Pangunahing biogeochemical carbon cycles ng tubig phosphorus tubig. Biogeochemical cycle ng nitrogen at ang mga kahihinatnan ng epekto sa kanya anthropogenic aktibidad. Biogeochemical cycle ng mahahalagang elemento ng kemikal: carbon, oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, to

Carbon cycle.

Ang pinaka matinding biogeochemical cycle ay isang cycle ng carbon. SA

ang carbon ng kalikasan ay umiiral sa dalawang pangunahing anyo - sa carbonates

(limestone) at carbon dioxide. Ang nilalaman ng huling 50 beses na higit sa

sa kapaligiran. Ang carbon ay kasangkot sa pagbuo ng carbohydrates, taba, protina at

nucleic acids.

Ang pangunahing masa ay naipon sa carbonates sa ilalim ng karagatan (1016 tonelada), sa

crystalline Rocks (1016 tonelada), bato ng karbon at langis (1016 tonelada) at

nakikilahok sa isang malaking ikot ng sirkulasyon.

Ang pangunahing link ng isang malaking cycle ng carbon ay ang kaugnayan ng mga proseso

potosintesis at aerobic breathing (Larawan 1).

Isa pang pangunahing ikot ng cycle ng carbon

anaerobic paghinga (walang access ng oxygen); Iba't ibang uri ng anaerobic

ang mga bakterya ay nag-convert ng mga organic compound sa methane at iba pang mga sangkap

(Halimbawa, sa Marsh ecosystems, sa basura landfills).

Sa isang maliit na ikot, ang carbon na nakapaloob sa.

mga tisyu ng gulay (mga 1011 tonelada) at mga tisyu ng hayop (mga 109 tonelada).

Circular oxygen..

Sa dami, ang pangunahing bahagi ng buhay na bagay ay

oxygen na ang sirkulasyon ay kumplikado sa pamamagitan ng kakayahang pumasok

iba't ibang mga reaksiyong kemikal, pangunahing reaksyon ng oksihenasyon. SA

resulta Mayroong maraming mga lokal na cycle na nagaganap sa pagitan

atmosphere, hydrosphere at lithosphere.

(Sedimental calcites, iron ores), ay may biogenic origin at dapat

itinuturing bilang isang produkto ng potosintesis. Ang prosesong ito ay kabaligtaran

ang proseso ng pagkonsumo ng oxygen para sa paghinga, na sinamahan ng

ang pagkawasak ng mga organic molecule, ang pakikipag-ugnayan ng oxygen na may hydrogen

(kinatas mula sa substrate) at ang pagbuo ng tubig. Sa ibang paraan

ang cycle ng oxygen ay kahawig ng cycle ng return ng carbon dioxide. SA

ito ay higit sa lahat dahil sa kapaligiran at buhay na mga organismo.

Pagkonsumo ng atmospheric oxygen at ang pagsasauli nito sa pamamagitan ng mga halaman

ang proseso ng potosintesis ay mabilis na isinasagawa. Mga Kalkulasyon Ipakita

na upang ganap na i-update ang lahat ng kinakailangang atmospheric oxygen

dalawang libong taong gulang. Sa kabilang banda, para sa lahat ng mga molecule ng tubig

ang hydrosphere ay napailalim sa gallery ng larawan at muli ay na-synthesized sa pamamagitan ng buhay

organismo, kailangan mo ng dalawang milyong taon. Karamihan sa oxygen,

na nabuo sa panahon ng geological na panahon, ay hindi nananatili sa kapaligiran, at

naayos na may lithosphere sa anyo ng carbonates, sulfates, iron oxides, at nito

ang masa ay 5.9 * 1016 tonelada. Ang masa ng oxygen na nagpapalipat-lipat sa biosphere

ang anyo ng gas o sulfates dissolved sa oceanic at continental

tubig, ilang beses na mas mababa (0.4 * 1016 t).

Tandaan na, simula sa isang tiyak na konsentrasyon, ang oxygen ay napaka

nakakalason para sa mga cell at tisyu (kahit na sa aerobic organisms). At buhay

anaerobic organismo ay hindi makatiis (ito ay napatunayan sa nakaraan

isang siglo L. Pasteur) oxygen concentration na lumalagpas sa atmospheric sa pamamagitan ng 1%.

Crack ng nitrogen

Ang gaseous nitrogen ay nagmumula bilang resulta ng reaksyon ng oxidation ng ammonia,

nabuo sa panahon ng pagsabog ng mga bulkan at agnas ng biological na basura:

4nh3 + 3o2 (2n2 + 6h2o.

Nitrogen cycle - isa sa mga pinaka mahirap, ngunit sa parehong oras ang pinaka

perpektong ikot. Sa kabila ng katotohanan na ang nitrogen ay tungkol sa 80%

atmospheric air, sa karamihan ng mga kaso hindi ito maaaring maging

direktang ginagamit ng mga halaman, dahil hindi nila sinipsip ang gas

nitrogen. Ang pagkagambala ng mga nabubuhay na nilalang sa isang cycle ng nitrogen ay mas mababa sa mahigpit

hierarchy: Ang ilang mga kategorya lamang ng mga organismo ay maaaring maka-impluwensya

sa indibidwal na mga yugto ng cycle na ito. Patuloy na pumapasok ang nitrogen gas

ang kapaligiran bilang resulta ng ilang bakterya, habang ang iba pang bakterya

- clamps (kasama ang asul-green algae) patuloy na sumipsip ito,

convert sa nitrates. Ang tulagay sa pamamagitan ng mga nitrates ay nabuo sa atmospera

bilang isang resulta ng mga de-koryenteng discharges sa panahon ng bagyo.

Ang pinaka-aktibong mga consumer ng nitrogen - bakterya sa root system

mga halaman ng pamilya ng mga legumes. Ang bawat uri ng mga halaman ay likas sa kanilang sarili

bakterya na nitrogen sa nitrates. Sa proseso ng biological

ikot ng nitrate ions (no3-) at ammonium ions (NH4 +), hinihigop ng mga halaman mula sa

lupa kahalumigmigan, transformed sa protina, nucleic acids, atbp. Higit pa

ang mga pagbalik ay nabuo sa anyo ng mga patay na organismo na mga bagay

ang mahahalagang aktibidad ng iba pang mga bakterya at mushroom ay nakumberte sa mga ito sa ammonia. So.

may isang bagong cycle ng cycle. May mga organismo na may kakayahan

lumiko ammonia sa nitrites, nitrates at gas nitrogen gaseous. Pangunahing mga link

ang cycle ng nitrogen sa biosphere ay kinakatawan ng isang pamamaraan sa Fig. 3.

Ang biological activity ng mga organismo ay kinumpleto ng industriya

mga paraan upang makabuo ng nitrogen-containing organic at inorganic substances,

marami sa mga ito ay ginagamit bilang mga fertilizers upang madagdagan

produktibo at paglago ng halaman.

Ang anthropogenic effect sa cycle ng nitrogen ay tinutukoy ng mga sumusunod

mga Proseso:

1. Ang pagkasunog ng gasolina ay humahantong sa pagbuo ng nitrogen oxide, at pagkatapos

mga Reaksyon:

2. 2No + O2 (2No2,

3. 4NO2 + 2H2O. + O2 (4HNO3,

4. Ang pagkakaroon ng kontribusyon sa pagkawala ng acid rain;

5. Bilang resulta ng epekto ng ilang bakterya sa mga fertilizers at basura

ang mga pagsasaka ng hayop ay bumubuo ng nitrogen rushing - isa sa mga bahagi,

paglikha ng isang epekto ng greenhouse;

6. Pagmimina ng mga mineral na naglalaman ng mga nitrate ions at ammonium ions,

para sa produksyon ng mga fertilizers ng mineral;

7. Kapag ang pag-aani, ang mga nitrate ions at ammonium ions ay kinuha mula sa lupa;

8. Mga daluyan na may mga patlang, mga bukid at dumi sa alkantarilya ang nagdaragdag ng bilang ng nitrate

ions at ammonium ions sa aquatic ecosystem, na nagpapabilis sa paglago

algae at iba pang mga halaman; Kapag ang decomposing ang huli ay ginugol

oxygen, na sa huli ay humahantong sa pagkamatay ng isda.

Circular Phosphorus.

Ang posporus ay isa sa mga pangunahing bahagi (higit sa lahat sa anyo at

) buhay na substansiya at kasama sa komposisyon ng nucleic acids (DNA at RNA),

cell membranes, adenosyntriphosphate (ATP) at adenosine diphosphate (ADP),

taba, buto at ngipin. Baluktot na posporus, tulad ng iba pang biogenic.

ang mga elemento ay ginaganap sa malaki at maliit na mga kurso.

Ang mga reserbang phosphorus na magagamit sa mga nabubuhay na nilalang ay ganap na nakatuon sa

lithosphere. Ang mga pangunahing pinagkukunan ng inorganic posporus ay erupted o

sedimentary rocks. Sa crust ng lupa, ang nilalaman ng phosphorus ay hindi lalampas sa 1% na

limitahan ang pagiging produktibo ng mga ecosystem. Mula sa mga bato ng tuldok ng crust ng lupa

ang posporus ay kasangkot sa sirkulasyon ng kontinental tubig. Siya ay nasisipsip

ang mga halaman na kasama ang kanyang pakikilahok ay may iba't ibang organic.

mga compound at sa gayon ay kasama sa mga chain ng tropiko. Pagkatapos

organic phosphates kasama ang mga corpses, basura at buhay na mga nilalang

bumalik sa lupa, kung saan sila ay nakalantad sa mga mikroorganismo at

lumiko sa mga form ng mineral na ginagamit ng mga berdeng halaman.

Sa karagatan ecosystem posporus ay dinala sa pamamagitan ng dumadaloy na tubig na

itinataguyod ang pag-unlad ng phytoplankton at buhay na mga organismo.

Sa mga sistema ng terestrial, ang sirkulasyon ng phosphorus ay pumasa sa pinakamainam

natural na kondisyon na may pinakamababang pagkawala. Sa karagatan, ang sitwasyon ay naiiba. ito

na nauugnay sa pare-pareho na sedimentation (sedimentation) ng mga organic na sangkap.

Ang organic posporus sa isang maliit na lalim ay ibinalik sa cycle.

Ang mga phosphate na ipinagpaliban sa malalaking kalaliman ng seafrock ay hindi kasangkot sa maliit

kurso. Gayunpaman, ang mga paggalaw ng tectonic ay nakakatulong sa pagtataas ng sediment

breed sa ibabaw.

Kaya, ang posporus ay dahan-dahan gumagalaw mula sa pospeyt deposito

sa lupa at mababaw na oceanic precipitation sa buhay na organismo at likod

Isinasaalang-alang ang cycle ng posporus sa laki ng biosphere para sa relatibong

isang maikling panahon, maaari naming tapusin na ito ay hindi ganap na sarado. Stocks.

maliit na posporus sa lupa. Samakatuwid, ito ay pinaniniwalaan na ang posporus ay ang pangunahing kadahilanan,

limitahan ang paglago ng mga pangunahing produkto ng biosphere. Ito ay naniniwala na ang posporus -

ang pangunahing regulator ng lahat ng iba pang mga biogeochemical cycle, ito ang pinaka

mahina ang link sa kadena ng buhay, na nagsisiguro sa pagkakaroon ng isang tao.

Ang isang anthropogenic effect sa sirkulasyon ng phosphorus ay ang mga sumusunod:

1. Produksyon ng mga malalaking dami ng pospeyt ores para sa mga mineral fertilizers at

ang mga detergent ay humantong sa pagbawas sa bilang ng posporus sa

biotic cycle;

2. Ang mga daluyan na may field, sakahan at utility waste ay humantong sa isang pagtaas

phosphate ions sa reservoirs, sa isang matalim na pagtaas sa mga halaman ng tubig at

paglabag sa punto ng balanse sa mga ecosystem sa tubig.

