چرخه های کربن بیوگرافی شیمیایی آب فسفر آب. چرخه بیوگرافی شیمیایی نیتروژن و پیامدهای تاثیر بر فعالیت های انسان شناسی او. چرخه های بیوگرافی شیمیایی عناصر شیمیایی ضروری: کربن، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر، به

چرخه کربن.

شدید ترین چرخه بیوگرافی شیمیایی یک چرخه کربن است. که در

کربن طبیعت در دو فرم اصلی وجود دارد - در کربناتها

(سنگ آهک) و دی اکسید کربن. محتوای 50 برابر بیشتر از

در جو. کربن در تشکیل کربوهیدرات ها، چربی ها، پروتئین ها و

اسیدهای نوکلئیک.

جرم اصلی در کربنات ها در پایین اقیانوس انباشته می شود (1016 تن)، در

سنگ های کریستالی (1016 تن)، زغال سنگ سنگ و روغن (1016 تن) و

در یک چرخه بزرگ گردش خون شرکت می کند.

پیوند اصلی یک چرخه کربن بزرگ رابطه فرایندها است

فتوسنتز و تنفس هوازی (شکل 1).

چرخه اصلی دیگر چرخه کربن است

تنفس بی هوازی (بدون دسترسی به اکسیژن)؛ انواع مختلف بی هوازی

باکتری ها ترکیبات آلی را به متان و سایر مواد تبدیل می کنند

(به عنوان مثال، در اکوسیستم های مارش، دفن زباله های زباله).

در یک چرخه کوچک، کربن موجود در

بافت های سبزیجات (حدود 1011 تن) و بافت های حیوانی (حدود 109 تن).

اکسیژن دایره ای.

به طور جزئی، جزء اصلی ماده زنده است

اکسیژن که گردش خود را با توانایی آن برای ورود به آن پیچیده است

واکنش های شیمیایی مختلف، عمدتا واکنش اکسیداسیون. که در

نتیجه بسیاری از چرخه های محلی رخ می دهد بین

اتمسفر، هیدروسیفر و لیتوسفر.

(کلسیت های رسوبی، سنگ معدن آهن) دارای منشا بیوژنیک است و باید

به عنوان یک محصول فتوسنتز در نظر گرفته شده است. این فرآیند مخالف است

فرایند مصرف اکسیژن برای تنفس، که همراه با آن است

تخریب مولکول های آلی، تعامل اکسیژن با هیدروژن

(فشرده شده از بستر) و تشکیل آب. در برخی موارد

چرخه اکسیژن شبیه به چرخه بازگشت دی اکسید کربن است. که در

این عمدتا به علت جو و موجودات زنده است.

مصرف اکسیژن اتمسفر و بازپرداخت آن توسط گیاهان در

فرایند فتوسنتز بسیار سریع انجام می شود. محاسبات نشان می دهد

که به طور کامل به روز رسانی تمام اکسیژن اتمسفر مورد نیاز است

دو هزار ساله از سوی دیگر، به منظور تمام مولکول های آب

هیدروفر تحت گالری عکس قرار گرفت و دوباره با زنده شدن تلف شده است

ارگانیسم ها، شما نیاز به دو میلیون سال دارید. بیشتر اکسیژن،

تولید شده در دوران زمین شناسی، در اتمسفر باقی نمی ماند و

ثابت با یک لیتوسفر به شکل کربنات ها، سولفات ها، اکسید آهن و آن

جرم 5.9 * 9 * 1016 تن است. جرم اکسیژن در داخل بیوسفر در گردش

شکل گاز یا سولفات ها در اقیانوس و قاره ای حل شده است

آب، چند بار کمتر (0.4 * 1016 تن).

توجه داشته باشید که، شروع با یک غلظت خاص، اکسیژن بسیار زیاد است

سمی برای سلول ها و بافت ها (حتی در میان موجودات هوازی). و زنده

ارگانیسم بی هوازی نمی تواند مقاومت کند (در گذشته ثابت شده است

یک قرن L. پاستور) غلظت اکسیژن بیش از اتمسفر 1٪ است.

ترک نیتروژن

نیتروژن گازی ناشی از واکنش اکسیداسیون آمونیاک است

در طی فوران آتشفشان ها و تجزیه زباله های زیستی شکل گرفته است:

4NH3 + 3O2 (2n2 + 6H2O.

چرخه نیتروژن - یکی از سخت ترین، اما در همان زمان بیشترین

چرخه ایده آل با وجود این واقعیت که نیتروژن حدود 80٪ است

هوا اتمسفر، در اغلب موارد نمی تواند باشد

به طور مستقیم توسط گیاهان استفاده می شود، زیرا آنها گاز را جذب نمی کنند

نیتروژن. دخالت موجودات زنده در یک چرخه نیتروژن، به شدت وابسته است

سلسله مراتب: فقط دسته های خاصی از ارگانیسم ها می توانند نفوذ کنند

در مراحل فردی این چرخه. گاز نیتروژن به طور مداوم وارد می شود

اتمسفر به عنوان یک نتیجه از برخی از باکتری ها، در حالی که سایر باکتری ها

- گیره (همراه با جلبک آبی سبز) به طور مداوم آن را جذب می کند،

تبدیل به نیترات غیر معدنی از طریق نیترات ها در جو تشکیل می شود

به عنوان یک نتیجه از تخلیه الکتریکی در طول رعد و برق.

مصرف کننده ترین مصرف کنندگان نیتروژن - باکتری ها در سیستم ریشه

گیاهان خانواده حبوبات. هر نوع این گیاهان به تنهایی ذاتی هستند

باکتری هایی که نیتروژن را به نیترات تبدیل می کنند. در روند بیولوژیکی

یون های نیترات چرخه (NO3-) و یون های آمونیوم (NH4 +)، جذب شده توسط گیاهان از

رطوبت خاک، تبدیل به پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره به علاوه

بازده ها به صورت موجودات مرده تشکیل شده اند که اشیاء هستند

فعالیت حیاتی باکتری های دیگر و قارچ آنها را به آمونیاک تبدیل کرد. بنابراین

یک چرخه جدید چرخه وجود دارد. موجودات موجود وجود دارد

آمونیاک را به نیترات، نیترات و گاز نیتروژن گاز تبدیل کنید. لینک های اصلی

چرخه نیتروژن در بیوسفر توسط یک طرح در شکل نشان داده شده است. 3

فعالیت بیولوژیکی موجودات زنده توسط صنعتی تکمیل می شود

راه هایی برای تولید مواد آلی و غیر آلی حاوی نیتروژن

بسیاری از آنها به عنوان کود برای افزایش استفاده می شود

بهره وری و رشد گیاه.

اثر انسان شناسی بر روی چرخه نیتروژن توسط زیر تعیین می شود

فرایندها:

1. احتراق سوخت منجر به تشکیل اکسید نیتروژن می شود و سپس

واکنش ها:

2. 2NO + O2 (2no2،

3. 4NO2 + 2H2O + O2 (4NO3،

4. کمک به از دست دادن باران اسیدی؛

5. به عنوان یک نتیجه از تاثیر برخی از باکتری ها بر کود و مواد زائد

دامنه دامداری از بین بردن نیتروژن - یکی از اجزای سازنده

ایجاد یک اثر گلخانه ای؛

6. معدن مواد معدنی حاوی یون نیترات و یونهای آمونیوم،

برای تولید کودهای معدنی؛

7. هنگامی که برداشت، یون های نیترات و یون های آمونیوم از خاک خارج می شوند؛

8. جریان ها با زمینه ها، مزارع و فاضلاب تعداد نیترات را افزایش می دهد

یون ها و یون های آمونیوم در اکوسیستم های آبزی، که سرعت رشد را افزایش می دهد

جلبک ها و گیاهان دیگر؛ هنگامی که تجزیه شده دومی صرف می شود

اکسیژن، که در نهایت منجر به مرگ ماهی می شود.

فسفر دایره ای

فسفر یکی از اجزای اصلی است (به طور عمده در فرم و

) مواد زنده و در ترکیب اسید نوکلئیک (DNA و RNA) گنجانده شده است

غشاهای سلولی، آدنوزنت فسفات (ATP) و آدنوزین دی فسفات (ADP)

چربی ها، استخوان ها و دندان ها. فسفر کج شده، مانند دیگر بیوژنیک

عناصر در چرخه های بزرگ و کوچک انجام می شود.

ذخایر فسفر در دسترس برای موجودات زنده به طور کامل متمرکز شده اند

لیتوسفر منابع اصلی فسفر معدنی فوران می شوند یا

سنگ های رسوبی. در پوسته زمین، محتوای فسفر از 1٪ تجاوز نمی کند

محدود کردن بهره وری اکوسیستم ها. از سنگ های پوسته زمین غیر معدنی

فسفر در گردش آب های قاره ای دخیل است. او جذب می شود

گیاهان که با مشارکت او سنتز می شوند

ترکیبات و در نتیجه در زنجیره های طوفان گنجانده شده است. سپس

فسفات های آلی همراه با جسد، موجودات زباله و زنده

بازگشت به زمین، جایی که آنها در معرض میکروارگانیسم ها هستند و

تبدیل به فرم های معدنی استفاده شده توسط گیاهان سبز.

فسفر اکوسیستم اقیانوس با جریان آب به ارمغان می آورد

ترویج توسعه فیتوپلانکتون و موجودات زنده است.

در سیستم های زمینی، گردش خون فسفر به طور مطلوب عبور می کند

شرایط طبیعی با حداقل از دست دادن. در اقیانوس، وضعیت متفاوت است. آی تی

همراه با رسوبات ثابت (رسوب گذاری) مواد آلی.

فسفر آلی در یک عمق کوچک به چرخه بازگشت می شود.

فسفات ها در عمق دریایی بزرگ به تعویق افتاده اند

دوره. با این حال، حرکات تکتونیکی به افزایش رسوب کمک می کند

نژاد به سطح.

بنابراین، فسفر به آرامی از رسوبات فسفات حرکت می کند

در زمین و رسوبات اقیانوسی کم عمق به موجودات زنده و برگشت

با توجه به چرخه فسفر در مقیاس بیوسفر برای نسبتا

یک دوره کوتاه، می توانیم نتیجه گیری کنیم که کاملا بسته نشده است. سهام

فسفر بر روی زمین کوچک است. بنابراین، اعتقاد بر این است که فسفر عامل اصلی است

محدود کردن رشد محصولات اولیه بیوسفر. حتی اعتقاد بر این است که فسفر -

تنظیم کننده اصلی تمام چرخه های بیوگرافی شیمیایی دیگر، بیشترین آن است

پیوند ضعیف در زنجیره زندگی، که وجود یک فرد را تضمین می کند.

اثر انسان شناسی بر روی گردش خون فسفر به شرح زیر است:

1. تولید مقادیر زیادی از سنگ معدن فسفات برای کود معدنی و

مواد شوینده منجر به کاهش تعداد فسفر در

چرخه زیست محیطی؛

2. جریان ها با زمینه، مزارع و زباله های سودمند منجر به افزایش می شود

یون های فسفات در مخازن، به افزایش شدید گیاهان آبزی و

نقض تعادل در اکوسیستم های آبزی.

