Министерство сельского хозяйства

Департамент кадровой политики и образования

Санкт – Петербургская государственная академия ветеринарной медицины

Кафедра биологии, экологии и гистологии

Реферат

по дисциплине «Ветеринарная экология» на тему

"Биогенные элементы и их круговорот в природе"

Выполнил:

Студент 1 курса 99 группы факультета вет. медицины

очной формы обучения

Иванов И.И.

Проверила:

Кандидат биологических наук,

доцент кафедры биологии,

экологии и гистологии

Прилуцкая Л. И.

Дата сдачи: ___________________

Оценка:______________________

Санкт- Петербург

2015

Содержание:

1. Введение ...……………………………………………................3

2. Круговороты веществ. Классификация...............……………..3

3. Химические элементы................……………………………….6

4. Круговорот углерода....……………………………...................9

5. Круговорот кислорода……………......………………………..11

6. Круговорот воды...……………….......……...…………………11

7. Круговорот азота..................……………………….………….12

8. Круговорот фосфора.…………………………………………..19

9. Круговорот серы………...……………………………………...19

10. Заключение......………...……………………………………...22

11. Перечень использованной литературы................................22

1) Введение

Продуценты, консументы, детритофаги и редуценты экосистемы, поглощая и выделяя различные вещества, взаи­модействуют между собой четко и согласованно. Органические вещества и кислород, образуемые фотосинтезирующими расте­ниями, — важнейшие продукты питания и дыхания консументов. В то же время выделяемые консументами диоксид уг­лерода и минеральные вещества навоза и мочи являются био­генами, столь необходимыми продуцентам. Поэтому вещества в экосистемах совершают практически полный круговорот, по­падая сначала в живые организмы, затем в абиотическую сре­ду и вновь возвращаясь в живое. Вот один из основных прин­ципов функционирования экосистем:

получение ресурсов и переработка отходов происходят в процессе круговорота всех элементов.

К числу наиболее важных и распространенных биогенных элементов относятся кислород, углерод, азот и фосфор.

Нам известно, что углерод, азот, водород, кислород, фосфор, сера формируют живые организмы. Однако эти организмы не смогут жить без достаточного количества многих других элементов - катионов металлов.

Среди них калий, кальций, магний (иногда натрий) относятся к группе макроэлементов, так как они необходимы в больших количествах (выражающихся в сотых долях сухого вещества),а такие элементы, как железо, бор, цинк, медь, марганец, молибден, кобальт, анион хлора, относятся к микроэлементам и нужны лишь в малых количествах (выражающихся в миллионных долях сухого вещества).

2) Круговороты веществ. Классификация

Количество неорганических веществ, из которых автотрофы создают органические вещества в биосфере конечно, но оно приобрело свойство бесконечности через круговороты веществ.

Круговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере в том числе и в тех их частях, которые входят в состав биосферы.

Основных круговоротов веществ в природе 2: большой (геологический) и малый (биохимический).

Большой (геологический) круговорот веществ в природе обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.

Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму – источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы. Процесс происходит по спирали, т.е. новый цикл круговорота не повторяет в точности предыдущий, а вносит что-то новое, что со временем приводит к значительным изменениям.

К большому круговороту относится и круговорот воды между сушей и океаном, через атмосферу.

Малый (биохимический) круговорот веществ в природе, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения.

Данный круговорот для жизни биосферы главный. Он является порождением жизни и поддерживается живым веществом.

Главным источником энергии круговорота является солнечный свет, который обеспечивает фотосинтез. Эта энергия неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе, количество тепла на единицу поверхности в 3 раза больше, чем на архипелаге Шпицберген (800 с.ш.). В зависимости от типа переноса вещества и энергии в экосистемах выделяют 2 вида малого круговорота.

1. Биологический – перенос вещества и энергии осуществляется преимущественно посредством трофических связей (пищевых цепей) (рис. 5.1. стр. 119).

Он предполагает замкнутый цикл веществ, многократно используемых трофической цепью и имеет место в водных экосистемах, особенно в планктоне с его активным метаболизмом. Но в наземных экосистемах он невозможен, за исключением дождевых тропических лесов, где может быть обеспечена передача питательных веществ от растения к растению.

В масштабах биосферы такой круговорот невозможен. Здесь действует другой круговорот.

2. Биогеохимический – обмен микро- и макроэлементов и простых неорганических веществ (СО2, Н2О) с веществом атмосферы, гидросферы и литосферы.

Круговорот отдельных веществ В.И. Вернадский назвал биогеохимическими циклами. Суть цикла в том, что химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, уходят в абиотическую среду, затем, через какое-то время, снова попадают в живой организм и т.д.

Этими циклами и круговоротом в целом обеспечиваются важнейшие функции живого вещества в биосфере. В.И. Вернадский выделяет пять таких функций:

– первая функция – газовая – основные газы атмосферы Земли, азот и кислород, биогенного происхождения, как и все подземные газы – продукт разложения отмершей органики;

– вторая функция – концентрационная – организмы накапливают в своих телах многие химические элементы, среди которых на первом месте стоит углерод, среди металлов – первый кальций, концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, йода – водоросли (ламинария), фосфора – скелеты позвоночных животных;

– третья функция – окислительно-восстановительная – организмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или же осаждения ряда металлов (V, Mn, Fe) и неметаллов (S) с переменной валентностью;

– четвертая функция – биохимическая – размножение, рост и перемещение в пространстве («расползание») живого вещества;

– пятая функция – биогеохимическая деятельность человека – охватывает все разрастающееся количество веществ земной коры, в том числе таких концентраторов углерода, как уголь, нефть, газ и другие, для хозяйственных и бытовых нужд человека.