Circular Sulfur.

Mula sa likas na pinagkukunan, ang asupre ay pumapasok sa kapaligiran sa anyo ng hydrogen sulfide,

sulfur dioxide at mga particle ng sulphate salt (Larawan 5).

Tungkol sa isang third ng sulfur compounds at 99% sulfur dioxide - anthropogenic

pinanggalingan. Ang kapaligiran ay nagpoproseso ng mga reaksyon na humahantong sa acid.

2SO2 + O2 (2SO3,

SO3 + H2O (H2SO4.

Ang ikot ng tubig

Ang tubig, tulad ng hangin, ay ang pangunahing bahagi na kinakailangan para sa buhay. SA

quantitatively ay ang pinaka-karaniwang inorganic.

bahagi ng buhay na bagay. Plant buto kung saan ang nilalaman ng tubig ay hindi

lumagpas sa 10%, sumangguni sa mga anyo ng mabagal na paggalaw. Ang parehong kababalaghan

(anhydrobiosis) ay sinusunod sa ilang mga species ng mga hayop na

ang mga salungat na panlabas na kondisyon ay maaaring mawala ang karamihan ng tubig sa kanilang

Ang tubig sa tatlong agregative estado ay naroroon sa lahat ng composite

mga bahagi ng biosphere: kapaligiran, hydrosphere at lithosphere. Kung ang tubig ay matatagpuan

sa iba't ibang hydrogeological forms, pantay-pantay na ipamahagi

ang kaukulang mga lugar ng globo ay nabuo sa pamamagitan ng mga sumusunod na layer

kapal: Para sa World Ocean 2700 m, para sa mga glacier 100 m, para sa tubig sa lupa

15 m, para sa ibabaw ng freshwater 0.4 m, para sa atmospheric moisture 0.03 m.

Ang pangunahing papel sa sirkulasyon at biogeochemical cycle ng tubig ay gumaganap

atmospheric moisture, sa kabila ng medyo maliit na kapal ng layer nito.

Ang kahalumigmigan ng atmospera ay hindi pantay na ipinamamahagi sa lupa, na nagiging sanhi

malaking pagkakaiba sa halaga ng pag-ulan sa iba't ibang lugar ng biosphere. Average

geographic latitude. Halimbawa, sa North Pole ito ay 2.5 mm (sa

air post na may cross section 1 cm2), sa Equator - 45 mm.

Ang mekanismo ng hydrogeological cycle ay nabanggit sa itaas - sa seksyon

tungkol sa paglalarawan ng mga tampok ng hydrosphere. Ang tubig ay bumaba sa lupa noon

ito ay natupok para sa butas na tumutulo (o paglusot), pagsingaw at stock.

Ang pagsipsip ay lalong mahalaga para sa mga ecosystem ng lupa, dahil nag-aambag ito

supply ng lupa na may tubig. Sa proseso ng paglusot, ang tubig ay pumapasok sa mga aquifers

horizons at underground rivers. Ang pagsingaw mula sa ibabaw ng lupa ay gumaganap din

isang mahalagang papel sa rehimeng tubig, ngunit isang mas malaking halaga

ang mga tubig ay naglaan ng mga halaman sa kanilang mga dahon. At ang halaga ng tubig,

ang mga halaman ay inilabas, mas malaki ang mas mahusay na ibinibigay. Mga halaman,

paggawa ng isang tonelada ng mass ng halaman, sumipsip ng hindi bababa sa 100 tonelada

Ang pangunahing papel sa cycle ng tubig sa mga kontinente ay nilalaro ng kabuuang

pagsingaw (mga puno at lupa).

Ang huling bahagi ng cycle ng tubig sa lupa - stock. Ibabaw

ang stock at mga mapagkukunan ng underground aquifers ay nagbibigay ng tubig

mga thread. Gayunpaman, na may pagbawas sa density ng plant cover stock

ito ay nagiging pangunahing sanhi ng pagguho ng lupa.

Tulad ng nabanggit, ang tubig ay kasangkot sa biological cycle, pagiging

ang pinagmulan ng oxygen at hydrogen. Gayunpaman, ang Photo Gallery para sa Photosynthesis ay hindi

gumaganap ng isang makabuluhang papel sa proseso ng cycle.

Biogeochemical circulation.

Kabaligtaran ng enerhiya na dating ginagamit ng katawan,

nagiging init at nawala para sa ecosystem, ang mga sangkap ay ipinakalat sa

ang biosphere ay tinatawag na biogeochemical circulation. Mula sa 90.

ang mga elemento na natagpuan sa kalikasan, mga 40 ay kinakailangan ng mga nabubuhay na organismo.

Ang pinakamahalaga at kinakailangan sa malalaking dami: carbon,

hydrogen, oxygen, nitrogen. Ang oxygen ay pumapasok sa kapaligiran bilang resulta

potosintesis at natupok ng mga organismo na may paghinga. Ang nitrogen ay aalisin mula sa.

atmospheres dahil sa mga gawain ng nitrogen-free bacteria at bumalik sa

mayroon siyang iba pang bakterya.

Ang mga pananim ng mga elemento at sangkap ay isinasagawa ng.

self-regulating proseso kung saan ang lahat ng mga sangkap ay lumahok

ecosystem. Ang mga prosesong ito ay walang basura. Walang anuman sa kalikasan

walang silbi o nakakapinsala, kahit mula sa pagsabog ng bulkan ay nakikinabang,

dahil ang mga kinakailangang elemento ay may mga gas ng bulkan sa hangin,

halimbawa, nitrogen.

May isang batas ng global na pagsasara ng isang biogeochemical sirkulasyon sa

ang biosphere na kumikilos sa lahat ng yugto ng pag-unlad nito, bilang panuntunan ng pagtaas

ang mga closet ng biogeochemical cycle sa panahon ng Sukcessia. Nasa proseso

ang ebolusyon ng biosphere ay nagdaragdag ng papel ng biological component sa pagsasara

biogeochemical cycle. Isang mas higit na papel sa biogeochemical.

ang kurso ay may isang tao. Ngunit ang kanyang papel ay isinasagawa sa kabaligtaran

direksyon. Lumalabag ang tao sa mga itinatag na mga cyphans ng mga sangkap, at sa ito

ito ay ipinakita sa pamamagitan ng kanyang geological puwersa, mapanira sa biosphere

hanggang ngayon.

Kapag 2 bilyong taon na ang nakalilipas, ang buhay ay lumitaw sa lupa, ang kapaligiran

binubuo ng mga gas ng bulkan. Nagkaroon ng maraming carbon dioxide at kaunti

oxygen (kung sa lahat), at ang mga unang organismo ay anaerobic. As

ang mga produkto sa average ay lumagpas sa paghinga, para sa geological oras sa

ang atmospera na naipon oxygen at ang nilalaman ng carbon dioxide ay nabawasan.

nasusunog ang malalaking halaga ng sunugin na fossil at bawasan ang pagsipsip

ang mga kakayahan ng "green belt". Ang huli ay ang resulta ng pagbawas.

ang bilang ng mga berdeng halaman mismo, at din dahil sa ang katunayan na ang alikabok at

ang mga pollutant sa atmospera ay nagpapakita ng mga ray na pumapasok sa atmospera.

Bilang isang resulta ng anthropogenic activities, ang antas ng rurok

bumababa ang biogeochemical circles. Kahit na ito ay medyo mataas (para sa.

iba't ibang mga elemento at sangkap na ito ay hindi pareho), ngunit gayon pa man ay hindi

absolute, na nagpapakita ng isang halimbawa ng isang oxygen atmosphere.

Kung hindi, ang ebolusyon ay imposible (ang pinakamataas na antas ng closetness

ang biogeochemical circulation ay sinusunod sa tropikal na ecosystem -

ang pinaka sinaunang at konserbatibo).

Kaya, ito ay hindi tungkol sa pagbabago ng tao na hindi

dapat baguhin, ngunit tungkol sa epekto ng tao para sa bilis at direksyon

mga pagbabago at sa pagpapalawak ng kanilang mga hangganan na lumalabag sa panuntunan ng conversion

kalikasan. Ang huli ay binuo bilang mga sumusunod: Sa panahon ng operasyon

ang mga natural na sistema ay hindi maaaring lumagpas sa ilang mga limitasyon na nagpapahintulot

mga sistema upang mapanatili ang mga pag-aari ng self-sucking. Paglabag sa mga panukala bilang patungo

mag-zoom at patungo sa isang pagbaba ay humahantong sa negatibo

mga resulta. Halimbawa, ang isang labis na pataba na ginawa ay tulad ng mapanganib, kung magkano at

kakulangan. Ang kahulugan ng panukala ay nawala ng isang modernong tao na naniniwala na

sa biosphere, ang lahat ay pinahihintulutan sa kanya.

Ang pag-asa para sa pagharap sa mga problema sa kapaligiran ay nauugnay sa.

sa partikular, sa pag-unlad at commissioning ng sarado

teknolohikal na mga kurso. Mga cycle ng conversion ng materyal na nilikha ng Man.

ito ay itinuturing na kanais-nais upang ayusin upang sila ay tulad ng natural

mga ikot ng siklo ng mga sangkap. Kung gayon ang mga problema ay malulutas sa parehong oras

na nagbibigay ng sangkatauhan na may hindi maaaring palitan na mga mapagkukunan at ang problema ng proteksyon

natural na kapaligiran mula sa polusyon, dahil ngayon lamang 1 - 2% ng bigat ng natural

ang mga mapagkukunan ay nakalaan sa huling produkto.

Posible ang mga cycle ng conversion ng theoretically. Ngunit.

kumpletuhin at pangwakas na restructuring ng prinsipyo ng industriya

ang mga sangkap sa likas na katangian ay hindi tunay. Hindi bababa sa isang pansamantalang paglabag sa closetness

ang teknolohikal na cycle ay halos hindi maiiwasan, halimbawa, kapag lumilikha

gawa ng tao materyal na may mga bagong, hindi kilalang katangian ng kalikasan. Iyon

ang sangkap ay sa unang komprehensibong nasubok sa pagsasanay, at pagkatapos ay maaari lamang

mga paraan upang mabuo para sa agnas nito upang ipakilala ang mga bahagi ng bahagi

sa natural na sirkulasyon.

Katulad na impormasyon.

Ang salitang "biogeochemistry" ay iminungkahi ng Russian scientist VI Vernadsky at nangangahulugang ang rehiyon ng agham sa pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng live at di-buhay na substansiya ng biosphere ("bio" ay tumutukoy sa mga nabubuhay na organismo, at "geo" - Mga bato, hangin at tubig). Ang geochemistry ay nag-aaral ng kemikal na komposisyon ng mundo at ang paglipat ng mga elemento sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng biosphere: lithosphere, hydrosphere at kapaligiran.

Para sa normal na pag-iral ng karamihan sa mga ecosystem at organismo, sila ay naninirahan sa kanila, ang pinakamataas na halaga ng mga elemento tulad ng hydrogen, carbon, nitrogen, sulfur at phosphorus, na bahagi ng anumang live na bagay.

Sa pag-ikot ng anumang mga elemento ng kemikal at mga sangkap na makilala sa pagitan ng dalawang bahagi o dalawang "pondo":

1) reserve Fund. - Ang isang malaking masa ng mga sangkap ay dahan-dahan na lumilipat sa biogeochemical cycle;

2) palitan (Mobile) Pondo - Little, ngunit mas aktibong masa ng isang sangkap na kung saan ang mabilis na palitan sa pagitan ng buhay na organismo at ang kanilang mga agarang kapaligiran ay katangian.

Sa pangkalahatan, ang mga biogeochemical cycle ay karaniwang nahahati sa dalawang pangunahing uri:

1) ang ikot ng gaseous sangkap na may reserve fund sa kapaligiran o hydrosphere (karagatan); 2) sedimentary cycle na may reserve fund at earth crust. Ang mga pondo ng reserba sa atmospera at hydrosphere ay madaling ma-access, kaya ang ganitong sirkulasyon ay relatibong matatag. Ang mga sediment biogeochemical cycle ay karaniwang mas matatag.

