотундры, широколиственных лесов бореальной зоны, степных экосистем мира, пустынь, субтропических листопадных лесов. Разнообразие биологических сообществ, видов, экосистем и их охрана.
курсовая работа [100,4 K], добавлена 23.04.2010

9. Характеристика экосистем
Экосистема ­- основная функционирующая единица в экологии. Примеры природных экосистем, основные понятия и классификация, условия существования и видовое разнообразие. Описание круговорота, осуществляемого в экосистемах, специфика динамических изменений.
лекция [630,2 K], добавлена 02.12.2010

10. Структура экосистем
Трофическая структура экосистем и ее составляющие: продуценты, консументы, детритофаги, редуценты. Разложение живого вещества. Правило Линдемана и особенности его применения. Особо охраняемые природные территории, общие сведения об их правовом статусе.
контрольная работа [1,5 M], добавлена 16.01.2011


Другие документы, подобные Изучение особенностей биоценоза предполагаемой границы естественной и искусственной экосистем


48

Содержание

  • Введение
  • 1. Обзор литературы
    • 1.1 Природные экосистемы и агроэкосистемы: сходства и различия
    • 1.2 Структура агробиоценоза
    • 1.3 Роль биоразнообразия в экосистеме
    • 1.4 Необходимость интегрированного подхода к агроэкосистеме
  • 2. Характеристика почвенно-климатических условий
  • 3. Экспериментальная часть
    • 3.1 Методика проведения исследований
    • 3.2 Анализ результатов исследований
  • 4. Влияние естественной экосистемы на экономическую эффективность агроценоза
  • 5. Безопасность жизнедеятельности
    • 5.1 Охрана труда
      • 5.1.1 Общие положения
      • 5.1.2 Требования безопасности при изучении биоценоза
    • 5.2 Охрана окружающей среды
  • Выводы
  • Список литературы
  • Приложения

Введение

Агроэкология как комплексная научная дисциплина призвана изучать взаимодействие человека с окружающей средой в процессе сельскохозяйственного производства. Трансформируя природную среду в своих целях, человек не может создать закрытую систему, не имеющую связей с внешней средой: создание рациональных агроценозов не всегда сопровождается грамотным использованием остальных биоценозов. Рациональное использование природных ресурсов в процессе сельскохозяйственного производства пока еще преимущественно ориентировано на поиск сравнительно частных решений. Между тем необходимо последовательно рассматривать целостную систему природоохранных задач. Важно анализировать направленность, характер и последствия взаимодействия агропромышленного комплекса с окружающей природной средой и отдельными ее компонентами.

В агроценозе результаты хозяйственной деятельности следуют довольно быстро, последствия воздействий - несколько позже. Зная механизмы связей агроценоза с внешней средой, можно предугадать эти последствия, управлять ими. В этом смысле механизмы малой экосистемы могут быть перенесены на более крупную, и глобальную, поскольку экологические законы универсальны.

Целью исследований данной работы стало изучение особенностей биоценоза предполагаемой границы естественной и искусственной экосистем.

В задачи вошло

- определение видового состава биоценоза и фитоценоза предполагаемой границы;

- изучение динамики видового состава травянистой растительности и насекомых биоценоза предполагаемой границы;

- рассмотрение биоценоза границы лесной экосистемы и агроэкосистемы как результат взаимодействия естественной и искусственной экосистем.

Исследования проводились в 2002-2003 годах на опытном поле института агроэкологии.

1. Обзор литературы

1.1 Природные экосистемы и агроэкосистемы: сходства и различия

В процессе взаимодействия с природой человечество постоянно решало первейшую задачу жизнеобеспечения - производство продуктов питания, единственного источника получения человеком энергии. Именно поэтому сельскохозяйственная деятельность человека - древнейшая форма использования природных ресурсов, требующая постоянного вмешательства в установившееся природное равновесие (В.А. Черников, Р.М. Алексахин). Сельскохозяйственной экологической системой, или агроэкосистемой, называют природный комплекс, преобразованный сельскохозяйственной деятельностью человека. Это вторичные, измененные человеком биоценозы, ставшие значительными элементарными единицами биосферы (Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, 2000). Агроэкосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью и доминированием одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений и животных. Выращиваемые культуры 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 (В.А. Черников, Р.М. Алексахин и др., 2000). Агроэкосистемам свойственна разомкнутость биотического круговорота, утечка химических элементов, отчуждаемых с урожаем, и приток удобрений, пестицидов и других веществ, которые включаются в пищевые цепи. В агроэкосистемах изменен поток энергии, когда наряду с солнечной энергией используются дополнительные энергетические ресурсы. Таким образом, агробиоценозам присущ ряд специфических свойств, требующих управления системами изнутри, с учетом всех свойств и экологических связей и факторов.

Таблица 1 - Сравнительная характеристика естественной экосистемы и агроэкосистемы

Биогеоценозы

Агробиоценозы

Первичные, естественные элементарные единицы биосферы, сформировавшиеся в ходе эволюции.

Вторичные, трансформированные человеком искусственные элементарные единицы биосферы.

Сложные системы со значительным количеством видов животных и растений, в которых господствуют популяции нескольких видов. Для них свойственно устойчивое динамичное равновесие, достигаемое саморегуляцией.

Упрощенные системы с господством популяции одного вида растений или животных. Они неустойчивы и характеризуются непостоянством структуры их биомассы.

Продуктивность определяется приспособительными свойствами организмов, участвующих в круговороте веществ.

