Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Общая экология

Кругообороты воды, углерода, азота, фосфора и серы

Кругооборот воды.

Влага испарившись с поверхности океана конденсируется в атмосфере и в виде осадков выпадает на сушу или обратно в океан. При попадании на сушу она возвращается в океан в виде поверхностного и подземного стоков.

Его главная функция: формирование природных условий на нашей планете.

В круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 5000 тыс. км3 воды. С учетом транспирации воды растениями и поглощения ее в биогеохимическом цикле, весь запас воды на Земле распадается и восстанавливается за 2 млн. лет

Кругооборот углерода.

В круговороте углерода, точнее, наиболее подвижной его формы - углекислого газа - четко прослеживается его перемещение по трофическим цепям: продуценты, улавливающие углерод в составе углекислого газа при фотосинтезе, консументы - поглощающие углерод в составе органических веществ, составляющих тела продуцентов и консументов более низших порядков, редуцентов - возвращающих углерод вновь в круговорот.

Скорость оборота углекислого газа - порядка 300 лет.

В мировом океане трофическая цепь: продуценты (фитопланктон) - консументы (зоопланктон, рыбы) - редуценты (микроорганизмы) - осложняется тем, что некоторая часть углерода мертвого организма, опускаясь на дно, «уходит» в осадочные породы и участвует уже не в биологическом, а в геологическом круговороте вещества.

Главным резервуаром биологически связанного углерода являются леса (содержат до 500 млрд т ), что составляет 2/3 его запаса в атмосфере. Вмешательство человека в круговорот углерода приводит к возрастанию содержания углекислого газа в атмосфере.

Кругооборот кислорода.

Скорость оборота кислорода - 2 тыс. лет. За это время весь кислород атмосферы проходит через живое вещество.

Основной источник кислорода - зеленые растения. Ежегодно они производят на суше 53 * 109т кислорода на суше, а в океанах - 414 * 109т.

Процесс корговорота кислорода в биосфере сложен, поскольку он содержится во многих химических соединениях.

Главный потребитель кислорода - животные, почвенные организмы и растения, использующие его в процессе дыхания. В настоящее время 23% кислорода, производимого в процессе фотосинтеза, расходуется на промышленные и бытовые нужды и потребление кислорода неуклонно возрастает. Это одна из глобальных проблем.

Кругооборот азота.

Охватывает все области биосферы. Запасы азота в атмосфере неисчерпаемы (78%), но поглощение его растениями ограниченно, т.к. они усваивают азот только в форме соединений с углеродом и кислородом. Усваивать азот из воздуха могут азотофиксирующие клубеньковые бактерии, являющиеся симбионтами бобовых культур и обитающие в клубеньках на корнях последних.

Редуценты (деструкторы) - почвенные бактерии - постепенно разлагают белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммонийные соединения, нитраты и нитриты. Часть нитратов попадает в процессе круговорота в подземные воды, загрязняя их. Азот в форме нитратов и нитритов может усваиваться растениями и передаваться по пищевым цепям.

Азот возвращается в атмосферу вместе с газами, выделяемыми при гниении.

Роль бактерий в цикле азота такова, что по мнению некоторых ученых, если будет уничтожено 12 видов бактерий, участвующих в превращениях азота, жизнь на Земле прекратится.

Кругооборот серы и фосфора.

Не менее важны кругообороты серы и фосфора, но они менее совершенны, т.к. основная масса данных элементов содержится в резервном фонде земной коры, в недоступном фонде. Это типичные осадочные биогеохимические циклы. Такие циклы очень зависимы от внешних воздействий и легко нарушаются, поскольку часть вещества выводится из круговорота. Возврат веществ в круговорот возможен только в результате геологических процессов или путем извлечения живым веществом биофильных компонентов.

Фосфор содержится в горных породах, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В биогеохимический круговорот он может попасть в случае подъема этих пород из глубины земной коры на поверхность земли в зону выветривания. Эрозионными процессами он выносится в море в виде апатита.

Общий круговорот фосфора можно подразделить на две часть: водную и наземную.

В водных экосистемах он усваивается планктоном и передается по трофической цепи до консументов 3-го порядка - морских птиц. Их экскременты (гуано) вновь попадают в море и вступают в круговорот или накапливаются на берегу и затем смываются в море с осадками. Из отмирающих животных фосфор частично попадает по трофическим цепям в круговорот, а частично скелеты достигают больших глубин и заключенный в них фосфор снова попадает в осадочные породы.

В наземных экосистемах фосфор извлекается из почвы растениями и далее распространяется по трофической цепи. В почву он возвращается или с экскрементами или после отмирания животных. Теряется фосфор из почв в результате водной эрозии. Повышенное содержание фосфора в водных путях вызывает бурное увеличение биомассы водных растений, «цветение» водоемов, их эвтрофикацию. Большая часть фосфора уносится в море и там осаждается, выводясь из круговорота на долгие годы.

Сера также имеет основной резервный фонд в отложениях и почве, но в отличие от фосфора у нее есть резервный фонд и в атмосфере. В обменном фонде преобразования серы идут в процессе жизнедеятельности организмов, одни из которых являются окислителями, другие восстановителями.

