Pääbiologiset hiilidioksidit vesifosforit vettä. Biogeokemiallinen typen ja vaikutuksen seuraukset hänen antropogeeniseen aktiivisuuteen. Olennaisten kemiallisten elementtien biogeokemialliset syklit: hiili, happi, typpi, rikki, fosfori,

Hiilisykli.

Voimakkain biogeokemiallinen sykli on hiilisykli. SISÄÄN

luontohiili on olemassa kahdessa päämuodossa - karbonaatteina

(kalkkikivi) ja hiilidioksidi. Viimeisten 50 kertaa enemmän kuin

ilmakehässä. Hiili on mukana hiilihydraattien, rasvojen, proteiinien ja

nukleiinihapot.

Tärkein massa kertyy karbonaatteina meren pohjalla (1016 tonnia), sisään

kiteiset kivet (1016 tonnia), kivi kivihiili ja öljy (1016 tonnia) ja

osallistuu suureen kiertokiertoon.

Suuren hiilisyklin pääkytkin on prosessien suhde

fotosynteesi ja aerobinen hengitys (kuva 1).

Toinen suuri hiilisyklin kierros on

anaerobinen hengitys (ilman pääsyä happea); Erilaisia \u200b\u200banaerobisia

bakteerit muuntaa orgaaniset yhdisteet metaanissa ja muissa aineissa

(Esimerkiksi Marsh-ekosysteemeissä jätteiden kaatopaikat).

Pienellä syklillä hiili sisälsi

kasviskudokset (noin 1011 tonnia) ja eläinkudoksia (noin 109 tonnia).

Pyöreä happi.

Kvantitatiivisesti elinikäisen tärkein osa on

happea, jonka verenkierto on monimutkainen sen kyvystä päästä

erilaiset kemialliset reaktiot, pääasiassa hapetusreaktio. SISÄÄN

tulos On olemassa monia paikallisia syklejä

ilmakehä, hydrosfääri ja litosfääri.

(Segenin kalsitit, rautamalmit), on biogeeninen alkuperää ja sen pitäisi

katsotaan fotosynteesin tuotteeksi. Tämä prosessi on päinvastainen

hengitysprosessi hengitystä varten, johon liittyy

orgaanisten molekyylien tuhoaminen, hapen vuorovaikutus vedyn kanssa

(Puristettiin substraatista) ja veden muodostumista. Joissakin tavoin

happi-sykli muistuttaa hiilidioksidin palautusjaksoa. SISÄÄN

se johtuu pääasiassa ilmakehästä ja elossa organismeista.

Ilmakehän hapen kulutus ja sen korvaus kasvien mukaan

prosessin fotosynteesi suoritetaan melko nopeasti. Laskelmat Näytä

että päivittää kaikki vaaditaan kaikki ilmakehän happi

kaksi tuhatta vuotta vanha. Toisaalta, jotta kaikki vesimolekyylit

hydrosfääriä altistettiin valokuvagalleriassa ja syntetisoidaan jälleen elossa

organismit, tarvitset kaksi miljoonaa vuotta. Suurin osa happista,

geologisen aikakauden aikana syntynyt, ei pysynyt ilmakehässä, ja

kiinteä litosfääri karbonaattien, sulfaattien, rautaoksidien ja sen

massa on 5,9 * 1016 tonnia. Biosfäärissä kiertävä happea

manageen tai sulfaattien muoto

vesi, useita kertoja vähemmän (0,4 * 1016 t).

Huomaa, että tiettyyn pitoisuuteen alkaen happi on hyvin

myrkyllistä soluille ja kudoksille (jopa aerobisten organismien keskuudessa). Ja elossa

anaerobinen organismi ei kestä (se todistettiin aiemmin

vuosisadan L. Pasteur) Happipitoisuus ylittää ilmakehän 1%.

Typpeä

Kaasumaiset typpi syntyy ammoniakin hapetusreaktion seurauksena,

muodostettu tulivuorien purkauksen ja biologisen jätteen hajoamisen aikana:

4NH3 + 3O2 (2N2 + 6H2O.

Typpisykli - yksi vaikeimmista, mutta samalla eniten

ihanteelliset syklit. Huolimatta siitä, että typpi on noin 80%

ilmakehän ilmaa, useimmissa tapauksissa se ei voi olla

käyttää suoraan kasveja, koska He eivät absorboi kaasumaisia

typpi. Elävien olentojen häiriöt typpisyklisessä on alisteinen tiukasti

hierarkia: Vain tietyt organismit voivat vaikuttaa

tämän syklin yksittäisissä vaiheissa. Typpikaasu tulee jatkuvasti

ilmakehän seurauksena joidenkin bakteerien, kun taas muut bakteerit

- Kiinnikkeet (yhdessä Blue-Green-levien kanssa) imevät jatkuvasti sitä,

muuntaminen nitraatteihin. Epäorgaaninen nitraattien läpi muodostuu ilmakehään

sähköisten päästöjen seurauksena ukkosmyrskyjen aikana.

Aktiivisin typen kuluttajat - bakteerit juuristojärjestelmässä

palkokasvien perheiden kasvit. Kaikki nämä kasvit ovat luontaisia \u200b\u200bomaa

bakteerit, jotka kääntävät typpeä nitrateiksi. Prosessissa biologisesti

syklin nitraatti-ionit (NO3-) ja ammoniumionit (NH4 +), jotka imeytyvät kasveiksi

maaperän kosteus, joka on muunnettu proteiineiksi, nukleiinihappoiksi jne. Edelleen

palautukset muodostetaan kuolleiden organismien muodossa, jotka ovat esineitä

muiden bakteerien ja sienien elintärkeä toiminta muunnosti ne ammoniakkiin. Niin

sykli on uusi sykli. On olemassa organismeja

käännä ammoniakki nitriittien, nitraattien ja kaasun typpikaasemaan. Pääyhteydet

biosfäärissä oleva typpisykli on esitetty kuvion 2 kaaviossa. 3.

Organisaatioiden biologista aktiivisuutta täydentää teollisuuden

tapoja tuottaa typpeä sisältäviä orgaanisia ja epäorgaanisia aineita,

monet niistä käytetään lannoitteina

tuottavuus ja kasvien kasvu.

Antropogeeninen vaikutus typpisykliin määräytyy seuraavalla tavalla

prosessit:

1. Polttoaineen poltto johtaa typpioksidin muodostumiseen ja sitten

reaktiot:

2. 2NO + O2 (2NO2,

3. 4NO2 + 2H2O. + O2 (4hno3,

4. osallistuu happoa sateen menetykseen;

5. Joidenkin bakteerien vaikutukset lannoitteisiin ja jätteisiin

eläinten karitatus muodostaa typen kiirehtimistä - yksi komponenteista,

kasvihuoneilmiön luominen;

6. Niitraatti-ionien ja ammoniumionien sisältävien mineraalien kaivostoiminta,

mineraalilannoitteiden tuotantoon;

7. Kun sadonkorjuu, nitraatti-ionit ja ammoniumionit otetaan pois maaperästä;

8. Purkut kenttien, maatilojen ja jätevesien lisäävät nitraatin määrää

ionit ja ammoniumionit vesiekosysteemeissä, jotka nopeuttavat kasvua

levät ja muut kasvit; Kun se hajoaa jälkimmäisen

happea, joka lopulta johtaa kalan kuolemaan.

Pyöreä fosfori

Fosfori on yksi pääkomponentteista (pääasiassa muodossa ja

) elävä aine ja se sisältyy nukleiinihappojen (DNA: n ja RNA: n koostumukseen,

solukalvot, adenosyntrifosfaatti (ATP) ja adenosiinifosfaatti (ADP),

rasvat, luut ja hampaat. Vino fosfori, kuten muu biogeeninen

elementit suoritetaan suurina ja pieninä sykleissä.

Fosforivarastot elävien olentojen käytettävissä ovat täysin keskittyneet

lithosfääri. Epäorgaanisen fosforin tärkeimmät lähteet puhkeaa tai

sedimenttikivilajeja. Maapallon kuoressa fosforipitoisuus ei ylitä 1%

rajoita ekosysteemien tuottavuutta. Maapallon kuori epäorgaanisen kivistä

fosfori on mukana Manner-vesien liikkeessä. Hän imeytyy

kasvit, jotka hänen osallistumistaan \u200b\u200bsyntetisoivat erilaisia \u200b\u200borgaanisia

yhdisteet ja siten ne sisältyvät trofisiin ketjuihin. Sitten

orgaaniset fosfaatit yhdessä ruumiiden, jätteiden ja elossa olevien olentojen kanssa

palaa maahan, jossa ne altistuvat mikro-organismeille ja

käännä vihreiden kasvien käyttämät kivennäismuodot.

Valtameren ekosysteemi fosforia tuodaan virtaavilla vesillä että

edistää fytoplanktonin ja elävien organismien kehittämistä.

Maanpäällisissä järjestelmissä fosforin kierto kulkee optimaalisessa

luonnolliset olosuhteet vähimmäishäviöllä. Meressä tilanne on erilainen. se

liittyy orgaanisten aineiden vakiotutkimukseen (sedimentaatio).

Orgaaninen fosfori pienellä syvyydellä palautetaan syklille.

Suurilla Seafock-syvyydellä olevat fosfaatit eivät ole mukana pienissä

kurssi. Tektoniset liikkeet kuitenkin edistävät sedimentin nostamista

kasvattaa pinnalle.

Siten fosfori liikkuu hitaasti fosfaattitalletuksista

maalla ja matalassa valtameren sademäärä eläville organismeille ja takaisin

Kun otetaan huomioon fosforin sykli biosfäärin asteikolla suhteellisen

lyhyt aika, voimme päätellä, että se ei ole täysin suljettu. Varastot

phosfori maalla on pieni. Siksi uskotaan, että fosfori on tärkein tekijä,

ensisijaisen biosfäärituotteiden kasvu. Uskotaan jopa fosfori -

kaikkien muiden biogeokemiallisten syklien pääohjain, se on eniten

heikko Linkki elinkaariketjussa, joka takaa henkilön olemassaolon.

Antropogeeninen vaikutus fosforin kiertoon on seuraava:

1. Suurten määrien tuotanto fosfaatti malmit mineraalilannoitteille ja

pesuaineet johtavat fosforin määrän vähenemiseen

biottinen sykli;

2. Virrat kentällä, maatiloilla ja hyödyllisyysjärjestelmällä

fosfaatti-ionit säiliöissä, vesikasvien voimakas kasvu ja

tasapainon rikkominen vesieliöissä.

