Die biogeochemiese sirkulasie van stowwe in die biosfeer is die belangrikste natuurlike proses van die voortdurende uitruiling van verskeie elemente tussen die lewelose omgewing en organismes (diere, plante, ens.) Alles is gebaseer op hul fundamentele eienskappe. Die belangrikste sluit in die vermoë om te metabolisme, om voort te plant, om oorerflike eienskappe oor te dra.
Biogeochemiese stikstofsiklus
Elke element het sy eie betekenis. Stikstof speel 'n belangrike rol in die samestelling van verskeie organiese verbindings. Ten spyte van die hoë persentasie stikstof in die atmosfeer, is dit nie vir plante en diere beskikbaar nie. Daar is redes hiervoor. Energeties is dit voordeliger vir plante om minerale stikstof te gebruik, en vir diere - as deel van organiese verbindings.
Molekulêre stikstof uit die atmosfeer word deur stikstofbindende mikroörganismes gebind en dra by tot die ophoping daarvan in die grond in die vorm van ammoniak. Ander gebruik stikstof van dooie organismes. Hulle dra ook by tot die ophoping van ammoniak. Dit verander in nitrate, wat aktief deur plante gebruik word. Dit is in algemene terme die kenmerke van die biogeochemikaliestikstof siklus. Oorweeg ook die proses van metabolisme van ander natuurlike stowwe.
Kenmerke van die biogeochemiese siklus van koolstof, swael en fosfor
Hierdie chemiese elemente is nodig vir elke lewende organisme. Hul lewensbelangrike behoeftes eindig egter nie daar nie. Daarom is makrovoedingstowwe betrokke by 'n klein biologiese siklus (die behoefte van organismes daarvoor is redelik groot): kalium, magnesium, natrium; sowel as spoorelemente: boor, mangaan, chloor, ens.
Hulle betree plante vanuit die grond, hoewel dikwels met neerslag. As deel van die fitomassa word koolstof, swael en fosfor deur plantetende verbruikers verbruik en gaan dus die trofiese kettings binne. Sommige diere bevredig egter die behoefte aan hierdie elemente wat plante omseil. Hoefdiere besoek soutlekke, knaag die grond uit, of eet ontlasting, ou bene. Seediere absorbeer sout direk uit die water. In die proses van mineralisering van dooie oorblyfsels, gee mikroörganismes chemiese elemente terug na die grond en water. Hulle aktiwiteite dra dus by tot die verryking van die omgewing met voedingstowwe.
Ekosisteembalans
In 'n klein biogeochemiese siklus in die biosfeer is 'n belangrike omstandigheid die volledigheid daarvan. In die ekosisteem is die inset en uitset van elemente gebalanseerd, terwyl probleme hoofsaaklik ontstaan met elemente wat in die grond gereserveer is.
Die balans van die vloei van materie en energie bepaal die stabiliteit van die ekosisteem – sy homeostase. Die biosfeer gebruik eksterne energiebronne, watverseker sy ordelikheid en taamlik komplekse struktuur. Verstrooide ligenergie word deur plante omgeskakel na 'n gekonsentreerde toestand van chemiese bindingsenergie.
Terselfdertyd lei beide die verwydering van energie uit die omgewing en die transformasie daarvan nie tot die vorming van afval nie.
Invloed van menslike aktiwiteite op biosferiese prosesse
Menslike ingryping in biogeochemiese siklusse word op verskeie maniere uitgevoer. Eerstens is dit die vernietiging van die biokomponent van die ekosisteem (vernietiging van plante of verandering van die grondgebied tydens die onttrekking van energiedraers). Wanneer organiese materiaal verbrand word, gaan energie van 'n gekonsentreerde toestand oor na 'n verspreide een, wat lei tot termiese besoedeling deur aërosols en gasvormige verbrandingsprodukte. In 'n natuurlike ekosisteem word die atome wat betrokke is by biogeochemiese siklusse herhaaldelik gebruik. Dit word vergemaklik deur deelname aan die siklusse van ligte biogeniese elemente waaruit die lewensbelangrike stof bestaan.
Menslike ingryping behels dat nie net 'n bykomende hoeveelheid van sy inherente elemente in die omgewing ingebring word nie, maar ook nuwe chemiese verbindings, insluitend dié wat deur die mens gesintetiseer is. Baie hiervan word deur plante opgeneem en dan in die voedselketting ingevoer.