Ang kamangha-manghang katatagan ng porsyento ng iba't ibang mga elemento ng kemikal sa mga bahagi ng ecosystem ay kasaysayan dahil sa pagkakaroon ng tuloy-tuloy at balanseng mga siklo ng mga sangkap, na lumilikha ng isang pagkakataon para sa katatagan ng sarili (homoostase) ng sistema at pagpapanatili ng katatagan nito.

Ang mga proseso ng neoplasm ng organikong bagay sa panahon ng potosintesis at ang mga proseso ng pagkawasak nito (pagkabulok) ay tumutukoy sa bilis at balanse ng mga siklo ng mga elemento sa biosphere at mangyari lamang dahil sa papasok na solar energy. Dahil dito, ang bilis at direksyon ng cyclic kilusan ng mga elemento sa ecosystem ay tinutukoy ng mga daloy ng enerhiya na dumadaan sa biological na komunidad.

Ang pangkalahatan na circuit ng biogeochemical cycle na may kumbinasyon ng isang pinasimple na enerhiya daloy scheme (Fig. 10.1) ay nagpapakita kung paano ang isang unidirectional stream ng enerhiya ay humahantong sa isang paggalaw ng isang sangkap ng sirkulasyon. Ang pansin ay nakuha sa katotohanan na ang mga elemento ng kemikal na kasangkot sa proseso ng cycle ay paulit-ulit na dumadaan sa parehong paraan, at ang enerhiya ay dumadaloy lamang sa isang direksyon.

Sa Fig. 10.1 Ang Reserve Fund ay ipinahiwatig bilang isang pondo ng mga elemento ng nutrisyon, at ang Pondo ng Exchange ay iniharap sa isang madilim na singsing na nagmumula sa autotrophic hanggang heterotrofams at muli sa Autotrophs. Minsan ang reserbang pondo ay tinatawag na hindi naa-access, at ang aktibong pondo ng palitan ay abot-kayang. Halimbawa, ang mga agronomista ay karaniwang sumusukat sa pagkamayabong sa lupa, tinatantya ang konsentrasyon sa lupa ng mga anyo ng mga elemento ng nutrisyon na direktang magagamit para sa mga halaman.

Ang ipinagpapalit na pondo ay nabuo dahil sa mga sangkap na ibinalik sa sirkulasyon ng dalawang pangunahing landas - alinman bilang isang resulta ng isang ipinangako na paglabas sa panlabas na daluyan ng mga produkto ng metabolismo ng mga hayop at halaman, o sa pagkawasak ng (mineralization) ng isang patay Organic Matter (Daddy) sa pamamagitan ng microorganisms.

Ang epekto ng tao sa biogeochemical sirkulasyon ay na may anthropogenic intervention, ang mga prosesong ito ay maaaring tumigil na sarado at sa ilang mga lugar ng mga bats ay maaaring mangyari, at sa iba - isang labis sa anumang mga sangkap. Sa huli, ang mga panukala para sa proteksyon ng mga likas na yaman ay dapat na naglalayong pigilan ang mga paglabag sa cyclic, i.e. Balanse ng mga siklo ng pinakamahalagang elemento sa biosphere. Ang kaalaman sa mga tampok ng biogehmy cycle ay isang kinakailangang kondisyon para sa nakapangangatwiran paggamit ng mga likas na yaman at pangangalaga ng mga natural na ecosystem.

Larawan. 10.1. Ang diagram ng biogeochemical cycle laban sa background ng Simplified Energy Flow Scheme:

P G - gross pangunahing mga produkto; P n - net pangunahing mga produkto (maaaring natupok ng mga heteteropages sa system mismo o na-export); P - pangalawang produkto, R 1-paghinga autotrophs (halaman); R 2 - paghinga heterotrophs (hayop at bakterya)

Anumang ecosystem ay maaaring kinakatawan bilang isang bilang ng mga bloke kung saan ang iba't ibang mga sangkap ay pumasa. Sa pag-ikot ng mga sangkap ng mineral sa ecosystem, tatlong aktibong bloke ay kasangkot: buhay na organismo, patay na organic dedrites, abot-kayang mga inorganic na sangkap sa tirahan.

Isaalang-alang ang biogeochemical cycle ng nitrogen, posporus at sulfur. Ang biogeochemical cycle ng nitrogen (biogenic elemento na kasama sa mga protina at nucleic acids) ay maaaring maging isang halimbawa ng isang napaka-kumplikadong mahusay na balanseng gaseous substansiya cycle. Ang phosphorus biogeochemical cycle ay isang sedimentary cycle na may mas perpektong regulasyon ng cycle ng posporus.

Ang biogeochemical circulation ng sulfur ay nagsisilbing isang halimbawa ng isang functional na koneksyon sa pagitan ng kapaligiran, tubig at makalupang crust, dahil ang asupre ay aktibong nagpapalipat-lipat sa bawat isa sa mga "reservoir" at sa pagitan nila. Sa mga lupon ng nitrogen at sulfur, ang mga mikroorganismo ay may mahalagang papel.

Crack ng nitrogen, na binubuo ng parehong gas at mineral phase, sa kabila ng malaking bilang ng mga organismo na nakikilahok dito, tinitiyak ang mabilis na sirkulasyon ng nitrogen sa iba't ibang ekosistema (Larawan 10.2).

Larawan. 10.2.. Nitrogen Circulation Scheme (Gray Rectangle - Reserve Nitrogen Fund)

Ang pangunahing pinagmulan at tangke ng nitrogen ay ang kapaligiran, ang masa nito ay 79% ng sangkap na ito. Ang pakikilahok ng mga nabubuhay na organismo sa cycle ng nitrogen ay mas mababa sa mahigpit na hierarchy: tanging ang ilang mga uri ng microorganisms (bakterya) ay isinasagawa ang mga biochemical na proseso ng pagbabagong-anyo ng koneksyon ng nitrogen sa indibidwal na mga pangunahing yugto ng cycle na ito.

Karamihan sa mga organismo na naninirahan sa biosphere ay hindi gumagamit ng gas molekular nitrogen (n 2). Ang mga halaman ay sumipsip ng nitrogen lamang sa komposisyon ng mga nitrate ions (walang 3 -) o ammonium ions (nh 4 +). Ang mga nitrates ay nabuo pangunahin bilang isang resulta ng buhay ng mga mikroorganismo - azotfixators.na kung saan ang symbiotic bakterya ng genus. Rhizobium, Nakatira sa mga nodule sa mga ugat ng mga leguminous na mga halaman, ang bakterya ng uri Azotobacter, nakatira sa lupa; at cyanobacteria (asul-berde). Ang lahat ng mga mikroorganismo ay mga intimators ng nitrogen na may kakayahang pag-aayos ng atmospheric nitrogen dahil sa isang napaka-kumplikadong metabolic metabolismo, kabilang ang molibdenum at hemoglobin catalysts. Symbiotic microorganisms-nitrotogenophixators tumagos ang tissue ng root system ng mga leguminous halaman. Ang mga halaman ay nagbibigay ng symbiotic bacteria sa pamamagitan ng tirahan at pagkain (sugars), at nagbibigay sila ng organic nitrogen plants, na kung saan sila ay na-synthesized mula sa nitrogen gas. Malayang buhay na di-symbiotic microorganisms - nitroxators ( Azotobacter. Sa cyanobacteria) sumisipsip din ng gas nitrogen at i-translate ito sa isang organic form. Sa kasong ito, ang nitrogen ay kasama sa synthesized molecules ng protina. Pagkatapos ng paglipat ng nitrogen intra-mixing bacteria at mineralization ng organic matter nitrogen sa isang nitrate form (walang 3 -) enriches ang lupa.

Ang mga hayop ay maaaring sumipsip ng nitrogen lamang bilang bahagi ng mga organic na sangkap ng halaman o pinagmulan ng hayop. Ayon sa tipikal na mga kadena ng pagkain (mga halaman - herbivores - mga mandaragit) Ang organic nitrogen ay ipinapadala mula sa mga mikroorganismo - mga halaman ng nitrogen phyxator at lahat ng iba pang mga organismo ng ecosystem. Ang mga proseso ay nangyayari sa mga soils. ammonifications.(ammonium ion formation) at nitrification. (Ang pagbuo ng mga nitrate ions), na binubuo ng isang bilang ng mga sunud-sunod na mga reaksyon, kung saan, sa paglahok ng iba't ibang mga grupo ng mga mikroorganismo, ang pag-ubos ng isang patay na organikong bagay ay nawasak.

Ang molekular nitrogen ay nagbabalik sa kapaligiran at ang biogeochemical cycle ng nitrogen ay nagsasara sa panahon ng buhay ng bakterya - denitrifiers.roda Pseudomonas, Ipinapanumbalik ang mga nitrates sa libreng nitrogen at oxygen sa mga kondisyon ng oxygen-free (anaerobic).

Ang mga nitrates ay patuloy na nabuo mula sa molekular nitrogen sa maliliit na dami nang walang paglahok ng nitrogen-nitrogen-free micro-sized discharges sa kapaligiran. Pagkatapos ay nahuhulog ang mga nitrates na may mga ulan sa ibabaw ng lupa. Ang isa pang pinagmumulan ng atmospheric nitrogen intake sa biogeochemical cycle-dvulkans, compensating para sa nitrogen losses, naka-off mula sa cycle kapag ito ay precipitated sa ilalim ng karagatan.

Upang ihambing ang laki ng iba't ibang mga proseso ng pagtanggap ng atmospheric nitrogen sa biogeochemical cycle, kinakailangan upang tandaan ang mga sumusunod: ang average na taunang resibo ng nitrayd nitrogen ng abiotic origin (Thunder discharges) mula sa kapaligiran sa Ang lupa ay hindi hihigit sa 10 kg / ha, ang mga libreng microorganism ay nitrogenifixator sa 25 kg / ha, habang ang symbiotic nitrogen intimating bacteria Rhizobium Sa karaniwan, ito ay ginawa hanggang sa 200 kg / ha.

Ang nangingibabaw na bahagi ng nitrogen na nakapaloob sa organic na substansiya ay naproseso ng denitrifying bacteria sa nitrogen gas (n 2) at bumalik sa kapaligiran muli. Lamang tungkol sa 10% ng mineral nitrogen hinihigop mula sa lupa sa pamamagitan ng mas mataas na mga halaman at lumiliko upang maging sa pagtatapon ng multicellular organismo.

Baluktot na posporus. Ang posporus ay bahagi ng mayamang enerhiya ng mga organic na sangkap - adenosynitriphosphate (ATP) at adenosine diaphosphate (ADP), na mga carrier at mga baterya ng enerhiya sa mga halaman at mga selula ng hayop. Ang pangunahing pinagkukunan ng posporus para sa mga halaman ay pospeyt ions (PO 4 -). Ang mga halaman ay sumipsip ng pospeyt ions mula sa kapaligiran (lupa o tubig) at sa proseso ng biosynthesis ay kinabibilangan ng posporus sa komposisyon ng mga tunay na sangkap na bumubuo sa biomass ng mga halaman. Mga hayop, pagpasok ng mga halaman, makakuha ng posporus sa organic form. Kaya, ang pagsasalin ng posporus mula sa mga mineral na form sa organic, ginagawa ng mga halaman para sa mga hayop. Ang phosphorus circulation sa biosphere ay nauugnay sa proseso ng metabolismo sa mga halaman at hayop. Ang mahalagang biogenic na elemento, ang nilalaman na kung saan ang mga bahagi ng lupa ng mga halaman at algae ay nag-iiba mula sa 0.01 hanggang 0.1%, at sa mga hayop mula sa 0.1% hanggang ilang porsiyento, sa proseso ng sirkulasyon ay unti-unti na ipinapasa mula sa mga organic compound sa phosphates, na maaaring magamit muli (Larawan 10.3).