Социальная система; продуктивность зависит от способа производства и характера организации общества.

Первичная продукция используется консументами и редуцентами, участвует в круговороте веществ. Потребление почти одновременно с производством.

Урожай собирается для удовлетворения потребностей человека и на корм скоту. Живое вещество некоторое время накапливается не расходуясь. Наиболее высокая продуктивности развивается лишь на короткое время.

Естественный отбор и, как следствие, устойчивость и авторегуляция.

Искусственный отбор. Управление человеком.

Устойчивость продукционного состава в естественной экосистеме при колебании в различные годы погодных условий. Угнетение одних видов влечет повышение продуктивности других.

Не может быть компенсировано угнетение роста и развития одной культуры усиленным ростом других видов, и, следовательно, устойчивость ниже, чем в биогеоценозе.

Непрерывно, в течение всего вегетационного периода осуществляется продукционный процесс, полно и экономично расходуются ресурсы.

Период вегетации культурных растений короче вегетационного сезона; последовательность стадий развития синхронизирована; время взаимодействия фитокомпонента с другими компонентами короче, что сказывается на интенсивности обменных процессов в целой системе.

Круговорот веществ осуществляется по замкнутым циклам; приход вещества примерно равен выходу вещества из цикла.

Антропогенные воздействия нарушают замкнутость круговорота; часто вещества безвозвратно изымаются из экосистемы (50-60% органического вещества от его количества, аккумулированного в продукции).

При всех отличиях агроэкосистемы от природной системы, есть факторы, объединяющие их, которые, в свою очередь, создают простор для вариантов новых отличий.

Например, такой общий фактор, как тип почв, сообщает различия как следствия разной обработки у пашни и целины, общности погодных условий соответствует различия в микроклимате посевов, обочин, опушки и лесного пространства.

1.2 Структура агробиоценоза

Трансформируя природную среду в своих целях, человек не может создать закрытую систему, не имеющую связей с внешней средой или не содержащую внутренних связей. Как и любая биокосная система, агробиоценоз иерархичен, а также имеет сложную структуру, вопреки видимой упрощенности.

Центральное звено агробиоценоза - агрофитоценоз. Большинство современных фитоценологов и экологов под агрофитоценозом подразумевают растительное сообщество, созданное человеком при помощи посева или посадки возделываемых растений.

Культурные растения занимают центральное место в агрофитоценозе, это главный компонент, ядро этой биологической системы. Культурные растения оказывают наиболее сильное, нередко господствующее влияние на агрофитоценоз, кроме того, все действия и внимание человека направлены чаще всего именно на рост и развитие культурных растений. Растение-доминант - не только компонент фитоценоза, но и важный экологический фактор, оказывающий многостороннее влияние на окружающую среду, экологическую обстановку, складывающуюся в агробиоценозе. Эдификаторы изменяют микроклимат агробиоценоза, влияют на физико-химические свойства почв и почвенной влаги, влияют на флору и фауну агробиоценоза, определяют структуру и функцию агробиоценоза, его компонентный состав, существенно влияют на состояние растений-спутников (сорняков) (Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, 2000).

Как и культивируемые, растения сорные - это важный компонент биогеоценоза. В процессе эволюции сорняки приобрели ряд функционально - морфологических свойств, позволяющих им успешно конкурировать с другими компонентами агрофитоценоза. По сравнению с культурными растениями, они имеют ряд преимуществ в борьбе за существование. Парадоксально, но эти преимущества сорняков формировались благодаря сельскохозяйственной деятельности человека, точнее - вопреки человеческой воле. В процессе сельскохозяйственной деятельности человек, сам того не сознавая, существенно влиял на защитно-приспособительные функции растительных организмов: у культурных растений он их ослаблял, а у сорных, напротив, усиливал (Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, 2000). Если воля человека определяет географию и топографию культурных доминантов (часто, увы, с нарушениями принципов дифференциации местообитания), то сорные компоненты распределены по экологическим законам дифференциации местообитаний и дифференциации ниш. Многие современные специалисты считают, что нет никакого резона добиваться полного уничтожения сорных компонентов агросообществ - это неоправданно дорого и экологически бесперспективно. Крупный австрийский специалист по сорной растительности А. Хальпцнер пишет в своей монографии, посвященной сорным растениям (1982), что надо не уничтожать сорняки, а использовать их, т.к. при невысокой численности у сорных видов растений больше пользы, чем вреда. Численность их должна быть поставлена под эффективный контроль, но контроль этот не должен быть чисто химическим, борьба должна вестись на чисто фитоценологической основе за счет создания режима ценотической замкнутости сообщества. Для этого специалисты рекомендуют высев интенсивных культур (т.е. культур с ранним развитием и потому большей способностью подавлять сорные виды), гетерогенность их популяций (в смеси сортов разных видов), похожих на те, что были в старину до начала индустриализации сельского хозяйства (Б.М. Миркин, 2000).

Другие компоненты агробиоценоза - это микроорганизмы ризосфер культурных и сорных растений, клубеньковые бактерии на корнях бобовых, микоризообразующие грибы на корнях высших растений, бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, свободноживущие в почве; грибы, бактерии, вирусы - паразиты растений, бактериофаги; и, наконец, беспозвоночные и позвоночные животные, живущие в почве и посевах (Н.А. Уразаев, А.А. Вакулин, 2001). Роль последних в агроэкосистемы обусловлена не только их деятельностью в сообществе, но и тем, что значительные силы человек направляет на максимальное исключение из агробиоценоза большинства видов насекомых и грызунов.

