Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экология_1.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
1.32 Mб
Скачать

1. Понятие о биогеохимических круговоротах.

Химические элементы, в т.ч. все основные элементы протоплазмы, обычно циркулируют в биосфере по характерным путям из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Эти в большей или в меньшей степени замкнутые пути называются биогеохимическими круговоротами.

Со времени введения В.И. Вернадским в 20-х годах прошлого столетия представления о биогеохимических циклах, как основе организованности биосферы, и особенно за последние 50-60 лет накоплен огромный фактический материал о характере биогеохимических циклов, элементов и потоков энергии в экосфере, хотя до полной и детальной оценки их ещё далеко.

Если не принимать во внимание незначительный по объёму массообмен с космосом и радиоактивный распад, то можно сказать, что общее количество на Земле атомов каждого элемента постоянно, а, следовательно, и конечно.

В каждом круговороте удобно различать две части, или два «фонда»:

1) резервный фонд – большая масса медленно движущихся веществ, в основном не связанных с организмами,

2) обменный фонд – меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.

Биогеохимические преобразования вещества земной коры с циркуляцией элементов, замкнутостью глобальных циклов позволяют природе превращать конечное общее содержание элементов в бесконечное.

До появления жизни на Земле это были геохимические циклы; с появлением биосферы 2,5 - 3 млрд. лет назад они превратились в биогеохимические, а с появлением техносферы – технобиогеохимические.

Если ещё совсем недавно вопрос ставился о биогеохимических циклах в природе и их нарушении человеком, то сейчас приходится ставить вопрос для существенной части земной поверхности и для большого числа её компонентов именно о технобиогеохимических циклах как современной норме природы, поскольку речь идёт уже не об отдельных нарушениях природных циклов человеком, а об их полном преобразовании (например: цикл углерода, цикл воды). Представление В.И. Вернадского о биогеохимических циклах как основе организованности биосферы в настоящее время углубленно и расширено до представления о технобиогеохимических циклах как основе организованности экосферы и антропосферы вцелом. Если иметь в виду, что энергия мировой индустрии сейчас имеет тенденцию удвоения каждые 15 лет (1980 г.), то можно себе представить стремительный рост техногенной составляющей во всех глобальных циклах.

Общий цикл технобиогеохимического круговорота веществ на земной поверхности складывается из ряда самостоятельных биологических, абиогенных и техногенных циклов, однако все они укладываются в большой геологический круговорот веществ, охватывающий все земные геосферы и включающий следующие главные этапы: появление вулканических пород на земной поверхности, их выветривание и денудация, накопление континентальных и океанических осадков, метаморфозы осадков, выход на поверхность осадочных пород либо их опускание в геосиновиальных областях в мантию и переплавка, после чего опять выход на поверхность в новом цикле вулканизма.

Известно, что из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, 30-40 требуются живым организмам. Некоторые элементы, такие как углерод, кислород, водород и азот, требуются в больших количествах: С – 50%, О – 20%, N – 14%, Н – 8% (для бактериальных клеток). Другие нужны в малых количествах.

Биогенные элементы в отличие от энергии удерживаются в экосистеме, где они совершают круговорот, в котором участвуют как живые организмы, так и физическая среда. Ввиду того, что растения и животные могут использовать только те биогенные элементы, которые находятся на поверхности Земли или вблизи неё, для сохранения жизни необходимо, чтобы материалы, ассимилированные какими-либо организмами, в конечном счёте становились доступными другим организмам.

Каждый химический элемент, совершая круговорот в экосистеме, следует по своему особому пути, но все круговороты приводятся в движение энергией, и участвующие в них элементы попеременно переходят из органической формы в неорганическую и наоборот.

Иногда круговороты биогенных элементов выходят из равновесия, и эти элементы либо накапливаются в системе, либо удаляются из неё. Например, в периоды угле- и торфообразования мёртвый органический материал накапливался в отложениях озёр, прибрежных болот и мелких морей, где анаэробные условия препятствовали его разложению микроорганизмами. Интенсивное возделывание почвы или удаление естественного растительного покрова может привести к эрозии, вымывающей богатые биогенными элементами слои почвы, которые накапливались в течение долгих лет. В большинстве случаев экосистемы находятся в стационарном состоянии, при котором отток биогенных элементов из системы уравновешивается их притоком из других систем, из атмосферы и из подстилающей породы. Кроме того все эти потери обычно невелики по сравнению со скоростью круговорота биогенных элементов в самой системе.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.