1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Биология
  3. Круговорот веществ в биосфере

Круговорот веществ в биосфере

Организмы биосферы в целом состоят из тех же химических элементов, что и неживые компоненты географической оболочки. Но роль каждого химического элемента, в частности, в строении, жизнедеятельности и биогеохимических процессах живых организмов разная. Химические элементы с их участием в строении и функционировании живого вещества разделяют на несколько групп:

  • • благородные или инертные газы, которые не входят в состав живого вещества (всего шесть);
  • • благородные металлы, которые не образуют соединений в земной коре (семь);
  • • органогенные или циклические элементы. Они вступают в многочисленные реакции и процессы, образуя живое вещество (сорок четыре);
  • • рассеянные элементы, характеризующиеся преобладанием свободных атомов, вступают в химические реакции, но их соединения редки в земной коре (одиннадцать);
  • • сильно радиоактивные элементы, существующие в земной коре (одиннадцать), или в космическом пространстве (пять), а также полученные искусственно (семь);
  • • редкоземельные элементы (пятнадцать).

В весовом отношении на группу органогенных элементов приходится 99,7% земной коры, остальные 0,3% веса составляют остальные пять групп элементов. Органогенные элементы называют еще элементами-Мигран-тами. Они постоянно находятся в круговороте, который осуществляется двумя путями – водным и воздушным. В воздушных мигрантов, в частности, относятся кислород, водород, азот и йод, для других элементов типичной является водная миграция. Некоторые из элементов воздушных мигрантов входят в состав солей, которые могут мигрировать и водным путем, но воздушная миграция для них типична.

Четыре из элементов – кислород, углерод, водород, азот – имеющиеся во всех без исключения ландшафтных системах. Их содержание в живых организмах превышает 98% весового состава. Кислород и водород образуют воду, которая в составе живых организмов может составлять 99%.

Элементы, из которых состоят живые организмы, по весовому составу подразделяют на макроэлементы, содержание которых не ниже 1 * 10-2%, микроэлементы, содержание которых не ниже 1 х 10-3 до 1 х10-5%, и ультрамикроеле менты, содержание которых не превышает 1х 10-6% (табл. 6.2). Понятно, что все это обобщенные данные об элементарном составе живых организмов. Каждый вид имеет свой химический состав, его выделяет среди других, так же как морфологическое строение, физиологические особенности, ареал и тому подобное.

Среди растений, животных, грибов и микроорганизмов есть виды, которые накапливают отдельные элементы в количествах, значительно больших, чем соседние виды. В частности, многие виды бурых водорослей накапливают йод из воздуха, воды, почвы в количествах, превышающих его содержание в естественной окружающей среде на два-три порядка. В то же время, определенные живые организмы приспосабливаются к среде, в котором некоторые химические элементы содержатся в значительных концентрациях. Повышенное содержание отдельных элементов в окружающей среде становится причиной отравления живых организмов. Это касается прежде всего ртути, кадмия, радуюсь и других токсичных элементов, что, как правило, имеются в земной коре в ультранизких концентрациях.

Итак, как отмечает П. Второв, организмы в биосфере осуществляют перераспределение химических элементов, накапливая те, которые необходимы им для существования, и не вступая в реакции с теми, которые не влияют на их жизнедеятельность.

Круговорот веществ происходит в результате объединения круговорот отдельных элементов с помощью двух источников энергии: космической (99%) и внутренней энергии Земли (1%). Важную роль в процессах круговорота играют водный состояние, атмосферные переноса, размножение, расселение и дыхания организмов.

Выделяют большой (геологический) и малый (биотический) круг-обращения. Геологический круговорот веществ происходит между сушей и океаном, биотический – между растениями и почвой. В первом случае миграция имеет преимущественно горизонтальный, во втором – вертикальный направления. На начальном этапе геологического развития, благодаря большому круговорота веществ, формировались континенты, океаны и сферы Земли. Это происходило путем перемещения воздушных масс, поверхностных и подземных вод и продуктов выветривания горных пород. После возникновения жизни на Земле и становления биосферы в процессе круговорота участвуют продукты жизнедеятельности организмов и организмы. В течение последних веков “индустриального” и “постиндустриального” развития человеческого сообщества добавились вещества-загрязнители (оксиды серы, азота, пыль, минеральные удобрения, ядохимикаты, радиоактивные изотопы), которые переносятся воздухом и водой на большие расстояния. Миграция веществ в биотическом круговорота определяется двумя тесно связанными и взаимообусловлены процессами: синтезом живого вещества зелеными растениями из элементов неживой природы, с одной стороны, и минерализацией органических остатков растений и животных, при которой выделяется энергия, с другой. Растения, которые усваивают вещества из почвы, воздуха и воды, тратят их на построение своих организмов, а также организмов животных, которые ими питаются. Минерализуючись, организмы или их остатки пополняют продуктами разложения абиотичне окружающей среды. Этот процесс не замкнутый. Часть веществ каждого цикла круговорота пополняет геологический круговорот, через речной сток попадая в реки и моря, и там, видклавшись на дне на длительное время, изымается из биотического круговорота. На их место привлекаются новые вещества. Каждый следующий цикл круговорота имеет свой состав, параметры и продолжительность, этим отличается от предыдущего.

Круговорот веществ состоит из круговорота определенных элементов. Для каждого элемента характерна своя скорость миграции в малых и больших круговорота. Исследователи считают, что весь кислород атмосферы проходит через живые организмы на протяжении двух тысяч лет, а углекислый газ через триста лет. Локальные круговорот имеют значительно меньшую продолжительность. Важнейшую роль в биологическом круговороте играют биогенные элементы, а именно углерод, азот и фосфор. Подробнее рассмотрим круговорот этих элементов.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Классификация гормонов