Сопоставление сведений о фауне, флоре и микрофлоре полей показывает большую сложность даже предельно упрощенного агроценоза. Эта сложность проявляется и в структуре сообщества, и в естественных динамических процессах, в нем протекающих.

1.3 Роль биоразнообразия в экосистеме

Поскольку главная функция агроэкосистемы - производство продуктов питания, а значит, и воспроизводство из года в год, отличительной чертой агробиоценоза является скудное разнообразие видов. Опасность потери биоразнообразия на уровне биосферы очевидна: сокращение генетических ресурсов планеты, вызванное деятельностью человека, может привести к непредсказуемым последствиям.

Обычные доводы в пользу сохранения видового разнообразия - право каждого вида на существование и эволюцию, а также возможность получения от видов дикой природы новых фармакологических, пищевых, сырьевых и других ресурсов. Применительно же к конкретной сельскохозяйственной экосистеме можно сказать, что ее влияние на обмен вещества и энергии, биогеохимические циклы элементов, испарение с поверхности листьев и другие процессы зависят, конечно, не столько от биоразнообразия, сколько от биомассы; кроме того, режимы влажности и освещения, динамика температур сильнее влияют на показатели продуктивности, чем на видовое разнообразие.

Вместе с тем установлено, что такие свойства экосистем, как устойчивость к разрушающим воздействиям, способность к самовосстановлению и некоторые другие, прямо зависят от числа видов (С.И. Розанов, 1998). В этом смысле обедненные агроэкосистемы оказываются практически не способными к самоподдержанию и самовосстановлению. Взаимосвязанность агроэкосистемы с окружающей ее природной экосистемой, общность круговорота элементов вследствие их взаимопроникновения создает аналогичную угрозу и природному биогеоценозу.

Антропогенная трансформация биоты сопровождается синантропизацией растительного покрова, которую следует рассматривать как приспособление растительного мира к условиям среды, трансформируемой или создаваемой человеком. Под влиянием деятельности человека возникают антропогенные местообитания с нарушенным растительным покровом. Такие места заселяются пришлыми растениями, не свойственными коренной растительности региона, а также растениями местной флоры, для которых трансформированные условия среды оказались благоприятными. При нарастании антропогенных нагрузок позиция синантропных видов в растительных сообществах усиливается, поэтому уровень синантропизации служит показателем и степени нарушенности растительного покрова, и состояния окружающей среды (П.Л. Горчаковский, В.П. Коробейникова, 1997). Такая опасность грозит обитателям сопредельных с агроэкосистемой сообществ, на которых воздействие человека может не быть направлено, но влияет в той же степени, что и на компоненты агроэкосистемы.

Пример последствий сокращения биоразнообразия в агроценозе приводят Ижевский, Миронова, Хорхордин (1999). Видовое разнообразие насекомых и клещей в агроценозах, где хозяйственный интерес диктует необходимость выращивания монокультуры, существенно меньше, чем в окружающих природных биоценозах. Основная причина этого - резкое снижение трофических ниш и убежищ. Преимущество в таких обедненных биоценозах получает ограниченный круг растительноядных видов.

Помимо обширной благоприятной кормовой базы, увеличению их численности способствует сокращение здесь видового состава паразитических и хищнических видов. В результате плотность популяций немногих растительноядных насекомых приобретает статус вредителей. Реальная угроза потери урожая вынуждает применять истребительные меры - тотальные обработки химическими пестицидами.

Применение пестицидов еще больше сокращает видовой состав обитателей агроценоза. Кроме целевых объектов, уничтожаются наиболее уязвимые открыто живущие представители энтомофауны (в т.ч. имаго паразитических и хищных членистоногих). Выживают скрыто живущие хорошо защищенные виды, а также те, которые интенсивно размножаются и способны быстро вырабатывать резистентность к пестицидам (тли, листоблошки, клещи). Расширение состава вредящих видов вынуждает чаще применять пестициды. Возникает т.н. пестицидный синдром. Выход из подобной ситуации возможен на пути замены традиционной системы защиты растений новой стратегией - интегрированным контролем численности вредных организмов. Этот подход основан на новейших приемах мониторинга видового состава, численности и фенологии не только вредных, но и полезных членов агробиоценоза.

1.4 Необходимость интегрированного подхода к агроэкосистеме

Насекомые - один из компонентов биогеоценозов. Исследование природных популяций насекомых может показать зависимость биологического состояния от состояния от состояния окружающей среды, что позволяет использовать данные о насекомых в экологическом мониторинге. В его основе лежит четкое представление о роли тех или иных видов насекомых в определенных биогеоценозах. В особенную группу контроля входят виды, которые наиболее чувствительно реагируют на антропогенные изменения (насекомые-вредители к этой группе не относятся).

Используя виды-индикаторы, их физиологические индикаторные признаки, можно обнаруживать нарушения в экосистемах на ранних этапах, когда в окружающей среде еще не проявились морфологические и структурные изменения.

Посредством энтомобиоиндикаторов можно суммировать все данные о состоянии окружающей среды и отображать динамику негативных влияний на нее. Насекомые быстро реагируют на выбросы токсических веществ, способствуют обнаружению мест их скопления в биогеоценозах.

Насекомые отличаются друг от друга степенью чувствительности к изменениям среды, реакция их на загрязнения различна и зависит от вида насекомого, расстояния, срока выброса. Степень воздействия урбанизационного пресса определяют на основе анализа пчел, двукрылых, жуков.