Larawan. 10.3. Scheme ng Phosphorus Cycle (Gray Rectangle - Reserve Foundation of Phosphorus)

Kung ihambing mo ang nilalaman ng phosphorus sa live at non-living substance ng biosphere, pagkatapos ay lumalabas na ang hindi pagkakaunawaan ay napakalaki. Samakatuwid, ang posporus ay tumutukoy sa bilang ng mga pinaka-depisit biogenic macroelements na tumutukoy sa pag-unlad ng buhay.

Ang natural na biogeochemical cycle ng posporus sa biosphere ay hindi balanse. Ang mga pangunahing reserbang ng posporus ay nakapaloob sa Rock Rocks (Apatites, Phosphorites), kung saan, sa proseso ng leaching, nalulusaw sa tubig phosphates (Po 4 3-) ay nahulog sa mga ekosistema ng terestrial at tubig. Ang paghahanap sa mga sushi ecosystem, posporus ay nasisipsip ng mga halaman mula sa isang may tubig na solusyon sa anyo ng inorganic pospeyt - ion (PO 4 3-) at kasama sa komposisyon ng iba't ibang mga compound ng posporus. Mga Chain ng Pagkain Ang phosphorus na naglalaman ng organic na substansiya ay gumagalaw mula sa mga halaman patungo sa iba pang mga organismo ng ecosystem. Ang chemically bound phosphorus ay bumagsak sa mga residues ng mga halaman at hayop sa lupa, na nakalantad sa mga mikroorganismo at nagiging posporus mineral compounds na magagamit sa mga halaman sa panahon ng potosintesis. Ang pagtanggal ng phosphates mula sa terrestrial ecosystems sa continental reservoirs enriches ang pinakabagong posporus. Ang stock ng ilog taun-taon ay naglalagay ng halos 2 milyong tonelada ng posporus sa World Ocean.

Sa marine ecosystems, ang mineral phosphorus ay gumagalaw sa isang phytoplankton, na naglilingkod sa iba pang mga organismo ng dagat, at nagtitipon sa mga tisyu ng mga hayop sa dagat, tulad ng isda. Ang ilan sa mga organic na phosphorus compound ay lumipat sa mga kadena ng pagkain sa loob ng maliliit na kalaliman, ang iba pang bahagi ay ibinaba sa malalaking kalaliman sa proseso ng pag-ulan ng isang patay na organikong bagay. Ang pagsukat ng mga labi ng mga organismo ay humantong sa akumulasyon ng posporus sa iba't ibang kalaliman. Sinusunod nito ang posporus, na bumabagsak sa mga reservoir sa isang paraan o iba pa, saturates, at madalas na overshadows ang kanilang mga ecosystem. Ang kabaligtaran na kilusan ng posporus mula sa mga karagatan sa lupa at sa mga terrestrial water body ay limitado (isda catch at iba pang mga organismo ng tao) at hindi nagbabayad para sa pagtanggal ng posporus mula sa sushi. At lamang sa maraming agwat ng oras, kapag nasa proseso ng kilusang tectonic ng crust ng lupa, ang ilalim ng mga karagatan ay nagiging lupain, ang pagsasara ng biogeochemical cycle na ito ay nangyayari.

Circular Sulfur.. Mayroong maraming mga gaseous compounds ng sulfur, halimbawa hydrogen sulfide (H 2 s) at sulfuric anhydride (kaya 3).

Gayunpaman, ang umiiral na bahagi ng cycle ng elementong ito ay may natulog na kalikasan at nangyayari sa lupa at tubig.

Ang detalyadong pamamaraan ng sirkulasyon ng asupre ay ipinapakita sa Fig. 10.4.

Fig 10.4. Scheme Circulation Serry.

Ang pangunahing pinagkukunan ng asupre, abot-kayang nabubuhay na organismo - sulpates (kaya 4 2-). Maraming sulfates ang natutunaw sa tubig, at tinutukoy nito ang pagkakaroon ng inorganic sulfur para sa mga halaman, tulad ng maraming elemento (kabilang ang asupre) ay maaaring kumilos nang buhay sa mga nabubuhay na organismo lamang sa dissolved form. Mga halaman, sumisipsip ng sulfates, ibalik ang mga ito at gumawa ng isang kailangang-kailangan na sulfur na naglalaman ng mga amino acids (methionine, cysteine, cystin), naglalaro ng isang mahalagang papel sa paglikha ng isang tertiary (spatial) na istraktura ng mga protina. Mga hayop at mikroorganismo, pag-ubos ng biomass ng gulay sa pagkain, sumipsip ng mga organic compound na naglalaman ng sulfur.

Sa pamamagitan ng agnas ng isang patay na organikong bagay (mahilig sa mga dahon, ang mga patay na organismo, ang mga produkto ng pagpili), ang heterotrophic sulfur bacteria ay muling dumadaan sa isang inorganic na hugis (higit sa lahat sa anyo ng hydrogen sulfide H 2 s). Ang ilang mga bakterya ay maaaring gumawa ng hydrogen sulfides mula sa sulfates sa. anaerobic (oxless) kondisyon. Ang isa pang hindi napapansin na grupo ng mga bakterya ay maaaring maibalik ang hydrogen sulfide sa elementarya (s).

Sa kabilang banda, may mga bakterya, muli oxidizing hydrogen sulfide sa sulfates, dahil sa kung saan ang reserba ng asupre sa form na magagamit para sa mga halaman. Ang mga katulad na bakterya ay tinatawag na. chemosyntheses.Dahil pinipigilan nila ang organikong bagay dahil sa enerhiya ng oksihenasyon ng mga simpleng kemikal (sa kasong ito ng hydrogen sulfide). Ang mga pangyayari na ito ay naiiba mula sa mga photosynthetic organismo na lumilikha ng organikong bagay dahil sa lakas ng liwanag.

Ang huling yugto ng sirkulasyon ng asupre ay ganap na sediment (pagpasa sa mga sedimentary rock). Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbagsak sa sediment ng elementong ito sa anaerobic kondisyon sa pagkakaroon ng bakal. Kaya, ang proseso ay nagtatapos sa isang mabagal at unti-unting akumulasyon ng asupre sa malalim na namamalagi na mga sedimentary rock.

Sa pangkalahatan, ang ecosystem, kumpara sa nitrogen at pospor, ay nangangailangan ng mas makabuluhang asupre. Samakatuwid, ang asupre ay mas malamang ay isang limitadong kadahilanan para sa pagpapaunlad ng mga halaman at hayop. Kasabay nito, ang sirkulasyon ng asupre ay kabilang sa susi sa pangkalahatang proseso ng paglikha ng agnas ng biomass organic na bagay sa biosphere. Halimbawa, sa pagbuo ng bakal sulfides, ang posporus ng hindi matutunaw na form ay pumapasok at nagiging available para sa mga photosynthetic organism. Naghahain ito bilang isang visual na kumpirmasyon na ang isang cycle ay nauugnay sa isa at kinokontrol nito.

Lumikha ng Carbon.. Ang carbon bilang isang mahalagang elemento ng istruktura ay bahagi ng anumang organikong bagay, kaya ang sirkulasyon nito ay higit na tumutukoy sa intensity ng pagbuo at pagkasira ng organikong bagay sa iba't ibang bahagi ng biosphere. Sa likas na katangian, ang carbon ay umiiral sa dalawang pinaka-karaniwang mga form ng mineral - sa anyo ng carbonates (limestones) at sa anyo ng isang gumagalaw carbon dioxide (yglot, CO 2). Sa biochemical carbon cycle, ang carbon dioxide atmospheric fund ay medyo maliit (711 bilyong tonelada) kumpara sa carbon reserves sa mga karagatan (39000 bilyong tonelada), sa fossil fuel (12000 bilyong tonelada) at lupa ecosystem (3100 bilyong tonelada).

Humigit-kumulang 93% ng carbon dioxide ay nasa karagatan, na kung saan ay maaaring magkaroon ng higit pa kaysa sa kemikal na tambalan kaysa sa iba pang mga tangke. Karamihan ng carbon dioxide na nagmumula sa kapaligiran hanggang sa ibabaw ng mga layer ng tubig sa dagat ay nakikipag-ugnayan sa tubig upang bumuo ng coalic acid at mga produkto ng paghihiwalay nito. Kaya, sa karagatan ay patuloy na umiiral carbonate System. - Ang kabuuan ng lahat ng inorganic dissolved carbon compounds (CO 2 carbon dioxide, coalic acid H 2 CO 3 at ang mga produkto ng paghihiwalay nito).

Ang lahat ng mga compound na ito ay may kaugnayan sa bawat isa at maaaring maging isa't isa sa proseso ng mga reaksyon ng kemikal kapag binabago ang mga kondisyon sa kapaligiran. Halimbawa, sa kaganapan ng isang pagtaas sa kaasiman ng tubig (sa mababang halaga ng pH), ang mga molecule ng coalic acid ay disintegrated ng n 2 o at carbon dioxide CO 2, habang ang huli ay maaaring alisin mula sa karagatan papunta sa kapaligiran. Ang mga kondisyon ng alkalina, sa kabaligtaran, ay nakakatulong sa pagbuo ng carbonate -yon (Pops 2-), mahirap na natutunaw na kaltsyum carbonates (Casso 3) at magnesium (MGCO 3), na sa anyo ng isang precipitate ay ibinaba sa ilalim at Para sa ilang oras na inalis ang carbon mula sa cycle sa karagatan.

Tulad ng makikita mula sa Fig. 10.5, na nakapaloob sa kapaligiran o hydrosphere, carbon (sa anyo ng carbon dioxide CO 2) sa proseso ng potosintesis ay kasama sa organic na sangkap ng mga halaman at higit pa sa kadena ng pagkain ay bumaba sa mga organismo ng mga hayop at mikroorganismo. Ang reverse process ng carbon transition mula sa organic form sa mineral ay nangyayari sa panahon ng paghinga ng lahat ng mga organismo ng mga hayop, at mga halaman (oksihenasyon ng organikong bagay sa carbon dioxide (CO 2) at tubig (H 2 o)). Ang proseso ng pagpapalabas ng carbon dioxide mula sa isang organikong bagay ay hindi kaagad, ngunit unti-unti, ang mga bahagi sa bawat antas ng tropiko. Sa lupa, isang madalas na biogeochemical carbon cycle slows down, dahil ang mga organic na sangkap ay hindi ganap na mineralized, ngunit ay transformed sa organic complexes - humus.

Ang tampok ng pag-andar ng panlupa ecosystem ay isang makabuluhang at relatibong pangmatagalang akumulasyon ng organic carbon form sa biomass ng mga halaman at hayop, pati na rin sa humus. Kaya, ang biomass ng lupa ecosystem ay maaari ring isaalang-alang bilang isang makabuluhang carbon stock sa biosphere.

Larawan. 10.5. Carbon Circulation Scheme (Gray Rectangles - Carbon Reserve Funds)

Ang sangay ng karagatan ng biogeochemical carbon cycle ay may sariling mga katangian na, na binigyan ng malaking halaga ng carbon na nakapaloob sa tubig, tinutukoy ang mahalagang papel ng karagatan sa mundo sa pag-ikot ng elementong ito. Sa isang aquatic na kapaligiran, hindi tulad ng mga ecosystem sa lupa, ang mga pangunahing photosentletic organisms ay single-cell microscopic algae, pumailanglang sa tubig (phytoplankton).

Ang mahahalagang aktibidad ng phytoplankton organisms ay sa halip aktibo at sinamahan ng parehong akumulasyon ng organic carbon sa anyo ng biomass at ang paghihiwalay ng dissolved organic carbon. Ang mga hayop at bakterya ay kumakain ng mga organic na mga form ng carbon.