سولفور دایره ای

از منابع طبیعی، گوگرد به اتمسفر در قالب سولفید هیدروژن وارد می شود

دی اکسید گوگرد و ذرات نمک سولفات (شکل 5).

حدود یک سوم از ترکیبات گوگرد و دی اکسید گوگرد 99٪ - انسان شناسی

اصل و نسب. اتمسفر فرایندهای واکنش به اسید را پردازش می کند

2SO2 + O2 (2SO3،

SO3 + H2O (H2SO4.

چرخه آب

آب، مانند هوا، جزء اصلی مورد نیاز برای زندگی است. که در

به طور جزئی شایع ترین غیر معدنی است

جزء ماده زنده دانه های گیاهی که در آن محتوای آب نیست

بیش از 10٪، به اشکال حرکت آهسته مراجعه کنید. همان پدیده

(آنیدروبیوز) در برخی از گونه های حیوانات مشاهده می شود

شرایط خارجی نامطلوب می تواند بسیاری از آب را در خود از دست بدهد

آب در سه حالت تجمعی در تمام کامپوزیت موجود است

بخشی از بیوسفر: اتمسفر، هیدروسیفر و لیتوسفر. اگر آب واقع شده باشد

در انواع مختلف هیدروژئولوژیک، به طور مساوی توزیع می شود

مناطق مربوطه جهان توسط لایه های زیر تشکیل شده است

ضخامت: برای اقیانوس جهانی 2700 متر، برای یخچال های طبیعی 100 متر، برای آب های زیرزمینی

15 متر، برای آب شیرین سطحی 0.4 متر، برای رطوبت اتمسفر 0.03 متر.

نقش اصلی در گردش خون و چرخه بیوگرافی شیمیایی نمایشنامه های آب

رطوبت اتمسفر، با وجود ضخامت نسبتا کوچک لایه آن.

رطوبت اتمسفری به طور ناهموار بر روی زمین توزیع می شود، که باعث می شود

تفاوت های زیادی در میزان بارش در مناطق مختلف بیوسفر. میانگین

عرض جغرافیایی جغرافیایی به عنوان مثال، در قطب شمال آن 2.5 میلی متر است (در

پست هوایی با مقطع 1 سانتیمتر)، در استوا - 45 میلیمتر.

مکانیسم چرخه هیدروژئولوژیکی در بالا ذکر شد - در بخش

در مورد توضیحات ویژگی های هیدروسفر. آب پس از آن کاهش یافت

این برای نشت (یا نفوذ)، تبخیر و سهام مصرف می شود.

دیدن به ویژه برای اکوسیستم های زمین بسیار مهم است، زیرا آن را کمک می کند

تامین خاک با آب. در فرآیند نفوذ، آب وارد آبخوان می شود

افق ها و رودخانه های زیرزمینی. تبخیر از سطح خاک نیز بازی می کند

نقش مهمی در رژیم آب، اما مقدار قابل توجهی بیشتر است

واترز خود را گیاهان خود را با شاخ و برگ خود اختصاص می دهد. و مقدار آب،

گیاهان آزاد شده، بیشتر بهتر است که آنها تامین شوند. گیاهان،

تولید یک تن توده گیاهی، حداقل 100 تن جذب می شود

نقش اصلی در چرخه آب در قاره ها در مجموع است

تبخیر (درختان و خاک).

آخرین مولفه چرخه آب در زمین - سهام. سطح

سهام و منابع آبخوان های زیرزمینی آب را تامین می کنند

موضوعات. با این حال، با کاهش تراکم سهام پوشش گیاهی

این عامل اصلی فرسایش خاک می شود.

همانطور که اشاره شد، آب در چرخه بیولوژیکی دخیل است

منبع اکسیژن و هیدروژن. با این حال، گالری عکس برای فتوسنتز نیست

نقش مهمی در روند چرخه ایفا می کند.

گردش خون بیوگرافی شیمیایی

در مقایسه با انرژی که یک بار توسط بدن استفاده می شود،

به حرارت تبدیل می شود و برای اکوسیستم از بین می رود، مواد در آن حمل می شوند

بیوسفر گردش خون بیوگرافی شیمیایی نامیده می شود. از 90 سالگی

عناصر موجود در طبیعت، حدود 40 مورد توسط موجودات زنده مورد نیاز است.

مهمترین و مورد نیاز در مقادیر زیاد: کربن،

هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن. اکسیژن به عنوان یک نتیجه وارد جو می شود

فتوسنتز و مصرف ارگانیسم ها با تنفس مصرف می شود. نیتروژن از بین رفته است

اتمسفر با توجه به فعالیت های باکتری های بدون نیتروژن و بازگشت به

او دارای باکتری های دیگر است.

محصولاتی از عناصر و مواد انجام شده توسط

فرآیندهای خودتنظیمی که در آن تمام اجزای تشکیل دهنده شرکت می کنند

اکوسیستم ها این فرایندها بدون زباله هستند. هیچ چیز در طبیعت وجود ندارد

بی فایده یا مضر، حتی از فوران های آتشفشانی، سودمند است

از آنجا که عناصر لازم با گازهای آتشفشانی در هوا می آیند،

به عنوان مثال، نیتروژن.

یک قانون بسته شدن جهانی گردش خون بیوگرافی شیمیایی وجود دارد

بیوسفر در تمام مراحل توسعه آن، به عنوان حاکمیت افزایش می یابد

گنجه های چرخه بیوگرافی شیمیایی در طی سوکسیسی. در روند

تکامل بیوسفر نقش مولفه های بیولوژیکی را در بسته شدن افزایش می دهد

چرخه بیوگرافی شیمیایی. نقش حتی بیشتر در بیوگرافی شیمیایی

دوره یک مرد است اما نقش او در مقابل انجام می شود

جهت. انسان سیفان های ثابت مواد را نقض می کند و در این موارد

این نیروی زمین شناسی آن، مخرب به بیوسفر ظاهر می شود

به روز.

هنگامی که 2 میلیارد سال پیش، زندگی بر روی زمین ظاهر شد، جو

شامل گازهای آتشفشانی بود. دی اکسید کربن زیادی وجود داشت

اکسیژن (در صورت وجود) و اولین موجودات بی هوازی بودند. مانند

محصولات به طور متوسط \u200b\u200bبیش از حد تنفس، برای زمان زمین شناسی در

اتمسفر اکسیژن انباشته شده و محتوای دی اکسید کربن کاهش یافت.

سوزاندن مقادیر زیادی از فسیل قابل احتراق و کاهش جذب

توانایی های "کمربند سبز". دومی نتیجه کاهش است.

تعداد گیاهان سبز خود، و همچنین به دلیل این واقعیت است که گرد و غبار و

آلاینده ها در اتمسفر نشان دهنده اشعه هایی هستند که وارد جو می شوند.

به عنوان یک نتیجه از فعالیت های انسان شناسی، درجه اوج

محافل بیوگرافی شیمیایی کاهش می یابد. اگر چه این بسیار بالا است (برای

عناصر مختلف و مواد آن یکسان نیست)، اما با این حال، نه

مطلق، که نمونه ای از یک فضای اکسیژن را نشان می دهد.

در غیر این صورت، تکامل غیر ممکن خواهد بود (بالاترین درجه گنجه

گردش خون بیوگرافی شیمیایی در اکوسیستم های گرمسیری مشاهده می شود -

قدیمی ترین و محافظه کار).

بنابراین، باید در مورد تغییر شخص نیست که نه

باید تغییر کند، بلکه در مورد اثر انسان برای سرعت و جهت

تغییر و گسترش مرزهای آنها که حاکمیت تبدیل را نقض می کند

طبیعت. دومی به صورت زیر فرموله شده است: در طول عملیات

سیستم های طبیعی نمی توانند بیش از حد محدودیت ها را فراهم کنند

سیستم ها برای حفظ خواص خودکشی. نقض اقدامات به سمت

زوم و به سمت کاهش منجر به منفی می شود

نتایج. به عنوان مثال، کود اضافی ساخته شده است به عنوان مضر، چقدر و

عدم. این احساس اندازه گیری توسط یک فرد مدرن از دست رفته است که معتقد است

در بیوسفر، همه چیز به او اجازه داده شده است.

امیدوار است که برای غلبه بر مشکلات زیست محیطی در ارتباط باشد

به طور خاص، با توسعه و راه اندازی بسته

چرخه های تکنولوژیکی چرخه تبدیل مواد ایجاد شده توسط انسان

این مطلوب است که ترتیب دهد تا آنها مانند طبیعی باشند

چرخه چرخه مواد. سپس مشکلات در همان زمان حل می شود

ارائه بشریت با منابع غیر قابل تعویض و مشکل حفاظت

محیط طبیعی از آلودگی، از حال حاضر تنها 1 تا 2٪ از وزن طبیعی است

منابع در محصول نهایی دفع می شوند.

چرخه تبدیل به لحاظ تئوری بسته از ماده امکان پذیر است. ولی

بازسازی کامل و نهایی اصل صنعت

مواد در طبیعت واقعی نیستند. حداقل یک نقض موقت از گنجه

چرخه تکنولوژیکی تقریبا اجتناب ناپذیر است، به عنوان مثال، هنگام ایجاد

مواد مصنوعی با ویژگی های جدید طبیعت ناشناخته. که

این ماده در ابتدا به طور جامع در عمل آزمایش شده است، و تنها پس از آن می تواند

راه های توسعه یافته برای تجزیه آن به منظور معرفی قطعات مولفه

در گردش طبیعی.

اطلاعات مشابه

اصطلاح "بیوگرافی شیمی" توسط دانشمند روسی VI Vernadsky پیشنهاد شده است و به معنی منطقه علم در مبادله مواد بین مواد زنده و غیر زندگی بیوسفر است ("Bio" به موجودات زنده و "GEO" - به سنگ ها، هوا و آب). ژئوشیمی در حال مطالعه ترکیب شیمیایی زمین و مهاجرت عناصر بین بخش های مختلف بیوسفر: لیتوسفر، هیدروسیفر و جو است.

برای وجود عادی اکثر اکوسیستم ها و ارگانیسم ها، آنها به آنها ساکن می شوند، حداکثر ارزش این عناصر مانند هیدروژن، کربن، نیتروژن، گوگرد و فسفر، که بخشی از هر ماده زنده هستند، ساکن هستند.

در چرخه هر عنصر شیمیایی و مواد بین دو بخش یا دو "صندوق" تفاوت می کنند:

1) صندوق ذخیره - یک توده بزرگ مواد به آرامی در چرخه بیوگرافی شیمیایی حرکت می کند؛

2) صندوق مبادله (تلفن همراه) - کمی، اما جرم فعال تر از ماده ای است که مبادله سریع بین ارگانیسم های زنده و محیط اطراف آنها مشخص است.