'n Voorbeeld is lood, kwikverbindings, arseen, ens. Die inname van sulke stowwe ontwrig die natuurlike siklus, verander die balans van elemente, of lei tot hul ophoping in lewende organismes, verminder hul produktiwiteit of veroorsaak dood. Veralplaagdoders en swaar metale het 'n sterk vernietigende effek. Dus, die stabiliteit van die ekosisteem, sy homeostase kan direk of indirek deur menslike aktiwiteite geskend word.
Ekologiese piramide
Kom ons kyk na die belangrikste patrone van funksionering van die ekosisteem en biogeochemiese siklusse. Kom ons gebruik die beginsel van die ekologiese piramide hiervoor. Dit is gebou op grond van die biologiese massa van trofiese vergelykings. Die oppervlakte van enige deel van so 'n piramide is ongeveer gelyk aan die massa van die stof. Aangesien organismes hul vlak bou deur die vorige een te gebruik, moet hierdie area geleidelik afneem. Sodanige vermindering van elke vlak kan tienvoudig wees.
Byvoorbeeld, die ekologiese piramide, kenmerkend van terrestriële ekosisteme, waarin produsente meerjarige plante is, het 'n groot biomassa, hoewel die produksieproses nie van die hoogste intensiteit is nie. Dit word gebalanseer deur die jaarlikse toename in die massa van plantetende diere. Die patroon van vorming van organiese massa word die piramidereël genoem. Daar is ander variëteite daarvan.
Omgekeerde Piramide
Neem die ekosisteem van waterliggame. Die piramide wat vir hulle gebou is, kan 'n bietjie anders lyk. Dit lyk of dit onderstebo is. Die feit is dat kortstondige alge baie vinnig vermeerder, maar net so intensief deur verbruikers verteer word. Daarom weerspieël die gelyktydig aangetekende biomassa in hierdie geval nie die intensiteit van die produksieproses in die gunstige tydperk van die jaar nie. As ons in ag neem dat groot verbruikers (vis,skaaldiere) ophoop en stadiger geëet word, is die totale massa verbruikers hoër.
Die produksieproses in die ekosisteem maak hul suksesvolle funksionering moontlik. Dit bepaal die aard van die energievloei in die biosfeer. Soos u weet, is lewende organismes die verbruikers daarvan. Die ligenergie van die son word deur groen plante gebruik en lei tot die vorming van organiese molekules, waar dit in die vorm van chemiese bindings gestoor word. 'n Deel daarvan word tydens die asemhaling van plante vrygestel en word deur hulle gebruik vir groei, absorpsie en beweging van stowwe. Dit is hoe die biogeochemiese siklus uitgevoer word.
Energy Exchange
Soos jy weet, is daar wette van termodinamika. 'n Deel van die energie gaan verlore en gee hitte af. Dit is die werking van een van die wette. Hy bevestig die verpligte verlies van energie in die proses van die transformasie daarvan van een tipe na 'n ander. Wanneer dit in plantmateriaal opgehoop word, word dit deur diere gebruik.
Die splitsing van molekules gaan gepaard met die vrystelling van energie. 'N Beduidende deel daarvan word gebruik in die lewensproses van diere, wat van een vorm na 'n ander oorgaan. Dit is die prosesse van biosintese en ophoping van energie van nuwe bindings. Dit is meganiese, elektriese, termiese en ander tipes energie. Tydens sy transformasie gaan 'n deel weer verlore en gee hitte af. Energie beweeg geleidelik na 'n ander vlak. Terselfdertyd vind die verlies daarvan ook plaas wanneer 'n deel van onverteerde voedsel (ontlasting) en in organiese afvalprodukte van metabolisme (uitskeidings) weggegooi word.
Prosesenergieverbruik
Chaos is skaars van aard, gewoonlik is alles in orde. Kom ons let op 'n paar kwantitatiewe patrone van die proses van gebruik en omskakeling van energie. In die eerste stadium gebruik plante gemiddeld sowat 1% van sy inkomste. Soms bereik hierdie syfer 2%. In die minste gunstige toestande daal dit tot 0,1%. Wanneer energie van produsente na verbruikers van die eerste orde oorgedra word, bereik die doeltreffendheid 10%.
Karnivore blyk kos doeltreffender te verteer. Dit is as gevolg van die eienaardighede van die chemiese samestelling van voedsel en die gemak van vertering deur diere. Nietemin, reeds op die vlak van verbruikers van die derde orde, is die hoeveelheid inkomende energie baie klein en word gekenmerk deur duisendstes van die aanvanklike waardes.
