Круговороты веществ в биосфере.

Чтобы биосфера продолжала существовать и на земле не прекратилось существование жизни постоянно должны происходить непрерывные химические превращения её живого вещества. Вещества после использования обеими организмами должныдолжны переходить в усвояемые для других организмов формы. Такая цикличная миграция веществ и химических веществ может осуществляться только при определённых затратах энергии, источником которой является солнце. Из-за геологических изменений лика земли часть вещества биосферы может исключаться из этого круговорота. Например, такие биогенные осадки как каменный уголь, нефть и др.

Круговорот веществ многокомпонентное участие веществ протекающих в гидросфере, атмосфере, литосфере, и тех слоях, которые входят в биосферу планеты.

При этом выделяют 2 основных круговорота:

· геологический (большой)

· биологический и биогеохимический. (малый)

Большой круговорот длится сотни млн лет. горные породы подвергаются разрушению, выветриранию, а продукты выветривания, в том числе растворённые в воде питательные вещества сносятся потоками воды в МО. Здесь они образуют морскиенапластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками, с извлекающими человеком из воды организмами. Крупные, но медленно протекающие геотектонические движения (опускание материков и поднятие морского дна, перемещение морей и океанов) проиводят к тому, что эти напластовывания возвращаются на сушу и процесс повторяется. Границы геологического круговорота значительно шире в границах биосферы. В процессах этого круговорота живые организмы играют второстепенную роль.

Биологический круг-т вещ-тв или малый круговорот это поступление вещества из почвы и атмосферы в живые организмы, соотв-но изменение их химической формы, возвращение их в почву и атмосферу в процессе жизнедеятельности организмов и с посмертными остатками и повторное поступление в живые организмы после процессов диструкции и минерализации с помощью микроорганизмов. Такое понимание биологического круговорота веществ соответствует биогеохимическому уровню. Точнее говорить о биологическом кр-те химических элементов, а не вещ-тв, поскольку на разных стадиях круговоротов в-ва могут биохим-ки изменяться. Все химические элементы живой материи циркулируют в биосфере по харак-м путям, переходя из внешней среды в организ-ую, а затем возв-ся в ОС. Эти в большей или меньшей степени замкнутые пути называются биогеохим-ми циклами или круговор-ми. Причём био отн-ся к живым орг-м, а гео от-ся к гор.породам, возд-ху и воде. Тер-н биогеохимия предл-н акад-м Вернадским.

В каж-м цикле разл-ч 2части или 2 фонда:

· резервный фонд – это большая масса медл-но движ-ся вещ-ств, в основании биогеохим-й компонент.

· Подвижный или обменный фонд, меньший но более активный, для которого харак-н быстрый обмен между орган-ми и их непоср-м окруж-м.

Для Б-ры в целом все БГХ-ие круг-ты дел-ся на круг-т газооб-х вещ-тв с резерв-м фондом в атм-ре или гидр-ре и осад-й цикл с резерв-м фондом в земле.

В природе в отличии от данной схемы эл-ты никогда не бывают распр-ны по экосиме равномерно и нах-ся всюду в одной химич-й форме. Осадоч-м циклом харак-но, что основная масса веществ сосредот-на в относ-но в малоподв-м и алоактивном резервном фонде в земной коре. Поэтому круговорот таких элементов как фосфор или железо дост-но легко наруш-ся даже при небольших местных помехах.

По данным В. А. Кобды биологический круговорот зольных элементовв сис-ме почва-растение значительно превышает величину годичного геохимического стока этих элементов в реки и моря. Живое в-во по массе состав-т 0,01; 0,02 от поступающего вещества в б-ре, од-ко игр-т ведущую роль в биогеохимических процессах. Ежегодная проб-я биол-го в-ва в б-ре 232,5 млрд тонн сухого орг. В-ва. Ж.в. явл-ся наиб-м акт-м комп-м биос-ры. Оно осущес-т гиган-ую геохим-ю работу, преоб-вая др. обол-ки земли в геолог-м масш-бе времени. Работа ж.в-ва в б-ре может прояв-ся в 2 осн-х формах. Химический или биохим-й – это первый ряд геолог-й деят-ти и …

Геолог-я деят-ть 1-го рода пост-е тела орг-мов и перев-ние пищи. Является более значительным. Класс-м стало функц-ное опред-ние жизни, данное Ф. Энгельсом. «жизнь – есть способ существ-ия белковых тел, сущест-м моментом котор-го явл-ся поступ-й обмен веществ с ОС, причёч с прекр-м этого обмена в-тв в рез-те своей жизни».

По подсчётам геолога Гофмана в течение жизни человека через его тело проходит 75 тонн воды, 75 тонн углеводов, 2,5 тонны белков, 1,3 тонны жиров. Между тем по гехим-му эффекту своей физиолог-й деят-ти ор-мучеловек не самый важный вид разнон-го ж.в. биосферы. Геохим. Эфф-кт деят-ти прокариотов, бактерий, цианоб-й. большое значение имеет к-во пропускаемого через организм вещества. В этом отн-ии макс-й геохим-й эффект на суше имеют грунтоеды, а в океане илоеды и фильтраторы.

Дарвин подсчитал, что почвенный пласт мощностью в 1м дождевые черви полностью пропускают в свой кишечник за 200 лет. В океане сдождевыми червями по пропускающей спос-ти могут конкур-ть их родст-ки кольчатые черви и ракообр-ные. Достат-но 40 червей на 1м2, чтобы повер-й слой донных осадков мощностью 20 – 30 см проходил через их кишечник, субстрат при этом обогащ-ся кальцием, железом, магнием, калием, фосфором, по сравнению с исходными илами.

Биогенная миграция атомов 2 ряда отчётливо прояв-ся в наземных экосис-х с хорошо развитым почвенным покровом, позвол-м жив-му создавать глуб-ие укрытия. Благодаря этому в верхние слои почвы попадают невывет-ся минераллы, кот-е вовлек-ся в геолог-й круговорот.

К биогенной миграции 2 ряда отн-ся перенесение самого вещ-ва. Сюда отн-ся сезонные перелёты птиц, перемещ-е животных в поисках корма, массовые миграции животных. Для понимания той работы, кот-е сов-т живое в-во в б-ре очень важными яв-ся 3 положения (прин-пы Вернандского):

· Биогенная миграция атомов хим-х элементов в б-ре всегда стрем-ся к мак-му своему прояв-ю. этот принцип связан со спос-ю ж.в. неогр-но размн-ся в опт-х условиях.

· Эволюция видов в ходе геолог-го времени приводит к созданию форм жизни, устой-х в б-ре и идёт в направ-ии, увел-м биогенную мигр-ию атомов в б-ре.

· В течении всего геолог-го времени с крептозоя заселение планеты должно быть мак-но возмож-м для всего жив-го в-ва, которое тогда сущес-ло. Этот принцип связан со всюдностью и давлением жизни.