به طور کلی، چرخه های بیوگرافی شیمیایی معمولا به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:

1) چرخه مواد گازی با صندوق ذخیره در جو یا هیدروفر (اقیانوس)؛ 2) چرخه رسوبی با صندوق ذخیره و پوسته زمین. بودجه ذخیره در جو و هیدروفر به راحتی قابل دسترسی است، بنابراین چنین گردش خون نسبتا پایدار است. سیکل های بیوگرافی شیمیایی رسوب معمولا کمتر پایدار هستند.

پایداری شگفت انگیز از درصد عناصر شیمیایی مختلف در اجزای اکوسیستم به لحاظ تاریخی به دلیل وجود چرخه های مداوم و متعادل مواد، که فرصتی برای خود تنظیم (هموواستاز) سیستم ایجاد می کند و حفظ ثبات آن را ایجاد می کند.

فرآیندهای نئوپلاسم ماده آلی در طی فتوسنتز و فرایندهای تخریب آن (پوسیدگی)، سرعت و تعادل چرخه های عناصر را در بیوسفر تعیین می کند و تنها به دلیل انرژی خورشیدی ورودی رخ می دهد. در نتیجه، سرعت و جهت حرکت چرخه ای عناصر در اکوسیستم توسط جریان های انرژی عبور از جامعه بیولوژیکی تعیین می شود.

مدار عمومی چرخه های بیوگرافی شیمیایی در ترکیب با یک طرح جریان انرژی ساده (شکل 10.1) نشان می دهد که چگونه یک جریان یک طرفه انرژی منجر به حرکت گردش خون می شود. توجه به این واقعیت است که عناصر شیمیایی درگیر در روند چرخه بارها و بارها به همان شیوه منتقل می شوند و انرژی تنها در یک جهت جریان می یابد.

در شکل 10.1 صندوق ذخیره به عنوان یک صندوق از عناصر تغذیه نشان داده شده است و صندوق مبادله با یک حلقه تاریک که از اتوتروفیک به heterotrofams و دوباره به autotrophs ارائه شده است، ارائه شده است. گاهی اوقات صندوق ذخیره نامیده می شود غیر قابل دسترس است، و صندوق مبادله فعال مقرون به صرفه است. به عنوان مثال، کشاورزان معمولا باروری خاک را اندازه گیری می کنند، تخمین غلظت در خاک از این اشکال عناصر تغذیه ای است که به طور مستقیم برای گیاهان در دسترس هستند.

صندوق مبادله شده به علت ماده هایی است که به وسیله دو مسیر اصلی به گردش خون منتقل می شود - یا به عنوان یک نتیجه از تخلیه وعده داده شده در محیط خارجی محصولات متابولیسم توسط حیوانات و گیاهان، و یا در تخریب (کانی سازی) مرده مواد آلی (بابا) توسط میکروارگانیسم ها.

اثر انسانی بر گردش خون بیوگرافی شیمیایی این است که با مداخله انسان شناسی، این فرایندها می توانند بسته شوند و در بعضی از نقاط خفاش ها ممکن است رخ دهد، و در دیگران - بیش از هر گونه مواد. در نهایت، اقدامات حفاظت از منابع طبیعی باید هدف جلوگیری از تخلفات چرخه ای باشد. متعادل شده توسط چرخه مهمترین عناصر در بیوسفر. شناخت ویژگی های چرخه های بیوگمی یک شرط لازم برای استفاده منطقی از منابع طبیعی و حفظ اکوسیستم های طبیعی است.

شکل. 10.1 نمودار چرخه بیوگرافی شیمیایی در برابر پس زمینه طرح جریان انرژی ساده:

P G - محصولات اولیه ناخالص؛ P N - محصولات اولیه خالص (می تواند توسط heterophages در سیستم خود و یا صادر شده مصرف شود)؛ P - محصولات ثانویه، R 1- تنفس autotrophs (گیاهان)؛ R 2 - تنفس heterotrophs (حیوانات و باکتری ها)

هر اکوسیستم را می توان به عنوان تعدادی از بلوک ها نشان داد که از طریق آن مواد مختلف منتقل می شود. در چرخه مواد معدنی در اکوسیستم، سه بلوک فعال درگیر هستند: ارگانیسم های زنده، پدیده های آلی مرده، مواد معدنی مقرون به صرفه در زیستگاه.

چرخه های بیوگرافی شیمیایی نیتروژن، فسفر و گوگرد را در نظر بگیرید. چرخه بیوگرافی شیمیایی نیتروژن (عنصر بیوژنیک شامل پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک) می تواند نمونه ای از یک چرخه مواد شیمیایی بسیار پیچیده ای به خوبی متعادل باشد. چرخه بیوگرافی فسفر فسفر یک چرخه رسوبی با تنظیم کامل کامل چرخه فسفر است.

گردش بیوگرافی شیمیایی گوگرد به عنوان نمونه ای از یک اتصال عملکردی بین جو، آب و پوسته زمین عمل می کند، زیرا گوگرد به طور فعال در هر یک از این "مخازن" و بین آنها گردش می کند. در محافل نیتروژن و گوگرد، میکروارگانیسم ها نقش کلیدی ایفا می کنند.

ترک نیتروژن، با وجود تعداد زیادی ارگانیسم که در آن شرکت می کنند، فاز گاز و معدنی را تشکیل می دهند، با وجود تعداد زیادی ارگانیسم که در آن شرکت می کنند، گردش سریع نیتروژن را در اکوسیستم های مختلف تضمین می کند (شکل 10.2).

شکل. 10.2. طرح گردش خون نیتروژن (مستطیل خاکستری - صندوق نیتروژن ذخیره شده)

منبع اصلی و تانک نیتروژن اتمسفر است، جرم آن 79٪ از این عنصر است. مشارکت موجودات زنده در چرخه نیتروژن به سلسله مراتب شدید وابسته است: تنها انواع خاصی از میکروارگانیسم ها (باکتری ها) فرآیندهای بیوشیمیایی انتقال اتصال نیتروژن را در مراحل کلیدی این چرخه انجام می دهند.

اکثر موجودات زنده در بیوسفر به طور مستقیم نمی توانند از نیتروژن مولکولی گاز استفاده کنند (n 2). گیاهان نیتروژن را تنها در ترکیب یون های نیترات (NO 3 -) یا یون های آمونیوم (NH 4 +) جذب می کنند. نیتراتها عمدتا به عنوان یک نتیجه از زندگی میکروارگانیسم ها تشکیل می شوند - azotfixatorsکه باکتری های همزیستی جنس ریزوبیم، زندگی در گره ها بر روی ریشه گیاهان بیضانی، باکتری های نوع Azotobacter، زندگی در خاک؛ و cyanobacteria (آبی سبز). تمام میکروارگانیسم ها، سازندگان نیتروژن هستند که قادر به رفع نیتروژن اتمسفر به علت متابولیسم متابولیسم بسیار پیچیده، از جمله کاتالیزورهای مولیبدن و هموگلوبین هستند. میکروارگانیسم های Symbiotic-nitrogenopicators نفوذ به بافت سیستم ریشه گیاهان زراعی. گیاهان باکتری های همزیستی را با استفاده از زیستگاه و غذا (قندها) ارائه می دهند و گیاهان نیتروژن آلی را تامین می کنند که از گاز نیتروژن تولید می شوند. آزادانه زندگی میکروارگانیسم های غیر همزمان - nitroxators ( azotobacter در سیانوباکتریا) همچنین نیتروژن گاز را جذب می کند و آن را به یک شکل آلی تبدیل می کند. در این مورد، نیتروژن در مولکول های پروتئینی سنتز شده گنجانده شده است. پس از انتقال باکتری های داخل مخلوط نیتروژن و کانی سازی نیتروژن مواد آلی در یک فرم نیترات (NO 3 -) غنی از خاک است.

حیوانات می توانند نیتروژن را فقط به عنوان بخشی از مواد ارگانیک گیاه یا حیوانات جذب کنند. با توجه به زنجیرهای مواد غذایی معمولی (گیاهان - گیاهخواران - شکارچیان) نیتروژن آلی از میکروارگانیسم ها - گیاهان نیتروژن گیاهان و سایر ارگانیسم های اکوسیستم منتقل می شود. فرایندها در خاک رخ می دهد اموناس سنجش(تشکیل یون آمونیوم) و نیتریفیکاسیون (تشکیل یون های نیترات)، متشکل از تعدادی از واکنش های متوالی، که طی آن، با مشارکت گروه های مختلف میکروارگانیسم ها، تخریب یک ماده آلی مرده تخریب شده است.

نیتروژن مولکولی به اتمسفر بازگشت و چرخه بیوگرافی شیمیایی نیتروژن در طول زندگی باکتری ها بسته می شود - denitrifiersroda سودوموناس، بازگرداندن نیترات به آزاد شدن نیتروژن و اکسیژن در شرایط اکسیژن بدون اکسیژن (بی هوازی).

نیترات ها به طور مداوم از نیتروژن مولکولی در مقادیر کوچک تشکیل می شوند بدون مشارکت تخلیه میکرو اندازه های نیتروژن بدون نیتروژن در اتمسفر. سپس این نیترات ها با باران بر روی سطح خاک سقوط می کنند. منبع دیگری از مصرف نیتروژن اتمسفر در چرخه بیوگرافی شیمیایی Dvulkans، جبران خسارات نیتروژن، زمانی که به پایین اقیانوس ها رسوب می شود، خاموش می شود.

به منظور مقایسه مقیاس فرآیندهای مختلف دریافت نیتروژن اتمسفر در چرخه بیوگرافی شیمیایی، لازم است که به موارد زیر توجه شود: میانگین دریافت سالانه نیتروژن نیترات از منشاء بیوتیک (تخلیه رعد و برق) از اتمسفر خاک از 10 کیلوگرم در هکتار تجاوز نمی کند، میکروارگانیسم های آزاد، نیتروژنسیم ها به 25 کیلوگرم در هکتار، در حالی که باکتری های متداول نیتروژن همزیستی ریزوبیوم به طور متوسط، آن را تا 200 کیلوگرم در هکتار تولید می شود.

بخش غالب نیتروژن موجود در مواد آلی توسط denitriforing باکتری ها به گاز نیتروژن (N 2) پردازش می شود و دوباره به جو می رسد. فقط حدود 10٪ از نیتروژن معدنی جذب شده از خاک توسط گیاهان بالاتر و به نظر می رسد در دفع ارگانیسم های چند سلولی است.