Энтомологический мониторинг позволит получать достоверную информацию о состоянии окружающей среды и поможет своевременному принятию экологических мер по нормированию допустимых параметров нагрузок на среду.

Когда экосистема рассматривается как целое, каждый организм выполняет свою функцию - продукта, консумента или редуцента, и все вместе они осуществляют перенос энергии и биогенов. Однако, с точки зрения отдельного вида, среди них есть и явно вредные. С экологической точки зрения, все они - факторы окружающей среды, важная функция которых - поддерживать равновесие элементов экосистемы, самовоспроизводиться как единому целому.

Экологическая борьба с вредителями учитывает необходимость поддерживать общее экологическое равновесие, делает упор на защите человека, культурных растений и животных от ущерба, наносимого вредителями, а не на уничтожении их.

Существует несколько проблем, связанных с использованием химических пестицидов: развитие устойчивости у вредителей, возрождение вредителей и вторичные вспышки численности, рост затрат, воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

Популяции вредителей изменчивы, это динамичный генофонд, способный эволюционировать. Обработки пестицидами создают давление отбора, приводящее к устойчивости популяции. Обработка приводит к гибели наиболее чувствительных особей, а более выносливые продолжают размножаться, давая более выносливое поколение.

Возрождение и вторичные вспышки численности происходят из-за существования в мире насекомых сложных пищевых цепей. Объем популяции растительноядных видов часто контролируется насекомыми (паразитами или хищниками). Обработка пестицидами сильнее влияет на этих естественных врагов, чем на вредителей.

Во-первых, растительноядные виды бывают изначально устойчивее к пестицидам, чем плотоядные. Во-вторых, хищники могут получать более высокие дозы в результате биоконцентрирования в пищевой цепи. В-третьих, хищные насекомые могут погибать, помимо отравления, из-за временного недостатка пищи.

Таким образом, химическая борьба противоречит основным экологическим принципам. Она предполагает, что экосистема - это статичное образование, из которого можно просто удалить вид-вредитель. В действительности экосистема - это динамичная система взаимодействий, и химическая атака на один вид влечет дальнейшие нарушения и нежелательные эффекты (Б. Небел,1993).

За последние годы получил значительное развитие биологический метод защиты растений.

Сохранение и активизация природных популяций энтомофагов приобретают чрезвычайно большое значение. Полезные насекомые в природе отличаются большой массовостью, высокой приспособленностью к конкретным агробиоценозам.

Важнейшими компонентами интегрированных систем являются: тщательный учет вредителей и их естественных врагов, сохранение последних, сокращение или отмена химических методов борьбы с отдельными вредными организмами, не представляющими в данный момент прямой опасности для урожая, прогнозирование деятельности полезных насекомых.

Основные теоретические положения интегрированной защиты следующие:

- по мере сокращения объемов применения химических средств возрастает эффективность защиты растений в связи с увеличением числа и активизацией природных энтомофагов, происходит последовательное насыщение посевов их полезными видами;

- взаимосвязанное и обоснованное применение агротехнических, биологических, химических и других мер обеспечивает полноценную сохранность урожая;

- развитие вредителей и болезней в насыщенном энтомофагами и полезными микроорганизмами поле становится подконтрольным, управляемым. Это значит, что опасность внезапного появления, размножения и развития вредных организмов можно устранить.

Все элементы изложенной тактики защиты растений были проверены в 80-ые годы в колхозах и совхозах всех природных зон республики Башкортостан. Эффективность выразилась, прежде всего, в снижении химической нагрузки на посевах сельхозкультур в 8-10 раз, уничтожении вредителей и подавлении развития болезней на 80-90%. Агробиологические и организационные основы интегрированной защиты растений были внедрены на площади 824,8 тыс. га; полностью перешли на биометод тепличные хозяйства. Башкортостан достиг самых высоких показателей по биологизации защиты растений в России, подтвердив экспериментами вывод: биологические средства обеспечивают долговременное воздействие на подавление развития вредителей и болезней сельхозкультур. Они выступают в роли регулирующего, ограничивающего фактора с высокой степенью постоянства (М.Я. Менликиев, 2002).

Большую роль в интеграции и взаимоусилении методов борьбы с вредителями и болезнями призвано сыграть локальное применение инсектицидов: использование гранул, ленточное, краевое, полосное внесение пестицидов, обработка отдельных очагов вредителей; такие способы исключают или резко снижают отрицательное воздействие инсектицидов на полезных насекомых.

Уменьшению отрицательного воздействия на полезных насекомых способствует применение комбинированных обработок посевов и насаждений против вредителей, болезней и сорняков вместо многократных раздельных химических обработок.

В биологической защите растений важное значение имеет охрана насекомоядных птиц, уничтожающих огромное количество вредителей (В.В. Ряховский, Е.Д. Кузнецова, 1981). Здесь интересна роль ремиз - специальных участков, в которых создаются благоприятные условия для гнездования и дополнительного питания энтомофагов. Ремизы создаются в лесах, имеющих промышленное значение, лесах зеленых зон, лесах почво-водозащитного значения, лесах, созданных искусственным путем. Они представляют собой сочетание кустарников и трав, на территории ремизы возможно устройство валежниковых куч.

Для сохранения природных энтомофагов по краям участков, защищаемых от вредителей, высевают растения-нектароносы в два-четыре срока для непрерывного питания медленно передвигающихся энтомофагов.

В лесных полосах желателен разнообразный состав кустарников и древесных пород. Можно выращивать иргу, черемуху, боярышник, ольху, желтую акацию и т.д. На них питаются многие энтомофаги и опылители.

