Типы биотических взаимодействий организмов в современном агроценозе

Как живые организмы влияют друг на друга в агроценозе

Любая культура на поле или в теплице живет в окружении сотен других организмов — от сорняков и насекомых до почвенных бактерий и грибов. Их взаимодействие напрямую влияет на будущий урожай. Все эти связи делят на две основные группы: топические (совместное обитание на одной площади) и трофические (питание).

Топические связи определяют, как организмы делят пространство. Это может быть как простое механическое повреждение (охлестывание ветвей деревьев), так и использование соседа в качестве опоры — например, когда вьюн обвивает стебель культурного растения, а мхи и лишайники селятся на коре. Птицы также используют деревья как субстрат для гнездования. В микромире топические связи переходят в антагонизм: одни микроорганизмы подавляют другие, выделяя природные антибиотики вроде пенициллина или стрептомицина. В глобальном масштабе такие взаимодействия способны полностью изменить среду, превратив озеро в болото.

Трофические связи строятся на цепочке питания. Растения выступают в роли продуцентов — они создают органическое вещество и запасают энергию. Ими питаются консументы первого порядка (травоядные), которые сами становятся кормом для консументов второго и третьего порядков (хищников, использующих животные белки). Все отходы и остатки на каждом уровне разлагают редуценты, возвращая минеральные вещества и углекислый газ обратно продуцентам.

Помимо прямого поедания (хищничества, которое встречается у позвоночных, насекомых, червей, моллюсков, простейших, бактерий и растений) и взаимовыгодного сотрудничества, в природе выделяют и другие типы контактов. Для контроля фитосанитарной обстановки агроному важно различать следующие формы сожительства:

• Паразитизм — постоянное (истинное) или временное (периодическое) использование хозяина паразитом в качестве источника пищи и среды обитания;
• Комменсализм — сожительство, при котором один вид получает пользу (например, рачки на коже китов находят убежище и пищу), а второму это не приносит ни вреда, ни пользы;
• Форезия — перенос одних организмов другими (например, рыбами-прилипалами);
• Синойкия — использование чужих нор, гнезд или построек;
• Нейтрализм — совместное проживание видов, при котором они никак не влияют друг на друга;
• Аменсализм — подавление жизнедеятельности одного вида в присутствии другого.

Антропогенный фактор: управление развитием агроэкосистем

С появлением земледелия около 12 тысяч лет назад на природные процессы стал влиять антропогенный фактор — целенаправленная деятельность человека. Первобытные люди мало отличались от обычных всеядных консументов, собирая готовое в дикой природе. С развитием технологий, использованием огня и ростом населения это воздействие превратилось в главную силу, меняющую биоценозы.

В дикой природе расселение растений происходит за счет летучек, прикрепления семян к шерсти животных или благодаря мясистым плодам и орехам, привлекающим распространителей. Размножение зависит от естественных факторов — опыления ветром или насекомыми, полового отбора у животных и заботы о потомстве. В агроценозах человек заменяет эти механизмы искусственными. Мы отбираем продуктивные виды, защищаем их от конкуренции с сорняками, уничтожаем вредителей и обеспечиваем дополнительным питанием.

В животноводстве антропогенный фактор работает аналогично. Человек одомашнил дикие виды, ведет постоянную селекционную работу и защищает стада от хищников. Животные получают сбалансированные корма для быстрого роста и развития. В результате естественный отбор в сельском хозяйстве практически полностью заменен искусственным контролем.

Пределы устойчивости агроэкосистем и принципы экологического контроля

Развитие технологий и способов производства позволило человеку временно преодолеть действие традиционных лимитирующих факторов и увеличить свою численность в десятки тысяч раз. Однако создание собственной антропоэкосистемы не означает, что фундаментальные экологические законы прекратили действовать. В масштабах биосферы неконтролируемая хозяйственная деятельность оказывается разрушительной, из-за чего на планете практически не осталось экосистем, не испытавших антропогенного воздействия.

Полностью отказаться от использования природных ресурсов невозможно, поэтому в практической работе необходимо строго контролировать степень воздействия на окружающую среду. Важно учитывать, что природные механизмы крайне чувствительны к любым отклонениям от нормы. Интенсивная эксплуатация почвенных, водных и энергетических ресурсов при игнорировании экологических лимитов приводит к стремительной деградации среды обитания.

Современные тенденции развития хозяйственной деятельности сопровождаются комплексным нарушением естественного баланса. Изменение условий среды происходит как на глобальном уровне, так и в масштабах конкретных агроценозов. К основным факторам деградации природных экосистем относятся:

• глобальные атмосферные и климатические сдвиги: потепление климата из-за поступления двуокиси углерода при сжигании топлива, кислотные дожди и разрушение озонового экрана;
• истощение и загрязнение базовых ресурсов: резкое изменение окружающей среды вследствие загрязнения почв и водоёмов, а также нерационального водопотребления;
• нарушение структуры биоценозов: истребление различных видов животных и растений, а также случайная или целенаправленная интродукция видов из одних экосистем в другие.

Сейчас антропоэкосистема находится в стадии быстрого роста и поддерживает своё существование за счёт активной эксплуатации природных запасов. Истощение почвенных, водных и энергетических ресурсов создаёт риски социальных конфликтов и разрушения существующей цивилизации. Альтернативным путём является переход к устойчивому развитию, которое требует обязательного признания природных лимитов.

Концепция устойчивого развития предполагает проведение мероприятий, ограничивающих негативное воздействие на биосферу и предотвращающих истощение ресурсов. Первые практические шаги в этом направлении уже предпринимаются на международном и государственном уровнях. К ним относятся:

• жесткий контроль за загрязнением окружающей среды;
• создание заповедных территорий для сохранения биоразнообразия;
• планирование семьи и регулирование природопользования.