Ang isang tampok ng paggana ng aquatic ecosystem ay isang mabilis na paglipat ng mga organic na anyo ng carbon sa kadena ng pagkain mula sa ilang mga organismo sa iba. Hindi tulad ng panlupa ecosystem sa karagatan, makabuluhang reserba ng organic carbon sa biomass ng mga nabubuhay na organismo ay hindi nabuo. Karamihan sa mga organic carbon sa hydrosphere ay muling natupok at sa wakas ito ay oxidized sa form ng mineral - carbon dioxide (CO 2). Ang isa pang bahagi ng patay na organikong bagay (Dedrit) sa ilalim ng pagkilos ng gravity ay nanirahan sa malalim na layers ng water strata at ipinagpaliban sa ibaba, kung saan maaari itong mapanatili sa anyo ng organic precipitation para sa isang mahabang panahon.

Ang isang maliit na bahagi ng organikong bagay at carbon na nakapaloob dito, ayon sa terminolohiya ng V.I. Vernadsky, eludes isang sirkulasyon at "napupunta sa geology" - sa mga deposito sa anyo ng pit, karbon, langis at limestone sa aquatic ecosystem.

Ang modernong carbon dioxide balance sa kapaligiran ay iniharap sa mesa. 10.1.

Table 10.1.

Taunang balanse ng CO 2 sa atmospera

Pinagmulan: Tarko a.m. Katatagan ng mga proseso ng biosphere at mga prinsipyo ng Le Chateel // mga ulat ng Russian Academy of Sciences. 1995. T. 343. Hindi. 3. P. 123.

Kaya, mula sa 6.41 bilyong tonelada ng carbon dioxide, taun-taon na ibinubuga ng industriya, 3.3 bilyong tonelada, i.e. Higit sa 50% ay nananatili at kapaligiran. Sa nakalipas na 150 taon, ito ay humantong sa isang pagtaas sa nilalaman ng carbon dioxide sa kapaligiran sa pamamagitan ng higit sa 25% at sanhi ng pagpapasigla ng epekto greenhouse. Sa turn, ang pagbabago sa klimatiko rehimen ng lupa ay maaaring humantong at humahantong sa pandaigdigang pagbabago ng klima.

Sa pangkalahatan, ang tungkol sa 0.2% ng mobile carbon reserve ay nasa isang pare-pareho ang cycle ng biosphere. Ang biomass carbon ay na-update para sa 12 taon, ang kapaligiran - sa loob ng 8 taon, na nagpapatunay ng pinakamataas na balanse ng biogeochemical carbon cycle.

Kontrolin ang mga tanong at mga gawain.

1. Ano ang tinatawag na biogeochemical cycle at paano sila may kaugnayan sa ecosystem?

2. Ilarawan ang reserba at palitan ng pondo sa cycle ng mga elemento ng kemikal.

3. Tukuyin ang mga bloke ng ecosystem kung saan ang mga biogeochemical cycle ng mga elemento ay pumasa.

4. Sa pag-ikot ng mga biogenic elemento, ang pangunahing papel ay kabilang sa mga mikroorganismo?

5. Para sa kung aling mga elemento ng kapaligiran ang pondo ng reserba?

Ecology of Populations.

Ang bawat biological view na umiiral sa likas na katangian ay isang kumplikadong kumplikadong mga grupo ng intravidal ng mga organismo na may parehong uri ng mga istraktura, pisyolohiya at pamumuhay. Ang mga intravidal na grupo ng mga organismo ay populasyon.

Ang populasyon ay isang pangkat ng mga organismo ng isang species na may kakayahang mapanatili ang bilang nito sa loob ng mahabang panahon, sumasakop sa isang tiyak na espasyo at gumagana bilang bahagi ng biotic na komunidad ng ecosystem

Ang biotic community ay isang kumbinasyon ng mga populasyon ng mga organismo ng iba't ibang mga species na gumana bilang isang holistic system sa isang tiyak na pisico-heograpikal na espasyo ng tirahan.

Ang mga mapagpasikat na pagkakataon sa populasyon ay mas mataas kaysa sa mga indibidwal nito. Ang populasyon bilang isang biological unit ay may isang tiyak na istraktura at mga function.

Ang populasyon ay may biological properties.likas sa parehong populasyon sa pangkalahatan at ang mga bahagi ng mga organismo nito at mga katangian ng grupoipinakita lamang sa buong grupo. Ang biological properties ng populasyon ay kasama, lalo na, paglago at pakikilahok sa ikot ng mga sangkap. Hindi tulad ng biological, mga katangian ng grupo: pagkamayabong, dami ng namamatay, istraktura ng edad, pamamahagi sa espasyo, genetic fitness at reproductive continuity (i.e., ang posibilidad na iiwan ang mga inapo sa loob ng isang buong panahon) - maaari lamang na characterized sa pamamagitan ng isang populasyon bilang isang buo.

Nasa ibaba ang mga pangunahing tagapagpahiwatig ng populasyon.

Density ng populasyon - Ito ang bilang ng populasyon, na iniuugnay sa yunit ng espasyo. Ito ay karaniwang sinusukat at ipinahayag ng bilang ng mga organismo (ang bilang ng mga populasyon) o ang kabuuang biomass ng mga organismo (biomass ng populasyon) sa bawat yunit ng lugar o lakas ng tunog, halimbawa, 500 puno sa bawat 1 ektarya, 5 milyong microalgae bawat 1 m 3 tubig o 200 kg ng isda sa 1 gauge ibabaw.

Minsan mahalaga na makilala tiyak, O. kapaligiran density (numero o biomass bawat yunit ng living space, i.e., talagang abot-kayang para sa mga organismo ng isang partikular na populasyon) at gitnang density (Ang magnitude ng populasyon na iniuugnay sa yunit ng espasyo sa habitat ng geographic ng populasyon). Halimbawa, ang average density ng Forest Frogs ay ang kanilang numero, na iniuugnay sa lugar ng kagubatan massif. Gayunpaman, ang mga hayop na ito ay naninirahan lamang sa mga wetlands ng kagubatan, na kung saan ay isinasaalang-alang kapag kinakalkula ang tiyak na densidad ng populasyon.

Ang densidad ng populasyon ay hindi isang pare-pareho na halaga - nagbabago ito sa paglipas ng panahon depende sa mga tirahan, ang panahon ng taon, atbp, ang pamamahagi ng mga organismo sa espasyo na inookupahan ng populasyon ay maaaring random, uniporme at grupo. Kadalasan sa likas na katangian ay may iba't ibang uri ng mga kumpol ng mga organismo ng isang species (pamamahagi ng grupo: mga grupo ng pamilya at mga kawan sa mga hayop, grupo ng mga thicket sa mga halaman).

Ang pinaka-kumpletong larawan ng densidad ng populasyon ay nagbibigay sa pinagsamang paggamit ng mga tagapagpahiwatig: ang bilang ng mga indibidwal na mahusay na characterizes ang kanilang average na remoteness mula sa bawat isa; Biomass - konsentrasyon ng live na bagay; Caloric na nilalaman - ang bilang ng enerhiya na konektado sa mga organismo. Bilang isang panuntunan, ang densidad ng populasyon ng halaman ay mas mataas kaysa sa density ng mga manlalakbay ng mga herbivore sa parehong teritoryo. Ang mas malaki ang mga organismo, mas ang kanilang biomass.

Ang density ay isa sa mga pinakamahalagang katangian ng populasyon. Mula sa density ng populasyon, paghinga, nutrisyon, pagpaparami at maraming iba pang mga function ng mga indibidwal na organismo ng populasyon ay umaasa. Ang labis na densidad ng populasyon ay nagpapalala sa mga kondisyon para sa pagkakaroon nito, na binabawasan ang pagkakaloob ng mga organismo na may pagkain, tubig, living space, atbp. Nakakaapekto ang pagkakaroon ng populasyon at hindi sapat ang kasarian, na nagpoprotekta ang populasyon mula sa mga mandaragit, atbp. (Tingnan ang higit pa tungkol sa mga epekto ng masa at grupo sa lecture 6).

Mayroong maraming mga mekanismo upang mapanatili ang densidad ng populasyon sa nais na antas. Ang pangunahing isa ay regulasyon sa sarili ng populasyon ng feedback sa prinsipyo ng feedback mula sa numero at limitadong mga mapagkukunan ng buhay, sa partikular, pagkain. Kaya, kapag ang pagkain ay nagiging mas mababa, ang paglago ng mga indibidwal ay nagpapabagal, ang mortalidad ay nagdaragdag, ang sekswal na kapanahunan (i.e, ang kakayahang magparami) ay dumating sa ibang pagkakataon, at bilang resulta, ang bilang ng mga populasyon at ang densidad nito ay bumababa. Ang pagpapabuti ng mga kondisyon ng pag-iral ay sinamahan ng mga pagbabago sa kabaligtaran na karakter, at ang densidad ng populasyon ay nagdaragdag sa isang tiyak na limitasyon. Ang populasyon ng populasyon ay maaaring magbago dahil sa paglipat, pagbabago ng mga henerasyon, ang paglitaw ng mga bagong indibidwal (salamat sa kapanganakan at hindi nagpapatuloy mula sa iba pang mga populasyon) o bilang resulta ng kamatayan. Ang pag-aaral ng dinamika ng populasyon ay napakahalaga para sa predicting outbreaks ng bilang ng mga organismo ng mga pests o pangingisda hayop.

Ang populasyon ay tinutukoy higit sa lahat sa pamamagitan ng dalawang laban phenomena - kaarawan at mortalidad.

Kaarawan - Ito ang kakayahan ng populasyon na mapataas ang mga numero. Kinikilala nito ang paglitaw ng mga bagong organismo sa proseso: ang kapanganakan ng mga hayop, ang pagtubo ng mga buto sa mga halaman, ang pagbuo ng mga bagong selula bilang resulta ng paghahati sa mga mikroorganismo. Ang kabuuang bilang ng mga bagong batang indibidwal (), na lumitaw sa populasyon sa bawat yunit ng oras (δT), ay tinatawag absolute (pangkalahatang) pagkamayabong. Para sa paghahambing ng pagkamayabong ng iba't ibang populasyon, ang konsepto ay ginagamit tiyak na pagkamayabong (b), isang binibigkas na bilang ng mga bagong indibidwal sa bawat bahagi sa bawat yunit ng oras:

Kaya, para sa mga populasyon ng tao, ang bilang ng mga bagong panganak na ipinanganak para sa 1 libong populasyon ay ginagamit bilang tagapagpahiwatig ng tiyak na pagkamayabong.

Pinakamataas (potensyal) pagkamayabong - Ito ay teoretikal na maximum na bilis ng hitsura ng mga bagong indibidwal sa perpektong mga kondisyon (kapag ang rate ng pagpaparami ay hindi nabawasan sa ilalim ng pagkilos ng mga limitasyon sa kapaligiran na mga kadahilanan). Ang pinakamataas na rate ng kapanganakan ay isang permanenteng halaga para sa populasyon na ito. Sa tunay na (natural) na kondisyon para sa pagkakaroon ng populasyon, ang rate ng kapanganakan ay tinutukoy ng iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran na limitahan ang rate ng hitsura ng mga bagong indibidwal. Samakatuwid, upang tantiyahin ang dynamics ng numero ng populasyon ay gumagamit ng konsepto kapaligiran (ipinatupad) pagkamayabongna kumakatawan sa isang pagtaas sa bilang ng mga indibidwal sa populasyon sa mga tiyak na kondisyon ng tirahan. Ecological Fertility - Ang halaga ay di-permanente at nag-iiba-iba depende sa density ng populasyon at ang mga kondisyon ng tirahan.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng maximum at natanto rate ng kapanganakan ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng sumusunod na halimbawa. Sa mga eksperimento na may cracker na harina, ang mga bug na ito ay ipinagpaliban ng 12,000 itlog (pinakamataas na rate ng kapanganakan), kung saan lamang 773 larvae (o 6%) ang hatched - ang halaga ng pagkamayabong. Sa pangkalahatan, para sa biological species, na hindi kakaiba sa pag-aalaga ng mga supling (halimbawa, maraming mga insekto, isda, amphibian), na nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na potensyal na rate ng kapanganakan at mababang pagkamayabong.