فسفر کج فسفر بخشی از انرژی غنی از مواد آلی - آدنوزینترفسفات (ATP) و دیاففات آدنوزین (ADP) است که حامل ها و باتری های انرژی در گیاهان و سلول های حیوانی هستند. منبع اصلی فسفر برای گیاهان، یون های فسفات (PO 4 -) است. گیاهان جذب یون های فسفات را از محیط زیست (خاک یا آب) جذب می کنند و در فرایند بیوسنتز شامل فسفر به ترکیب مواد واقعی تشکیل زیست توده گیاهان می شود. حیوانات، وارد گیاهان، فسفر را در شکل آلی دریافت می کنند. بنابراین، ترجمه فسفر از فرم های معدنی به آلی، گیاهان آن را برای حیوانات در دسترس است. گردش خون فسفر در بیوسفر با فرایند متابولیسم در گیاهان و حیوانات همراه است. این عنصر مهم بیوژنیک، محتوای آن قسمت های زمین گیاهان و جلبک ها از 0.01 تا 0.1٪ متغیر است و در حیوانات از 0.1٪ تا چند درصد، در روند گردش به تدریج از ترکیبات آلی به فسفات عبور می کند که می تواند دوباره استفاده شود (شکل 10.3).

شکل. 10.3. طرح چرخه فسفر (مستطیل خاکستری - پایه ذخایر فسفر)

اگر محتوای فسفر را در مواد زنده و غیر زنده از بیوسفر مقایسه کنید، به نظر می رسد که ناسازگاری بسیار بزرگ است. بنابراین، فسفر به تعداد کلکرهای زیستی کسری بود که توسعه زندگی را تعیین می کند.

چرخه بیوگرافی شیمیایی طبیعی فسفر در بیوسفر متعادل نیست. ذخایر اصلی فسفر در سنگ های سنگی (آپاتیت ها، فسفات ها) موجود است که در فرایند اشباع، فسفات محلول در آب (PO 4 3-) سقوط به اکوسیستم های زمینی و آب می شود. پیدا کردن به اکوسیستم های سوشی، فسفر توسط گیاهان از یک محلول آبی به شکل فسفات معدنی - یون (PO 4 3-) جذب می شود و در ترکیب ترکیبات مختلف فسفر گنجانده شده است. زنجیره مواد غذایی حاوی مواد آلی حاوی فسفر از گیاهان به سایر موجودات اکوسیستم حرکت می کند. فسفر از لحاظ شیمیایی با بقایای گیاهان و حیوانات به خاک منتقل می شود که در معرض میکروارگانیسم ها قرار دارد و به ترکیبات معدنی فسفر در طی فتوسنتز تبدیل می شود. حذف فسفات ها از اکوسیستم های زمینی به مخازن قاره ای، آخرین فسفر را غنی می کند. سهام رودخانه سالانه حدود 2 میلیون تن فسفر را در اقیانوس جهانی قرار می دهد.

در اکوسیستم های دریایی، فسفر معدنی به یک فیتوپلانکتون حرکت می کند و با سایر ارگانیسم های دریایی خدمت می کند و در بافت های حیوانات دریایی مانند ماهی ها تجمع می یابد. برخی از ترکیبات فسفر آلی بر زنجیره های غذایی در عمق های کوچک مهاجرت می کنند، بخش دیگری به عمق زیادی در روند بارش یک ماده آلی مرده کاهش می یابد. اندازه گیری بقایای موجودات زنده منجر به انباشت فسفر در عمق های مختلف می شود. این به این معنی است که فسفر، به مخازن به یک یا چند راه، اشباع می افتد، و اغلب اکوسیستم های خود را تحت فشار قرار می دهند. حرکت معکوس فسفر از اقیانوس ها در زمین و در آبهای زمین زمین محدود است (ماهی گرفتن و سایر موجودات توسط انسان) و برای حذف فسفر از سوشی جبران نمی شود. و تنها در فواصل زمانی قابل توجهی، زمانی که در فرایند حرکت تکتونیکی پوسته زمین، پایین اقیانوس ها زمین می شود، بسته شدن این چرخه بیوگرافی شیمیایی رخ می دهد.

سولفور دایره ای. ترکیبات گازی متعدد گوگرد، به عنوان مثال سولفید هیدروژن (H 2 S) و آنیدرید سولفوریک (SO 3) وجود دارد.

با این حال، بخش غالب چرخه این عنصر دارای طبیعت رسوبی است و در خاک و آب رخ می دهد.

طرح دقیق گردش خون گوگرد در شکل نشان داده شده است. 10.4

شکل 10.4 طرح گردش خون

منبع اصلی گوگرد، ارگانیسم های زنده مقرون به صرفه - سولفات ها (بنابراین 4 2-). بسیاری از سولفات ها در آب محلول هستند و این در دسترس بودن گوگرد غیر معدنی برای گیاهان، به عنوان بسیاری از عناصر (از جمله گوگرد) می تواند در موجودات زنده تنها در شکل محلول زنده عمل کند. گیاهان، جذب سولفات ها، بازگرداندن آنها و تولید اسید آمینه حاوی گوگرد ضروری (متیونین، سیتئین، سیستین)، نقش مهمی در ایجاد ساختار سوم (فضایی) پروتئین ها را ایفا می کنند. حیوانات و میکروارگانیسم ها، مصرف زیست توده سبزیجات در مواد غذایی، جذب ترکیبات آلی حاوی گوگرد را جذب می کنند.

با تجزیه مواد آلی مرده (دوست داشتنی شاخ و برگ، ارگانیسم های مرده، محصولات انتخابی)، باکتری های گوگرد هتروتروفیک دوباره به شکل معدنی منتقل می شود (عمدتا به شکل سولفید هیدروژن H 2 S). برخی از باکتری ها می توانند سولفید های هیدروژن را از سولفات ها تولید کنند بی هوازی (بدون اکشن) شرایط. یکی دیگر از گروه های بی نظیر از باکتری ها می تواند سولفید هیدروژن را به گوگرد اولیه بازگرداند.

از سوی دیگر، باکتری ها وجود دارد، دوباره اکسید کننده سولفید هیدروژن به سولفات ها، به علت ذخیره گوگرد در فرم موجود برای گیاهان. باکتری های مشابه نامیده می شوند chemosynthesesاز آنجا که آنها مواد آلی را به علت انرژی اکسیداسیون مواد شیمیایی ساده (در این مورد سولفید هیدروژن) ترکیب می کنند. این شرایط متفاوت از موجودات فتوسنتزی است که باعث ایجاد مواد آلی به دلیل انرژی نور می شود.

آخرین مرحله گردش خون گوگرد به طور کامل رسوب است (عبور از سنگ های رسوبی). آن را با افتادن به رسوب این عنصر در شرایط بی هوازی در حضور آهن مشخص می شود. بنابراین، فرایند به پایان می رسد با تجمع آهسته و تدریجی گوگرد در سنگ های رسوبی عمیق.

به طور کلی، اکوسیستم، در مقایسه با نیتروژن و فسفر، به طور قابل توجهی کمتر از گوگرد است. بنابراین، گوگرد کمتر احتمال دارد یک عامل محدود کننده برای توسعه گیاهان و حیوانات باشد. در همان زمان، گردش خون گوگرد متعلق به کلید در روند کلی ایجاد تجزیه مواد زیست توده زیست توده در بیوسفر است. به عنوان مثال، در شکل گیری سولفید های آهن، فسفر فرم نامحلول وارد محلول می شود و برای موجودات فتوسنتز در دسترس می شود. این به عنوان یک تایید بصری عمل می کند که یک چرخه با دیگری مرتبط است و توسط آن تنظیم می شود.

ایجاد کربن. کربن به عنوان یک عنصر ساختاری ضروری بخشی از هر ماده آلی است، بنابراین گردش خون آن تا حد زیادی شدت تشکیل و تخریب مواد آلی را در بخش های مختلف بیوسفر تعیین می کند. در طبیعت، کربن در دو فرم معمول معدنی تشکیل شده است - به شکل کربناتها (سنگ آهک) و به شکل دی اکسید کربن متحرک (Yglot، CO 2). در چرخه کربن بیوشیمیایی، صندوق اتمسفر دی اکسید کربن نسبتا کوچک است (711 میلیارد تن) نسبت به ذخایر کربن در اقیانوس ها (39000 میلیارد تن)، سوخت فسیلی (12000 میلیارد تن) و اکوسیستم های زمینی (3100 میلیارد تن).

تقریبا 93٪ دی اکسید کربن در اقیانوس است، که قادر به نگه داشتن بیش از این ترکیب شیمیایی نسبت به سایر تانک ها است. اکثر دی اکسید کربن که از جو به لایه های سطحی آب دریا می آید، با آب به منظور تشکیل اسید آکواریک و محصولات جداسازی آن ارتباط برقرار می کند. بنابراین، در اقیانوس دائما وجود دارد سیستم کربنات - مجموع تمام ترکیبات کربن حل شده غیر معدنی (دی اکسید کربن CO 2، اسید آکواریک H 2 CO 3 و محصولات جداسازی آن).

تمام این ترکیبات مربوط به یکدیگر هستند و می توانند در هنگام تغییر شرایط محیطی به یکدیگر در روند واکنش های شیمیایی تبدیل شوند. به عنوان مثال، در صورت افزایش میزان اسیدیته آب (با مقادیر پایین pH)، مولکول های اسید آکواریک توسط N 2 O و دی اکسید کربن CO 2 تجزیه می شوند، در حالی که دومی می تواند از اقیانوس به اتمسفر برداشته شود. در برعکس، شرایط قلیایی، به شکل گیری کربنات (Pops 2-)، کربنات کلسیم محلول سخت (Casso 3) و منیزیم (MGCO 3) کمک می کند، که به شکل رسوب به پایین پایین می آید برای برخی از زمان ها کربن را از چرخه در اقیانوس حذف کرد.

همانطور که در شکل دیده میشود. 10.5، موجود در اتمسفر یا هیدروفر، کربن (به شکل دی اکسید کربن CO 2) در فرایند فتوسنتز در ماده آلی گیاهان و بیشتر بر روی زنجیره غذایی به ارگانیسم های حیوانات و میکروارگانیسم ها گنجانده شده است. فرایند معکوس انتقال کربن از فرم آلی به مواد معدنی در طی تنفس تمام ارگانیسم های حیوانات و گیاهان (اکسیداسیون مواد آلی به دی اکسید کربن (CO 2) و آب (H 2 O) رخ می دهد. فرآیند انتشار دی اکسید کربن از ماده آلی بلافاصله، بلکه به تدریج قطعات در هر سطح طوفان نیست. در خاک، یک چرخه کربن بسیار بیوگرافی شیمیایی کاهش می یابد، از آنجا که مواد آلی به طور کامل معدنی نیستند، اما به مجتمع های آلی تبدیل می شوند - هوموس.

ویژگی عملکرد اکوسیستم های زمینی، تجمع قابل توجهی و نسبتا بلند مدت فرم کربن آلی در زیست توده گیاهان و حیوانات، و همچنین در هوموس است. بنابراین، زیست توده اکوسیستم های زمین نیز می تواند به عنوان یک سهام کربن قابل توجه در بیوسفر مورد توجه قرار گیرد.

شکل. 10.5 طرح گردش خون کربن (مستطیل خاکستری - بودجه ذخایر کربن)

شاخه اقیانوس چرخه کربن بیوگرافی شیمیایی دارای ویژگی های خاص خود است که با توجه به مقدار قابل توجهی از کربن موجود در آب، نقش مهمی در اقیانوس جهان را در چرخه این عنصر تعیین می کند. در یک محیط آبزی، بر خلاف اکوسیستم های زمینی، ارگانیسم های اصلی عکس های پتاسیم، جلبک های میکروسکوپی تک سلولی هستند که در آب (فیتوپلانکتون) افزایش می یابد.