Лучше всего перезимовывают энтомофаги на поздних культурах в тех хозяйствах, где значительные площади заняты подсолнечником, кукурузой на зерно, свеклой (И.Ф.Павлов, 1987).

Динамичность воздействия на вредителей различных групп энтомофагов, действующих на разных этапах развития растений, создает предпосылки для управления деятельностью популяций вредных и полезных видов в агроэкосистеме, что составляет суть интегрированной защиты растений. Решающее значение принадлежит самим культурам, являющимся носителями разного рода консументов. Дальнейшую перспективу представляет изучение энтомофагов и вредителей в единой системе триотрофа.

Таким образом, основные задачи биологического метода защиты растений - активизация полезной деятельности природных популяций энтомофагов.

Вредоносность насекомых - один из результатов их взаимосвязей с кормовыми растениями на организменном и популяционном уровнях. Однако далеко не всегда воздействие фитофагов на развитие растительности носит отрицательный характер. Так, в биогеоценозах фитофаги часто выступают в качестве регуляторов сукцессий растительных сообществ, и фитофаги и растения скорее дополняют, чем исключают друг друга.

На фитоценоз гетеротрофы оказывают двоякое воздействие. С одной стороны, они отторгают часть фитомассы, с другой - изменяют условия развития и питания растений. Максимальный выход фитомассы имеет место не тогда, когда она полностью ограждена от потребителей, а когда пресс консументов достигает определенной нормы. Умеренное изъятие фитомассы не только полностью компенсируется фитоценозом, но и может повести к повышению его продуктивности. Реакция фитоценоза на повреждения, причиняемые фитофагами, проявляется не только в сохранении продуктивности, но и в повышении разнообразия видов, что способствует увеличению устойчивости биогеоценоза.

Роль фитофагов в биоценозхах неоднозначна. Они выполняют функцию перевода растительной органики в дисперсное состояние и рассеивают ее, ускоряют отмирание, обогащают почву источниками минерального питания.

Особую область взаимоотношений вредящих организмов в агроценозах составляют связи насекомых с сорной растительностью. Часто наличие сорняков приводит к снижению вредоносности насекомых-фитофагов, наличие сорняков может тормозить процесс заселения сельскохозяйственных растений из-за несовершенства зрения насекомых, сорняки могут играть роль репеллентов (В.И. Танский, 1998).

Формирование триотрофов "растение - фитофаг - энтомофаг" поможет сформировать систему полезных симбиотических связей, при которых энтомофаги будут контролировать плотность популяций фитофагов, при этом потребление фитомассы фитофагами улучшит условия фотосинтеза за счет выедания "лишних" листьев (Б.М.Миркин, 2000).

2. Характеристика почвенно-климатических условий

Северная лесостепная предгорная подзона, включающая красноармейский район, представляет собой Зауральскую равнину.

Климат характеризуется умеренно-теплым вегетационным периодом. Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2200-23000С. Этот период продолжается 120-130 дней - с 9-10 мая до 15-12 сентября. Безморозный период короче - 100-110 дней, а на почве температура без заморозков бывает 90-105 дней.

Осадков за период активной вегетации выпадает в пределах 240-250 мм. Влагозапасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур бывают, как правило, достаточные - 140-170 мм.

Северная лесостепь Челябинской области - одна из наиболее благоприятных зон для развития земледелия. Все сорта основных зерновых культур здесь обеспечены теплом.

Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября, достигает 30-40 см и сохраняется 150-160 дней.

Почвенный покров определяется наличием чернозема выщелоченного - лучшей пахотной земли. Он обладает достаточно мощным перегнойным горизонтом (30-60 см) с содержанием гумуса выше 6%. Реакция почвенного раствора слабокислая или близкая к нейтральной, наиболее благоприятна для возделывания любых сельскохозяйственных культур.

Слабокислая реакция в накопительном горизонте сохраняется до материнской породы или становится нейтральной в горизонтах ВС и С.

Гидролитическая кислотность относительно емкости поглощения и суммы поглощенных оснований невелика. При емкости поглощения катионов 30-50 мг*экв/100г гидролитическая кислотность в пахотном слое колеблется в пределах 3,0-3,8 мг*экв/100г. поэтому степень насыщенности превышает 85%. Вглубь по профилю она возрастает до 95-99%.

В составе поглощенных оснований преобладают Са и Mg. Соотношение катионов Са2+ и Мg2+ в пахотном слое колеблется от 4,9 до 5,1, т.е. на Са приходится 80-85%. Определение содержания и запаса азота подтверждает известную связь между количеством в почвах этого элемента и гумуса. Со снижением содержания гумуса вниз по профилю почв соответственно следует снижение содержания азота. В пахотном слое азота содержится 5,08-9,56т/га. Однако только 3,1-4,3% этого количества приходится на легкогидролизуемую фракцию, которая наиболее доступна почвенным микроорганизмам и является ближайшим резервом для трансформации в минеральную, усваиваемую растениями форму. Большое значение имеет широкое соотношение С:N, которое характеризует качество гумуса и биологическую активность почв. Чем шире соотношение, тем он менее доступен почвенным микроорганизмам и затем колеблется в пределах 11,6-22,9, что свидетельствует об очень низкой обогащенности гумуса азотом. Содержание валового азота составляет 3,1-5,3%. Поэтому можно сделать вывод о том, что гумус и азот чернозема выщелоченного имеют очень низкую лабильность, малодоступны почвенным микроорганизмам и слабо влияют на режим минерального питания растений азотом. В то же время, низколабильный гумус обеспечивает водопрочность почвенной структуры, более высокую устойчивость к эрозионным процессам. Содержание валового фосфора в почве определяется его содержанием в почвообразующей породе и процессами биологической аккумуляции в биологически активных слоях почвы. Слабокислая среда выщелоченного чернозема создает условия для повышения подвижности фосфатов. Запасы валового фосфора весьма высоки - в пахотном слое - 3,98-6,6 т/га. В то же время содержание подвижного фосфора низкое (0,5-4,2%). Чернозем выщелоченный имеет среднюю и повышенную обеспеченность калием. В пахотном слое содержится от 93 до 155. в подпахотном - 75-138 мг на 1 кг почвы. В поглощающем комплексе на долю обменного калия приходится 0,54-0,90% (А.П. Козаченко, 1999).

