|
|
Биотический круговорот веществ – основа функционирования живого веществабиосферы.Биотический круговорот веществ как замкнутая система отработан в процессе эволюции за несколько миллиардов лет. Мертвых животных и растения перерабатывают насекомые, простейшие, грибы, бактерии и другие деструкторы (редуценты), которые разрушают их, превращая в минеральные или простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями. Непрерывность, замкнутость этого процесса обеспечиваются распадом и разложением конечных продуктов. Под влияниембиотического круговорота веществ концентрация фосфора в почве заметно выше (в среднем 0 1 - 0 3 %), чем в земной коре. Гумусовые горизонты ненарушенных почв богаты фосфором, в лесной подстилке иногда содержится до 100 кг / га этого элемента. Большое количество фосфора (106 - 107т) удерживается в веществе биосферы. Содержание данного элемента в фитомассе природных (естественных) луговых степей достигает 30 кг / га. Для диких травоядных млекопитающих такой уровень фосфора в кормовых растениях вполне достаточен. Энергетический принцип изучениябиотического круговорота веществ отражает фундаментальное положение о том, что энергия, в отличие от вещества, в цепи трофических (пищевых) превращений не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Энергия Солнца трансформируется в процессебиотического круговорота веществ на каждом его этапе и уровне. Непосредственно потребляют солнечную энергию только зеленые растения в процессе фотосинтеза. Они создают органическое вещество из диоксида углерода (СО2) и воды, как бы аккумулируя энергию. В определенные экологически специфические периоды сбалансированностьбиотического круговорота веществ нарушалась: из него выводились излишки, которые депонировались (откладывались) в виде нефти, каменного угля, газа, известняков и других минералов органического происхождения. При сжигании каменного угля в топках или нефти в моторах освобождается и используется солнечная энергия, запасенная былыми биосферами сотни миллионов лет назад. Важно отметить, что эти депонированные в прошлом, выведенные из биотического круговорота излишки не засоряли биосферу и не оказывали вредного влияния на сам процесс. Разнообразие животных чрезвычайно важно прежде всего для основного процесса - биотического круговорота веществ и энергии. Один вид не способен в любом биогеоценозе расщепить органическое вещество растений до конечных продуктов. Каждый вид использует лишь часть растений и некоторые содержащиеся в них органические вещества. Так складываются цепи и сети питания, последовательно извлекающие вещества и энергию из фотосинте-зирующих растений. Таким образом, атмосфера в биоценозе играет огромную роль в поддержаниибиотического круговорота вещества и энергии и обеспечении водного баланса. Экосистема - совокупность в биосфере организмов и неорганических компонентов, в которой осуществляетсябиотический круговорот веществ. Понятие, часто употребляемое вместо термина биогеоценоз, но более общее, безразмерное. При этом загрязнитель разлагается до форм, усваиваемых живыми организмами и вовлекаемых далее вбиотический круговорот веществ. Оно основано на поглощении и разложении загрязнителей главным образом микроорганизмами и зависит от их количества и физиологической активности. Длительность процесса самоочищения резко меняется в зависимости от географического места, например, на севере оно идет медленно. Способность почвы к самоочищению имеет огромное значение для проживающих в ней организмов и связанных с ними других компонентов биосферы.