Pyöreä rikki

Luonnollisista lähteistä rikki siirtyy ilmakehään vetysulfidin muodossa,

rikkidioksidi ja sulfaattisuolat (kuvio 5).

Noin kolmasosa rikkiyhdisteistä ja 99% rikkidioksidista - antropogeenistä

alkuperä. Ilmakehä käsittelee happoa johtavia reaktioita

2SO2 + O2 (2SO3,

SO3 + H2O (H2SO4.

Vesisykli

Vesi, kuten ilma, on elämän tärkein komponentti. SISÄÄN

kvantitatiivisesti on yleisin epäorgaaninen

elinikäinen osa. Kasvien siemenet, joissa vesipitoisuus ei ole

ylittää 10%, viittaa hitaasti liikkeeseen. Sama ilmiö

(anhydrobiosis) havaitaan joissakin eläinten lajeissa

haitalliset ulkoiset olosuhteet voivat menettää suurimman osan vedestä

Kaikissa komposiitissä on läsnä kolmessa aggregotiivisessa valtiossa

biosfäärin osat: ilmakehä, hydrosfääri ja litosfääri. Jos vesi sijaitsee

eri hydrogeologisissa muodoissa, tasaisesti jakavat

vastaavat alueet maapallon muodostavat seuraavilla kerroksilla

paksuus: Maailman valtamerelle 2700 m, jäätiköt 100 m, pohjaveteen

15 m, pinta makean veden 0,4 m, ilmakehän kosteus 0,03 m.

Tärkein rooli liikkeessä ja biogeokemiallinen vesiliikenne

ilmakehän kosteus huolimatta sen kerroksen suhteellisen pieni paksuus.

Ilmakehän kosteus epätasaisesti jaetaan maahan, mikä aiheuttaa

suuria eroja saostuksen määrässä biosfäärin eri alueilla. Keskiverto

maantieteellinen leveysaste. Esimerkiksi pohjoisnavassa se on 2,5 mm (sisään

ilma-asema, jossa on poikkileikkaus 1 cm2), päiväntasaajalla - 45 mm.

Hydrogeologisen syklin mekanismi mainittiin edellä - osassa

hydrosfäärin ominaisuuksien kuvauksesta. Vesi putosi maahan

se kulutetaan vuoto (tai infiltraatio), haihduttamalla ja varastossa.

Nähdistö on erityisen tärkeää maan ekosysteemeille, koska se edistää

maaperän tarjonta vedellä. Infiltration prosessissa vesi tulee vesistöön

horisontit ja maanalaiset joet. Haihdutus maaperän pinnasta

tärkeä rooli vesijärjestelmässä, mutta merkittävämpi määrä

vesi jakaa kasveja itseään lehtiensä kanssa. Ja veden määrä,

kasvit vapautuivat, sitä suuremmat ne on toimitettu. Kasvit,

tuottaa yhden tonnin kasvimassan, imeä vähintään 100 tonnia

Maanosien vesiliikenteen tärkein rooli pelataan kokonaismäärästä

haihdutus (puut ja maaperä).

Vesisyklin viimeinen osa maata - varastossa. Pinta

maanalaisten vesikerroksen varastot ja resurssit tarjoavat vettä

langat. Kuitenkin kasvipeitteen tiheyden väheneminen

se tulee maaperän eroosion tärkein syy.

Kuten todettiin, vesi osallistuu biologiseen sykliin, olento

hapen ja vedyn lähde. Kuitenkin valokuvagalleria fotosynteesille ei ole

hänellä on merkittävä rooli syklin prosessissa.

Biogeokemiallinen kierto

Päinvastoin kuin energia, jota keho,

muuttuu lämpöksi ja menetetään ekosysteemiin, aineet levitetään

biosfääriä kutsutaan biogeokemiseksi liikkeeksi. 90: stä

luonnossa olevat elementit, noin 40 tarvitaan elävät organismit.

Tärkeimmät ja vaaditaan suurina määrinä: hiili,

vety, happi, typpi. Oxygen siirtyy ilmakehään

fotosynteesi ja kuluttaa organismeja hengitys. Typpi poistetaan

ilmakehät, jotka johtuvat typpeä vapaiden bakteerien toiminnasta ja palaa

hänellä on muita bakteereja.

Elementtien ja aineiden viljelykasvit suoritetaan

itsesäätelyprosessit, joissa kaikki osat osallistuvat

ekosysteemit. Nämä prosessit ovat jätettäviä. Luonnossa ei ole mitään

hyödytön tai haitallinen, jopa tulivuorenpurkauksia on hyötyä,

koska tarvittavat elementit tulevat tulivuoren kaasuja ilmassa,

esimerkiksi typpeä.

Biogeokemiallisen verenkierron maailmanlaajuisen sulkemisen laki

biosfääri, joka toimii kaikissa sen kehityksen vaiheissa, lisääntymisestä

biogeokemiallisen syklin kaappeja Sukcessian aikana. Työn alla

biosfäärin kehitys lisää biologisen komponentin roolia sulkemisessa

biogeokemiallinen sykli. Vielä suurempi rooli biogeokemiallisessa

kurssilla on mies. Mutta hänen roolinsa toteutetaan päinvastoin

suunta. Mies rikkoo aineiden vakiintuneita kypärejä, ja tässä

se ilmenee geologisesta voimastaan, tuhoisaa biosfääriin

tähän mennessä.

Kun 2 miljardia vuotta sitten elämä ilmestyi maan päällä, ilmapiiri

koostui tulivuoren kaasuista. Siellä oli paljon hiilidioksidia ja vähän

happi (jos ollenkaan) ja ensimmäiset organismit olivat anaerobisia. Kuten

keskimääräiset tuotteet ylittävät hengityksen, geologiseen aikaan

ilmakehän kertynyt happi ja hiilidioksidin pitoisuus vähenivät.

palaa suuria määriä palavia fossiilisia ja vähentää imeytymistä

vihreän vyön kyvyt. Jälkimmäinen on vähenemisen tulos.

vihreiden kasvien määrä itse, ja myös se, että pöly ja

ilmakehän epäpuhtaudet heijastavat ilmakehään tulevia säteitä.

Antropogeenisen toiminnan seurauksena huipentumaaste

biogeokemialliset ympyrät vähenevät. Vaikka se on melko korkea (

erilaisia \u200b\u200belementtejä ja aineita, joita se ei ole sama), mutta ei kuitenkaan

absoluuttinen, joka esittää esimerkkiä happilämmitteisestä ilmakehästä.

Muussa tapauksessa kehitys olisi mahdotonta (korkein kaapeli

biogeokemiallista kiertoa havaitaan trooppisissa ekosysteemeissä -

kaikkein antiikin ja konservatiivinen).

Näin ollen sen ei pitäisi muuttaa henkilöä, joka ei ole

pitäisi muuttaa, vaan pikemminkin ihmisen vaikutuksesta nopeuteen ja suuntaan

muutoksia ja niiden rajojen laajentamista, jotka rikkovat muuntamissääntöä

luonto. Jälkimmäinen on muotoiltu seuraavasti: käytön aikana

luonnonjärjestelmät eivät voi ylittää joitakin rajoja

järjestelmiä itsestään imee ominaisuuksia. Toimenpiteiden rikkominen

zoomaus ja väheneminen johtaa negatiivisiin

tulokset. Esimerkiksi ylimääräinen lannoite on yhtä haitallinen, kuinka paljon ja

puute. Tämä toimenpiteen tunne menetetään nykyaikaisella henkilöllä, joka uskoo

biosfäärissä kaikki on sallittua.

Toivoo ympäristövaikeuksien voittamista

erityisesti suljetun kehityksen ja käyttöönoton myötä

teknologiset syklit. Materiaalin muunnosjaksut, jotka on luonut miehen

on toivottavaa järjestää niin, että ne ovat luonnollisia

aineiden syklit. Sitten ongelmat ratkaistaan \u200b\u200bsamanaikaisesti

ihmiskunnan tarjoaminen korvaamattomille resursseille ja suojelun ongelmaan

luonnollinen ympäristö saastumisesta, koska nyt vain 1 - 2% luonnollisesta painosta

resurssit hävitetään lopputuotteeseen.

Aineen teoreettisesti suljetut muunnosjaksut ovat mahdollisia. mutta

teollisuusperiaatteen täydellinen ja lopullinen uudelleenjärjestely

luonnossa olevat aineet eivät ole todellisia. Ainakin väliaikainen sulkeminen

teknologinen sykli on lähes väistämätöntä, esimerkiksi luodessasi

synteettinen materiaali uudella, tuntemattomilla luontoominaisuuksilla. Että

aine on aluksi kattavasti testattu käytännössä ja vain sitten voi

tapoja kehitettävä sen hajoamiseen komponenttien osien käyttöönottamiseksi

luonnollisessa liikkeessä.

Samanlaisia \u200b\u200btietoja.

Venäjän tutkija VI Vernadsky ehdottaa termiä "biogeokemia" ja tarkoittaa biosfäärin elävän ja elävän aineen vaihtoa koskevaa tieteen aluetta ("bio" viittaa eläviin organismeihin ja "geo" - kiviä, ilma ja vesi). Geokemia opiskelee maan kemiallista koostumusta ja elementtien siirtymistä biosfäärin eri osien välillä: litosfääri, hydrosfääri ja ilmakehän.

Useimpien ekosysteemien ja organismien normaalia olemassaoloa varten he asuvat heitä, tällaisten elementtien enimmäisarvo, kuten vety, hiili, typpi, rikki ja fosfori, jotka ovat osa elävää ainetta.

Kemiallisten elementtien ja aineiden syklissä erotetaan kaksi osaa tai kaksi "rahasto":

1) varausrahasto - suuri joukko aineita, jotka liikkuvat hitaasti biogeokemialliseen sykliin;

2) exchange (Mobile) rahasto - Hieman, mutta aktiivisempi aine aine, jolle nopea vaihto elossa organismien ja niiden lähiympäristön välillä on ominaista.

Yleensä biologiset syklit jaetaan tavallisesti kahteen päätyyppiin:

1) kaasumaisten aineiden kierros vararahastolla ilmakehässä tai hydrosfäärissä (Ocean); 2) Sedimenttinen kierros vararahastolla ja maankuoressa. Varausrahastot ilmakehässä ja hydrosfäärissä ovat helposti saatavilla, joten tällainen kierto on suhteellisen stabiili. Sedimentin biogeokemialliset syklit ovat yleensä vähemmän vakaa.