Mortalidad - Bilang ng mga indibidwal sa populasyon na pinatay sa isang tiyak na panahon. Ang konsepto ng mortalidad ay kabaligtaran sa konsepto ng pagkamayabong. Ang kabuuang bilang ng mga patay na indibidwal (δn) bawat yunit ng oras (δT) ay tinatawag absolute (general) mortalidad.Ang dami ng namamatay ay maipahayag sa bilang ng mga indibidwal na namatay sa bawat yunit ng bawat tao - tiyak na dami ng namamatay (D):

Kapaligiran (natanto) dami ng namamatay - ang bilang ng mga patay na indibidwal sa mga tiyak na likas na kondisyon. Tulad ng ecological fertility, ito ay hindi pare-pareho at depende sa mga tampok sa kapaligiran. Panteorya pinakamaliit na dami ng namamatay - Ang halaga ng pare-pareho ang pagkilala sa pagkamatay ng mga indibidwal (mula sa katandaan) sa mga ideal na kondisyon ng daluyan (i.e, sa kawalan ng isang limitasyon ng epekto ng mga kadahilanan ng tirahan). Sa mga partikular na kondisyon, ang rate ng pagbawas sa populasyon ay tinutukoy ng pagkamatay ng mga mandaragit, kapaki-pakinabang at katandaan.

Kadalasan, kapag naglalarawan ng dinamika ng populasyon ay gumagamit ng konsepto kaligtasan ng buhay I.e. Mga halaga, reverse mortality. Kung dami ng namamatay d. , pagkatapos ay ang magnitude ng kaligtasan ng buhay 1 - d..

Tulad ng pagkamayabong, dami ng namamatay at. Alinsunod dito, ang kaligtasan ng buhay sa maraming mga organismo ay lubos na nag-iiba sa edad. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang kahulugan ng tiyak na dami ng namamatay ay napakahalaga para sa iba't ibang mga pangkat ng edad, dahil pinapayagan nito ang mga environmentalist upang malaman ang mga mekanismo na tumutukoy sa pangkalahatang dami ng namamatay sa populasyon. Ang pag-asa ng buhay ng mga indibidwal ng populasyon ay maaaring tinantya gamit survival curves. (Larawan 11.1) Paglalagay ng isang Associssal Age bilang isang porsyento ng kabuuang tagal ng buhay, at kasama ang ordinate axis ay ang bilang ng mga indibidwal na nakatira sa isang partikular na edad, maaari mong ihambing ang mga curve ng kaligtasan ng buhay para sa mga species, ang pag-asa ng buhay ng mga indibidwal ay magkakaiba.

Larawan 11.1. Mga uri ng kaligtasan ng buhay curves; 1 - Drosophila; 2 - tao; 3 - Freshwater hydra; 4 - oyster.

Ang mga curves ng kaligtasan ay nahahati sa tatlong karaniwang uri (tingnan ang RC. 11.1)

Ang unang uri (convex curves 1 at 2) ay katangian ng naturang mga species sa populasyon na kung saan ang pinakamalaking mortality accounted para sa dulo ng buhay, iyon ay, dami ng namamatay halos sa dulo ng buhay cycle ay nananatiling mababa at masakit pa rin sa lumang mga indibidwal. Karamihan sa mga indibidwal ng parehong populasyon ay may tungkol sa parehong habang-buhay, halimbawa, malalaking hayop.

Ang isa pang matinding opsyon (malakas na curve 4) ay tumutugma sa mataas na dami ng namamatay sa mga unang yugto ng cycle ng buhay at isang pagtaas sa kaligtasan ng mas maraming antas ng pang-adulto. Ang ganitong uri ng mortalidad ay kakaiba sa karamihan sa mga halaman at hayop. Ang maximum na rate ng kamatayan ay katangian ng larva phase ng pag-unlad o sa isang batang edad sa mga hayop, pati na rin ang maraming mga halaman sa yugto ng pagtubo ng mga buto at shoots. Kapag ang isang adultong estado ng mga organismo ay nagiging mas lumalaban sa masamang epekto ng mga kadahilanan sa kapaligiran, at ang kanilang mortalidad ay makabuluhang nabawasan (kaligtasan ng buhay rate). Kaya, kapag ang pagbuo ng mga yugto ng larva ng isda bago ang kalahating paa ng mga matatanda, buhay, bilang isang panuntunan, hindi hihigit sa 1 ... 2% ng kabuuang bilang ng mga infused egg. Sa mga insekto hanggang sa mas mababa ang nabuong estado: 0.3 hanggang 0.5% ng kabuuang bilang ng mga nakabinbing itlog.

Ang isang intermediate type (linya 3) ay may kasamang kaligtasan ng buhay para sa mga species na kung saan ang partikular na kaligtasan ng buhay para sa bawat pangkat ng edad ay higit pa o mas mababa sa (freshwater hydra). Sa likas na katangian, halos walang populasyon kung saan ang kaligtasan ay pare-pareho sa buong ikot ng buhay.

Ang hugis ng curve ng kaligtasan ay nauugnay sa antas ng pangangalaga para sa mga supling at iba pang mga pamamaraan ng proteksyon ng mga juveniles. Kaya, ang mga kurba ng kaligtasan ng mga bees at nakapagpapakilig (na nag-aalaga sa mga supling) ay mas mababa ang malukong kaysa sa mga grasshoppers at sardines (na hindi nagmamalasakit sa mga supling).

Istraktura ng edad ng populasyon - Ito ang ratio sa populasyon ng iba't ibang edad.

Ang edad komposisyon ay isang mahalagang katangian ng populasyon, na nakakaapekto sa parehong pagkamayabong at dami ng namamatay. Karamihan sa mga populasyon sa kalikasan ay binubuo ng mga pamilya ng iba't ibang edad at kasarian.

Tatlong grupo ng edad sa kapaligiran ay maaaring makilala pinasimple sa populasyon:

pre-exchange.- Mga batang indibidwal na hindi pa nakarating sa pagbibinata, i.e, hindi makikilahok sa pagpaparami;

reproductive - Halfood indibidwal na may kakayahang pagpaparami;

postreprocetive - Mga lumang indibidwal, nawala ang kakayahang lumahok sa pagpaparami.

Ang saloobin ng mga edad na ito sa kabuuang pag-asa sa buhay sa populasyon ay lubhang nag-iiba mula sa iba't ibang uri ng hayop. Ang quantitative ratio ng iba't ibang mga pangkat ng edad sa populasyon ay naiimpluwensyahan ng kabuuang pag-asa sa buhay, ang oras upang makamit ang sekswal na kapanahunan, ang intensity ng pagpaparami, dami ng namamatay sa iba't ibang edad. Sa turn, ang ratio ng iba't ibang mga pangkat ng edad sa populasyon ay tumutukoy sa kakayahang magparami sa sandaling ito at nagpapakita kung ano ang maaaring inaasahan sa hinaharap. Ang pagpapalit ng ratio ng bilang ng mga pangunahing grupo ng edad sa mga populasyon ay graphically portrayed sa anyo ng mga pyramids na may kaugnayan sa edad (Larawan 11.2). Sa isang mabilis na lumalagong populasyon, ang mga batang indibidwal (Larawan 11.2, isang) populasyon ay isang makabuluhang proporsyon, ang bilang na hindi nagbabago sa paglipas ng panahon, ang edad na komposisyon ay mas pare-pareho (Larawan 11.2, B), at sa populasyon , ang bilang na bumababa, ang proporsyon ng mga lumang indibidwal ay tataas (Larawan 11.2, c).

Larawan. 11.2.. Tatlong uri ng mga pyramid na may kaugnayan sa edad na nagpapakilala ng mga populasyon

may mataas ngunit.), Katamtaman ( b.) at maliit ( sa) Mga kamag-anak na numero

mga batang indibidwal (sa% ng kabuuang populasyon):

1 - Predictive, 2 - reproductive, 3 - Post-repudent age group.

Paglago ng populasyon at mga curve ng paglago. Kung ang pagkamayabong sa populasyon ay lumampas sa dami ng namamatay, pagkatapos ay ang pag-unlad ng populasyon ay sinusunod.

Ang bawat populasyon at bawat uri sa pangkalahatan ay biotic potensyal- Maximum theoretically posibleng rate ng paglago ( r.) populasyon, na isang pagkakaiba sa pagitan ng partikular na rate ng kapanganakan ( b.) at tiyak na dami ng namamatay ( d.):

r \u003d b-d.

Ang pagtaas sa bilang ng populasyon ay maaaring inilarawan paglago ng mga curve Dalawang pangunahing uri - J-shaped curve (exponential growth) at S-shaped curve (fading growth).

Pagpaparami ng paglago Ang numero ng populasyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang J-figurative curve at nangyayari kapag ang pagkain spatial at iba pang mahahalagang mapagkukunan ng populasyon ay labis, at ang dami ng namamatay na may pagtaas ng mga indibidwal na numerong ay hindi tumaas (Larawan 11.3).

Ang equation ng J-shaped growth curve ay may form

kung saan n ang bilang ng mga populasyon; oras; R ay isang populasyon rate ng paglago pare-pareho na nauugnay sa pinakamataas na rate ng pagpapalaganap ng indibidwal ng ganitong uri (biotic potensyal).

Ang nitrogen ay isa sa mga elemento na pinaghihiwalay sa phase ng gas sa yugto ng pagbuo ng Earth sa proseso ng shock degassing. Sa hinaharap, ang pagpapalabas ng gaseous compounds ng nitrogen mula sa subsoil ng Earth ay nagpatuloy sa pagsabog ng mga bulkan, ang pagtanggal ng hydrotherm at gas jet. Ang gaseous molekular nitrogen dahil sa kemikal na inertness ay ang pinaka matatag na anyo ng paghahanap ng sangkap na ito. Para sa kadahilanang ito, ang N 2 ay orihinal na naipon sa kapaligiran, at hindi nakatuon sa anyo ng mga dissolved compounds sa tubig ng karagatan, tulad ng murang luntian, o sa anyo ng hindi malulutas na mga compound sa karbonat na pag-ulan, tulad ng carbon bilang bahagi ng kapal ng karbonat. Sa kasalukuyan, ang taunang daloy ng gaseous compounds ng nitrogen mula sa kalaliman ng Earth sa kapaligiran ng 1.0 × 10 6 tonelada. Sa karagatan ng nitrogen ay naroroon sa anyo ng dissolved ions, sa komposisyon ng isang dissolved at dispersed-weighted organikong bagay. Ang masa ng nitrogen sa anyo ng dissolved ions NH 4 +, walang 2 -, walang 3 ay 685 × 10 9 tonelada. Sa granite layer ng Earth's crust, ang konsentrasyon ng nitrogen ay 0.002%, at ang kabuuang timbang ng elemento 165 × 10 12 t. Sa sediment nitrogen ay naayos sa organikong bagay. Ang masa ng nitrogen sa isang sedimentary shell ay humigit-kumulang 0.6 × 10 15 tonelada, i.e., sa isang sedimentary nitrogen shell, higit sa tatlo, at sa kapaligiran - 23 beses, kaysa sa granite layer ng lupa.

Kaya, ang pangunahing tagapagtustos ng nitrogen sa biosphere ay ang lupain ng mundo, ang pangunahing biyahe ay isang kapaligiran, mas tiyak, ang troposphere. Ang komposisyon ng atmospheric gas ay patuloy na na-update dahil sa mga proseso ng paikot ng mass transfer, pagkonekta sa kapaligiran sa pandaigdigang lupa, pedosphere, karagatan at ang pag-ulan nito.