فعالیت حیاتی ارگانیسم های فیتوپلانکتون نسبتا فعال است و همراه با انباشت کربن آلی به شکل زیست توده و جداسازی کربن آلی حل شده همراه است. حیوانات و باکتری ها این فرم های کربن آلی را مصرف می کنند.

یکی از ویژگی های عملکرد اکوسیستم آبزی یک انتقال سریع از اشکال آلی از کربن بر زنجیره غذایی از برخی از موجودات به دیگران است. بر خلاف اکوسیستم های زمینی در اقیانوس، ذخایر قابل توجهی از کربن آلی در زیست توده موجودات زنده تشکیل نشده است. بیشتر کربن آلی در هیدروسفر دوباره مصرف می شود و در نهایت به فرم معدنی اکسید شده است - دی اکسید کربن (CO 2). بخش دیگری از مواد آلی مرده (dedrit) تحت عمل گرانش در لایه های عمیق آب های آب حل می شود و در پایین به تعویق افتاد، جایی که می توان آن را به صورت بارش های ارگانی نگه داشت.

بخش کوچکی از مواد آلی و کربن موجود در آن، با توجه به اصطلاحات v.I. Vernadsky، یک گردش را از بین می برد و "به زمین شناسی می رود" - در سپرده ها به شکل ذغال سنگ نارس، زغال سنگ، روغن و سنگ آهک در اکوسیستم های آبزی.

تعادل دی اکسید کربن مدرن در اتمسفر در جدول ارائه شده است. 10.1

جدول 10.1

تعادل سالانه CO 2 در جو

منبع: TARKO A.M. پایداری فرایندهای بیوسفر و اصول Le Chateel // گزارش های آکادمی علوم روسیه. 1995. T. 343. شماره 3. ص. 123.

بنابراین، حدود 6.41 میلیارد تن دی اکسید کربن، سالانه منتشر شده توسط صنعت، 3.3 میلیارد تن، I.E. بیش از 50٪ باقی مانده و جو. در طول 150 سال گذشته، این امر موجب افزایش محتوای دی اکسید کربن در جو بیش از 25٪ شد و باعث تحریک اثر گلخانه ای شد. به نوبه خود، تغییر در رژیم اقیانوس آرام زمین می تواند منجر شود و در حال حاضر منجر به تغییرات اقلیمی جهانی می شود.

به طور کلی، حدود 0.2٪ از ذخایر کربن موبایل در یک چرخه ثابت از بیوسفر است. کربن زیست توده به مدت 12 سال به روز می شود، اتمسفر - برای 8 سال، که بالاترین تعادل چرخه کربن بیوگرافی شیمیایی را تایید می کند.

سوالات و وظایف را کنترل کنید.

1. چرخه های بیوگرافی شیمیایی چیست و چگونه آنها به اکوسیستم ها مرتبط هستند؟

2. صندوق ذخیره و مبادله را به چرخه عناصر شیمیایی توصیف کنید.

3. بلوک های اکوسیستم را مشخص کنید که از طریق آن چرخه های بیوگرافی شیمیایی عناصر عبور می کنند.

4. در چرخه ای که عناصر بیوژنیک، نقش کلیدی متعلق به میکروارگانیسم ها است؟

5. کدام عناصر اتمسفر صندوق ذخیره است؟

محیط زیست جمعیت

هر دیدگاه بیولوژیکی موجود در طبیعت یک مجموعه پیچیده از گروه های داخل وریدی از ارگانیسم ها با همان نوع ساختارها، فیزیولوژی و شیوه زندگی است. چنین گروه های داخل رحم موجودات زنده جمعیت هستند.

جمعیت گروهی از ارگانیسم های یک گونه است که قادر به حفظ تعداد آن به مدت طولانی است، اشغال یک فضای خاص و عملکرد به عنوان بخشی از جامعه زیستی اکوسیستم

جامعه زیستی ترکیبی از جمعیتی از ارگانیسم های گونه های مختلف است که به عنوان یک سیستم جامع در یک فضای فیزیکی خاص جغرافیایی زیستگاه عمل می کنند.

فرصت های انطباقی در جمعیت به طور قابل توجهی بالاتر از افراد آن است. جمعیت به عنوان یک واحد بیولوژیکی دارای یک ساختار و توابع خاص است.

جمعیت دارد خواص بیولوژیکیذاتی در هر دو جمعیت به طور کلی و اجزای موجودات آن و خواص گروهیتنها در کل گروه ظاهر شد. خواص بیولوژیکی جمعیت شامل، به ویژه رشد و مشارکت در چرخه مواد است. بر خلاف خواص بیولوژیکی، گروه: باروری، مرگ و میر، ساختار سن، توزیع در فضا، تناسب ژنتیکی و تداوم تولید مثل (به عنوان مثال، احتمال خروج از نسل ها طی یک دوره طولانی) - تنها می تواند توسط یک کل جمعیت مشخص شود.

در زیر شاخص های اصلی جمعیت است.

تراکم جمعیت - این تعداد جمعیت است که به واحد فضا مربوط می شود. معمولا اندازه گیری شده و بیان شده توسط تعداد ارگانیسم ها (تعداد جمعیت ها) و یا کل زیست توده ارگانیسم ها (زیست توده جمعیت) در واحد واحد یا حجم، به عنوان مثال، 500 درخت در هر هکتار، 5 میلیون میکروالگا در هر 1 متر است 3 آب یا 200 کیلوگرم ماهی در سطح 1 گانه.

گاهی اوقات مهم است که تشخیص دهیم خاص، یا تراکم محیط زیست (تعداد یا زیست توده در هر واحد فضای زندگی، به عنوان مثال، در واقع مقرون به صرفه برای ارگانیسم های یک جمعیت خاص) و تراکم متوسط (میزان جمعیت به واحد فضا در زیستگاه جغرافیایی جمعیت). به عنوان مثال، تراکم متوسط \u200b\u200bقورباغه های جنگلی تعداد آنها است که به ناحیه ماسائید جنگل مربوط می شود. با این حال، این حیوانات تنها در تالاب های جنگل ساکن می شوند، که در هنگام محاسبه تراکم جمعیت خاص محاسبه می شوند.

تراکم جمعیت یک مقدار ثابت نیست - آن را در طول زمان بسته به زیستگاه، فصل سال و غیره تغییر می کند، توزیع ارگانیسم ها در فضای اشغال شده توسط جمعیت ممکن است تصادفی، یکنواخت و گروه باشد. اغلب در طبیعت انواع مختلفی از خوشه های موجود از ارگانیسم های یک گونه وجود دارد (توزیع گروهی: گروه های خانوادگی و گله ها در حیوانات، گروه های گروهی در گیاهان).

کامل ترین تصویر از تراکم جمعیت، استفاده یکپارچه از شاخص ها را فراهم می کند: تعداد افراد به خوبی از همدیگر را از یکدیگر جدا می کند؛ زیست توده - غلظت ماده زنده؛ محتوای کالری - تعداد انرژی متصل به موجودات زنده. به عنوان یک قاعده، تراکم جمعیت گیاه بالاتر از تراکم مسافران گیاهخواران در همان قلمرو است. بزرگتر ارگانیسم ها، بیشتر زیست توده آنها.

تراکم یکی از مهمترین خواص جمعیت است. از تراکم جمعیت، تنفس، تغذیه، تولید مثل و بسیاری از توابع دیگر موجودات فردی جمعیت وابسته است. تراکم بیش از حد جمعیت، شرایط را برای وجود آن بدتر می کند، کاهش تولید ارگانیسم ها را با غذا، آب، فضای زندگی و غیره کاهش می دهد. بر وجود یک جمعیت و تراکم کافی آن را تحت تاثیر قرار می دهد، که باعث می شود از جنس مخالف انتخاب شود، حفاظت جمعیت از شکارچیان و غیره (بیشتر در مورد اثرات جرم و گروهی در سخنرانی 6 مراجعه کنید).

تعدادی از مکانیسم ها برای حفظ تراکم جمعیت در سطح مورد نظر وجود دارد. اصلی اصلی خود تنظیم از جمعیت بازخورد در اصل بازخورد از تعداد و منابع محدود زندگی، به ویژه مواد غذایی است. بنابراین، زمانی که غذا کمتر می شود، رشد افراد کاهش می یابد، مرگ و میر افزایش می یابد، بلوغ جنسی افزایش می یابد (به عنوان مثال، توانایی تکثیر) بعدا می آید، و در نتیجه تعداد جمعیت ها و تراکم آن کاهش می یابد. بهبود شرایط موجودات همراه با تغییرات در شخصیت مخالف همراه است و تراکم جمعیت به حد مشخصی افزایش می یابد. جمعیت جمعیت می تواند به علت مهاجرت، تغییر نسل ها، ظهور افراد جدید (به لطف تولد و بی وقفه از سایر جمعیت ها) و یا به عنوان یک نتیجه از مرگ، نوسان داشته باشد. مطالعه پویایی جمعیت برای پیش بینی شیوع تعداد ارگانیسم های آفات یا حیوانات ماهیگیری بسیار مهم است.

جمعیت عمدتا توسط دو پدیده مخالف تعیین می شود - روز تولد و مرگ و میر

روز تولد - این توانایی جمعیت برای افزایش تعداد است. این ظهور موجودات جدید موجود در این فرایند را مشخص می کند: تولد حیوانات، جوانه زنی دانه ها در گیاهان، تشکیل سلول های جدید به عنوان یک نتیجه از تقسیم بین میکروارگانیسم ها. تعداد کل افراد جوان جدید ()، که در جمعیت در هر واحد زمان (ΔT) ظاهر شد، نامیده می شود مطلق (عمومی) باروری. برای مقایسه باروری جمعیت های مختلف، مفهوم استفاده شده است باروری خاص (ب)، تعداد قابل توجهی از افراد جدید در هر بخش از زمان:

بنابراین، برای جمعیت های انسانی، تعداد کودکان تازه متولد شده برای 1000 جمعیت به عنوان شاخصی از باروری خاص استفاده می شود.

حداکثر (پتانسیل) باروری - این حداکثر سرعت نظری ظاهر افراد جدید در شرایط ایده آل است (زمانی که میزان تولید مثل تحت عمل محدود کردن عوامل محیطی کاهش نمی یابد). حداکثر میزان تولد یک مقدار دائمی برای این جمعیت است. در شرایط واقعی (طبیعی) برای وجود جمعیت، میزان تولد توسط عوامل محیطی مختلف تعیین می شود که میزان ظاهر افراد جدید را محدود می کند. بنابراین، برای تخمین پویایی تعداد جمعیت از این مفهوم استفاده می کند باروری زیست محیطی (پیاده سازی)نشان دهنده افزایش تعداد افراد در جمعیت در شرایط خاص زیستگاه است. باروری زیست محیطی - ارزش غیر دائمی است و تا حد زیادی بسته به تراکم جمعیت و شرایط زیستگاه متفاوت است.