3. Экспериментальная часть

3.1 Методика проведения исследований

В качестве исследуемой агроэкосистемы было выбрано опытное поле Института агроэкологии, где в 2001 году было заложено восемь учетных площадок. Площадки были размещены на границе поля и лиственного леса. Схема расположения площадок представлена на рисунке 1 (см. приложение 1). Размер площадок - 2х5 м, расстояние между площадками - 50м. В 2002-2003 годах изучался видовой состав растительности и насекомых на площадках. Наблюдения велись с 1 июня по 20 июля. Расположение учетных площадок на границе естественной и искусственной экосистем определили присутствие на них элементов двух систем. Одна из них - лиственный лес - позволяет наблюдать на некоторых площадках(1,2,3,5) ярусное расположение растительности. Первый ярус представлен древесными формами - береза, осина; второй включает подрост и кустарники (боярышник); к третьему относятся высокие травы и низкие кустарники (вишня, шиповник); четвертый ярус - объект наблюдений, травянистая растительность. Учет травянистой растительности заключался в регистрации и определении произрастающих видов с последующим занесением их в сводные таблицы. Видовой состав травянистой растительности представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Видовой состав травянистой растительности на учетных площадках по годам исследования

Учетная

площадка

Вид растения

2002г.

2003г.

1

1. Смолевка обыкновенная

2. Кровохлебка лекарствен.

3. Земляника лесная

4. Клевер луговой

5. Тысячелистник обыкнов.

6. Борщевик сибирский

7. Лютик ползучий

8.Кострец полевой

9. Мятлик дубравный

10 Будра плющевидная

1. Смолевка обыкновенная

2. Кровохлебка лекарствен.

3. Земляника лесная

4. Клевер луговой

5. Тысячелистник обыкнов.

6. Борщевик сибирский

7. Лютик ползучий

8. Кострец полевой

9. Мятлик дубравный

10 Будра плющевидная

2

1Кровохлебка лекарствен.

2. Герань лесная

3. Клевер луговой

4. Горошек мышиный

5. Зопник клубненосный

6. Земляника лесная

7. Свербига восточная

8. Белена черная

1Кровохлебка лекарствен.

2. Герань лесная

3. Клевер луговой

4. Горошек мышиный

5. Зопник клубненосный

6. Земляника лесная

7. Борщевик сибирский

8. Одуванчик лекарственный

9. Подорожник большой

3

1. Кострец полевой

2. Зопник клубненосный

3. Клевер луговой

4. Осот желтый

5. Бодяк полевой

6. Одуванчик лекарствен.

7. Вьюнок полевой

8. Герань лесная

9. Земляника лесная

10.Тысячелистник обыкнов.

11. Мятлик дубравный

1. Кострец полевой

2. Зопник клубненосный

3. Клевер луговой

4. Осот желтый

5. Бодяк полевой

6. Одуванчик лекарствен.

7. Вьюнок полевой

8. Герань лесная

9. Земляника лесная

10. Будра плющевидная

11. Белена черная

4

1. Осот желтый

2. Одуванчик лекарствен.

3. Мятлик дубравный

4. Подорожник большой

5. Пикульник красивый

6. Бодяк полевой

7. Кострец полевой

1. Осот желтый

2. Одуванчик лекарствен.

3. Мятлик дубравный

4. Подорожник большой

5. Пикульник красивый

6. Бодяк полевой

7. Кострец полевой

5

1. Мятлик дубравный

2. Горошек мышиный

3. Борщевик сибирский

4. Тысячелистник обыкнов.

5. Осот желтый

6. Зопник клубненосный

7. Вьюнок полевой

8. Клевер луговой

9. Аистник обыкновенный

10. Лопух большой

11. Одуванчик лекарствен.

12. Подорожник большой

13. Молочай лозный

1. Мятлик дубравный

2. Горошек мышиный

3. Борщевик сибирский

4. Тысячелистник обыкнов.

5. Осот желтый

6. Зопник клубненосный

7. Вьюнок полевой

8. Клевер луговой

9. Аистник обыкновенный

10. Лопух большой

11. Одуванчик лекарствен.

12. Подорожник большой

13. Молочай лозный

14. Пастушья сумка

6

1. Осот желтый

2. Молочай лозный

3. Клевер луговой

4. Лютик ползучий

5. Мятлик дубравный

1. Осот желтый

2. Молочай лозный

3. Клевер луговой

4. Лютик ползучий

5. Мятлик дубравный

6. Одуванчик лекарствен.

7. Конопля посевная

7

1. Мятлик дубравный

2. Одуванчик лекарствен.