Ekosysteemin komponenttien eri kemiallisten elementtien hämmästyttävä pysyvyys johtuu historiallisesti aineen jatkuvien ja tasapainoisten syklien olemassaolosta, mikä luo järjestelmän itsesääntelyn (homoostase) mahdollisuuden ja säilyttää sen vakaus.

Orgaanisen aineksen neoplasman prosesseja fotosynteesin aikana ja sen tuhoamisen prosesseista (hajoaminen) määrittävät biosfäärissä olevien elementtien syklien nopeus ja tasapaino ja esiintyvät vain tulevan aurinkoenergian vuoksi. Näin ollen ekosysteemin elementtien syklisen liikkeen nopeus ja suunta määräytyvät biologisen yhteisön kautta kulkevien energiavirtojen avulla.

Biogeokemiallisten syklien yleistetty piiri yhdistelmänä yksinkertaistetun energian virtauskaavion kanssa (kuvio 10.1) osoittaa, kuinka yksisuuntainen energiavirta johtaa aineen kiertoliikkeen liikkeeseen. Huomiota kiinnitetään siihen, että syklin prosessissa mukana olevat kemialliset elementit kulkevat toistuvasti samalla tavalla ja energia virtaa vain yhteen suuntaan.

Kuviossa 1 10.1 Reserve-rahasto on ilmoitettu ravitsemuselementtien rahastoksi, ja vaihtorahasto on esitetty tummalla rengas, joka tulee autootrofisista heterotrofamiin ja jälleen autotrofeihin. Joskus varantorahasto kutsutaan saavuttamattomaksi ja aktiivinen vaihtorahasto on kohtuuhintainen. Esimerkiksi maatalouden hedelmällisyys mitata yleensä maaperän hedelmällisyyttä, mikä arvioi konsentraatiota kyseisten ravitsemuselementtien maaperään, jotka ovat suoraan käytettävissä kasveille.

Vaihdettu rahasto on muodostettu johtuen aineista, jotka palautetaan liikkeeseen kahdella pääpolulla - joko eläinten ja kasvien aineenvaihduntatuotteiden ulkoisen välineen ulkoisen välineen kanssa tai kuolleiden mineralisoinnin) ulkoisen välineen seurauksena Orgaaninen aine (Daddy) mikro-organismeilla.

Ihmisvaikutus biogeokemialliseen verenkiertoon on se, että antropogeenisen intervention kanssa nämä prosessit voivat lakata suljettamasta ja joissakin paikoissa voi ilmetä, ja toisissa - ylimääräistä aineita. Viime kädessä luonnonvarojen suojaamiseksi olisi suunnattava syklisten rikkomusten ehkäisemiseksi, toisin sanoen eli Tasapainotetaan biosfäärin tärkeimpien elementtien sykleillä. Biogehmy-syklien ominaisuuksista on välttämätön edellytys luonnonvarojen järkevään käyttöön ja luonnollisten ekosysteemien säilyttämiseksi.

Kuva. 10.1. Biogeokemiallisen syklin kaavio yksinkertaistetun energiavirtausjärjestelmän taustalla:

P G - bruttotuotteet; P N - Net-alkutuotteet (voi käyttää heterhofagit itse järjestelmässä tai viedään); P - Toissijaiset tuotteet, R1-hengitys autoteotrofit (kasvit); R2 - Hengitysheterotrofit (eläimet ja bakteerit)

Jokainen ekosysteemi voidaan esittää useina lohkoina, joiden kautta eri aineita kulkee. Ekosysteemin mineraalisten aineiden syklissä on mukana kolme aktiivista lohkoa: elävät organismit, kuolleet orgaaniset dedrites, kohtuuhintaiset epäorgaaniset aineet elinympäristössä.

Harkitse biologisia typpeä, fosforia ja rikkiä. Typen biogeokemiallinen sykli (proteiineihin ja nukleiinihappoihin sisältyvä biogeeninen elementti) voi olla esimerkki erittäin monimutkaisesta hyvin tasapainoisesta kaasumaisesta aineesta. Fosforibiogeokemiallinen sykli on sedimenttinen sykli, jolla on vähemmän täydellinen säätely fosforin syklin.

Rikin biologinen verenkierto toimii esimerkkinä ilmakehän, veden ja maallisen kuoren välisestä funktionaalisesta yhteydestä, koska rikki kiertää aktiivisesti kussakin näistä "säiliöistä" ja niiden välillä. Typpi- ja rikkipiirissä mikro-organismeilla on keskeinen rooli.

Typpeä, joka käsittää sekä kaasu- että mineraalifaasin huolimatta suuresta määrästä siihen osallistuvien organismien, takaa typen nopean levityksen erilaisissa ekosysteemeissä (kuvio 10.2).

Kuva. 10.2. Typpivirtausjärjestelmä (harmaa suorakulmio - Reserve Titrogeenin rahasto)

Päälähde ja typpisäiliö ovat ilmakehä, jonka massa on 79% tästä elementistä. Elävien organismien osallistuminen typpisykliin on alisteinen tiukka hierarkia: Vain tietyt mikro-organismit (bakteerit) suorittavat typpiliitännän biokemialliset menetelmät tämän syklin yksittäisissä avainvaiheissa.

Useimmat biosfäärissä asuvat organismit eivät suoraan voi käyttää kaasumolekyylityppiä (N2). Kasvit imevät typpeä vain nitraatti-ionien (NO 3 -) tai ammoniumionien (NH4 +) koostumuksessa. Nitraatit muodostuvat pääasiassa mikro-organismien elämän seurauksena - azotfixaattoritjohon symbioottiset bakteerit suvun Rizobium, Asuu noduleissa palkokasvien juurilla, sellaisten bakteerit Azotobacter, asuvat maaperässä; ja syanobakteerit (sininen vihreä). Kaikki mikro-organismit ovat typpi-intimaatit, jotka kykenevät kiinnittämään ilmakehän typpeen erittäin monimutkaisen metabolisen aineenvaihdunnan, mukaan lukien molybdeenin ja hemoglobiinikatalyyttien mukaan. Symbioottiset mikro-organismit-nitrogenopekaattomat tunkeutuvat palkokasvien juurijärjestelmän kudokseen. Kasvit tarjoavat luontotyypin ja elintarvikkeiden (sokerit) symbioottiset bakteerit, ja ne toimittavat orgaanisia typpilaitoksia, joita ne syntetisoidaan typpikaasusta. Vapaasti elävät ei-symbioottiset mikro-organismit - nitroksaimet ( Azotobacter. Syanobakteereissa) myös absorboi kaasun typpeä ja kääntää se orgaaniseksi muotoon. Tällöin typpi sisältyy syntetisoituihin proteiinimolekyyleihin. Kun olet siirtänyt typpeä sekoitusbakteerit ja orgaanisen aineksen typen mineralisaatio nitraattimuodossa (NO 3 -) rikastuttaa maaperää.

Eläimet voivat imeä typpeä vain osana kasvi- tai eläinperäisten orgaanisten aineiden osana. Tyypillisten elintarvikeketjujen (kasvit - kasvit - saalistajat) orgaaninen typpi lähetetään mikro-organismeista - typpi-fyksaattorit kasvit ja kaikki muut ekosysteemin organismit. Prosessit esiintyvät maaperässä ammoniikka(ammoniumionin muodostuminen) ja nitrifikaatio (Nitraatti-ionien muodostuminen), joka koostuu useista peräkkäisistä reaktioista, joiden aikana eri mikro-organismien osallistumisen myötä kuolleen orgaanisen aineen ehtyminen tuhoutuu.

Molekyylittyppi palaa ilmakehään ja typen biogeenisyklin sulkeutuu bakteerien elämän aikana - denitrifiersroda Pseudomonas, Nitraattien palauttaminen vapaaseen typpeeseen ja happeen happea vapaiksi (anaerobiset).

Nitraatit muodostetaan jatkuvasti molekyylitypistä pieninä määrinä ilman, että ilman typpi-typpitonta mikrokokoisia päästöjä ilmakehässä. Sitten nämä nitraatit putoavat sateen maaperän pinnalla. Toinen ilmakehän typpilähde biologisissa sykli-Dvulkansissa, kompensoi typpihäviöitä, sammutettu syklistä, kun se saostetaan valtameren pohjaan.

Jotta verrata eri prosesseja ilmakehän typen vastaanottamisesta biogeokemiallisessa syklissä, on välttämätöntä muistaa seuraavat: Abioottisen alkuperän nitraattityypin keskimääräinen vuotuinen vastaanotto (ukkospäästöt) ilmakehästä Maaperä ei ylitä 10 kg / ha, vapaat mikro-organismit ovat nitrogeenifioaattoreita 25 kg / ha, kun taas symbioottiset typpi-intimoivat bakteerit Rhizobium Keskimäärin se valmistetaan jopa 200 kg / ha.

Orgaaniseen aineeseen sisältyvää typpeä käsiteltävänä typen osan jalostetaan idostamalla bakteerit typpikaasuun (N2) ja palaa uudelleen ilmakehään. Vain noin 10% mineraalityppistä absorboitua maaperästä suuremmilla kasveilla ja osoittautuu monisoluisten organismien käytöstä.

Vino fosfori. Fosfori on osa orgaanisten aineiden rikas energiaa - Adenosynitrifosfaatti (ATP) ja adenosiini-diafosfaatti (ADP), jotka ovat kantajia ja energiaakkuja kasveissa ja eläinsoluissa. Päällikön päälähde kasveille on fosfaatti-ioneja (PO 4 -). Kasvit imevät fosfaatti-ioneja ympäristöstä (maaperä tai vesi) ja biosynteesiprosessissa ovat fosforia kasvien biomassan muodostavien aitojen aineen koostumukseen. Eläimet, syöttölaitteet, saavat fosforia orgaanisessa muodossa. Näin ollen fosforin kääntäminen mineraalimuodoista orgaanisille kasveille tekee siitä saataville eläimille. Fosforin kierto biosfäärissä liittyy metabolian prosessiin kasveissa ja eläimissä. Tämä tärkeä biogeeninen elementti, jonka sisältö on kasvien ja levien maaosat vaihtelevat 0,01-0,1% ja eläimillä 0,1%: sta useisiin prosentteihin kiertoprosessissa vähitellen siirretään orgaanisista yhdisteistä fosfaateiksi, joita voidaan käyttää uudelleen (Kuva 10.3).

