Биологический круговорот

круговорот веществ малый, возникший одновременно с появлением жизни на Земле круговорот химических элементов и веществ, осуществляемый жизнедеятельностью организмов. Основную роль в биологическом круговороте играют первичные продуценты (зеленые растения и хемосинтезирующие микроорганизмы), консументы (животные) и редуценты (сапрофитные организмы, преимущественно бактерии). Биологический круговорот осуществляется по трофическим цепям (сетям) экосистемы и подчиняется закону Линдемана. Биологический круговорот тесно взаимодействует с биогеохимическими циклами.

Процессы созидания и разрушения органического вещества образуют биологические круговороты. Они сопряжены с круговоротами воды, воздуха, энергии, минеральных веществ подобно тому, как множество деталей составляют единый часовой механизм. Круговорот основных веществ в биосфере показан на рисунке. Под биологическим круговоротом понимают поступление химических элементов из почвы, воды и воздуха в живые организмы, их превращение в новые соединения и возвращение в окружающее пространство в процессе жизнедеятельности организмов. Биологический (или биотический) круговорот - явление непрерывное, циклическое, неравномерное во времени и пространстве. Оно сопровождается более или менее значительными потерями вещества, энергии и информации в пределах экологических систем различного уровня организации - от биогеоценоза до биосферы.

Круговороты в биосфере имеют свою специфику, поскольку различают собственный биологический цикл жизни организма, его вовлеченность в общегеографический круговорот и частные круговороты атмосферы, гидросферы, литосферы, где каждому виду отведена своя роль.

Круговороты в биосфере выглядят очень сложными, с множеством линейных и нелинейных связей и взаимоотношений. Полного круговорота веществ в пределах геосистем не происходит, так как часть веществ всегда уходит за их пределы.

Исходная ветвь биологического круговорота - фотосинтез, в результате которого создается органическое вещество. Одновременно с фотосинтезом в каждом растении идет обратный процесс - дыхание. Кроме того, растения погибают, утрачивают часть надземных и подземных органов, образуя мертвое органическое вещество детрит, которое разлагается (минерализуется - pppa.ru). Дыхание и разложение органического вещества не уравновешивают полностью процесс фотосинтеза. В нормально развивающихся фитоценозах количество создаваемого органического вещества превышает ту его часть, которая разрушается, т.е. существует положительный баланс органического вещества. Схематично этот процесс можно представить следующим образом:

1) в зеленых растениях на дневном свету идет фотосинтез: в хлорофилловых зернах разлагается вода, водород используется на построение органических соединений, а кислород выделяется в атмосферу; 2) органические вещества животных и растений после смерти организмов разлагаются микробами до простейших соединений - СО₂, воды, аммиака и др.; 3) минеральные соединения, возникшие описанным путем, снова поглощаются растениями, животными, микробами и снова входят в состав сложных органических веществ.

Таким образом, одни и те же элементы многократно образуют органические соединения живых организмов и многократно переходят в минеральное состояние. Темпы биологического круговорота определяют важнейшие черты миграции химических элементов в ландшафтной оболочке и характер связей между атмосферой, гидросферой и литосферой. Значение биологического круговорота тем более велико, что он действует уже многие сотни миллионов лет.