تفاوت بین حداکثر میزان تولد و تحقق یافته می تواند توسط مثال زیر نشان داده شود. در آزمایشات با کراکر آرد، این اشکالات توسط 12000 تخم مرغ (حداکثر میزان تولد) به تعویق افتاد، که تنها 773 لارو (یا 6٪) از بین رفت - ارزش باروری. به طور کلی، برای گونه های بیولوژیکی، که به مراقبت از فرزندان (به عنوان مثال، بسیاری از حشرات، ماهی، دوزیستان) عجیب نیست، که با نرخ تولد بالقوه بالقوه و باروری پایین مشخص می شود.

مرگ و میر - تعداد افراد در جمعیت کشته شده در یک دوره خاص. مفهوم مرگ و میر مخالف مفهوم باروری است. تعداد کل افراد مرده (ΔN) در هر واحد زمان (ΔT) نامیده می شود مرگ و میر مطلق (عمومی).مرگ و میر می تواند توسط تعداد افرادی که در هر واحد زمان در هر فرد فوت کرده اند بیان شود - مرگ و میر خاص (د):

مرگ و میر محیطی (تحقق یافته) - تعداد افراد مرده در شرایط طبیعی خاص. مانند باروری زیست محیطی، این ثابت نیست و به ویژگی های زیست محیطی بستگی دارد. نظری حداقل مرگ و میر - مقدار ثابت ثابت مرگ افراد (از سالخوردگی) در شرایط ایده آل محیط (به عنوان مثال، در صورت عدم وجود اثر محدود کننده عوامل زیستگاه). در شرایط خاص، میزان کاهش جمعیت توسط مرگ شکارچیان، سالم و سالم تعیین می شود.

اغلب، هنگام توصیف دینامیک جمعیت از این مفهوم استفاده می شود بقا I.E. مقادیر، مرگ و میر معکوس. اگر مرگ و میر d. ، سپس مقدار زنده ماندن 1 - d..

مانند باروری، مرگ و میر و. بر این اساس، میزان زنده ماندن در بسیاری از ارگانیسم ها به شدت با سن متفاوت است. در این راستا تعریف مرگ و میر خاص برای گروه های سنی مختلف اهمیت زیادی دارد، زیرا این امر به محیط زیست اجازه می دهد تا مکانیزم هایی را تعیین کنند که مرگ و میر کلی را در جمعیت تعیین می کنند. امید به زندگی افراد جمعیت را می توان با استفاده از آن تخمین زد منحنی های بقا (شکل 11.1) قرار دادن سن یکسانی به عنوان یک درصد از کل طول عمر، و در امتداد محور واحد، تعداد افرادی است که به سن خاصی زندگی می کنند، می توانید منحنی های بقا را برای گونه ها، امید به زندگی افراد مقایسه کنید به طور قابل توجهی متفاوت است.

شکل 11.1 انواع منحنی های بقا؛ 1 - Drosophila؛ 2 - مرد؛ 3 - آب شیرین آب شیرین؛ 4 - صدف

منحنی های بقا به سه نوع مشترک تقسیم می شوند (نگاه کنید به RC. 11.1)

اولین نوع (منحنی محدب 1 و 2) مشخصی از گونه های چنین گونه ای در جمعیتی است که بیشترین مرگ و میر را به پایان رسانده است، یعنی مرگ و میر تقریبا به پایان دوره زندگی، کم است و به شدت در حال افزایش است اشخاص حقیقی. اکثر افراد از همان جمعیت در مورد طول عمر مشابه، به عنوان مثال، حیوانات بزرگ است.

یکی دیگر از گزینه های شدید (منحنی قوی 4) مربوط به مرگ و میر بالا در مراحل اولیه چرخه زندگی و افزایش بقای مراحل بالغ بیشتر است. این نوع مرگ و میر برای اکثر گیاهان و حیوانات عجیب است. حداکثر میزان مرگ، مشخصه فاز لارو توسعه یا در سن جوانی در حیوانات، و همچنین بسیاری از گیاهان در مرحله جوانهزنی دانه ها و شاخه ها است. هنگامی که یک وضعیت بالغ از ارگانیسم ها نسبت به اثرات نامطلوب عوامل محیطی مقاوم تر می شود و مرگ و میر آنها به طور قابل توجهی کاهش می یابد (میزان بقا). بنابراین، هنگام ایجاد مراحل لاروی ماهی قبل از وضعیت نیمه پا از بزرگسالان، زندگی، به عنوان یک قاعده، نه بیش از 1 ... 2٪ از کل تعداد تخم مرغ های تزریق شده. در حشرات تا زمانی که دولت تولید شده حتی کمتر زندگی می کنند: 0.3 تا 0.5٪ از کل تخم مرغ های در حال انتظار.

نوع متوسط \u200b\u200b(خط 3) شامل منحنی های بقا برای آن گونه است که در آن بقای خاص برای هر گروه سنی بیشتر یا کمتر از (آب شیرین) است. در طبیعت، تقریبا هیچ گونه ای وجود ندارد که در آن بقا در طول چرخه زندگی ثابت باشد.

شکل منحنی زنده ماندن با درجه مراقبت از فرزندان و سایر روش های حفاظت از نوجوانان همراه است. بنابراین، منحنی های بقای زنبورها و هیجان ها (که مراقبت از فرزندان را به دست می آورند) به طور قابل توجهی کمتر از چمنزارها و ساردین ها (که به فرزندان اهمیت نمی دهند) کمتر است.

ساختار سن جمعیت - این نسبت در جمعیت سنین مختلف است.

ترکیب سن یک ویژگی مهم از جمعیت است که بر باروری و مرگ و میر تاثیر می گذارد. اکثر جمعیت ها در طبیعت شامل خانواده های سنین مختلف و جنسیت هستند.

سه گروه سن محیطی را می توان در جمعیت متمایز کرد:

پیش از تبادل- افراد جوان که هنوز به بلوغ نشده اند، به من کمک نمی کنند تا در تولید مثل شرکت کنند؛

باروری - نیمی از افراد قادر به تولید مثل؛

postreprocetive - افراد قدیمی، توانایی شرکت در تولید مثل را از دست دادند.

نگرش این سنین به کل امید به زندگی در جمعیت بسیار متفاوت از گونه های مختلف است. نسبت کمی گروه های سنی مختلف در جمعیت تحت تاثیر کل امید به زندگی، زمان رسیدن به بلوغ جنسی، شدت تولید مثل، مرگ و میر در سنین مختلف است. به نوبه خود، نسبت گروه های سنی مختلف در جمعیت، توانایی آن را در حال حاضر تولید می کند و نشان می دهد که چه چیزی در آینده انتظار می رود. تغییر نسبت تعداد گروه های سنی اصلی در جمعیت ها به صورت گرافیکی به شکل هرم های مربوط به سن (شکل 11.2) به تصویر کشیده شده است. در یک جمعیت سریع رشد، افراد جوان (شکل 11.2، A) جمعیت نسبتا قابل توجهی هستند، تعداد آنها در طول زمان تغییر نمی کند، ترکیب سن بیشتر یکنواخت است (شکل 11.2، ب) و در جمعیت ، تعداد آن کاهش می یابد، نسبت افراد قدیمی افزایش می یابد (شکل 11.2، C).

شکل. 11.2. سه نوع اهرام مربوط به سنتی که جمعیت را مشخص می کنند

با بالا ولی)، در حد متوسط \u200b\u200b( ب) و کوچک ( که در) تعداد نسبی

افراد جوان (در٪ از کل جمعیت):

1 - پیش بینی، 2 - تولید مثل، 3 - گروه سنی پس از انقباض

رشد جمعیت و منحنی رشد. اگر باروری در جمعیت بیش از مرگ و میر باشد، رشد جمعیت مشاهده می شود.

هر جمعیت و هر نوع به طور کلی است پتانسیل زیستی- حداکثر سرعت رشد احتمالی تئوری ( r.) جمعیت، که تفاوت بین نرخ تولد خاص است ( ب) و مرگ و میر خاص ( d.):

r \u003d b-d

افزایش تعداد جمعیت را می توان توصیف کرد منحنی های رشد دو نوع اصلی - منحنی J شکل (رشد نمایشی) و منحنی S شکل (رشد محو).

رشد نمایی تعداد جمعیت با یک منحنی مجتمع J مشخص می شود و زمانی اتفاق می افتد که فضای غذا و سایر منابع مهم جمعیت بیش از حد باشد و مرگ و میر ناشی از افزایش افراد عددی افزایش نمی یابد (شکل 11.3).

معادله منحنی رشد J-shaped شکل دارد

جایی که n تعداد جمعیت است؛ t- زمان؛ R ثابت نرخ رشد جمعیت همراه با حداکثر میزان انتشار فرد این نوع (پتانسیل زیستی) است.

نیتروژن یکی از عناصر جدا شده در مرحله گاز در مرحله تشکیل زمین در فرآیند تولید شوک است. در آینده، انتشار ترکیبات گازی نیتروژن از زیر خاک زمین، در فوران آتشفشان ها، حذف هیدروترم و جت های گاز ادامه یافت. نیتروژن مولکولی گازی به علت بی اثر شیمیایی، پایدار ترین شکل یافتن این عنصر است. به همین دلیل، N 2 در ابتدا در اتمسفر انباشته شد و به شکل ترکیبات حل شده در آب اقیانوس، مانند کلر، یا به شکل ترکیبات نامحلول در بارش اقیانوس، مانند کربن به عنوان بخشی از ضخامت کربنات متمرکز نیست. در حال حاضر جریان سالانه ترکیبات گازی نیتروژن از عمق زمین به اتمسفر 1.0 × 10 تن. در اقیانوس نیتروژن در قالب یون های حل شده وجود دارد، در ترکیب یک محلول و پراکنده وزن ماده آلی توده نیتروژن به صورت یون های حل شده NH 4 +، NO 2 -، NO 3 685 × 10 9 تن است. در لایه گرانیت پوسته زمین، غلظت نیتروژن 0.002٪ و وزن کل عنصر است 165 × 10 12 t. در نیتروژن رسوب در مواد آلی ثابت شده است. توده نیتروژن در یک پوسته رسوبی تقریبا 0.6 × 10 15 تن است، به عنوان مثال، در یک پوسته نیتروژن رسوبی، بیش از سه، و در اتمسفر - 23 بار، نسبت به لایه گرانیت زمین.

بنابراین، تامین کننده اصلی نیتروژن در بیوسفر زمین زمین است، درایو اصلی یک فضای، دقیق تر، تروپوسفر است. ترکیب گاز اتمسفر به طور مداوم به دلیل فرایندهای چرخه ای انتقال جرم به روز می شود، ارتباط جو را با زمین های جهانی، پدیده، اقیانوس و بارش آن به روز می شود.

