1. Агроекосистема та її місце в біосфері

Агроекосистема – природний комплекс, трансформований сільськогосподарською діяльністю людини.

Агроекосистема є природно-антропогенною системою, ціллю якої є стабільне високопродуктивне виробництво якісної сільськогосподарської продукції.

Проектна продуктивність агроекосистеми підтримується за рахунок прямих і опосередкованих енергетичних інвестицій, в умовах припинення або критичного зменшення яких вона деградує або втрачає свої проектні властивості.

Агроекосистема складається із агробіоценозу та агробіотопу.

Агробіоценоз екосистеми представлений сукупністю усіх живих організмів, об’єднаних певними видами – сильноедифікаторами.

Агробіотопом є комплекс ґрунтового покриву, на якому поширений певний агробіоценоз.

Агроекосистемою може бути будь-яка сукупність посівів, яка поєднує декілька полів з однією і тією ж сільськогосподарською культурою або різними та невеликими фрагментами лісосмуг на фоні однорідних ґрунтів, рельєфу, гідрологічних та інших умов. Агроекосистемами є певні ділянки пасовищ, меліоративні, ґрунтозахисні, водозахисні насадження.

Агроекосистеми, як і природні екосистеми, складаються з безлічі взаємозв'язаних біологічних, фізичних та хімічних компонентів. Будь-яка група компонентів, між якими встановилися функціональні зв'язки, утворює систему (система характеризується взаємообумовленістю компонентів, а не їх сумою, набором).

Функціонування та необхідний рівень продуктивності агроекосистеми підтримується штучно за рахунок додаткових енергетичних інвестицій. Порівняльна характеристика агроекосистеми та природної екосистеми наведена в табл. 2.1.

Важливою особливістю агроекосистем є цілеспрямовані або навмисні антропогенні зміни умов життя культурних рослин і свійських тварин. Штучний добір і селекція рослин і тварин супроводжувались перебудовою інших компонентів екосистем – грунту, водойм тощо.

Агроекосистемам властива розімкненість біотичного колообігу, визначена особливостями їх організації, структурою і функціями, роллю, яку вони виконують. Основне призначення агроекосистем – забезпечення населення продуктами харчування. Це завдання можна вирішити тільки докорінною перебудовою потоків речовин у сільськогосподарських екосистемах і довкіллі. Більша частина хімічних елементів, зв'язаних у фітомасі, у вигляді зерна, овочів, фруктів, корене- і бульбоплодів мігрує за межі сільськогосподарських екосистем здебільшого для забезпечення міського населення продуктами харчування, а промисловості – сировиною.

Таблиця 2.1.

Порівняльна характеристика агроекосистеми та природної екосистеми

Хімічні елементи, вивезені з продуктами рослинництва і тваринництва за межі аграрних ландшафтів, виключаються з біологічного колообігу сільськогосподарських екосистем. Із харчовими відходами та екскрементами людей вони надходять у каналізаційні системи міст, інших населених пунктів, залучаються у геологічний колообіг.

Біологічний колообіг порушується також у результаті припливу в сільськогосподарські екосистеми мінеральних добрив, пестицидів та інших речовин. У них змінюється баланс хімічних речовин приплив – відплив. Це впливає на геохімічну ситуацію й аграрні ландшафти, стан флори і фауни, біологічну продуктивність і відтворю-вальну здатність культурних рослин, свійських тварин, якість продукції рослинництва і тваринництва.

В аграрних ландшафтах змінений потік енергії. В них разом із сонячною енергією використовують додаткові енергетичні ресурси для обробітку, зрошення, осушення, удобрення ґрунту, захисту рослин від шкідників, хвороб, бур'янів тощо.

Дуже велика енергоємність у агроекосистем закритого ґрунту.

Значні кількості додаткової енергії потрібні і для виробництва тваринницької продукції. Енергетичні субсидії необхідні для будівництва тваринницьких приміщень, підтримання в них оптимального мікроклімату (тепло, освітлення та ін.), лікування тварин.

Сільськогосподарські екосистеми різняться від природних характером їх регулювання та керування ними. Природні біоценози є саморегулювальними, самовідтворювальними системами. В усіх сільськогосподарських екосистемах (польових, садових, пасовищних, фермських) механізми саморегулювання і самовідтворення порушені. Процеси, які відбуваються в агроекосистемах, регулюються не стільки механізмами саморегулювання і самовдосконалення, скільки людиною. Людина виконує роль «внутрішнього» і «зовнішнього» регулятора. В міру поглиблення інтенсифікації і спеціалізації сільськогосподарського виробництва характер керування агроекосистемами змінювався, ставав дедалі менше «внутрішнім» і все більше «зовнішнім».