3. Конопля посевная

4. Молочай лозный

5. Осот желтый

6. Вьюнок полевой

7. Липучка щетинистая

8. Зопник клубненосный

9. Клевер луговой

10. Горошек мышиный

1. Мятлик дубравный

2. Одуванчик лекарствен.

3. Конопля посевная

4. Молочай лозный

5. Осот желтый

6. Вьюнок полевой

7. Липучка щетинистая

8. Зопник клубненосный

9. Клевер луговой

10. Горошек мышиный

8

1. Пырей ползучий

2. Мятлик дубравный

3. Осот желтый

4. Пикульник красивый

5. Молочай лозный

6. Вьюнок полевой

7. Горошек мышиный

8. Латук татарский

1. Пырей ползучий

2. Мятлик дубравный

3. Осот желтый

4. Пикульник красивый

5. Молочай лозный

6. Вьюнок полевой

7. Горошек мышиный

8. Латук татарский

9. Бодяк полевой

10. Одуванчик лекарствен.

Растительность площадок вблизи леса погранична: она не является ни чисто лесной, ни полевой. В 2002 году в среднем на площадке было 8,8 вида, в 2003 - 9,8 вида. На всех площадках, кроме 2,3,6,8, в течение двух лет видовой состав не изменился. В целом на площадках структура фитоценоза представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Состав травянистой растительности учетных площадок в 2002-2003 годах

Элементы фитоценоза

количество видов

%

разнотравье

23

79

бобовые

2

7

злаковые

3

14

всего

28

100

Состав энтомофауны на площадках исследовался в те же сроки, что и фитокомпонент. Учет насекомых производился визуальными наблюдениями, обнаруженные виды заносились в сводные таблицы. Видовой состав насекомых представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Видовой состав насекомых учетных площадок

Учетная площадка

Виды насекомых

2002г.

2003г.

1

1. Крестовик обыкнов.

2.Черный муравей

3.Мертвоед матовый

4.Оса обыкновенная

1.Крестовик обыкнов.

2. Черный муравей

3.Кузнечик зеленый

4.Клещ таежный

5.Божья коровка

6.Березовый трубковерт

7.Клоп травяной

2

1.Ягодный клоп

2.Божья коровка

3.Щелкун посевной

4.Кузнечик зеленый

5.Крестоцветный клоп

6.Жук-красун

1.Ягодный клоп

2.Божья коровка

3. Щелкун посевной

4.Кузнечик зеленый

5.Крестоцветный клоп

6.Жук-красун

7.Крестоцветная блошка

3

1.Тля обыкнов. злаковая

2.Божья коровка

3.Вредная черепашка

4.Крестовик обыкнов.

5.Кузнечик зеленый

6.Березовый трубковерт

7.Крестоцвет. блошка

8.Мертвоед матовый

1.Тля обыкнов. злаковая

2.Божья коровка

3.Вредная черепашка

4.Крестовик обыкнов.

5.Кузнечик зеленый

6.Березовый трубковерт

7.Жужелица зернистая

8.Оса обыкновенная

9.Щелкун посевной 10.Жук-красун

4

1.Тля обыкнов. злаковая

2.Кузнечик зеленый

3.Крестоцвет. блошка

4.Божья коровка

5.Элия остроголовая

1.Тля обыкнов. злаковая

2.Кузнечик зеленый

3.Крестоцвет. блошка

4.Божья коровка

5.Жужелица зернистая

6.Пьявица обыкнов.

7.Вредная черепашка

8.Мертвоед матовый

9.Клоп травяной 10.Жук-красун

5

1.Крестоцветная блошка

2.Клоп травяной

3.Жужелица зернистая

4.Элия остроголовая

5.Щелкун посевной

6.Таежный клещ

7.Оса обыкновенная

8. Крапивница

1.Крестоцветная блошка

2.Клоп травяной

3.Жужелица зернистая

4. Элияостроголовая

5. Щелкун посевной

6.Таежный клещ

7.Божья коровка

8.Тля обыкнов. Злаковая

9.Крестоцветный клоп

6

1.Клоп травяной

2.Крестоцвет. блошка

3.Элия остроголовая

4. Щелкун посевной

5.Крестовик обыкновен.

6.Березовый трубковерт

7.Оса обыкновенная

1.Клоп травяной

2.Крестоцвет. блошка

3.Элия остроголовая

4.Щелкун посевной

5.Крестовик обыкновен.

6.Березовый трубковерт

7.Вредная черепашка

8.Кузнечик зеленый

7

1.Клоп травяной

2.Черный муравей

3.Муха-журчалка

4.Кузнечик зеленый

5.Крестоцвет. блошка

1.Клоп травяной

2.. Черный муравей

3.Муха-журчалка

4.Вредная черепашка

5.Элия остроголовая

6.Оса обыкновенная

8

1.Клоп крестоцветный

2.Крестоцветная блошка

3.Березовый трубковерт

4. Черный муравей

5.Пьявица обыкновен.

6.Жук-красун

7.Муха-журчалка

1.Клоп крестоцветный

2.Крестоцветная блошка

3.Березовый трубковерт

4. Черный муравей

5.Вредная черепашка

6.Жужелица зернистая

7.Клоп травяной

8.Оса обыкновенная

Было обнаружено 22 вида насекомых (в основном, вредители сельскохозяйственных культур) из них хищников - 4 вида, 14 видов фитофагов, опылителей - 2вида. Среднее количество видов на площадке увеличилось с шести в 2002 году до восьми в 2003 году, но в целом количество видов на площадках уменьшилось. Структура энтомофауны представлена в таблице 5.