Ang modernong istraktura ng pandaigdigang massocol ng nitrogen mass exchange ay napaka-kumplikado at binubuo ng ilang mga interrelated circles (Larawan 32).

Kahanga-hangang ari-arian ng nitrogen - ang kanyang malakas na binibigkas na polibalence. Ang mga organismo ay nakakakuha ng enerhiya para sa kanilang mga kabuhayan, Pagsasalin ng nitrogen mula sa isang form papunta sa isa pa, binabago ang valence nito sa iba't ibang mga kondisyon. Posible na hindi ang impluwensya ng pangyayaring ito, ang nitrogen ay ang kinakailangang bahagi ng mga protina.

Mayroong ilang mga uri ng bakterya na maaaring i-activate ang chemically hindi aktibo na molekular nitrogen at itali ito sa mga kemikal na compound. Ang prosesong ito ay tinatawag na. pag-lock ng nitrogen.

Ang nitrogen fixation ay isinasagawa sa pamamagitan ng hiwalay na nagdadalubhasang bakterya ng pamilya Azotobacteraa at sa ilalim ng ilang mga kondisyon - asul-berde algae. Ang pinaka-produktibong nitrogen-free nodule bacteria na bumubuo ng simbiyos na may mga halaman ng bean.

Larawan. 32. Konsepto ng nitrogen cycle.

Ang masa ng nitrogen ay naayos mula sa hangin na may bakterya ng lupa, bago magsimula ang pang-ekonomiyang aktibidad ng tao bawat taon ay mula sa (30-40) ∙ 10 6 hanggang 200 × 10 6 tonelada. Sa kasalukuyan, ito ay idinagdag dito. artipisyal na biological fixation.na nakuha sa pamamagitan ng mga legumes ng mga pang-agrikultura halaman (tungkol sa 20 × 10 9 tonelada) pati na rin pang-industriya na pag-aayos ng nitrogen Mula sa hangin, na lumampas sa 60 × 10 6 tonelada.

Ang unang interrelated bacterial process na nagaganap sa lupa ay ammonification. - Microbiological pagbabagong-anyo ng nitrogen ng organic compounds (higit sa lahat amino acids) sa ammonium ion o ammonia. Ang proseso ng agnas ng mga organic na bagay ay nagpapatuloy sa mga kondisyon ng aerobic at sinamahan ng isang aktibong pagbuo ng CO 2. Ang ammonium ay napapailalim sa sumusunod na proseso ng pagbabagong-anyo. SA mga kondisyon ng aerobic. nangyayari nitrification.: Pagbabagong-anyo ng ammonia sa isang nitrite ion sa pamamagitan ng isang bakterya, at pagkatapos ay sa nitrate - iba. SA anaerobic kondisyon Bumuo ng mga proseso denitrification.Bilang isang resulta kung saan nitrates at nitrites ay naibalik bago nitrogen oksido o sa gaseous molecular nitrogen. Ang halaga ng nitrogen pump ay ilang beses na mas mababa kaysa sa masa ng n 2, naayos ng bakterya. Bilang isang resulta, ang molekular nitrogen pagkatapos ng iba't ibang biochemical transformations ay ibinalik sa kapaligiran. Ang isang ikot ng nitrogen na dulot ng bacterial fixation nito at ang karagdagang pagbabagong ito ay malapit na nauugnay sa isa pang malakas na cycle ng elementong ito. Ang malalaking masa ng nitrate at ammonium nitrogen ay nakuha mula sa pedosyo sa isang biological circulation, na nangyayari dahil sa mga gawain ng mga photosynthetic plant at microorganisms na sirain ang mga residues ng halaman. Ang isang bahagi ng nitrogen ay nagmula sa isang biological circulation at naipon sa isang patay na organikong bagay. Ang kakaibang stock ng nitrogen sa pagpapakain ng kagubatan, pit at lupa humus ay patuloy na pinananatili sa pedosyo at nagpapahiwatig ng isang tiyak na pagsugpo ng biological cycle sa lupa. Ang isang malaking kontribusyon sa pagpasok sa atmospera sa taon ng nitrogen oxides ay ginawa ng sunog sa kagubatan, dahil sa kung saan ang kapaligiran ay mula sa 10 × 10 6 hanggang 200 × 10 6 tonelada ng nitrogen.

Sa karagatan, ang parehong proseso ng pagbabagong-anyo at paglilipat ng mga compound ng nitrogen ay nangyari, tulad ng sa lupa, ngunit ang ratio ng mga prosesong ito ay naiiba. Ang mga siklo ng buhay ng mga photosynthetic ocean organism ay nagpatuloy nang mas mabilis kaysa sa lupa.

Sa maliliit na dami, ang atmospheric nitrogen ay nagbubuklod sa oxygen sa proseso ng mga thunder-discharges sa kapaligiran, at pagkatapos ay may ulan ay bumaba sa ibabaw ng lupa.

Pagkatapos suriin ang Figure 32, i-highlight ang mga yugto ng nitrogen function ng mga nabubuhay na organismo ...

1) biological azotophyxation; 2) ammonification; 3) nitrification; 4) denitrification;

1) nitrification; 2) ammonification; 3) synthesis protina; 4) photochemical binding;

1) potosintesis; 2) agnas ng bakterya; 3) nitrogenation; 4) ammonification;

1) ammonification; 2) nitrification; 3) denitrification; 4) electrochemical binding.

Gaseous nitrogen. (N2) sa atmospera ay sobrang hindi gumagalaw, sa ibang salita, ang isang napakalaking halaga ng enerhiya ay kinakailangan upang ang mga bono sa nitrogen molecule (n 2) ay tumangging at bumuo ng iba pang mga compound, tulad ng mga oxide. Gayunpaman, ang nitrogen ay isang mahalagang bahagi ng biological molecule, tulad ng mga protina, nucleic acids, atbp., Tanging ang ilang mga bakterya ay may kakayahang magsalin ng atmospheric nucleic acids sa mga organismo na magagamit para sa mga organismo (nitrites at nitrates). Ang prosesong ito ay tinatawag na nitrogenation at ang pangunahing ruta ng nitrogen intake sa biotic component ng ecosystem.

Azotfixation.

Azotfixation. - Enerhiya-masinsinang proseso, dahil ito ay nangangailangan ng pagkawasak ng isang malakas na koneksyon sa pagitan ng dalawang nitrogen atoms sa molekula nito. Ang paggamit ng bakterya para sa enzyme at enerhiya ng nitro-genyase at enerhiya na nakapaloob sa ATP. Ang nefermental azotification ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya na nakuha sa industriya dahil sa pagkasunog ng fossil fuels, at sa kapaligiran bilang resulta ng pagkilos ng mga kadahilanan ng ionizing, tulad ng kidlat at panlabas na radiation.

Nitrogen Kaya mahalaga para sa pagkamayabong ng lupa, at ang pangangailangan para sa agrikultura ay napakahusay na taun-taon sa mga kemikal na halaman ay ginawa ng napakalaki na halaga ng ammonia, na ginagamit sa komposisyon ng nitrogen fertilizers, tulad ng ammonium nitrate (nh4no3) o urea .

Ngayon ang laki ng pang-industriya azotfixation. Ihambing ang natural, ngunit hindi pa rin namin naroroon ang posibleng mga kahihinatnan ng unti-unting akumulasyon sa biosphere ng mga compound ng nitrogen na magagamit sa mga organismo. Ang mga mekanismo ng kompensasyon na nagbabalik ng nitrogen-binding nitrogen sa atmospheric pool ay hindi umiiral.

Nitrogen cycle. Ang nitrogen ay 79% ng dami ng kapaligiran - ang pangunahing tangke ng elementong ito.

Tungkol sa maliit na nakapirming nitrogen (5-10%) ay nagbibigay ng ionization sa kapaligiran. Ang nagreresultang nitrogen oxides, nakikipag-ugnayan sa tubig-ulan, magbigay ng naaangkop na mga acids, na, paminsan-minsan sa lupa, sa huli ay nagiging nitrates.

Marahil, chief natural source ng fixed nitrogen. - Mga kinatawan ng pamilya ng mga legumes, halimbawa Clover, Soybean, Alfalfa, mga gisantes. Sa mga ugat ng mga legumes may mga katangian na pampalapot, na tinatawag na nodules, kung saan ang nitrogenous bacteria ng genus rhizobium family live intracellularly. Ang simbiyos na ito ng mutual wage, dahil ang planta ay tumatanggap ng isang nakapirming nitrogen sa anyo ng ammonia mula sa bakterya, at sa pagbalik ay nagbibigay sa kanila ng enerhiya at ilang mga organic na sangkap, halimbawa, carbohydrates. Sa mga tuntunin ng yunit ng square, ang nodule bacteria ay maaaring magbigay ng 100 beses na mas nakapirming nitrogen kaysa sa libreng buhay. Ito ay hindi nakakagulat na ang mga halaman ng legume ay madalas na inihasik upang mapagbuti ang lupa sa pamamagitan ng elementong ito, pagkuha sa parehong oras at ani ng mataas na kalidad na herbs feed.

Lahat ng nitrogenation. Azot sa anyo ng ammonia ay may bisa, ngunit ito ay agad na ginagamit upang synthesize organic compounds, lalo na protina.

Agnas at denitrification.

Karamihan sa mga halaman bilang isang pinagmumulan ng nitrogen Gumamit ng mga nitrasyon. Ang mga hayop ay direkta o di-tuwirang makatanggap ng digestible nitrogen mula sa mga halaman. Sa Fig. 10.11 ay nagpapakita kung paano nitrates ay nabuo pagkatapos ng agnas ng protina ng patay tisyu ng saprotrophic bakterya at mushroom. Kasama sa prosesong ito ang mga oxidative reaction na kinasasangkutan ng oxygen at aerobic bacteria. Ang mga protina ay unang nahati sa mga amino acids, at pagkatapos ay ang ammonia ay nagbibigay ng ammonia. Ang parehong produkto ay nabuo kapag ang pagpapalawak ng excreations at feces ng mga hayop. Nitrosomonas at nitrobacteryuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyuyu.

Denitification.

Sa ilang mga kahulugan, ang proseso, reverse nitrification.Ito ay denitrification, din natupad sa pamamagitan ng bakterya, na bilang isang resulta mabawasan ang lupa pagkamayabong. Ang denitification ay nangyayari sa mga kondisyon ng anaerobic, kapag ang mga nitrates ay ginagamit sa respirasyon sa halip na oxygen bilang isang oxidizing agent ng organic compounds (elektron acceptor). Kasabay nito, ang mga nitrates ay naibalik, karaniwan bago ang nitrogen. Dahil dito, ang denintric bacteria ay nabibilang sa opsyonal na aerobam.

Ang ikot ng tubig sa kalikasan (hydrological cycle) ay ang proseso ng cyclic movement ng tubig sa biosphere ng lupa. Binubuo ito ng pagsingaw, paghalay at pag-ulan.

Ang mga dagat ay nawawala dahil sa pagsingaw ng higit sa tubig, na nakuha sa pag-ulan, sa lupa - ang posisyon ay kabaligtaran. Ang tubig ay patuloy na nagpapalabas sa mundo, habang ang kabuuang dami nito ay nananatiling hindi nagbabago.

Tatlong quarters ng ibabaw ng globo ay natatakpan ng tubig. Ang may tubig na shell ng lupa ay tinatawag na hydrosphere. Ang karamihan sa mga ito ay ang asin ng tubig ng mga dagat at karagatan, at ang mas maliit - sariwang tubig ng mga lawa, ilog, glacier, tubig sa lupa at singaw ng tubig.

Sa lupa, ang tubig ay umiiral sa tatlong aggregate na estado: likido, solid at puno ng gas. Kung walang tubig, imposible ang pagkakaroon ng mga nabubuhay na organismo. Sa anumang katawan, ang tubig ay isang daluyan na kung saan ang mga reaksiyong kemikal ay nangyari, kung wala ang mga nabubuhay na organismo. Ang tubig ay ang pinakamahalaga at pinaka-kinakailangang sangkap para sa mahahalagang aktibidad ng mga nabubuhay na organismo.