Kuva. 10.3. Fosforin syklin järjestelmä (harmaa suorakulmio - Fosforin varaus säätiö)

Jos vertaat fosforipitoisuutta biosfäärin elävällä ja elävällä aineella, osoittautuu, että epäsuhta on erittäin suuri. Siksi fosfori viittaa useimpiin alijäämän biogeenisiin makroelementteihin, jotka määrittävät elämän kehittymisen.

Fosforifosforin luonnollinen biogeokemiallinen sykli biosfäärissä ei ole tasapainossa. Fosforin tärkeimmät varaukset sisältyvät kalliokuvioihin (apatiitoihin, fosforiineihin), joista huuhtoutumisprosessissa vesiliukoiset fosfaatit (PO 4 3-) kuuluu maanpäällisiksi ja vesistöelekosysteemeiksi. Sushi-ekosysteemien löytäminen, fosfori imeytyy kasveilla vesiliuoksesta epäorgaanisen fosfaatti-ionin (PO 4 3-) muodossa ja se sisältyy erilaisten fosforiyhdisteiden koostumukseen. Elintarvikeketjut fosforia sisältävä orgaaninen aine liikkuu kasveista muihin ekosysteemin organismeihin. Kemiallisesti sidottu fosfori kuuluu kasvien ja eläinten jäämiin maaperään, joka altistuu mikro-organismeille ja muuttuu fosforin mineraaliyhdisteiksi kasveille fotosynteesin aikana. Fosfaattien poistaminen maanpäällisistä ekosysteemeistä Manner-säiliöiksi rikastuttaa viimeisintä fosforia. River Stock tuo vuosittain noin 2 miljoonaa tonnia fosforia World Ocean.

Marine ekosysteemeissä mineraalifosfori liikkuu fytoplanktoniksi, joka palvelee muiden meren organismeja ja kertyy merieläinten kudoksiin, kuten kaloihin. Jotkut orgaanisista fosforiyhdisteistä siirtyvät elintarvikeketjuihin pienissä syvyyksissä, toinen osa lasketaan suurille syvyyksille kuolleiden orgaanisen aineen saostamisessa. Elimistön jäännökset johtavat fosforin kerääntymiseen eri syvyyksissä. Tästä seuraa, että fosfori, joka putoaa säiliöihin tavalla tai toisella tavalla, kyllästyy ja usein varjostaa ekosysteemejä. Fosforin käänteinen liike valtameristä maalla ja maanpäällisissä vesistöissä on rajallinen (kala saalis ja muut ihmisen organismit) ja ei kompensoida fosforin poistamista sushista. Ja vain huomattavilla aikaväleillä, kun maapallon kuoren tectonisen liikkeen prosessissa valtameren pohja muuttuu maaksi, tämän biogeokemiallisen syklin sulkeminen tapahtuu.

Pyöreä rikki. Rikkiä on lukuisia kaasumaisia \u200b\u200byhdisteitä, esimerkiksi vetysulfidia (H2S) ja rikkihappoanhydridiä (SO 3).

Tämän elementin syklin vallitseva osa on kuitenkin sedimenttinen luonne ja tapahtuu maaperässä ja vedessä.

Rikkikierron yksityiskohtainen järjestelmä on esitetty kuviossa 2. 10.4.

Kuva 10.4. Scheme Circulation Serry

Rikki, edulliset elävät organismit - sulfaatit (SO 4 2-). Monet sulfaatit ovat liukoisia veteen, ja tämä määrittää epäorgaanisen rikin saatavuuden kasveille, sillä monet elementit (mukaan lukien rikki) voivat toimia elossa elävissä organismeissa vain liuennut muodossa. Kasvit, absorboivat sulfaatit, palauttavat ne ja tuottavat välttämättömiä rikkipitoisia aminohappoja (metioniini, kysteiini, kystin), joilla on tärkeä rooli proteiinien tertiäärisen (spatiaalisen) rakenteen luomisessa. Eläimet ja mikro-organismit, jotka kuluttavat kasvisbiomassan elintarvikkeissa, absorboivat rikkiä sisältäviä orgaanisia yhdisteitä.

Kuolleen orgaanisen aineen hajoaminen (lehtien, kuolleiden organismien, valintatuotteiden) hajoamisen myötä heterotrofiset rikkibakteerit jälleen kulkevat epäorgaanisen muodon (pääasiassa vetysulfidin H2S) muodossa.). Jotkut bakteerit voivat tuottaa hydrogenisulfideja sulfatoista anaerobinen (Oxless). Toinen huomaamatta bakteereja voi palauttaa vetysulfidin elementaariseen rikkiin.

Toisaalta on bakteereja, on jälleen hapettava vetysulfidia sulfatoihin, joiden vuoksi rikin varaus kasveille käytettävissä olevassa muodossa. Samankaltaisia \u200b\u200bbakteereja kutsutaan kemosynthesesKoska ne syntetisoivat orgaanisen aineen yksinkertaisten kemikaalien hapettumisen energian ansiosta (tässä vetysulfidissa). Nämä olosuhteet eroavat fotosynteettisistä organismeista, jotka luovat orgaanista ainetta valon energian takia.

Rikkikierron viimeinen vaihe on täysin sedimentti (kulkee sedimenttikivissä). Sillä on ominaista putoaminen tämän elementin sedimenttiin anaerobisissa olosuhteissa raudan läsnä ollessa. Siten prosessi päättyy rikkiä hidas ja asteittainen kertyminen syvällisiin sedimenttisiin kiviin.

Yleensä ekosysteemi verrattuna typpiin ja fosforiin, vaatii huomattavasti vähemmän rikkiä. Siksi rikki on vähemmän todennäköistä rajoittava tekijä kasvien ja eläinten kehittämiselle. Samanaikaisesti rikkirenkitys kuuluu yleiseen prosessiin biomassan orgaanisen aineen hajoamisen luomiseksi biosfäärissä. Esimerkiksi raudan sulfidien muodostumisessa liukenemattoman muodon fosfori siirtyy liukoiseksi ja tulee saataville fotosynteettisissä organismeille. Tämä toimii visuaalisena vahvistuksena, että yksi sykli liittyy toiseen ja säänneltyy siihen.

Luo hiili. Hiili olennaisena rakenneosana on osa orgaanista ainetta, joten sen kierto määrittää suurelta osin orgaanisen aineksen muodostumisen ja tuhoutumisen intensiteetti eri osissa biosfäärissä. Luonnossa hiili on kahdessa yleisimmässä mineraalimuodossa - karbonaattien (kalkkikäärmeiden) muodossa ja liikuttavan hiilidioksidin muodossa (Ygloti, CO 2). Biokemiallisessa hiilisyklillä hiilidioksidin ilmakehän rahasto on suhteellisen pieni (711 miljardia tonnia) verrattuna valtameren hiilivarantoon (39000 miljardia tonnia) fossiilisissa polttoaineissa (12000 miljardia tonnia) ja maadoitettuja ekosysteemejä (3100 miljardia tonnia).

Noin 93% hiilidioksidista on meressä, joka pystyy pitämään paljon enemmän kuin tämä kemiallinen yhdiste kuin muut säiliöt. Suurin osa hiilidioksidista, jotka tulevat ilmakehästä meriveden pintakerroksiin vuorovaikutuksessa veden kanssa muodostamaan coalaista happoa ja sen dissosiaatiotuotteita. Näin ollen meressä on jatkuvasti olemassa karbonaattijärjestelmä - kaikkien epäorgaanisten liuennut hiiliyhdisteiden (CO 2 hiilidioksidi, coaliinihappo H2C03 ja sen dissosiaatiotuotteet) summa.

Kaikki nämä yhdisteet liittyvät toisiinsa ja voivat muuttua toisiinsa kemiallisten reaktioiden prosessissa, kun vaihdat ympäristöolosuhteita. Esimerkiksi veden happamuuden (alhaisilla pH-arvoilla) lisääntyessä koavamiinihapon molekyylit hajoavat N20: n ja hiilidioksidilla CO 2: lla, kun taas jälkimmäinen voidaan poistaa merestä ilmakehään. Emäksiset olosuhteet päinvastoin edistävät karbonaatti -yonin (POPS 2-) muodostumista, kovaliukoisia kalsiumkarbonaatteja (CASSO3) ja magnesiumin (MGCO3), jotka saostuman muodossa lasketaan pohjaan ja Jonkin ajan kuluttua hiilestä syklistä meressä.

Kuten kuviosta. 10.5, ilmakehään tai hydrosfääriin, hiilen (hiilidioksidien hiilidioksidin muodossa) fotosynteesiprosessissa sisältyy kasvien orgaaniseen aineeseen ja edelleen elintarvikeketjuun kuuluu eläinten ja mikro-organismien organismeihin. Hiilen siirtymisen käänteinen prosessi orgaanisesta muodossa mineraaliin tapahtuu kaikkien eläinten organismien hengityksen aikana (orgaanisen aineksen hapettuminen hiilidioksidiin (CO 2) ja veteen (H20)). Hiilidioksidin vapauttaminen orgaanisesta aineesta ei ole välittömästi vaan vähitellen, osia kussakin troofisella tasolla. Maaperässä hyvin usein biogeokemiallinen hiilikykli hidastuu, koska orgaaniset aineet eivät ole mineralisoituja kokonaan, vaan ne muunnetaan orgaanisiksi komplekseiksi - humusiksi.

Maanpäällisten ekosysteemien toiminnan ominaisuus on merkittävä ja suhteellisen pitkäaikainen orgaanisen hiilimuodon kertyminen kasvien ja eläinten biomassa sekä humus. Näin ollen maan ekosysteemien biomassaa voidaan myös pitää merkittävänä hiilikokoisena biosfäärissä.

Kuva. 10.5. Hiilen kiertojärjestelmä (harmaat suorakulmiot - hiilivaran varat)

Biogeokemiallisen hiilisyklin valtameren haara on omat ominaispiirteet, jotka otetaan huomioon huomattava määrä hiiltä, \u200b\u200bjoka sisältyy veteen, määrittää maailman valtameren tärkeän roolin tämän elementin syklissä. Vesiympäristössä toisin kuin maadoituselementit, tärkeimmät valokuvasiteettiset organismit ovat yhden solun mikroskooppiset levät, nousi vedessä (fytoplankton).