Таблица 5 - Состав энтомофауны учетных площадок

Элементы ценоза

2002г.

2003г.

количество видов

%

количество видов

%

хищники

4

18

4

19

фитофаги,

из них вредители

14

63

13

62

11

79

11

85

опылители

2

9

2

9,5

некрофаги

1

5

1

4,8

паразиты

1

5

1

4,8

всего

22

100

21

100

Основу взаимоотношений насекомых с другими организмами и между собой составляют пищевые, или трофические, связи. Являясь гетеротрофными организмами, они нуждаются в органических веществах, созданных другими живыми существами. Поэтому насекомое- потребитель пищи, или консумент, - тесно связано с другим организмом - поставщиком пищи, продуцентом.

Насекомых, питающихся растениями, относят к фитофагам. Они составляют свыше половины видов насекомых и широко представлены в отрядах прямокрылые, равнокрылые, клопы, трипсы, жуки, чешуекрылые, двукрылые. Питание засчет насекомых характерно для энтомофагов, засчет трупов животных - для некрофагов (Бондаренко и др.,1983)Преобладание фитофагов в трофической структуре группировок беспозвоночных не противоречит нормам естественного биоценоза, где численность их контролируется внутрипопуляционными процессами и хищниками.

Трофическая структура любого биоценоза предполагает существование естественных врагов для каждого фитофага и вредителя. В пределах исследуемых площадок было обнаружено четыре вида хищных насекомых.

Журчалки.

Многие виды этого семейства, входящего в отряд двукрылых, уничтожают тлей, цикад, трипсов и даже гусениц некоторых бабочек. Мухи этого вида чаще всего имеют яркую и пеструю окраску, напоминая ос. Журчалки играют важную роль в истреблении тлей. За время своего развития одна личинка хищника уничтожает до 2 тыс. особей. Существенное значение имеет сохранение хищных журчалок при химической обработке посевов против тли путем правильного подбора пестицидов.

Велико значение муравьев в жизни биоценоза. Способные в ряде случаев наносить известный ущерб сельскому хозяйству, они могут, благодаря высокой численности эффективно снижать численность массовых видов вредителей поля и леса - тли, вредной черепашки, листогрызущих гусениц.

Жуки семейства жужелиц, а также развивающиеся в почве личинки - активные хищники, играющие важную роль в регулировании численности фитофагов в агроценозах. Они относятся к почвенным обитателям, их легко найти под камнями, в подстилке, на почве. Большинство видов активны в сумерках и ночью, поедают гусениц и куколок.

Еще одна группа насекомых-энтомофагов - божьи коровки. Это целая группа жуков, составляющая семейство кокцинеллид. Почти все они - хищники, которые играют решающую роль в снижении численности тлей, мелких гусениц и клещей (И.Ф.Павлов, 1987).

В том случае, когда экосистема претерпевает антропогенное вмешательство, биотические связи перестраиваются. Данные видового состава, представленные в таблице 4, демонстрируют преобладание в составе энтомофауны не просто фитофагов, но вредителей сельскохозяйственных культур.

Вредоносными считаются насекомые, повреждающие культурные растения. Особенности их биологии и экологии сформировались приспособлением к среде - помимо соответствующих морфологического строения, к ним относится и жизненный цикл, соотнесенный с фазами развития растений, и особенности онтогенеза, и период покоя, протекающий, в основном, в пределах используемого агроценоза, и половая и возростная структура популяций, и динамические популяционные процессы.

Естественно, деятельность вредителей не может быть ограничена размерами поля, помимо того, что для многих из них местами зимовки становятся обочины, некоторые нуждаются в докармливании на сорных растениях или растительности обочин.

Присутствие на учетных площадках значительного количества сельскохозяйственных вредителей, причем, в основном, специализированных, объясняется непосредственной близостью агроценоза.

3.2 Анализ результатов исследований

Сравнительный анализ группировок беспозвоночных и растительного сообщества на разных площадках проводился с использованием коэффициента видового сходства Жаккара (В.М. Душенков, К.В. Макаров, 2002), вычисляемого по формуле:

, (1)

где А, В - число видов в двух группировках,

С - число общих видов.

Результаты расчетов попарно по всем площадкам представлены в таблицах.

Таблица 6 - Значения коэффициента фаунистического сходства группировок беспозвоночных на 8 площадках попарно, 2002 год

1

2

3

4

5

6

7

8

1

1

0,00

0,20

0,00

0,09

0,22

0,13

0,10

2

1

0,17

0,22

0,08

0,08

0,10

0,09

3

1

0,44

0,07

0,25

0,18

0,15

4

1

0,18

0,09

0,11

0,09

5

1

0,36

0,18

0,00

6

1

0,20

0,00

7

1

0,33

8

1

Среднее значение коэффициента - 0,153

Таблица 7 - Значения коэффициента сходства группировок беспозвоночных на 8 площадках попарно, 2003 год

1

2

3

4

5

6

7

8

1

1

0,17

0,30

0,21

0,23

0,36

0,18

0,25

2

1

0,30

0,30

0,33

0,23

0,08

0,07

3

1

0,43

0,36

0,29

0,14

0,29

4

1

0,36

0,29

0,14

0,29

5

1

0,31

0,15

0,31

6

1

0,27

0,45

7

1

0,27

8

Среднее значение коэффициента - 0,266

Таблица 8 - Значение коэффициента видового сходства беспозвоночных для каждой площадки в сравнении данных 2002 и 2003 гг.

<\/a>") //-->