Круговороты веществ

Согласно современным концепциям главная функция биосферы и всех составляющих ее естественных (природных) экосистем заключена в обеспечении круговоротов химических элементов – биогенов. Биологические виды, не выполняющие соответствующих функций, обречены на гибель.

Химические элементы циркулируют в биосфере по различным путям биологического круговорота: поглощаются живыми веществами изменяя энергетический потенциал живой материи, затем покидают живое вещество, с выделением накопленной энергии во внешнюю среду.

Различают два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биологический). Большой круговорот происходит в течение сотен тысяч и миллионов лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания, в том числе растворенные в воде питательные вещества, сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластовывания и лишь частично возвращаются на сушу с осадками, с извлеченными человеком из воды организмами. Крупные медленные геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещение морей и океанов в течении длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь.

Малый круговорот является частью большого и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод и другие аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и осуществление жизненных процессов как их самих, так и организмов – консументов. Продукты распада органического вещества поступают в распоряжение почвенной микрофлоры и мезофауны (бактерий, крабов, червей, моллюсков, простейших и др.) и вновь распадаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вновь вовлекаются ими в поток вещества. Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций носит название биогеохимического цикла.

Цель практического занятия – закрепить теоретический материал лекционной части курса построением схем пути гипотетического атома, используя предлагаемые в пособии блочные модели возможных переходов.

Переход конкретного атома из одного состояния в другое носит случайный (вероятностный) характер. На этом принципе и построено выполнение практической работы.

3.1. Порядок выполнения работы

Следует ознакомиться с блочной моделью круговорота данного атома: углерода или азота – рис. 1 или рис. 2 и текстом поясняющим отдельные позиции.

Для выполнения работы необходимо иметь одну монету и фишку (или другой мелкий предмет). Вначале фишку устанавливают в позицию 1 блочной модели. Для передвижения фишки предварительно подбрасывают (один раз или дважды) монету и в соответствии с выпавшим результатом передвигают фишку на следующую позицию (смотрите комментарии к позициям). Перемещение фишки не соответствует порядку номеров позиций, а происходит случайно, в зависимости от того, как упадет монета.

При возвращении фишки (конкретного атома) в позицию 1, цикл атома завершается. Каждый студент должен записывать свой путь фишки в каждом конкретном цикле. В течение работы необходимо пройти не менее 5 круговоротов конкретного атома. Каждый круговорот подробно описывают.