Ang patuloy na pagpapalitan ng kahalumigmigan sa pagitan ng hydrosphere, ang kapaligiran at ibabaw ng lupa na binubuo ng mga proseso ng pagsingaw, ang paggalaw ng singaw ng tubig sa atmospera, ang paghalay sa kapaligiran, pag-ulan at paagusan, ay tinatawag na ikot ng tubig sa kalikasan.

Ang mga atmospheric precipitates ay bahagyang umuuga, bahagyang bumubuo ng pansamantala at pare-pareho ang drains at reservoirs, bahagyang seep sa lupa at bumubuo ng tubig sa lupa.

Mayroong ilang mga uri ng sirkulasyon ng tubig sa kalikasan:

Ang isang malaking, o mundo, cycle - singaw ng tubig, na nabuo sa itaas ng ibabaw ng mga karagatan, ay inilipat sa mga hangin sa kontinente, ay bumaba doon, sa anyo ng pag-ulan atmospera at bumalik sa karagatan sa anyo ng isang alulod. Sa prosesong ito, ang mga pagbabago sa kalidad ng tubig: kapag ang pagsingaw, inasnan na tubig sa dagat ay lumiliko sa sariwa, at maruming-pula.

Maliit, o oceanic, cycle - singaw ng tubig, na nabuo sa ibabaw ng ibabaw ng karagatan, paikliin at bumagsak sa anyo ng pag-ulan muli sa karagatan.

Incontinental cycle - tubig na evaporated sa itaas ng ibabaw ng sushi, muli bumaba sa lupa sa anyo ng atmospheric precipitation.

Sa wakas, ang pag-ulan sa proseso ng paggalaw ay muling umabot sa karagatan.

Circular oxygen.

Ang oxygen ng kapaligiran ay may biogenic origin, at ang sirkulasyon nito sa biosphere ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga reserba sa kapaligiran bilang resulta ng potosintesis ng mga halaman at sumisipsip kapag ang mga organismo ay humihinga at nasusunog na gasolina sa sakahan ng tao. Bilang karagdagan, ang isang tiyak na halaga ng oxygen ay nabuo sa itaas na mga layer ng kapaligiran sa panahon ng paghihiwalay ng tubig at ang pagkawasak ng osono sa ilalim ng pagkilos ng ultraviolet radiation; Ang ilang mga oxygen ay ginugol sa mga proseso ng oxidative sa crust ng lupa, na may mga pagsabog ng bulkan, atbp.

Ang cycle na ito ay sobrang kumplikado, dahil ang oxygen ay pumapasok sa iba't ibang mga reaksyon at bahagi ng isang napakalaking bilang ng mga organic at inorganic compound, at mabagal. Para sa buong pag-update ng lahat ng oxygen, ang kapaligiran ay nangangailangan ng tungkol sa 2 libong taon (para sa paghahambing: mga 1/3 ng carbon dioxide ng kapaligiran ay na-update taun-taon).

Ang ekwilibrium cycle ng oxygen ay kasalukuyang pinananatili, bagaman ang mga lokal na karamdaman ay lumitaw sa malalaking malalaking populasyon na mga lungsod na may malaking bilang ng transportasyon at pang-industriya na negosyo.

Carbon cycle.

Ito ay isa sa mga pinakamahalagang biosphere cycle, dahil ang carbon ang batayan ng mga organic na sangkap. Sa cycle, ang papel na ginagampanan ng carbon dioxide ay lalong mahusay. Ang mga reserbang "buhay" na carbon sa komposisyon ng mga organismo ng sushi at karagatan ay, ayon sa iba't ibang mga mapagkukunan, 550--750 gt (1 gt \u003d 1 bilyong tonelada), at 99.5% ay nakatuon sa lupa, ang iba pa ay nasa karagatan. Bilang karagdagan, ang karagatan ay naglalaman ng hanggang sa 700 gt ng carbon bilang bahagi ng isang dissolved organic matter.

Ang mga inorganic carbon reserves ay higit pa. Sa bawat square meter ng sushi at karagatan ay 1 kg ng carbon atmosphere at sa ilalim ng bawat metro kuwadrado ng karagatan sa isang malalim na 4 km - 100 kg ng carbon sa anyo ng carbonates at bicarbonates. Kahit na higit pang carbon reserves sa sedimentary rocks - limestones naglalaman ng carbonates, sa slate - kerogens, atbp.

Humigit-kumulang 1/3 ng "living" carbon (tungkol sa 200 GT) circulates, ibig sabihin, taun-taon ay nasisipsip ng mga organismo sa proseso ng potosintesis at bumalik pabalik sa kapaligiran, at ang kontribusyon ng karagatan at sushi sa prosesong ito ay humigit-kumulang katulad. Sa kabila ng katotohanan na ang biomass ng karagatan ay mas maliit kaysa sa biomass ng sushi, ang mga biological na produkto nito ay nilikha ng maraming henerasyon ng short-lived algae (ang ratio ng biomass at biological na mga produkto sa karagatan ay halos pareho sa isang freshwater ecosystem .

Hanggang 50% (ayon sa ilang data - hanggang sa 90%) Ang carbon sa anyo ng dioxide ay ibinalik sa kapaligiran ng microorganisms-rarduznuts ng lupa. Sa prosesong ito, ang mga bakterya at mushroom ay katumbas ng kontribusyon. Ang pagbabalik ng carbon dioxide sa paghinga ng lahat ng iba pang mga organismo ay mas mababa kaysa sa mga gawain ng may-katuturan.

Ang ilang mga bakterya bukod sa carbon dioxide form methane. Ang paglabas ng methane mula sa lupa ay nagdaragdag kapag nakakapagod, kapag ang mga kondisyon ng anaerobic ay nilikha, kanais-nais para sa mga gawain ng metha-forming bacteria. Para sa kadahilanang ito, ang pagpapalabas ng methane ng kagubatan ay nagdaragdag ng kapansin-pansing, kung ang sinaunang ay pinutol at dahil sa isang pagbawas sa transpiration ay nangyayari. Maraming methane ang nag-highlight ng mga palayan at hayop.

Sa kasalukuyan, may paglabag sa cycle ng carbon dahil sa pagkasunog ng isang malaking halaga ng fossil carbon carrier ng enerhiya, pati na rin ang degumentification ng arable soil at ang paagusan ng mga marshes. Sa pangkalahatan, ang nilalaman ng carbon dioxide sa atmospera taun-taon ay nagdaragdag ng 0.6%. Kahit na mas mabilis na pinatataas ang nilalaman ng mitein - sa pamamagitan ng 1-2%. Ang mga gas na ito ay ang pangunahing mga perpetrators ng lumalagong greenhouse effect, na nakasalalay sa 50% sa carbon dioxide at sa pamamagitan ng 33% mula sa methane.

Nitrogen cycle - biogeochemical nitrogen cycle. Ang karamihan nito ay dahil sa pagkilos ng mga nabubuhay na nilalang. Ang lupa microorganisms na nagbibigay ng nitrogen exchange ng lupa ay nilalaro ng isang napakalaking papel sa cycle, na kung saan ay naroroon doon sa anyo ng isang simpleng sangkap (gas - n2) at ions: nitrites (no2 -), nitrates (no3-) at ammonium (nh4 +). Ang mga konsentrasyon ng mga ions ay nagpapakita ng estado ng mga komunidad ng lupa, dahil ang mga tagapagpahiwatig ay nakakaapekto sa estado ng biota (mga halaman, microflora), ang estado ng kapaligiran, paghuhugas ng lupa ng iba't ibang sangkap. Maaari nilang bawasan ang mga konsentrasyon ng mga sangkap na naglalaman ng nitrogen, na sinisira para sa iba pang mga nabubuhay na organismo. Maaari nilang i-translate ang nakakalason para sa mga nabubuhay na nilalang ng ammonia sa mas mababa nakakalason nitrates at sa biologically inert atmospheric nitrogen. Kaya, ang lupa microflora ay nag-aambag sa pagpapanatili ng katatagan ng mga tagapagpahiwatig ng kemikal nito.

Baluktot na posporus.

Sa cycle ng posporus, sa kaibahan sa carbon at nitrogen cycle, walang gas phase. Ang posporus sa likas na katangian sa malalaking dami ay nakapaloob sa mga mineral ng mga bato at bumagsak sa mga ekosistema sa lupa sa proseso ng kanilang pagkawasak. Ang leaching phosphorus na may mga precipitate ay humahantong sa daloy nito sa hydrosphere at, naaayon, sa mga ekosistema ng tubig. Ang mga halaman ay sumipsip ng posporus sa anyo ng mga natutunaw na phosphate mula sa isang may tubig o solusyon sa lupa at isama ito sa komposisyon ng mga organic compounds - nucleic acids, mga sistema ng paglilipat ng enerhiya (ADP, ATP), sa mga cellular membrane. Ang iba pang mga organismo ay tumatanggap ng mga chain ng phosphorus food. Sa mga organismo ng hayop, ang posporus ay bahagi ng buto tissue, dentin.

Sa proseso ng cellular respiration, ang mga organic compound na naglalaman ng posporus ay nangyayari, habang ang mga organic phosphate ay pumasok sa kapaligiran bilang bahagi ng excretions. Ang mga organismo-rardueries mineralize organic sangkap na naglalaman ng posporus, sa inorganic phosphates, na maaaring gamitin muli ng mga halaman at, kaya, ay kasangkot sa cycle.

Dahil ang gas phase ay nawawala sa cycle ng posporus, posporus, pati na rin ang iba pang mga biogenic na elemento ng lupa, nagpapalabas lamang sa ecosystem kung ang pag-aaksaya ng sigla ay idineposito sa mga lugar ng pagsipsip ng elementong ito. Ang paglabag sa cycle ng posporus ay maaaring mangyari, halimbawa, sa agro-ecosystem, kapag ang pag-aani, kasama ang lupa na nakuha ng mga biogenes, ay dinadala sa malaking distansya, at hindi sila ibinalik sa lupa sa mga lugar ng pagkonsumo.

Circular Sulfur.

Ang sirkulasyon ng asupre ay malapit na konektado sa isang buhay na bagay. Ang asupre sa anyo ng SO2, SO3, H2S at elementarya sulfur ay itinapon ng mga bulkan sa atmospera. Sa kabilang banda, sa likas na katangian, iba't ibang mga metal sulphides ay kilala sa malaking dami: bakal, lead, sink, atbp sulfide sulfumes sa biosphere sa mga lokal na microorganisms sa sulfate sulfur so42 soils at reservoirs. Ang mga sulpate ay nasisipsip ng mga halaman. Sa mga organismo, ang asupre ay bahagi ng mga amino acids at protina, at sa mga halaman, bilang karagdagan, ang komposisyon ng mga mahahalagang langis, atbp. Ang mga proseso ng pagkawasak ng mga labi ng mga organismo sa mga lupa at sa mga flares ng mga dagat ay sinamahan ng napaka-kumplikadong mga pagbabago sa asupre. Sa pagkawasak ng mga protina, ang hydrogen sulfide ay nabuo sa paglahok ng mga mikroorganismo. Susunod, ang hydrogen sulfide ay oxidized alinman sa elementarya sulfur, o sa sulfates. Sa prosesong ito, ang iba't ibang mga mikroorganismo ay kasangkot, na lumilikha ng maraming mga koneksyon sa sulfur intermediate. Ang sulfur field ng biogenic origin ay kilala. Ang hydrogen sulfide ay maaaring bumuo ng "pangalawang" sulphides, at sulphate sulfur lumilikha ng plaster. Gayunpaman, ang mga sulphides at dyipsum ay muling nawasak, at ang asupre ay nagbago ng migration nito.