Phytoplanktonin organismien elintärkeä toiminta on melko aktiivinen ja siihen liittyy sekä orgaanisen hiilen kertyminen biomassan muodossa ja liuenneen orgaanisen hiilen erottamiseksi. Eläimet ja bakteerit kuluttavat näitä orgaanisia hiilimuotoja.

Aquatic-ekosysteemin toiminnan ominaisuus on elintarvikeketjun orgaanisten organismien orgaanisten hiilimuotojen nopea siirtyminen muille organismeille. Toisin kuin maanpäälliset ekosysteemit meressä, ei ole muodostettu merkittäviä orgaanisen hiilen varantoja elävien organismien biomassaa. Suurin osa orgaanisesta hiilestä hydrosfäärissä kulutetaan jälleen ja lopulta se hapetetaan mineraalimuodossa - hiilidioksidi (CO 2). Toinen osa kuolleesta orgaanisesta aineesta (dedrit) painovoiman vaikutuksesta ratkaistaan \u200b\u200bveden kerrosten syviin kerroksiin ja lykätään pohjaan, jossa sitä voidaan säilyttää luonnonmukaisen sademäärän muodossa pitkään.

Pieni osa orgaanisesta aineesta ja hiilestä, joka sisältyy V.I: n terminologian mukaan. Vernadsky, eldes verenkierto ja "menee geologiaan" - talletuksissa turpeen, hiilen, öljyn ja kalkkikiven muodossa vesiekosysteemeissä.

Taulukossa esitetään moderni hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä. 10.1.

Taulukko 10.1.

CO 2: n vuotuinen tasapaino ilmakehässä

Lähde: Tarko A.M. Biosfääriprosessien vakavuus ja Le Chateel // Raportit Venäjän tiedeakatemiasta. 1995. T. 343. Nro 3. P. 123.

Niinpä noin 6,41 miljardia tonnia hiilidioksidia, vuosittain, vuosittain, 3,3 miljardia tonnia, toisin sanoen. Yli 50% säilyy ja tunnelma. Viimeisten 150 vuoden aikana tämä on jo johtanut hiilidioksidin sisällön lisäämiseen ilmakehässä yli 25 prosentilla ja aiheutti kasvihuoneilmiön stimulaatiota. Puolestaan \u200b\u200bmaapallon ilmastollisen järjestelmän muutos voi johtaa ja johtaa jo maailmanlaajuiseen ilmastonmuutokseen.

Yleensä noin 0,2% liikkuvista hiilivarastosta on biosfäärissä jatkuvasti. Biomassan hiili päivitetään 12 vuoden ajan, ilmapiiri - 8 vuotta, mikä vahvistaa biologisisen hiilisyklin korkeimman tasapainon.

Kysymyksiä ja tehtäviä.

1. Mitä kutsutaan biogeokemiaksi sykleiksi ja miten ne liittyvät ekosysteemeihin?

2. Kuvaile varaus- ja vaihtarahasto kemiallisten elementtien sykliin.

3. Määritä ekosysteemien lohkot, joiden kautta elementtien biogeokemialliset syklit kulkevat.

4. Mitkä biogeeniset elementit syklillä keskeinen rooli kuuluu mikro-organismeihin?

5. Minkä ilmakehän elementtejä on vararahasto?

Populaatioiden ekologia

Jokainen luonteeltaan olemassa oleva biologinen näkymä on monimutkainen kompleksi intravidal-organismeja, joilla on samantyyppiset rakenteet, fysiologia ja elämäntapa. Tällaiset intravidal organismeja ovat populaatioita.

Väestö on yksi lajin organismeja, jotka pystyvät ylläpitämään numeronsa pitkään, miehittävät tiettyä tilaa ja toimivat osana ekosysteemin biotista yhteisöä

Biottinen yhteisö on yhdistelmä erilaisten lajien organismien yhdistelmä, joka toimii kokonaisvaltaisena järjestelmänä tiettyyn elinympäristön fysikaalisessa maantieteellisessä tilassa.

Asemukavat mahdollisuudet väestössä ovat huomattavasti korkeammat kuin sen henkilöt. Väestö biologisella yksiköksi on tietty rakenne ja toiminnot.

Väestöllä on biologiset ominaisuudetjotka ovat luontaisia \u200b\u200bsekä populaatioissa että sen organismien ja sen osia ryhmäominaisuudetilmenee vain koko konsernissa. Väestön biologiset ominaisuudet ovat erityisesti kasvua ja osallistumista aineiden sykliin. Toisin kuin biologiset, ryhmäominaisuudet: hedelmällisyys, kuolleisuus, ikärakenne, jakelu avaruudessa, geneettisessä kuntossa ja lisääntymisessä jatkuvuudessa (toisin sanoen todennäköisyys jättää jälkeläiset pitkän ajan) - voidaan luonnehtia koko väestöksi.

Alla ovat väestön tärkeimmät indikaattorit.

Väestötiheys - Tämä on väestön määrä, joka johtuu tilan yksiköstä. Se on yleensä mitattu ja ilmaistaan \u200b\u200borganismien (väestöryhmien lukumäärä) tai organismien kokonaisbiomassa (väestöryhmän biomassa) yksikköalueella tai tilavuudella, esimerkiksi 500 puuta per 1 hehtaari, 5 miljoonaa mikroalua / 1 m 3 vettä tai 200 kg kalaa 1 mittaripinnalla.

Joskus on tärkeää erottaa erityinentai ympäristötiheys (numero tai biomassa asuintilaa kohti, ts. Oikeastaan \u200b\u200bedullinen tietyn väestön organismeille) ja keskitason tiheys (Väestön yksikköön kohdistuvan väestön suuruus väestön maantieteellisessä elinympäristössä). Esimerkiksi metsän sammakkojen keskimääräinen tiheys on niiden lukumäärä, joka johtuu metsän massifin alueelle. Nämä eläimet asuvat vain metsän kosteikoilla, jotka laskettaessa laskettaessa erityinen väestötiheys.

Väestötiheys ei ole vakioarvo - se muuttuu ajan myötä elinympäristöistä, vuoden kausi jne. Organismien jakelu väestön käytössä olevassa tilassa voi olla satunnainen, yhtenäinen ja ryhmä. Useimmiten on olemassa erilaisia \u200b\u200bklustereita yhden lajin organismeista (ryhmäjako: perheryhmät ja parvet eläimillä, kasvit).

Täydellisin kuva väestötiheydestä antaa indikaattoreiden yhdennetyn käytön: yksilöiden määrä luonnehtii keskimääräistä syrjäisyyttä toisistaan; Biomassa - elävän aineen keskittäminen; Kaloripitoisuus - organismeihin liittyvän energian määrä. Yleensä kasvien väestön tiheys on suurempi kuin herbivoreiden tiheys samassa alueessa. Mitä suurempia organismeja, sitä enemmän niiden biomassaa.

Tiheys on yksi väestön tärkeimmistä ominaisuuksista. Väestön tiheys, hengitys, ravitsemus, lisääntyminen ja monet muut yksittäisten organismien toiminnot ovat riippuvaisia. Liiallinen väestötiheys pahenee sen olemassaolon edellytykset vähentämällä elintarvikkeiden, veden, elintilaa jne. Elinten tarjoamista. Haitallisesti väestön olemassaolo ja sen riittämätön tiheys, mikä vaikeuttaa vastakkaista sukupuolta Polkueläimet jne. (Katso lisää massasta ja ryhmävaikutuksista luennossa 6).

On olemassa useita mekanismeja väestötiheyden ylläpitämiseksi halutulla tasolla. Tärkein on palautteen väestön itsesääntely palautteen periaatteesta, erityisesti elintarvikkeista, elintarvikkeista. Joten, kun ruoka muuttuu vähemmän, yksilöiden kasvu hidastuu, kuolleisuus kasvaa, seksuaalista kypsyyttä (toisin sanoen kykyä lisääntyä) tulee myöhemmin, ja sen seurauksena väestöryhmien määrä ja sen tiheys vähenee. Olemassaolojen parantaminen liittyy vastakkaiseen merkin muutoksiin ja väestötiheys lisääntyy tiettyyn rajaan. Väestön väkiluku voi vaihdella maahanmuuton, sukupolvien muutoksen vuoksi, uusien yksilöiden syntyminen (syntymän ansiosta muista väestöstä) tai kuoleman seurauksena. Väestön dynamiikan tutkimus on erittäin tärkeä tuholaisten tai kalastuseläinten organismien määrän erimielisyyksien parantamiseksi.

Väestö määräytyy pääasiassa kaksi vastakkaista ilmiötä - syntymäpäivä ja kuolleisuus.

Syntymäpäivä - Tämä on väestön kyky lisätä numeroita. Se luonnehtii uusien organismien syntymistä prosessissa: eläinten syntyminen, siementen itäminen kasveissa, uusien solujen muodostaminen mikro-organismien jakamisen seurauksena. Uusien nuorten yksilöiden kokonaismäärä (), jotka ilmestyivät väestössä yksikköä kohti (Δt) absoluuttinen (yleinen) hedelmällisyys. Eri populaatioiden hedelmällisyyden vertailuun käytetään konseptia erityinen hedelmällisyys b), voimakas määrä uusista henkilöistä osaa kohti yksikköä kohti:

Joten ihmisen populaatioille, jotka syntyivät 1 tuhatta väestöä syntyneitä vastasyntyneitä lapsia, käytetään spesifisen hedelmällisyyden indikaattorina.

Suurin (potentiaali) hedelmällisyys - Tämä on teoreettinen suurin nopeus uusien henkilöiden ulkonäköä ihanteellisissa olosuhteissa (kun lisääntymisnopeutta ei vähennetä ympäristötekijöiden rajoittamisen yhteydessä). Suurin syntymäaste on tämän väestön pysyvä arvo. Todellisissa (luonnollisissa) edellytyksiä väestön olemassaololle, syntyvyys määräytyy erilaisilla ympäristötekijöillä, jotka rajoittavat uusien henkilöiden ulkonäköä. Siksi arvioida väestömäärän dynamiikka käyttää konseptia ympäristö (toteutettu) hedelmällisyysjotka edistävät yksilöiden määrää väestössä elinympäristön erityisolosuhteissa. Ekologinen hedelmällisyys - arvo ei ole pysyvä ja vaihtelee suuresti riippuen väestötiheydestä ja elinympäristön olosuhteista.