ساختار مدرن ماساون جهانی مبادلات توده نیتروژن بسیار پیچیده است و شامل چندین محافل مرتبط است (شکل 32).

اموال فوق العاده نیتروژن - ارتداد قوی او. ارگانیسم ها انرژی برای معیشت خود را دریافت می کنند ترجمه نیتروژن از یک فرم به دیگری، تغییر ارزش آن در شرایط مختلف. ممکن است که بدون تأثیر این شرایط، نیتروژن جزء لازم پروتئین ها باشد.

برخی از انواع باکتری هایی وجود دارد که می توانند نیتروژن مولکولی شیمیایی غیر فعال را فعال کنند و آن را به ترکیبات شیمیایی متصل کنند. این فرآیند نامیده شد قفل نیتروژن.

تثبیت نیتروژن توسط باکتری های اختصاصی جداگانه خانواده آزوتوباکیا و تحت شرایط خاصی - جلبک های آبی سبز انجام می شود. مولکول ترین باکتری های بدون نیتروژن بدون نیتروژن تشکیل همزیستی با گیاهان لوبیا.

شکل. 32. مفهوم چرخه نیتروژن

توده نیتروژن ثابت از هوا با باکتری های خاک، قبل از شروع فعالیت اقتصادی فرد در سال از (30-40) ∙ 10 6 تا 200 × 10 6 تن است. در حال حاضر، این به این اضافه شده است. تثبیت بیولوژیکی مصنوعیبه دست آمده از طریق حبوبات گیاهان کشاورزی (حدود 20 × 10 9 تن) نیز به دست آمده است تثبیت صنعتی نیتروژن از هوا، که بیش از 60 × 10 6 تن بود.

اولین فرآیند باکتریایی مرتبط با آن در خاک رخ می دهد امون سنجش - تحول میکروبیولوژیک نیتروژن ترکیبات آلی (به طور عمده اسیدهای آمینه) در یون آمونیوم یا آمونیاک. فرایند تجزیه مواد آلی در شرایط هوازی ادامه می یابد و با تشکیل فعال CO 2 همراه است. آمونیوم تحت فرآیند تحول زیر قرار دارد. که در شرایط هوازی رخ می دهد نیتریفیکاسیون: تبدیل آمونیاک به یک یون نیتریت توسط یک باکتری، و سپس به نیترات - دیگران. که در شرایط بی هوازی فرآیندهای توسعه دیزنی سازیدر نتیجه نیترات ها و نیتریت ها قبل از اکسید نیتروژن یا نیتروژن مولکولی گازی بازسازی می شوند. مقدار پمپ نیتروژن چند برابر کمتر از جرم N 2 است که توسط باکتری ها ثابت می شود. به عنوان یک نتیجه، نیتروژن مولکولی پس از انواع تحولات بیوشیمیایی به اتمسفر بازگشته است. یک چرخه نیتروژن ناشی از تثبیت باکتریایی آن و تحول بیشتر، نزدیک به یک چرخه قدرتمند دیگر این عنصر است. توده های بزرگ نیترات و نیتروژن آمونیوم از پدیده در یک گردش بیولوژیکی گرفته شده اند که به دلیل فعالیت گیاهان فتوسنتزی و میکروارگانیسم هایی که بقایای گیاهی را نابود می کنند، اتفاق می افتد. بخشی از نیتروژن از یک گردش بیولوژیکی حاصل می شود و در یک ماده آلی مرده انباشته می شود. این سهام عجیب و غریب نیتروژن در تغذیه جنگل، ذغال سنگ نارس و هوموس خاک به طور مداوم در پدیده نگهداری می شود و نشان دهنده مهار خاصی از چرخه بیولوژیکی زمین است. سهم قابل توجهی در پذیرش در اتمسفر در سال اکسید نیتروژن توسط آتش سوزی جنگل ساخته شده است، به این دلیل که جو از 10 × 10 6 تا 200 × 10 6 تن نیتروژن می رسد.

در اقیانوس، همان فرآیندهای تحول و مهاجرت ترکیبات نیتروژن رخ می دهد، مانند زمین، اما نسبت این فرآیندها متفاوت است. چرخه های زندگی موجودات اقیانوس های فتوسنتز بسیار سریعتر از زمین ادامه می دهند.

در مقادیر کم، نیتروژن اتمسفری به اکسیژن در فرایند تخلیه رعد و برق در جو متصل می شود و سپس با باران بر روی سطح خاک می افتد.

پس از تجزیه و تحلیل شکل 32، مراحل عملکرد نیتروژن موجودات زنده را برجسته می کند ...

1) Azotophyxation زیستی؛ 2) Ammonification؛ 3) نیتریفیکاسیون؛ 4) denitrification؛

1) نیتریفیکاسیون؛ 2) Ammonification؛ 3) پروتئین سنتز؛ 4) اتصال فتوشیمیایی؛

1) فتوسنتز؛ 2) تجزیه توسط باکتری؛ 3) نیتروژن؛ 4) Ammonification؛

1) Ammonification؛ 2) نیتریفیکاسیون؛ 3) denitrification؛ 4) اتصال الکتروشیمیایی.

نیتروژن گاز (N2) در جو بسیار غیر مستقیم است، به عبارت دیگر، مقدار زیادی انرژی ضروری است به طوری که اوراق قرضه در مولکول نیتروژن (N 2) از ترکیبات دیگر مانند اکسید ها رد و تشکیل می شود. با این حال، نیتروژن جزء ضروری مولکول های بیولوژیکی مانند پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره است، تنها برخی از باکتری ها قادر به ترجمه اسیدهای نوکلئیک اتمسفر به موجودات موجود برای ارگانیسم ها (نیتریت و نیترات) هستند. این فرآیند نیتروژن نامیده می شود و مسیر اصلی مصرف نیتروژن به مولفه زیستی اکوسیستم است.

azotfixation

azotfixation - فرآیند انرژی فشرده، از آنجایی که نیاز به تخریب اتصال بسیار قوی بین دو اتم نیتروژن در مولکول آن دارد. باکتری ها برای این آنزیم نیترو ژنایز و انرژی محصور شده در ATP استفاده می شود. Azotification Nefermental نیاز به انرژی بیشتری به دست می دهد به دلیل احتراق سوخت های فسیلی، و در جو به عنوان یک نتیجه از عمل عوامل یونیزه مانند رعد و برق و تابش بیرونی.

نیتروژن برای باروری خاک بسیار مهم است و نیاز به کشاورزی بسیار عالی است که سالانه در گیاهان شیمیایی توسط مقادیر عظیم آمونیاک ساخته شده است که در ترکیب کودهای نیتروژن مانند نیترات آمونیوم (NH4NO3) یا اوره استفاده می شود .

اکنون مقیاس Azotfixation صنعتی مقایسه با طبیعی، اما ما هنوز هم به طور کلی پیامدهای احتمالی تجمع تدریجی را در بیوسفر ترکیبات نیتروژن موجود در موجودات زنده ارائه می دهیم. مکانیزم های جبران خسارت که نیتروژن اتصال نیتروژن را به استخر اتمسفر بازگرداند وجود ندارد.

چرخه نیتروژن نیتروژن 79٪ از حجم جو است - مخزن اصلی این عنصر.

در باره نیتروژن ثابت کوچک (5-10٪) باعث یونیزاسیون در جو می شود. اکسید نیتروژن حاصل، تعامل با آب باران، اسیدهای مناسب را فراهم می کند، که گاهی اوقات در خاک، در نهایت به نیترات تبدیل می شود.

شاید، منبع اصلی نیتروژن ثابت - نمایندگان خانواده حبوبات، به عنوان مثال شبدر، سویا، یونجه، نخود فرنگی. بر روی ریشه های حبوبات، ضخیم شدن مشخصه ای وجود دارد، به نام گره ها، که باکتری های نیتروژنی از خانواده rhizobium جنس زندگی می کنند، درون سلولی زندگی می کنند. این همزیستی دستمزد متقابل، از آنجا که گیاه نیتروژن ثابت را به صورت آمونیاک از باکتری دریافت می کند و در عوض آنها را با انرژی و برخی از مواد آلی، به عنوان مثال، کربوهیدرات ها فراهم می کند. از لحاظ واحد مربع، باکتری های گره می توانند 100 برابر نیتروژن ثابت تر از آزاد شدن آزاد شوند. تعجب آور نیست که گیاهان علف های هرز اغلب کاشته می شوند تا از این عنصر غنی سازی کنند، در عین حال و برداشت از گیاهان با کیفیت بالا.

تمام نیتروژن Azot در قالب آمونیاک اتصال است، اما بلافاصله برای ترکیب ترکیبات آلی، عمدتا پروتئین ها استفاده می شود.

تجزیه و تخریب

بیشتر گیاهان به عنوان منبع نیتروژن از نیترات استفاده کنید. حیوانات به نوبه خود به طور مستقیم یا غیر مستقیم از نیتروژن قابل هضم از گیاهان دریافت می کنند. در شکل 10.11 نشان می دهد که چگونه نیترات ها پس از تجزیه پروتئین بافت های مرده توسط باکتری های ساپروتروفیک و قارچ شکل می گیرند. این فرآیند شامل واکنش های اکسیداتیو شامل باکتری های اکسیژن و هوازی است. پروتئین ها برای اولین بار به اسیدهای آمینه تقسیم می شوند و سپس آمونیاک آمونیاک را می دهد. همان محصول زمانی شکل می گیرد که گسترش بازده ها و مدفوع حیوانات. نیتروسوموناس و نیتروباکتر Chimosynthesiuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuu.

تناقض

به نوعی، روند، نیتریفیکاسیون معکوساین دیزنی جراحی نیز توسط باکتری انجام می شود، که در نتیجه باعث کاهش باروری خاک می شود. Denitification در شرایط بی هوازی رخ می دهد، زمانی که نیترات در تنفس به جای اکسیژن به عنوان یک عامل اکسید کننده ترکیبات آلی (پذیرش الکترون) استفاده می شود. در عین حال، نیترات ها معمولا قبل از نیتروژن بازسازی می شوند. در نتیجه، باکتری های denintric متعلق به Aerobam اختیاری هستند.

چرخه آب در طبیعت (چرخه هیدرولوژیکی) فرایند حرکت چرخه ای آب در بیوسفر زمین است. این شامل تبخیر، تراکم و بارش است.

دریاها به دلیل تبخیر بیش از آب از دست می دهند، که با بارش به دست می آید، در زمین - موقعیت مخالف است. آب به طور مداوم در سراسر جهان گردش می کند، در حالی که مقدار کل آن بدون تغییر باقی می ماند.

سه چهارم سطح زمین با آب پوشیده شده است. پوسته آبی زمین هیدروافی نامیده می شود. بیشتر آن از آن آب نمک دریاها و اقیانوس ها و کوچکتر آب شیرین دریاچه ها، رودخانه ها، یخچال ها، آب های زیرزمینی و بخار آب است.

