12. Экологический цикл углерода. Антропогенное воздействие на этот цикл.

Центральное место в биосфере занимают биогеохимические циклы: углерода, воды, азота и фосфора. Эти циклы наибольшей степени подверглись трансформации при формировании техносферы и агросферы, и изучение их стало важной задачей экологии. Биогеохимический цикл углерода базируется на атмосферном депо, которое удерживает его в количестве, примерно уровне 700 млрд тонн в форме углекислого газа. Этот цикл инициируется фотосинтезом и дыханием. Оба процесса идут так интенсивно, что у растений и животных на долю углерода приходится до 40 - 50% общей массы. Остатки отмерших растений и животных способствуют образованию гумуса. Аналогично образуется и торф. В этих двух формах умещается до 99% углерода нашей планеты. Скорость круговорота углерода исчисляется в среднем от 300 до 1000 лет. Образование техносферы существенно изменило этот цикл. Сейчас антропогенная поступления углекислого газа в атмосферу возросло более естественного на 6 - 10%. Это связано главным образом с вырубкой лесов и заменой их менее продуктивными агроценозами. Определенный вклад вносит и промышленность и все производства, которые связаны со сжиганием топлива. 

13. Экологический цикл азота. Особая роль почв. Процессы нитрификации, денитрификации, азотфиксации, аммонизации; организмы, осуществляющие эти процессы.

Биогеохимический цикл азота. Это одна из самых быстрых круговоротов веществ. Реализуется он в основном за счет деятельности различных групп живых организмов и, в первую очередь, при активном участии микробов. Основным депо азота является газообразный азот атмосферы. Его связывания осуществляется свободно существующими азотофиксаторов (Azotobacter, Clostridium, Nostoc, Rhizobium). Органические вещества, содержащие связанный азот, минерализуются за счет аммонификация и нитрофикации, что делает доступным для высших растений нитратный и аммонийный азот. Общие оценки фиксации атмосферного азота противоречивые и в среднем для планеты составляют от 100-170 мг/м2 в год до 1-20 гр/м2 в год. Это соответствует примерно 126 млн тонн азота в год.

14. Антропогенное воздействие на цикл азота. Загрязнение почв азотсодержащими веществами. Оптимизация сельскохозяйственной деятельности с точки зрения влияния азотсодержащих веществ на состояние почв и урожайность с/х культур.

В антропогенную эпоху на круговорот азота большое влияние оказывает производство синтетических азотных удобрений. Оно заключается в связывании азота воздуха и поэтапного его превращения сначала в аммиак, затем в азотную кислоту, необходимую для получения нитратов. Этот процесс стал широкомасштабным и привлек в биогеохимический цикл азота из атмосферного депо большое его количество. Введение антропогенного азота в его биогеохимический цикл равен 6,4 х107 тонн азота в год. Из всех синтетических минеральных удобрений азотные удобрения требуют наиболее энергетических затрат при их производстве и поэтому являются самыми дорогими. Однако в сельском хозяйстве не разработаны технологии безотходного применения азотных удобрений. Нитраты не полностью используются культурными растениями и существенно загрязняют грунтовые воды и водоемы. Проблема нитратного загрязнения окружающей среды в наше время стала одной из наиболее актуальных.