- •Предисловие
- •Раздел I
- •1.2. Экологическая катастрофа
- •Повторим
- •Глава 2 системность в природе
- •2.1. Механистический и системный подходы в науке
- •2.2. Свойства сложных систем
- •Повторим
- •Глава 3 вселенная как система
- •3.1. Понятие Вселенной
- •3.2. Принцип единства Вселенной
- •3.3. Принцип оптимальности
- •Повторим
- •Глава 4 глобальный эволюционный процесс
- •4.1. Принцип самоорганизации
- •4.2. Современная космологическая модель
- •4.3. Эволюция жизни на Земле
- •4.4. Характерные черты эволюционного процесса
- •Повторим
- •Глава 5 планета как живой организм
- •5.1. Социальные формы существования материи
- •5.2. Теория биополя
- •5.3. Генетическая гипотеза эволюции планеты
- •Повторим
- •6.1. Понятие экосистемы
- •6.2. Законы Коммонера
- •6.3. Теория биосферы
- •Повторим
- •Глава 7 движение вещества в биосфере
- •7.1. Живое вещество биосферы
- •7.2. Круговорот вещества
- •7.2.1. Круговорот воды
- •7.2.2. Круговорот углерода
- •7.2.3. Круговорот азота
- •7.2.4. Круговорот фосфора
- •7.2.5. Круговорот серы
- •7.2.6. Осадочный цикл
- •7.2.7. Круговорот второстепенных элементов
- •7.2.8. Круговорот элементов в тропиках
- •7.2.9. Загрязнение воздуха
- •7.2.10. Пути возврата элементов в круговорот
- •Повторим
- •Глава 8 движение энергии в биосфере
- •8.1. Основные закономерности движения энергии
- •8.2. Энергетика экосистем
- •8.3. Особенности энергетики человека
- •Повторим
- •Глава 9 продукция и распад биоорганики
- •9.1. Концепция продуктивности
- •9.2. Продуктивность различных экосистем биосферы
- •9.3. Экологические пирамиды
- •9.4. Разложение живого вещества
- •Повторим
- •Глава 10 среда обитания
- •10.1. Понятие среды обитания
- •10.2. Соответствие между организмами и средой обитания
- •10.3. Адаптация к факторам среды
- •Повторим
- •Глава 11 организация экосистем
- •11.1. Связи в экосистемах
- •11.1.4. Конкуренция - (-,-)
- •11.1.5. Аменсализм - (-,0)
- •11.1.6. Нейтрализм - (0,0)
- •11.2. Экологическая ниша
- •11.3. Видовая структура экосистемы
- •Повторим
- •Глава 12 динамика экосистем
- •12.1. Виды динамики экосистем
- •12.2. Закономерности сукцессионного процесса
- •12.3. Стабильность и устойчивость экосистем
- •Повторим
- •Глава 13 популяции в экосистеме
- •13.1. Динамика популяций
- •13.2. Территориальная структура популяций
- •13.2. Территориальная структура популяций
- •Повторим
- •Раздел III прикладная экология
- •Глава 14 экология человека
- •14.1. Сельскохозяйственная экология
- •14.2. Промышленная (инженерная) экология
- •14.3. Экология города
- •14.4. Экология микрокосмов
- •14.5. Оценка влияния человека на окружающую среду
- •14.6. Экономика и экология
- •14.7. Экологическое право и международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •14.8. Концепция устойчивого развития
- •Повторим
- •Заключение. Будущее человечества
- •Библиографический список
7.2.4. Круговорот фосфора
Фосфор является необходимым компонентом нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), выполняющих в биосистемах функции, связанные с записью, хранением и чтением информации о строении организма. Фосфор - достаточно редкий элемент. Относительное количество фосфора, требуемое живым организмам, гораздо выше, чем относительное содержание его в тех источниках, откуда организмы черпают необходимые им элементы. То есть дефицит фосфора в большей степени ограничивает продуктивность в том или ином районе, чем дефицит любого другого вещества, за исключением воды.
Фосфор встречается лишь в немногих химических соединениях. Он циркулирует, переходя из органики в фосфаты, которые могут затем использоваться растениями (рис.7.3). Особенность круговорота фосфора в том, что в нем отсутствует газообразная фаза. То есть основным резервуаром фосфора является не атмосфера, а горные породы и другие отложения, образовавшиеся в прошлые эпохи. Породы эти подвергаются эрозии, высвобождая фосфаты в экосистемы. После неоднократного потребления его организмами суши и моря фосфор в конечном итоге выводится в донные осадки. Это грозит дефицитом фосфора. В прошлом морские птицы, по-видимому, возвращали фосфор в круговорот. Сейчас основным поставщиком фосфора является человек, вылавливая большое количество морской рыбы, а также перерабатывающий донные отложения в фосфаты. Однако добыча и переработка фосфатов создает серьезные проблемы с загрязнением окружающей среды.
Рис.7.3
7.2.5. Круговорот серы
Сера является элементом, необходимым для синтеза многих белков. Для биосистем требуется очень мало серы. Круговорот серы осуществляется через воздух, воду и почву (рис.7.4). Сульфат аналогично нитрату и фосфату - основная доступная форма серы, которая восстанавливается растениями и включается в белки. Затем она проходит по пищевым цепям экосистем и возвращается в круговорот с экскрементами животных.
Рис.7.4
Основными источниками поступления соединений серы в биосферу являются производственная деятельность человека (сжигание угля и серосодержащих углеводородов), вулканы, разложение органики и распад серосодержащих руд и минералов.
«Кольцо» в центре схемы иллюстрирует процессы окисления (О) и восстановления (R), благодаря которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата и фондом сульфида железа, находящимся глубоко в почве и осадках.
7.2.6. Осадочный цикл
Рис.7.5
Большинство важных для жизни элементов, таких как железо, кальций, калий, магний, марганец, медь, хлор и др., более привязано к земле, чем, например, азот или углерод (рис.7.5). Их круговороты входят в общий осадочный цикл, циркуляция в котором осуществляется путем эрозии, осадкообразования, горообразования, вулканизма и биологического переноса.
Чем меньше эрозия, тем меньший поток веществ потребуется извне. В периоды минимальной геологической активности накопление минеральных элементов питания происходит на низменностях и в глубинах океанов за счет возвышенных районов. Этому способствует, например, распашка земель, что обедняет почвы. Но избыток этих веществ в низовьях может привести к тому, что жизнь будет «задушена» потоками ила, грязи, токсичных веществ и т.п.