Suurin ja toteutun syntyvyyden välistä eroa voidaan havainnollistaa seuraavalla esimerkissä. Kokeilevat jauhoksella, näitä vikoja siirrettiin 12 000 munaa (enimmäisnopeus), joista vain 773 toukkia (tai 6%) haudotettiin - hedelmällisyyden arvo. Yleisesti ottaen biologisia lajeja, jotka eivät ole kiinnostuneita jälkeläisten hoitoon (esimerkiksi monia hyönteisiä, kaloja, sammakkoeläimiä), jolle on ominaista korkea mahdollisen syntyvyysaste ja alhainen hedelmällisyys.

Kuolleisuus - tietyn ajanjakson aikana tapettujen väestön yksilöiden määrä. Kuolleisuuden käsite on vastakkainen hedelmällisyyden käsitteestä. Kuolleiden yksilöiden (Δn) kokonaismäärä ajanjaksoa kohden (Δt) absoluuttinen (yleinen) kuolleisuus.Kuolleisuus voidaan ilmaista yksilöiden määrä, jotka kuoli yksikköä kohti per henkilö - erityinen kuolleisuus D):

Ympäristö (toteutunut) kuolleisuus - kuolleiden yksilöiden määrä erityisissä luonnollisissa olosuhteissa. Kuten ekologinen hedelmällisyys, se ei ole vakio ja riippuu ympäristöominaisuuksista. Teoreettinen vähimmäiskuolevuus - yksityishenkilöiden kuoleman (vanhuuden) kuoleman määrän määrittäminen keskipitkän erinomaisissa olosuhteissa (toisin sanoen elinympäristötekijöiden rajoitusta vaikutusta). Tiettyinä olosuhteissa väestön lasku määräytyy petoeläinten, hyödyllisen ja vanhuuden kuoleman vuoksi.

Usein, kun kuvataan väestön dynamiikkaa, käytä konseptia eloonjääminen ts. Arvot, käänteinen kuolleisuus. Jos kuolleisuus d. , sitten eloonjäämisen 1 suuruus - d..

Kuten hedelmällisyys, kuolleisuus ja. Näin ollen monien organismien eloonjäämisaste vaihtelee suuresti iän myötä. Tältä osin erityisen kuolleisuuden määritelmä on erittäin tärkeä eri ikäryhmille, koska tämä mahdollistaa ympäristönsuojelijoiden selvittää mekanismit, jotka määrittävät väestön kokonaiskuolevuuden. Väestön yksilöiden elinajanodote voidaan arvioida käyttämällä survivalukarjat (Kuva 11.1) Associssal-iän asettaminen prosentteina elämän kokonaiskestosta ja tavaraliikenteen akselista on yksittäisten ikäryhmien henkilöiden lukumäärä, voit vertailla lajien eloonjäämiskäyrät, yksilöiden elinajanodote on merkittävästi erilainen.

Kuva 11.1. Tyypit eloonjäämiskäyrät; 1 - Drosophila; 2 - mies; 3 - Makean veden hydra; 4 - Oyster.

Survivalukarjat on jaettu kolmeen yleiseen tyyppiin (ks. RC 11.1)

Ensimmäinen tyyppi (kupera käyrät 1 ja 2) on ominaista tällaisiin lajeihin, joista suurin kuolleisuus oli elämän loppua, eli kuolleisuus lähes elinkaaren päättyessä on edelleen alhainen ja voimakkaasti kasvaa vain vanhoja yksilöt. Useimmilla samanlaisilla yksilöillä on sama elinikä, esimerkiksi suuret eläimet.

Toinen äärimmäinen vaihtoehto (vahva käyrä 4) vastaa suurta kuolleisuutta elinkaaren varhaisvaiheissa ja lisää aikuisvaiheiden eloonjäämistä. Tämäntyyppinen kuolleisuus on ominaista useimmille kasveille ja eläimille. Suurin kuolemantapaus on ominaista kehityksen toukkavaiheessa tai eläimillä nuoressa iässä, sekä monia kasveja siementen ja ampumien itämisessa. Kun aikuisten organismien tila on kestävämpi ympäristötekijöiden haittavaikutuksille ja niiden kuolleisuus vähenee merkittävästi (eloonjäämisaste). Näin ollen, kun kehität kalojen toukkavaiheita ennen aikuisten puoliksi jalkainen tila, elää pääsääntöisesti enintään 1 ... 2% infusoidun munien kokonaismäärästä. Hyönteisissä, kunnes tuotetut valtiot elävät jopa vähemmän: 0,3 - 0,5% odottamattomien munien kokonaismäärästä.

Välitystyyppi (linja 3) sisältää selviytymiskäyrät niille lajeille, joissa kunkin ikäryhmän erityinen eloonjääminen on enemmän tai vähemmän kuin (makean veden hydra). Luontona ei ole lähes mitään väestöä, joissa selviytyminen on vakio koko elinkaaren ajan.

Survivalukarin muoto liittyy jälkeläisten ja muiden nuorten suojelumenetelmien hoitoasteeseen. Näin ollen mehiläisten ja jännitysten eloonjäämisen käyrät (jotka huolehtivat jälkeläisistä) ovat huomattavasti vähemmän koveria kuin heinäsirkat ja sardiinit (jotka eivät välitä jälkeläisistä).

Väestön ikärakenne - Tämä on eri ikäisten väestön suhde.

Ikäkokoonpano on väestön tärkeä ominaisuus, joka vaikuttaa sekä hedelmällisyyteen että kuolleisuuteen. Useimmat luonnosopimukset koostuvat eri ikäisistä ja sukupuolesta.

Kolme ympäristökuoryhmää voidaan erottaa toisistaan \u200b\u200bväestössä:

ennenvaihto- nuoret henkilöt, jotka eivät ole vielä päässeet murrosiaan, ts., ei voi osallistua lisääntymiseen;

lisääntymis- - Halfood-yksilöt, jotka kykenevät lisääntymään;

postreprocetrive - Vanhat yksilöt menettivät kyvyn osallistua lisääntymiseen.

Näiden ikäisten suhtautuminen väestön kokonaismäärään elinajanodote vaihtelee suuresti eri lajeista. Eri ikäryhmien määrällinen suhde väestöön vaikuttaa koko elinajanodote, aika seksuaalisen kypsyyden saavuttamiseksi, lisääntymisen voimakkuus, kuolleisuus eri ikäisillä. Puolestaan \u200b\u200beri ikäryhmien suhde väestössä määrittää sen kyvyn kopioida tällä hetkellä ja osoittaa, mitä tulevaisuudessa voidaan odottaa. Populaatioiden pääkyöryhmien määrän suhdetta kuvataan graafisesti ikääntyvien pyramidien muodossa (kuvio 11.2). Nopeasti kasvavassa väestössä nuoret yksilöt (kuva 11.2, a) väestö ovat merkittävä osa, jonka määrä ei muutu ajan myötä, ikäkoostumus on yhtenäinen (kuvio 11.2, b) ja väestössä , jonka määrä vähenee, vanhojen henkilöiden osuus kasvaa (kuva 11.2, c).

Kuva. 11.2.. Kolme tyyppiä ikään liittyviä pyramideja, jotka kuvaavat populaatioita

korkealla mutta), kohtalainen ( b.) ja pieni ( sisään) Suhteelliset numerot

nuoret yksilöt (% väestöstä):

1 - ennakoiva, 2 - lisääntymis-, 3 - Jälkiläinen ikäryhmä

Väestönkasvu ja kasvukäyrät. Jos väestön hedelmällisyys ylittää kuolleisuuden, väestönkasvua havaitaan.

Jokainen väestö ja jokainen tyyppi ovat yleensä biottinen potentiaali- korkein teoreettisesti mahdollinen kasvuvauhti ( r.) väestö, joka on eroa erityisen syntyvyyden ( b.) ja erityinen kuolleisuus ( d.):

r \u003d B-D.

Väestön määrän kasvua voidaan kuvata kasvukäyrät Kaksi päätyyppiä - J-muotoinen käyrä (eksponentiaalinen kasvu) ja S-muotoinen käyrä (häipyvä kasvu).

Eksponentiaalinen kasvu Väestönumerolle on tunnusomaista J-kuvitteleva käyrä ja tapahtuu, kun elintarvikkeiden alueellinen ja muut tärkeät väestöresurssit ovat ylimääräisiä ja kuolleisuus kasvavilla numeerisilla yksilöillä ei kasva (kuva 11.3).

J-muotoisen kasvukäyrän yhtälöllä on lomake

missä n on väestöryhmien määrä; Time; R on väestönkasvun vakio, joka liittyy tämäntyyppisen yksilön suurimpaan etenemisnopeuteen (biottinen potentiaali).

Typpi on yksi kaasufaasissa erotetuista elementeistä maan muodostumisen vaiheessa iskunpoistoon. Tulevaisuudessa kaasumaisten typen yhdisteiden vapauttaminen maan pohjasta jatkoi tulivuoren purkaus, hydrotermien ja kaasuesuihkujen poistaminen. Kemiallisesta inerttisestä johtuva kaasumainen molekyylitri on vakain muoto tämän elementin löytämiseksi. Tästä syystä N2 oli alun perin kertynyt ilmakehään eikä väkevöitiin liuotettujen yhdisteiden muodossa valtamerivedessä, kuten kloori tai liukenemattomien yhdisteiden muodossa meren saostuksessa, kuten hiili osana karbonaattipaksuutta. Tällä hetkellä kaasumaisten typpien vuotuinen virtaus maapallon syvyyksistä 1,0 × 10 6 tonnin ilmakehään. Typen meressä on läsnä liuotettujen ionien muodossa liuotettujen ja dispergoitujen painotettujen orgaaninen aines. Typen massan liuotettuna ionien NH4 +, NO 2 -, NO 3 on 685 x 10 9 tonnia. Maapallon kuoren graniittikerroksessa typpipitoisuus on 0,002% ja elementin kokonaispaino 165 × 10 12 t. Sedimenttisen vaipan typen kiinnitetään orgaaniseen aineeseen. Typen massa sedimenttisessa kuoressa on noin 0,6 x 10 15 tonnia, ts. Sedimentava typpikuoressa, yli kolme ja ilmakehässä - 23 kertaa kuin maan graniittikerroksessa.

Joten, Tärkein typen toimittaja biosfäärissä on maan maa, pääasema on ilmakehä, tarkemmin sanottuna troposfääri. Ilmakehän koostumus päivitetään jatkuvasti massansiirron syklisten prosessien vuoksi, joka yhdistää ilmakehän maailmanlaajuisella maalla, pedaksella, merellä ja sen sademäärällä.