В горных породах сера встречается в виде сульфидов(FeS2 и др.), в растворах в виде иона (SO42-), в газообразной фазе в виде сероводорода (Н2S) или сернистого газа (SO2). В некоторых микроорганизмах сера накапливается в чистом виде (S2) и при их отмирании на дне морей образуются залежи чистой самородной серы.

В морской среде сульфат - ионы являются основной доступной формой серы, которая восстанавливается автотрофами и включается в состав аминокислот.

В наземных экосистемах сера возвращается в почву при отмирании растений, захватывается микроорганизмами, которые восстанавливают ее до сероводорода. Другие микроорганизмы и воздействие самого кислорода приводят к окислению этих продуктов. Образовавшиеся сульфаты растворяются и поглощаются растениями из поровых растворов почвы - так продолжается круговорот.

Круговорот серы может быть нарушен вмешательством человека. Виной тому - сжигание ископаемого топлива - угля. Сернистый газ (SО2) нарушает процессы фотосинтеза и приводит к гибели растительности.

Биогеохимические циклы легко нарушаются человеком. В процессе добычи и использования полезных ископаемых, загрязнения природных вод в результате хозяйственной деятельности люди воздействуют на круговороты превращая их из циклических в ациклические. Охрана природных ресурсов должна быть, в частности направлена на то, чтобы сохранить цикличность биогеохимических процессов. Это необходимое условие поддержания гомеостаза планеты.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Общая экология
1. ФАКТОРИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ1.1 Предмет и объекты изучения экологии1.1.1 Экология и история ее развития. Место экологии в системе естественных и социальных наук. Методы экологических исследований1.1.2 Современное состояние экологии как комплекной социально-естественной науки о взвамоотношениях организмов. Содержание, предмет, объект и задачи экологии1.2 Основы аутэкологии (факториальной экологии)1.2.1 Организм и среда1.2.2 Экологические факторы среды и их классификация1.2.4 Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды1.2.5 Основные абиотические факторы1.2.6 Основные биотические факторы1.3 Среды жизни. Приспособление организмов к среде жизни1.3.1 Среды обитания и их влияние на живые организмы1.3.2 Наземно-воздушная среда жизни и ее особенности. Адаптации организмов к обитанию в наземно-воздушной среде1.3.3 Водная среда жизни. Адаптации организмов к водной среде1.3.4 Почвенная среда жизни. Почвенные организмы1.3.5 Живой организм как особая среда обитания. Средообразующая роль живых организмов1.4 Основы демэкологии (экологии популяций)1.4.1 Вид и его экологическая характеристика1.4.2 Популяция как форма существования вида1.4.3 Показатели популяций1.4.4 Возрастная и половая структуры популяций1.4.5 Пространственная и этологическая структуры популяций1.4.6 Динамика популяций1.5 Основы синэкологии (экологии сообществ и экосистем)1.5.1 Экосистемы и принципы их функционирования1.5.2 Биоценозы (сообщества), их таксономический состав и функциональная структура1.5.3 Структура биоценоза 1.5.4 Внутривидовые взаимодействия в биоценозе. Межвидовые взаимоотношения в биоценозе1.5.5 Экологические ниши. Многомерность ниши. Ниша фундаментальная и реализованная. Влияние конкуренции на ширину экологической ниши. Прерывание ниш. Ниши общие и специализированные1.5.6 Устойчивость и развитие биоценозов1.5.7 Экосистемы и принципы их функционирования1.5.8 Потоки вещества и энергии в экосистеме. Биологическая продуктивность экосистем1.5.9 Динамика экосистем. Саморегуляция и устойчивость экосистем1.5.10 Искусственные экосистемы2. БИОСФЕРА ИСТОРИЯ ЕЕ СТАНОВЛЕНИЯ, РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ2.1 Основы учения о биосфере2.1.1 Определение понятия «биосфера»2.2.2 Строение оболочек Земли, их структура, зональность, динамика2.2.3 Роль В.И. Вернадского в формировании современного учения о биосфере2.2.4 Живое и биокосное вещество, их взаимовозникновение и перерождение в круговоротах веществ и энергии2.2.5 Биотические процессы в биосфере2.2.6 Круговороты биогенных элементов и их модификация2.2.7 Круговороты газообразного и осадочного циклов2.2.8 Кругообороты воды, углерода, азота, фосфора и серы2.2.9 Основные теории происхождения биосферы2.2.10 Биохимическая эволюция живых организмов2.2.11 Главные этапы биохимической эволюции живых организмов2.2.12 Основные тенденции эволюции биосферы. Роль человека в эволюции биосферы. Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере3. ГЛОБАЛЬНЫЕ, РЕГИОНАЛЬНЫЕ И ЛОКАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ БИОСФЕРЫ3.1 Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия3.1.1 Антропогенез3.1.2 Расогенез3.1.3 Коэволюционный характер развития пррироды и общества на современном этапа развития биосферы3.1.4 Экологические кризисы и катастрофы в истории человечества3.1.5 Понятие о риске. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации3.1.6 Масштабы антропогенного воздействия на биосферу. Ответные реакции природы3.1.7 Антропогенное влияние и глобальные проблемы современной биосферы. Понятие загрязнения природной среды. Источники загрязнения биосферы. Загрязнение природных вод, атмосферы, почвы3.1.8 Радиоактивное загрязнение