Типи та структура агроекосистем
На відміну від індустріальних або урбанізованих екосистем, початковий процес формування агроекосистеми з природної екосистеми простий. Умовно кажучи, досить розпушити поверхню ґрунту і закласти необхідні для майбутнього врожаю насіння, попередньо знищивши певною мірою природну рослинність. Але і при такому дуже примітивному перетворенні природної екосистеми відчутно змінюється кругообіг речовин. Так, після розорювання території активізуються процеси масообміну, що виявляються в інтенсифікації колообігу біогенних елементів.
Якщо розглядати агроекосистему умовно як поєднання природної екологічної системи та антропогенної енергії, слід зазначити, що питомі витрати енергії в доіндустріальному сільському господарстві були порівняні з енергопотоками в природних екосистемах. В інтенсивному сільському господарстві енергоспоживання набагато вище, що зрештою зрівнює його за рівнем впливу на навколишнє природне середовище з іншими антропогенними впливами. Як зазначалося, природні екосистеми та агроекосистеми подібні до автотрофності. Але при цьому природна екосистема є область із замкнутим циклом і елементів живлення, і первинної продукції, тобто. потоки речовини реалізуються переважно всередині системи, а винесення їх майже відсутнє. Агроекосистеми створюються для переважного винесення продукції із системи, причому іноді за тисячі кілометрів від початкового джерела формування даної продукції.
Біотична спільнота природної екосистеми різноманітніша, ніж в агроекосистемі, і повніше використовує доступний їй простір ніші. Характеристики окремих індивідуумів (генетика, вік, стан) всередині певного виду мають тенденцію до зміни в природних екосистемах, алещодо постійні в агроекосистемах. Природні екосистеми більш безперервні у просторі та часі; Переважна більшість отриманої них продукції використовують у різних цілей у даних екосистемах. Експорт продуктів продовольства з агроекосистем лімітує використання одержаної продукції всередині цих систем та робить їх залежними від витрат матеріалів та праці людини.
З одного боку, агроекосистеми – природно-матеріальне джерело виробництва, а з іншого – об'єкт та результат цілеспрямованої діяльності людини. Яке співвідношення цих двох сторін і як воно змінюється під впливом інтенсифікації сільськогосподарського виробництва?
Як предмет вивчення та управління агроекосистема є цілком певною матеріальною системою зі складною сукупністю активних екологічних взаємозв'язків, які реалізуються в результатах виробничої діяльності та умовах відтворення природного потенціалу.
Відсутність загальноприйнятої класифікації агроекосистем доповнюється певною мірою типізацією структур землеробства, що застосовується ФАО. Відповідно до цієї типізації, виділено п'ять видів землекористування, по кожному з яких класифіковано агроекосистеми.
Землеробське, або польове, - богарні, зрошувані агроекосистеми (ротації зернових, бобових, кормових, овочевих, баштанних, технічних та лікарських культур).
Плантаційно-садове – плантаційні агроекосистеми (чайний кущ, дерево какао, кавове дерево, цукрова тростина), садові агроекосистеми (плодові сади, ягідники, виноградники).
Пасовища - пасовищні агроекосистеми (відгінні пасовища: тундрові, пустельні, гірські; лісові пасовища; покращені пасовища: сіножаті, окультурені луки).
Змішане - змішані агроекосистеми,що характеризуються рівнозначним співвідношенням та поєднанням кількох видів землекористування, а також процесів отримання як первинної, так і вторинної біологічної продукції.
Землекористування для виробництва вторинної біологічної продукції — агропромислові екосистеми (території інтенсивного «індустріалізованого» виробництва молока, м'яса, яєць та іншої продукції на основі переважних процесів постачання системи речовиною та енергією ззовні).
У процесі формування, розвитку та експлуатації агросистемиих утворень принципово важливо враховувати природну родючість ґрунтів та умови відтворення. Можна виділити три базові типи агроекосистем: природоємний, природоохоронний і природополіпшуючий.
Природоємні агроекосистеми характеризуються неповним відтворенням природної родючості, що призводить до падіння його рівня.
Для природоохоронного типу агроекосистем характерні просте відтворення природного ЯЛ°Д0Р°ДІЯ > як наслідок, збереження його рівня.
Природоулучшающий тип спрямований на Розширене відтворення та підвищення рівня природної родючості.
Останнім часом домінує природомісткі. Пропорційно типу відтворення грунтової родючості змінюється ефективність антропогенної енергії, що привноситься в агроекосистеми.
Грунт – це базис для створення будь-якої агроекосистеми, своєрідне осередок процесів видів зміни речовин та трансформації потоків енергії, головна ланка управління агроекосистемами.
Фізико-хімічні процеси, що відбуваються в агроекосистемах, як відомо, суттєво відрізняються від таких у природних екосистемах внаслідок принесення елементів антропогенного регулювання. Принципова відмінність навіть спрощених агроекосистем від природнихполягає у переважному виносі з урожаєм поживних речовин, що акумульуються у вирощеній продукції. Це явна відмітна ознака агроекосистем, і вона не єдина. Ґрунтова родючість, що визначається в основному запасами гумусу, є не лише головною екохімічною та екологічною характеристикою агроекосистем! Зменшення вмісту гумусу погіршує умови розвиненої корисної мікрофлори, у тому числі і «грунтоочисників». призводить до втрати запасів внутрішньоґрунтової енергії елементів мінерального харчування, до посилення процесів змиву і вимивання, тобто. обумовлює деградацію базису.
Деякі процеси в агроекосистемах відбуваються не так, як у природних системах. Наприклад, швидкість інфільтрації води в природних екосистемах вища, що істотно знижує і поверхневий стік, і ймовірне розвиток ерозії грунту. У природних умовах ерозію стримує також мстивий покрив, що зберігається протягом усього року.
Втрати вологи в природній екосистемі зазвичай вищі. Внаслідок великих втрат вологи по ґрунтовому профілю переміщається менший обсяг води, що знижує вимивання та надходження у ґрунтові води поживних речовин.
У природних екосистемах у великих кількостях містяться органічні колоїди, які забезпечують іонообмінну та водоутримуючу здатність ґрунту. Втрати ґрунтом колоїдів в агроекосистемах спричинені окисленням та руйнуванням органічної речовини, що відбувається внаслідок тривалої обробки ґрунту, а також при зрошенні. Паралельно окисненню органічної речовини йде й інтенсивна мінералізація, що призводить до значних втрат його рухомої частини. В агроекосистемах процеси окислення та мінералізації посилюються внаслідок зниження густоти рослинного покриву та підвищення температури ґрунту.
Цикл круговоротубіогенних елементів у природних екосистемах закритіший, ніж у агроекосистемах, де значна їх частина відчужується з урожаєм. Газоподібні втрати азоту з ґрунту в агроекосистемах значно вищі, ніж у природних екосистемах, внаслідок більшої активності денітрифікуючих мікроорганізмів.
У природних екосистемах здатність рослин поглинати елементи живлення вища, ніж швидкість утворення доступних їх форм у ґрунті. Рослини природних екосистем мають більш різноманітну кореневу систему, що дозволяє повніше використовувати ґрунтовий профіль. Агротехніка, за якої зменшується різноманітність оброблюваних культур, як знижує ефективність використання вологи, а й збільшує загрозу втрати поживних речовин під час вимивання їх межі корнеобитаемого шару грунту.