Typpimassan vaihdon maailmanlaajuisen massan moderni rakenne on hyvin monimutkainen ja koostuu useista toisiinsa liittyvistä piireistä (kuvio 32).

Typpeen ihana ominaisuus - hänen voimakkaasti julkilausuma. Organismit saavat energiaa heidän toimeentulonsa, Typen kääntäminen yhdestä muodosta toiseen, muuttuu valenssi eri olosuhteissa. On mahdollista, että ei ilman tämän tilanteen vaikutusta typpeä on proteiinien välttämätön osa.

On olemassa joitakin bakteereja, jotka voivat aktivoida kemiallisesti inaktiivisen molekyylityypin ja sitoutua sen kemiallisiksi yhdisteiksi. Tätä prosessia kutsuttiin lukitus typpi.

Typen kiinnitys suoritetaan atsotobactericea-perheen erillisillä erikoistuneilla bakteereilla ja tietyissä olosuhteissa - sininen-vihreä levi. Tuottavimmat typpiton nodulebakteerit muodostavat symbioosi pavun kasveilla.

Kuva. 32. Typen-syklin käsite

Typpin massa, joka on kiinnitetty ilmasta maaperän bakteereilla, ennen kuin henkilön taloudellisen toiminnan alku vuodessa (30-40) ∙ 10 6 - 200 × 10 6 tonnia. Tällä hetkellä tämä lisätään tähän. keinotekoinen biologinen kiinnitysjotka on saatu maatalouslaitosten palkokasveilla (noin 20 × 10 9 tonnia) typen teollinen kiinnitys Ilmasta, joka ylitti 60 × 10 6 tonnia.

Maaperässä esiintyvä ensimmäinen toisiinsa liittyvä bakteeriprosessi on ammonifiointi - orgaanisten yhdisteiden (pääasiassa aminohappojen) typen mikrobiologinen muunnos ammoniumionissa tai ammoniakilla. Orgaanisen aineen hajoamisprosessi etenee aerobisissa olosuhteissa ja siihen liittyy CO 2: n aktiivinen muodostuminen. Ammonium altistetaan seuraavalle transformaatioprosessille. SISÄÄN aerobiset olosuhteet tapahtuu nitrifikaatio: Ammoniakin transformaatio nitriittiioniksi yhdellä bakteereilla ja sitten nitraattiisille. SISÄÄN anaerobiset olosuhteet Prosessit kehittyvät denitrifikaatioTämän seurauksena nitraatteja ja nitriittiä palautetaan ennen typen oksidia tai kaasumaisesta molekyylityypistä. Typpipumpun määrä on useita kertoja pienempi kuin bakteerien kiinteä n massa. Tämän seurauksena molekyylityppi, kun monenlaisia \u200b\u200bbiokemiallisia transformaatioita palautetaan ilmakehään. Sen bakteerien kiinnitys ja lisämuunnos aiheuttama typpisykli liittyy läheisesti toiseen tämän elementin voimakkaaseen sykliin. Suuret nitraatin ja ammoniumtyppeen massat kaapataan pedosfääristä biologisessa verenkierroksessa, mikä johtuu fotosynteettisten kasvien ja mikro-organismien toiminnasta, jotka tuhoavat kasvijäämät. Osa typpeä on peräisin biologisesta verenkierroksesta ja kerääntynyt kuolleeseen orgaaniseen aineeseen. Tämä erikoinen typpeä metsän ruokinnassa, turpeen ja maaperän humus säilytetään jatkuvasti pedosfäärissä ja osoittaa tietyn biologisen syklin inhibition maalla. Metsäpalojen syntyy huomattava vaikutus ilmakehään ilmakehään, jonka vuoksi ilmapiiri on 10 × 10 6 - 200 × 10 6 tonnia typpeä.

Meressä esiintyy samoja transformaatioprosesseja ja typpiyhdisteiden siirtymistä, kuten maalla, mutta näiden prosessien suhde on erilainen. Fotosynteettisten valtameren organismien elinkaari jatkuu paljon nopeammin kuin maalla.

Pienillä määrillä ilmakehän typpi sitoutuu happea tunnelman ukkospäästöjen prosessissa, ja sitten sateilla putoaa maaperän pinnalle.

Kuvion 32 analysoinnin jälkeen korosta elävien organismien typpifunktion vaiheet ...

1) biologinen atsotehyksytisyys; 2) ammonifiointi; 3) nitrifikaatio; 4) denitrifikaatio;

1) nitrifikaatio; 2) ammonifiointi; 3) synteesiproteiinit; 4) fotokemiallinen sitoutuminen;

1) fotosynteesi; 2) bakteerien hajoaminen; 3) typpio; 4) ammonifiointi;

1) ammonifiointi; 2) nitrifikaatio; 3) denitrifikaatio; 4) sähkökemiallinen sitoutuminen.

Kaasumaista typpeä (N2) Ilmakehässä on äärimmäisen inertti, toisin sanoen erittäin suuri määrä energiaa on välttämätöntä siten, että typpimolekyylin (N2) sidokset kieltäytyvät ja muodostavat muita yhdisteitä, kuten oksideja. Kuitenkin typpi on olennainen osa biologisia molekyylejä, kuten proteiineja, nukleiinihappoja jne., Vain jotkut bakteerit kykenevät kääntämään ilmakehän nukleiinihappoja organismeihin (nitriittien ja nitraattien) käytettävissä oleviin organismeihin. Tätä prosessia kutsutaan typpioksi ja on tärkein typen saanti ekosysteemin biotiseen komponenttiin.

Azotfixation

Azotfixation - Energiaintensiivinen prosessi, koska se edellyttää erittäin voimakkaan yhteyden kahden typpiatomin välillä molekyylissä. Bakteerit käyttävät tätä nitro-geniaasi-entsyymiä ja energiaa, joka on suljettu ATP: hen. Nefermental Azotation vaatii paljon enemmän energiaa, joka on saatu teollisuudessa fossiilisten polttoaineiden palamisen ja ilmakehän seurauksena ionisoivien tekijöiden, kuten salaman ja ulomman säteilyn, seurauksena.

Typpi Niin tärkeä maaperän hedelmällisyyden kannalta ja maatalouden tarve on niin suuri, että vuosittain kemiallisissa kasveissa on valmistettu ammoniakkiin, jota käytetään typpilannoitteiden koostumuksessa, kuten ammoniumnitraatti (NH4NO3) tai urean koostumuksessa .

Nyt teollisen atsotfixation asteikko Vertaa luonnolliseen, mutta meillä on edelleen huonosti esillä mahdollisia seurauksia asteittaiseen kerääntymiseen biosfäärissä biosfäärissä organismeille. Korvausmekanismit, jotka palauttavat typpia sitovaa typpeä ilmakehän allas ei ole olemassa.

Typpisykli. Typpi on 79% ilmakehän tilavuudesta - tämän elementin pää säiliö.

Noin pieni kiinteä typpi (5-10%) antaa ionisointia ilmakehässä. Tuloksena olevat typpioksidit, jotka ovat vuorovaikutuksessa sadeveden kanssa, antavat sopivia happoja, jotka satunnaisesti maaperässä, lopulta muuttuvat nitraatteiksi.

Todennäköisesti, kiinteän typen luonnollinen lähde - palkokasvien perheiden edustajat, esimerkiksi apila, soija, sinimailas, herneet. Lefumin juurilla on tyypillistä paksuuntumista, nimeltään noduleja, joissa suvun typpipitoiset bakteerit elävät intrasellulaarisesti. Tämä keskinäisen palkan symbioosi, koska laitos saa kiinteän typen ammoniakin muodossa bakteereista ja toimittaa ne energia- ja orgaanisilla aineilla, esimerkiksi hiilihydraatteilla. Square-yksikön osalta nodulebakteerit voivat antaa 100 kertaa kiinteämpää typpeä kuin vapaasti asui. Ei ole yllättävää, että palkokasvit kylvetään usein rikastuttamaan maaperää tällä elementillä, samaan aikaan ja korkealaatuisten rehuseosten sadonkorjuu.

Kaikki typpio Azot ammoniakin muodossa on sitoutunut, mutta sitä käytetään välittömästi orgaanisten yhdisteiden syntetisoimiseen, lähinnä proteiineihin.

Hajoaminen ja denitrifiointi

Useimmat kasvit typpeä lähteenä Käytä nitrationia. Eläimet puolestaan \u200b\u200bsuoraan tai epäsuorasti saavat sulavaa typpeä kasveista. Kuviossa 1 10.11 osoittaa, kuinka nitraatit on muodostettu kuolleiden kudosten proteiinin hajoamisen jälkeen saprotrofisiin bakteereihin ja sieniin. Tämä prosessi sisältää hapettavia reaktioita, joissa on happea ja aerobisia bakteereja. Proteiinit jakautuvat ensin aminohappoihin ja sitten ammoniakki antaa ammoniakkia. Sama tuote muodostuu eläinten esittelyn ja ulosteiden laajentamisen yhteydessä. Nitrosomonas ja nitrobacter Chimosynthesi- vaiheittainen hapettaa ammoniakkia nitraatteihin.

Denitisointi

Jossakin mielessä prosessi, käänteinen nitrifikaatioSe on denitrifikaatio, joka myös bakteerit, jotka tuloksena vähentävät maaperän hedelmällisyyttä. Dentification tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa, kun nitraatteja käytetään hengityksessä hapen sijasta orgaanisten yhdisteiden hapettavana aineena (elektronin akseptor). Samaan aikaan nitraatit palautetaan, yleensä ennen typpeä. Näin ollen Denintriset bakteerit kuuluvat valinnaiseen aerobamiin.

Luonnon vesisykli (hydrologinen sykli) on syklisen veden liikkeen prosessi maan biosfäärissä. Se koostuu haihduttamisesta, kondensaatiosta ja saostamisesta.

Meret menettävät haihduttamisen johtuen enemmän kuin vettä, joka saadaan saostamalla, maalla - asema on päinvastoin. Vesi kiertää jatkuvasti maapalloa, kun taas sen kokonaismäärä pysyy ennallaan.

Kolme neljäsosaa maapallon pinta on peitetty vedellä. Maapallon vesipitoinen kuori kutsutaan hydrosfääriksi. Sen suurin osa on merien ja valtamerten suolavesi sekä pienempi - järvien, jokien, jäätiköiden, pohjaveden ja vesihöyryn.