بر روی زمین، آب در سه حالت جامد وجود دارد: مایع، جامد و گاز. بدون آب، وجود موجودات زنده غیر ممکن است. در هر بدن، آب محیطی است که در آن واکنش های شیمیایی رخ می دهد، بدون اینکه موجودات زنده زندگی می کنند. آب ارزشمند ترین و ضروری ترین ماده برای فعالیت حیاتی موجودات زنده است.

تبادل ثابت رطوبت بین هیدروسفر، جو و سطح زمین متشکل از فرآیندهای تبخیر، حرکت بخار آب در اتمسفر، تراکم آن در جو، بارش و زهکشی، چرخه آب طبیعت نامیده می شود.

رسوبات اتمسفری به طور جزئی تبخیر می شوند، به طور جزئی از تخلیه های موقت و ثابت و مخازن تشکیل شده اند، به طور جزئی به زمین می روند و آب های زیرزمینی را تشکیل می دهند.

انواع مختلفی از گردش آب در طبیعت وجود دارد:

یک بخار بزرگ یا دنیای، بخار آب، که در بالای سطح اقیانوس ها تشکیل شده است، به باد بر روی قاره منتقل می شود، به شکل بارش اتمسفر، به شکل تخلیه به اقیانوس می رسد. در این فرآیند، کیفیت آب تغییر می کند: هنگامی که تبخیر، آب دریا نمک به تازه تبدیل می شود و آلوده می شود - پاک شده است.

بخار کوچک، یا اقیانوسی، بخار آب، تشکیل شده در بالای سطح اقیانوس، تشکیل شده و به شکل بارش دوباره به اقیانوس تبدیل می شود.

چرخه ناخوشایند - آب که از سطح سوشی تبخیر شده است، دوباره به زمین به شکل بارندگی اتمسفر می افتد.

در نهایت، بارش در روند حرکت دوباره به اقیانوس می رسد.

اکسیژن دایره ای

اکسیژن اتمسفر دارای منشا بیوژنیک است و گردش خون آن در بیوسفر با بازپرداخت ذخایر در جو انجام می شود به عنوان یک نتیجه از فتوسنتز گیاهان و جذب زمانی که ارگانیسم تنفس و سوختگی سوخت در مزرعه انسان است. علاوه بر این، مقدار مشخصی از اکسیژن در لایه های بالایی اتمسفر در طول جداسازی آب و تخریب اوزون تحت عمل اشعه ماوراء بنفش تشکیل شده است. برخی از اکسیژن در فرآیندهای اکسیداتیو در پوسته زمین، با فوران های آتشفشانی و غیره صرف می شود.

این چرخه بسیار پیچیده است، زیرا اکسیژن به واکنش های مختلف وارد می شود و بخشی از تعداد زیادی ترکیبات آلی و غیر آلی و آهسته است. برای به روز رسانی کامل از تمام اکسیژن، اتمسفر نیاز به حدود 2 هزار سال (برای مقایسه: حدود 1/3 از دی اکسید کربن جو در سالانه به روز می شود).

چرخه تعادل اکسیژن در حال حاضر حفظ می شود، هرچند اختلالات موضعی در شهرهای بزرگ پرجمعیت با تعداد زیادی از شرکت های حمل و نقل و صنعتی بوجود می آیند.

چرخه کربن.

این یکی از مهمترین چرخه های بیوسفر است، زیرا کربن اساس مواد آلی است. در چرخه، نقش دی اکسید کربن به ویژه عالی است. ذخایر کربن "زندگی" در ترکیب ارگانیسم های سوشی و اقیانوس، طبق منابع مختلف، 550-750 GT (1 GT \u003d 1 میلیارد تن) و 99.5٪ بر روی زمین، بقیه متمرکز شده است در اقیانوس است علاوه بر این، اقیانوس حاوی 700 گرم از کربن به عنوان بخشی از ماده آلی حل شده است.

ذخایر کربن معدنی بسیار بیشتر است. بیش از هر متر مربع سوشی و اقیانوس 1 کیلوگرم فضای کربن و تحت هر متر مربع اقیانوس در عمق 4 کیلومتر - 100 کیلوگرم کربن در قالب کربنات ها و بی کربنات ها است. حتی ذخایر کربن بیشتر در سنگ های رسوبی - سنگ آهک حاوی کربنات ها، در صفحات - کروژن ها و غیره

تقریبا 1/3 از کربن "زندگی" (حدود 200 گرم) گردش می کند، یعنی سالانه توسط ارگانیسم ها در فرایند فتوسنتز جذب می شود و به اتمسفر بازگشت و سهم اقیانوس و سوشی به این روند تقریبا مشابه. علیرغم این واقعیت که زیست توده اقیانوس بسیار کوچکتر از زیست توده سوشی است، محصولات بیولوژیکی آن توسط بسیاری از نسل های جلبک کوتاه مدت ایجاد می شود (نسبت زیست توده و محصولات بیولوژیکی در اقیانوس در حدود یک اکوسیستم آب شیرین است .

تا 50٪ (بر اساس برخی از داده ها - تا 90٪) کربن به شکل دی اکسید به فضای میکروارگانیسم ها-rovsuznuts خاک بازگشته است. در این فرآیند، باکتری ها و قارچ ها برابر با سهم هستند. بازگشت دی اکسید کربن در تنفس تمام ارگانیسم های دیگر، بنابراین کمتر از فعالیت های مربوطه است.

برخی از باکتری ها علاوه بر متان دی اکسید کربن. تخلیه متان از خاک هنگام خنک شدن، زمانی که شرایط بی هوازی ایجاد می شود، افزایش می یابد، برای فعالیت های باکتری های متا تشکیل شده مطلوب است. به همین دلیل، انتشار متان خاك جنگل به طور چشمگیری افزایش می یابد، اگر باستان کاهش یابد و به علت کاهش ترانزیت رخ می دهد. بسیاری از متان برجسته میدان های برنج و دام.

در حال حاضر، نقض چرخه کربن به دلیل احتراق مقدار قابل توجهی از حامل های انرژی کربن فسیلی، و همچنین کاهش خاک های زراعی و زهکشی از جنگل ها وجود دارد. به طور کلی، محتوای دی اکسید کربن در اتمسفر سالانه 0.6٪ افزایش می یابد. حتی سریعتر محتوای متان را افزایش می دهد - 1-2٪. این گازها مرتکبین اصلی اثر گلخانه ای در حال رشد هستند، که به دی اکسید کربن 50٪ و 33٪ از متان بستگی دارد.

چرخه نیتروژن - چرخه نیتروژن بیوگرافی شیمیایی. این بیشتر از این است که به دلیل عمل موجودات زنده است. میکروارگانیسم های خاك که تبادل نیتروژن خاک را فراهم می کنند، نقش بسیار بزرگی در چرخه ایفا می کنند که در شکل یک ماده ساده (گاز - N2) و یون ها وجود دارد: نیتریت ها (NO2 -)، نیترات (NO3-) و آمونیوم (NH4 +). غلظت این یون ها منعکس کننده وضعیت جوامع خاک است، زیرا این شاخص ها بر وضعیت بیوتا (گیاهان، میکرو فلورا)، حالت اتمسفر، شستشو از خاک از مواد مختلف را تحت تاثیر قرار می دهند. آنها قادر به کاهش غلظت مواد حاوی نیتروژن، از بین بردن سایر موجودات زنده هستند. آنها می توانند سمی را برای موجودات زنده آمونیاک به نیترات های کمتر سمی و نیتروژن اتمسفر بیولوژیکی بیولوژیکی ترجمه کنند. بنابراین، میکرو فلور خاک به حفظ ثبات شاخص های شیمیایی خود کمک می کند.

فسفر کج

در چرخه فسفر، در مقایسه با چرخه کربن و نیتروژن، هیچ فاز گاز وجود ندارد. فسفر در طبیعت در مقادیر زیاد در مواد معدنی سنگ ها قرار دارد و در فرآیند تخریب آنها به اکوسیستم های زمینی می افتد. فسفر اشباع با رسوبات منجر به جریان آن در هیدروفر می شود و بر این اساس، در اکوسیستم های آب. گیاهان جذب فسفر را به صورت فسفات محلول از محلول آبی یا خاک جذب می کنند و شامل ترکیب ترکیبات آلی - اسیدهای نوکلئیک، سیستم های انتقال انرژی (ADP، ATP)، به غشاهای سلولی می شوند. ارگانیسم های دیگر زنجیره های فسفر را دریافت می کنند. در موجودات حیوانی، فسفر بخشی از بافت استخوانی، دنتین است.

در فرآیند تنفس سلولی، ترکیبات ارگانیک حاوی فسفر رخ می دهد، در حالی که فسفات های آلی به عنوان بخشی از دفع ادرار وارد محیط می شوند. ارگانیسم ها-Reardueries مواد آلی حاوی فسفر، در فسفات های معدنی، که دوباره می توانند توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرند و بنابراین در چرخه دخیل هستند.

از آنجایی که فاز گاز در چرخه فسفر، فسفر، و همچنین سایر عناصر خاك بیوژنیک گم شده است، تنها در صورتی که زباله های حیاتی در مکان های جذب این عنصر ذخیره شود، در اکوسیستم عبور می کند. به عنوان مثال، نقض چرخه فسفر ممکن است رخ دهد، به عنوان مثال، در اکوسیستم های کشاورزی، زمانی که برداشت، همراه با خاک استخراج شده توسط بیوژنز، به فاصله های قابل توجهی منتقل می شود و به خاک های مصرفی بازگشت نمی شود.

سولفور دایره ای

گردش خون گوگرد نیز با یک ماده زنده مرتبط است. گوگرد در قالب SO2، SO3، H2S و گوگرد ابتدایی توسط آتشفشان ها به اتمسفر پرتاب می شود. از سوی دیگر، در طبیعت، سولفید های مختلف فلزات در مقادیر زیادی شناخته شده است: آهن، سرب، روی، و غیره سولفات سولفید در بوسفید با میکروارگانیسم های محلی به سولفات گوگرد SO42 خاک و مخازن. سولفات ها توسط گیاهان جذب می شوند. در موجودات، گوگرد بخشی از اسیدهای آمینه و پروتئین ها و در گیاهان، علاوه بر این، ترکیب روغن های ضروری و غیره است. فرآیندهای تخریب بقایای موجودات موجود در خاک ها و در ظرافت دریاها با تحولات بسیار پیچیده گوگرد همراه است. در تخریب پروتئین ها، سولفید هیدروژن با مشارکت میکروارگانیسم ها شکل می گیرد. بعد، سولفید هیدروژن به گوگرد ابتدایی یا سولفات ها اکسید شده است. در این فرایند، انواع مختلف میکروارگانیسم ها درگیر هستند، ایجاد اتصالات متوسط \u200b\u200bگوگرد متعدد. میدان گوگرد منشا بیوژنیک شناخته شده است. سولفید هیدروژن می تواند دوباره "سولفید ثانویه" را تشکیل دهد و سولفات گوگرد گچ را ایجاد می کند. به نوبه خود، سولفید ها و گچ ها دوباره نابود می شوند و گوگرد مهاجرت خود را تجدید می کند.