Схема биотического круговорота в экосистеме Итак, получая беспрерывный поток солнечной энергии, растения создают первичную продукцию из неорганической материи. В дальнейших звеньяхбиотического круговорота веществ происходит лишь расходование этого запаса с трансформацией и потерей энергии. Консументы, редуценты потребляют живое вещество первичной продукции. Животные, сами создавая новое живое вещество, расходуют для этого в десятки раз больше живого вещества предыдущего трофического уровня, тем самым уменьшая и общие запасы потока энергии. В книге изложены основные сведения о самоочищении водоемов, о биологических и физико-химических механизмах, участвующих в этом процессе. Приведены сведения обиотическом круговороте веществ в водоеме, основные его характеристики. Кратко рассказано об участии водных организмов в восстановлении качества воды. Дана количественная оценка некоторых из этих процессов. Описаны отдельные стадии химических реакций и показана роль химически активных соединений и частиц в распаде органических соединений. Как происходит передача энергии и вещества в биоценозе. Какие группы организмов обеспечиваютбиотический круговорот веществ. Оба круговорота взаимосвязаны и представляют собой как бы единый процесс. Втягивая в свои многочисленные орбиты косную среду, биотический круговорот веществ обеспечивает воспроизводство живого вещества и оказывает активное влияние на облик биосферы. Жизнь не только возникает из мертвой (косной) материи, но и оказывает на нее существенное воздействие. Главнейшая роль живого сводится к осуществлению так называемогобиотического круговорота веществили биогеохимического цикла. Все вещества, участвующие в жизненных процессах, физически конечны, и за миллионы лет их аккумуляции в органическом веществе они могли бы уже быть исчерпанными. Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов: Важнейший процесс — дыхание растений, при котором до половины ассимилированного при фотосинтезе органического вещества окисляется до С02 и возвращается в атмосферу. Второй существенный процесс расходования органического вещества и накопленной в нем энергии — это потребление растений консументами первого порядка — растительноядными животными. Запасаемая фитофагами с пищей энергия также в значительной мере расходуется на дыхание, жизнедеятельность, размножение, выделяется с экскрементами. В свою очередь растительноядные животные являются пищей для плотоядных животных — консументов более высокого трофического уровня. Консументы второго порядка расходуют накопленную с пищей энергию по тем же каналам, что и консументы первого порядка (растительноядные животные). Каждое звено экосистемы поставляет в окружающую среду органические остатки, которые служат источником пищи и энергии для животных-сапрофагов, а главным образом для микроорганизмов — бактерий, грибов и др. Завершающим этапом превращения органического вещества являются процессы гумификации и далее — окисление гумуса до С02 и минерализация зольных элементов, которые вновь возвращаются в почву и атмосферу, обеспечивая растения пищей. Таким образом, биотический круговорот представляет собой непрерывный процесс создания и деструкции органического вещества. Он реализуется при участии представителей всех трех групп организмов: без продуцентов невозможна жизнь, поскольку лишь они производят основу жизни — первичное органическое вещество; консументы разных порядков, потребляя первичную и вторичную продукцию и переводя органическое вещество из одной формы в другую, способствуют возрастанию многообразия форм жизни на Земле; наконец, редуценты, разлагая органическое вещество до минерального, возвращают его к началу круговорота. Глобальные циклы миграции химических элементов не только связывают три наружные оболочки нашей планеты в единое целое, но и обусловливают непрерывную эволюцию ее состава. Движущей силой биотического круговорота служит энергия Солнца. Основной процесс, в результате которого образуются органические вещества, — фотосинтез — осуществляется благодаря использованию солнечной энергии зелеными растениями. Автотрофы, синтезируя органическое вещество, по сути дела, «консервируют» солнечную энергию в географической оболочке. Проникая из космоса в биосферу, энергия накапливается не только в растениях, но и в животных, почвах, горных породах. Энергия Солнца движет по кругу химические элементы, которые то сцепляются в гроздья органических молекул, то рассыпаются опять в неорганическом веществе. В биотическом круговороте помимо образующих органическое вещество элементов (кислород, углерод, водород) принимают участие большое число биологически важных элементов (азот, кальций, натрий, калий, кремний, фосфор, сера), а также микроэлементы (бром, йод, цинк, серебро, молибден, медь, магний, свинец, кобальт, никель). Список элементов, поглощающихся живым веществом, можно значительно расширить, причем в него входят даже ядовитые элементы (ртуть, селен, мышьяк) и радиоактивные. Отметив циклический характер массоэнергообмена, ответим на вопрос о скорости круговорота различных веществ в биосфере. Все живое вещество биосферы обновляется в среднем за 8 лет. В океане циркуляция идет во много раз быстрее: вся масса живого вещества обновляется за 33 дня. В атмосфере смена кислорода происходит за 2 тыс. лет, углекислого газа — б лет. Процесс полной смены вод в гидросфере осуществляется за 2800 лет.   ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