Maan päällä on vettä kolmessa aggregaattitilassa: neste, kiinteä ja kaasumaista. Ilman vettä, elävien organismien olemassaolo on mahdotonta. Joka kehossa vesi on väliaine, jossa kemialliset reaktiot tapahtuvat ilman, mitkä elävät organismit eivät voi elää. Vesi on arvokkain ja tarvittava aine elävien organismien elintärkeän toiminnan kannalta.

Jatkuva kosteuden vaihtaminen hydrosfäärin, ilmakehän ja maan pinnan välillä, joka koostuu haihdutusprosesseista, vesihöyryn liikkuminen ilmakehässä, sen kondensaatio ilmakehässä, saostuminen ja viemäröinti kutsuttiin luonnossa vesiliikkeen.

Ilmakehän saostumat haihdutetaan osittain, osittain muodostavat tilapäiset ja vakiovyöhykkeet ja säiliöt osittain ulottuvat maahan ja muodostavat pohjavesi.

Luonnossa on useita vedenkiertoa:

Suuri tai maailma, sykli - vesihöyry, joka on muodostettu valtameren pinnan yläpuolelle, siirretään maanosan tuulille, putoaa siellä ilmakehän saostuksen muodossa ja palaa valtamerelle viemärin muodossa. Tässä prosessissa veden laadun muutokset: Kun haihdutus, suolattu merivesi muuttuu tuoreiksi ja saastuneiksi.

Pieni tai valtameri, sykli - vesihöyry, joka on muodostettu merenpinnan yläpuolella, tiivistelmä ja putoaa sademäärän muodossa jälleen merelle.

Inhondental-sykli - vesi, joka on haihtunut sushin pinnan yläpuolelle, kuuluu jälleen maalle ilmakehän saostuksen muodossa.

Lopulta saostuminen liikkeen prosessissa tavoittaa jälleen valtameren.

Pyöreä happi

Ilmakehän hapessa on biogeeninen alkuperä ja sen levikki biosfäärissä suoritetaan täydentämällä varauksia ilmakehässä kasvien fotosynteesin seurauksena ja absorboivat, kun organismit hengittävät ja polttoainetta ihmisen tilassa. Lisäksi tietty määrä happea muodostuu ilmakehän ylemmissä kerroksissa veden dissosiaation aikana ja otsonin tuhoutuminen ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta; Jotkin happea käytetään maapallon kuoren hapettumisprosesseihin, joissa on tulivuorenpurkauksia jne.

Tämä sykli on hyvin monimutkainen, koska happi tulee erilaisiin reaktioihin ja on osa hyvin suurta määrää orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä ja hidasta. Kaikkien hapen täydelliselle päivitykselle ilmakehä vaatii noin 2 tuhatta vuotta (vertailua varten: noin 1/3 ilmakehän hiilidioksidista päivitetään vuosittain).

Happen tasapainopykli on tällä hetkellä ylläpidettävä, vaikka paikalliset häiriöt syntyvät suurissa tiiviissä asuttuissa kaupungeissa, joilla on suuri määrä kuljetuksia ja teollisuusyrityksiä.

Hiilisykli.

Tämä on yksi tärkeimmistä biosfääriaidoista, koska hiili on orgaanisten aineiden perusta. Syklillä hiilidioksidin rooli on erityisen suuri. "Elämän" hiilen varaukset sushin ja meren organismien kokoonpanossa ovat eri lähteiden mukaan 550--750 gt (1 gt \u003d 1 miljardia tonnia) ja 99,5% keskittyy maalle, loput on meressä. Lisäksi valtameri sisältää jopa 700 g: n hiiliä osana liuennettua orgaanista ainetta.

Epäorgaaniset hiilivarannot ovat paljon muuta. Jokaisen sushin ja valtameren jokaisen neliömetrin yli on 1 kg hiililämpötilaa ja valtameren jokaisen neliömetrin alla syvyydellä 4 km - 100 kg hiiltä karbonaatteja ja bikarbonaatteja. Vielä enemmän hiilivarantoja sedimenttisilla kivillä - kalkkikivet sisältävät karbonaatteja, liuskuosa - kerogens, jne.

Noin 1/3 "elävästä" hiilestä (noin 200 g) kiertää eli vuosittain organismeja fotosynteesin prosessissa ja palaa takaisin ilmakehään ja valtameren ja sushin osuus tähän prosessiin on suunnilleen samanlainen. Huolimatta siitä, että valtameren biomassa on paljon pienempi kuin Sushi-biomassa, sen biologiset tuotteet luodaan lukuisat sukupolvet lyhytaikaisten levien (biomassan ja biologisten tuotteiden suhde meressä on suunnilleen sama kuin makean veden ekosysteemissä .

Jopa 50% (joidenkin tietojen mukaan jopa 90%) hiilellä dioksidin muodossa palautetaan maaperän mikro-organismit-rarduznutsin ilmakehään. Tässä prosessissa bakteerit ja sienet ovat yhtä suuret kuin panos. Hiilidioksidin palautus kaikkien muiden organismien hengissä on siten vähemmän kuin asiaa koskevan toiminnan aikana.

Jotkut bakteerit hiilidioksidimuodossa metaanin lisäksi. Metaanin purkaus maaperästä kasvaa uuvuttaessa, kun anaerobiset olosuhteet luodaan, edullisesti meta-muodostuvien bakteerien toiminnalle. Tästä syystä metsän maaperän metaanin vapautuminen kasvaa dramaattisesti, jos muinainen leikataan ja johtuu trannen vähenemisestä. Monet metaani korostavat riisikenttiä ja karjaa.

Tällä hetkellä hiilisyklin rikkominen johtuu merkittävän määrän fossiilisten hiilenergian kantoaineiden palamisesta sekä peltoradan aseman ja suojien tyhjennys. Yleensä hiilidioksidin sisältö ilmakehässä kasvaa vuosittain 0,6%. Jopa nopeammat lisäävät metaanin sisältöä - 1-2%. Nämä kaasut ovat kasvavan kasvihuoneilmiön tärkeimmät tekijät, jotka riippuu 50% hiilidioksidista ja 33% metaanista.

Typpisykli - biogeokemiallinen typpisykli. Sen suurin osa siitä johtuu elävien olentojen toiminnasta. Maaperän mikro-organismeja, jotka antavat typpipuuta maaperään, ovat erittäin suuri rooli syklissä, mikä on olemassa yksinkertaisen aineen (kaasu - N2) ja ionien muodossa: nitriittien (NO2 -), nitraattien (NO3-) ja Ammonium (NH4 +). Näiden ionien pitoisuudet heijastavat maaperäyhteisöjen tilaa, koska nämä indikaattorit vaikuttavat biota (kasvit, mikrofloora), ilmakehän tilan, eri aineiden maaperästä. Ne pystyvät vähentämään typpeä sisältävien aineiden pitoisuuksia, tuhoamaan muille eläville organismeille. Ne voivat kääntää myrkyllisiä ammoniakin eläville olentoille vähemmän myrkyllisiksi nitraatteiksi ja biologisesti inertissä ilmakehän typellä. Näin ollen maaperän mikrofloora edistää sen kemiallisten indikaattoreiden vakauden säilyttämistä.

Vino fosfori.

Fosforin syklissä päinvastoin kuin hiili- ja typpikieruissa ei ole kaasufaasia. Phosfori luonteeltaan suurina määrinä sisältyy kiviä mineraaleihin ja kuuluu maadoitusekosysteemeihin niiden tuhoamisessa. Fosforin liuottaminen saosien kanssa johtaa virtaukseen hydrosfäärissä ja vastaavasti veteen ekosysteemeissä. Kasvit imevät fosforia liukoisten fosfaattien muodossa vesipitoisesta tai maaperäyksestä ja sisältävät sen orgaanisten yhdisteiden - nukleiinihappojen, energiansiirtojärjestelmien (ADP, ATP) koostumukseen solukkomembraaniksi. Muut organismit saavat fosforin ruokaketjuja. Eläinten organismeissa fosfori on osa luun kudosta, dentiiniä.

Matkapuhelimen hengityksen prosessissa fosforia sisältävät orgaaniset yhdisteet ilmenevät, kun taas orgaaniset fosfaatit tulevat ympäristöön osana erittymistä. Organismit-rardarierien mineralize orgaaniset aineet, jotka sisältävät fosforia epäorgaanisissa fosfaateissa, joita kasvit voivat jälleen käyttää ja siten olla mukana syklissä.

Koska kaasufaasi puuttuu fosforiakissa, fosfori ja muut biogeeniset maaperän elementit kiertävät ekosysteemissä vain, jos elinvoiman tuhlausta sijoitetaan tämän elementin absorptiopaikoissa. Fosforin syklin rikkominen voi tapahtua esimerkiksi agro-ekosysteemeissä, kun sadonkorjuu yhdessä biogenejen uutettaessa maaperän kanssa kuljetetaan huomattaviin etäisyyksiin, eikä niitä palauteta maaperään kulutuspaikoissa.

Pyöreä rikki

Rikkikierros liittyy myös tiiviisti elävään aineeseen. SO2: n, SO3: n, H2S: n ja Elementary-rikin muodossa oleva rikki heittää tulivuoria ilmakehään. Toisaalta erilaisia \u200b\u200bmetalleja sulfideja tunnetaan suurina määrinä: rautaa, lyijyä, sinkkiä jne. Sulfidisulfumit biosfäärissä paikallisten mikro-organismien kanssa sulfaatti-rikki SO42 -maisiin ja säiliöihin. Sulfaatit imevät kasveja. Organisaatioissa rikki on osa aminohappoja ja proteiineja ja kasveissa, lisäksi eteeristen öljyjen koostumus jne. Maaperän organismeiden jäänteiden hävittämisprosessit ja merien soihdut ovat mukana hyvin monimutkaisia \u200b\u200brikkimuutoksia. Proteiinien hävittämisessä syntyy vetysulfidia mikro-organismien osallistumisella. Seuraavaksi vetysulfidi hapetetaan joko elementaarisen rikin tai sulfaattien suhteen. Tässä prosessissa on mukana erilaisia \u200b\u200bmikro-organismeja, jotka luovat lukuisia rikkiväliin liitäntöjä. Biogeenisen alkuperän rikkikenttä tunnetaan. Vetyulfidi voi jälleen muodostaa "sekundaariset" sulfidit ja sulfaattisulfaus luo kipsia. Sulfidit ja kipsi jälleen tuhoutuvat, ja rikki uudistaa maahanmuutonsa.