43.Круговороты веществ. Биотический круговорот.

Первоисточником энергии для экосистем служит Солнце. Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота: большой (геологический) и малый (биологический). Оба круговорота взаимно связаны и представляют как бы единый процесс. Подсчитано, что весь кислород, содержащийся в атмосфере, оборачивается через организмы (связывается при дыхании и высвобождается при фотосинтезе) за 2 тыс. лет , углекислота атмосферы совершает круговорот в обратном направлении за 300лет, а все воды на земле разлагаются и воссоздаются путем фотосинтеза и дыхания за 2млн. лет.

Взаимодействие абиотических факторов и живых организмов экосистемы сопровождается непрерывным круговоротом вещества между биотопом и биоценозом в виде чередующихся то органических, то минеральных соединений.

Общая масса биосферы составляет, примерно, 1,8*10^8 тонн живого вещества. Если это количество органического вещества распределить равномерно по земной поверхности, то оно ее покроет толщиной в 1см. Плотность биомассы, в пределах земной поверхности, изменяется в широких пределах от 45кг/м^2 в океанических водах.

Биотический круговорот - явление непрерывного, циклического, закономерного, но неравномерного во времени и пространстве перераспределения веществ. Круговорот вещества в масштабах всей биосферы называют большим кругом, а в пределах конкретного биогеоценоза – малым кругом биотического обмена. Обмен химических элементов между живыми организмами и неорганической средой, различные стадии которого происходят внутри экосистемы, называют биогеохимическим круговоротом, или биогеохимическим циклом. Некоторое количество вещества может на время выбывать из биологического круговорота (осаждаться на дне океана, морей и т.п.). Однако, в результате протекания тектонических и геологических процессов (вулканической деятельности, подъем и опускание земной коры и т. п.) осадочные породы вновь включаются в круговорот, называемый геологическим циклом.

44.Круговорот биогенных элементов.

Продуценты, консументы, детритофаги и редуценты экосистемы, поглощая и выделяя различные вещества, взаимодействуют между собой четко и согласовано. 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. К числу наиболее важных и распространенных биогенных элементов относятся кислород, углерод, азот и фосфор.

45.Круговорот углерода.

Углерод достаточно широко распространен в природе. В атмосфере Земли содержится приблизительно 0,34% углекислого газа, в меньших количествах углерод присутствует в других газах. Газообразные соединения углерода выделяются в процессе вулканической деятельности. В виде различных углекислых солей углерод содержится в отложениях, в известняках, в почве. При выветривании освобождается углекислый газ. В меньшем количестве углерод содержится в природном топливе (уголь, нефть, природный газ). В виде растворенных углекислых солей, окиси углерода и других соединений углерод содержится в воде, а из воды выделяется в виде углекислого газа. Все это можно отнести к неживой природе, к геохимическим процессам.

Углерод является основным элементом всех органических веществ. В виде углекислого газа углерод из атмосферы в процессе фотосинтеза попадает в тела растений, в виде различных органических веществ проходит по пищевым цепям, а в процессе дыхания всех организмов выделяется в виде СО2. Подобным же образом СО2 выделяется в процессе разложения – тления, гниения. Это биохимические процессы.

Соединения углерода (органические вещества) переносятся водой и становятся составной частью осадков на дне моря, которые благодаря горообразовательным процессам вновь возвращаются на поверхность, а затем выветриваются. Подобным же образом осаждаются и нерастворимые известковые соединения, которые при определенных условиях выветриваются, и при этом в атмосферу выделяется СО2.

Геохимические и биохимические процессы, обеспечивающие круговорот углерода в природе, долгое время находились в равновесии, и тем самым общее количество СО2 в атмосфере на протяжении десятков миллионов лет поддерживалось на постоянном уровне.

В настоящее время под воздействием хозяйственной деятельности человека количество СО2 в атмосфере заметно увеличивается: интенсивная хозяйственная деятельность ускоряет процессы выветривания земной поверхности (почвы), добыча и сжигание природного топлива способствует концентрации углекислого газа в атмосфере.