- •Экология как наука. Связь экологии с другими науками.Спектр организации жизни.Подразделы экологии. Теоретические задачи экологии. Прикладные задачи экологии.
- •Энергетическая функция
- •Деструктивная функция
- •Концентрационная функция
- •Средообразующая функция
- •Структура биосферы. Характеристика атмосферы, гидросферы и литосферы.
- •Состав метаморфических пород
- •Текстуры метаморфических пород
- •Структуры метаморфических пород
- •Круговорот углерода
- •Круговорот азота
- •Круговорот фосфора
- •Виды образования от разных изменений
- •Скорость
- •Закон минимума либиха
- •Организмы и виды адаптаций. Филогенез. Онтогенез. Панмиксия. Классификация организмов по способности усвоения энергии и создания продукции.
- •Классификация организмов по способности усвоения энергии и создания продукции
- •Вид. Экологическая ниша. Правило конкурентного исключения.
- •Классификация возраста.
- •Кривая выживания
- •Устойчивость экосистем
- •Законы функционирования экосистем, основные их положения:
- •Трофические цепи и трофические уровни
- •Экологические пирамиды
- •Биологическая продуктивность экосистем
- •3. Водные экологические системы
- •Экотоксикология. Загрязнение окружающей среды токсикантами и количественные критерии оценки его фактического уровня.
- •Природопользование, предмет, цели, задачи. Рациональное и нерациональное природопользование.
- •Парниковый эффект” и глобальные изменения климата.
- •Кислотные дожди, их причины и методы устранения.
- •Природные ресурсы, их классификация. Антропогенный круговорот. Проблема отходов. Вторичные ресурсы. Кадастры, кадастровая оценка природных ресурсов.
- •Проблема отходов.
- •Кадастры. Кадастровая оценка ресурсов.
- •Методы управления охраной окружающей среды. Структура государственных органов, их функции.
- •Экологический мониторинг и контроль. Государственный и общественный, производственный.
- •Маркетинг.
- •Национальные знаки экологической маркировки
- •2. Элементы экономического механизма охраны окружающейсреды
- •[Закон "Об охране окружающей среды"] [Глава I] [Статья 3]
- •Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Правительственные и неправительственные организации. Договоры, конвенции, Объекты международной охраны.
- •Международные конференции-совещания и организации по охране окружающей среды (оос)
Круговорот углерода
В основе биогенного круговорота углерода лежит неорганическое вещество – диоксид углерода. В природе СО2 входит в состав атмосферы, а также находится в растворенном виде в гидросфере.
Включение углерода в состав органического вещества происходит в процессе фотосинтеза, в результате которого на основе углекислого газа и воды образуются сахара. В дальнейшем, другие процессы биосинтеза преобразуют их в более сложные органические вещества. Эти соединения формируют ткани фотосинтезирующих организмов и служат источником органических веществ для животных.
В процессе дыхания все организмы окисляют сложные органические вещества в конечном итоге до СО2, который выводится во внешнюю среду, где может вновь вовлекаться в процесс фотосинтеза. Углеродсодержащие органические соединения тканей живых организмов после их смерти подвергаются биологическому разрушению организмами-редуцентами, в результате чего углерод в виде Н2СО3 вновь поступает в круговорот.
При определенных условиях разложение накапливаемых мертвых остатков в почве идет замедленным темпом через образование гумуса, минерализация которого под воздействием грибов и бактерий происходит с низкой скоростью. В некоторых случаях цепь разложения органического вещества бывает неполной. В частности, деятельность организмов-деструкторов может подавляться недостатком кислорода или повышенной кислотностью. В этом случае органические остатки накапливаются в виде торфа, углерод не высвобождается и круговорот приостанавливается. Аналогичным образом в прошлые геологические эпохи происходило образование каменного угля и нефти. Сжигание ископаемого топлива в настоящее время возвращает углерод, выключенный ранее из круговорота, в атмосферу. В гидросфере приостановка круговорота углерода связана с включением СО2 в состав СаСО3 в виде известняков. В этом случае углерод выключается из круговорота на целые геологические эпохи до поднятия органогенных пород над уровнем моря. Тогда круговорот возобновляется через выщелачивание известняков атмосферными осадками, а также биогенным путем под воздействием лишайников, корней растений. Схемы круговорота углерода вы найдёте в этой статье.
Круговорот азота
Главный источник азота органических соединений – газообразный азот N2 в составе атмосферы. Молекулярный азот не усваивается живыми организмами. Переход его в доступные живым организмам соединения (фиксация) может происходить несколькими путями. Фиксация азота частично происходит в атмосфере, где при грозовых разрядах образуется оксид азота (II), который окисляется до оксида азота (IV), с последующим образованием азотной кислоты и нитратов, выпадающих на поверхность Земли с атмосферными осадками.
Наиболее важной формой фиксации азота является ферментативная фиксация в процессе жизнедеятельности сравнительно немногих видов организмов-азотфиксаторов. Отмирая, они обогащают среду органическим азотом, который быстро минерализуется. Наиболее эффективна фиксация азота, осуществляемая бактериями, формирующими симбиотические связи с бобовыми растениями. В результате их деятельности в наземных и подземных органах растений (например, клевера или люцерны) за год накапливается азота до 150-400 кг на 1 га. Азот связывают также свободноживущие азотфиксирующие почвенные бактерии, а в водной среде – сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Все азотфиксаторы включают азот в состав аммиака (NH3), и он сразу же используется для образования органических веществ, в основном для синтеза белков. Минерализация азотсодержащих органических веществ редуцентами происходит в результате процессов аммонификации и нитрификации. Аммонифицирующие бактерии в процессе биохимического разложения мертвого органического вещества переводят азот органических соединений в аммиак, который в водном растворе образует ионы аммония (NH4+). В результате деятельности нитрифицирующих бактерий в аэробной среде аммиак окисляется в нитриты (NO2-), а затем в нитраты (NO3-).
Большинство растений получают азот из почвы в виде нитратов. Поступающие в растительную клетку нитраты восстанавливаются до нитритов, а затем до аммиака, после чего азот включается в состав аминокислот, составляющих белки. Часть азота растениями усваивается непосредственно в виде ионов аммония из почвенного раствора.
Животные получают азот по пищевым цепям прямо или опосредованно от растений. Экскреты и мертвые организмы, составляющие основу детритных пищевых цепей, разлагаются и минерализуются организмами-редуцентами, превращающими органический азот в неорганический.
Возвращение азота в атмосферу происходит в результате деятельности бактерий-денитрофикаторов, осуществляющих в анаэробной среде процесс, обратный нитрификации, восстанавливая нитраты до свободного азота.
Значительная часть азота, попадая в океан (в основном со стоком вод с континентов), используется водными фотосинтезирующими организмами, прежде всего фитопланктоном, а затем, попадая в цепи питания животных, частично возвращаются на сушу с продуктами морского промысла или птицами. Небольшая часть азота попадает в морские осадки.