Круговорот веществ в биосфере

Видео: Влияние человека на природу. Экологический кризис

Практически каждый школьник знает, что круговорот веществ в биосфере, сопровождающийся превращением энергии, является основой существования природы и всего, что с ней связано. Очень схематично этот круговорот можно представить следующим образом. Существующие в природе живые организмы потребляют большое количество минеральных ресурсов из той же природы, а после своей смерти, в виде различных химических элементов, возвращаются в ту же природную среду, образуя, таким образом, круговорот веществ в биосфере. Этот процесс еще называют биогенным процессом, а местом протекания его выступают атмосфера, литосфера и гидросфера. Цикличный характер и повторяемость явлений превращения веществ на разных циклах обусловили название – круговорот.

Практически все без исключения живые организмы участвуют в этом круговороте. Например, зелёные растения потребляют, находящийся в воздухе, углекислый газ, минеральные вещества, а выделяют в окружающую среду кислород.

Представители фауны вдыхают тот самый кислород, который выделяется растениями, а употребляя в пищу эти растения, усваивают и перерабатывают органические вещества. Кроме того, после смерти растений и животных, их останки перерабатываются различными бактериями с образованием углекислого газа и преобразованием органических соединений в минеральные вещества.

Затем круговорот веществ в биосфере - процесс превращения и перемещения веществ, продолжается в почве, куда попадают эти минеральные вещества, а затем, в свою очередь, поглощаются растительным миром. Если подвести итог этого круговорота на атомарном уровне, следует довольно простой вывод – атомы некоторых, самых основных химических веществ, совершают непрерывный процесс миграции не только из одного организма в другой, но из одного вида окружающей среды в другой – последовательно присутствуя в почве, атмосфере и гидросфере.

Число таких циклов практически бесконечно, к примеру, подсчитано, что атмосферный кислород в полном своем объеме всего за две с небольшим тысячи лет проходит через живые организмы. Такое же движение совершает и углекислый газ, только тут цикл длится значительно меньше времени – всего 200—300 лет. В рамках такого процесса, которым является круговорот веществ в биосфере, один такой замкнутый круг обращения называется биогеохимическим циклом.

Чем же детерминируется такой круговорот? К сожалению, пока исчерпывающих, и, самое главное, полных ответов на данный вопрос нет. Можно с достаточной степенью достоверности утверждать, что одной из причин выступает ресурсная ограниченность нашей планеты. Другим вариантом ответа может служить опора на учение великого Вернадского о биосфере, в котором утверждается существование космического оборота, которым обусловлен не только круговорот веществ, но и изменение рационального содержания мироздания. При этом признается, что все типы круговоротов, насколько бы мы не локализовали их во времени и пространстве, имеют одно общее для всех их свойство. Все они связаны с процессами энергетического обмена. Изначально, в качестве основы круговорота, выступает энергия Солнца. Затем она преобразуется в различные виды энергии химических и физических превращений, а потому можно говорить и о круговороте энергетического потенциала, заключенного в биосфере. Устойчивость процессов энергетического и биологического обращения выступает главным условием нормального и стабильного состояния биосферы.

Как уже говорилось, одним из наиболее «активных участников» кругооборота является углерод. Присутствие этого элемента практически во всех органических веществах вполне логично объясняет и круговорот углерода в биосфере. В процессе фотосинтеза углерод ассимилируется из биосферных зон растениями и преобразуется в углеводы. При дыхании живых организмов происходит обратный процесс, и в результате в этот круговорот углерода тратятся его огромные запасы. Основными же факторами, которые детерминируют обращение углерода, являются дыхание и фотосинтез.

Видео: Круговорот веществ в биосфере. Урок биологии.

Также одним из основных элементов всех органических веществ является азот. Его, как необходимый компонент, содержат АТФ, белки, нуклеиновые кислоты. Азот содержится, прежде всего, в атмосфере, причем его молекулярная формула не позволяет растениям напрямую использовать его. Поэтому растения потребляют азот в виде неорганических веществ. Способы, при помощи которых азот поступает в землю или воду, бывают разными, поэтому круговорот азота в биосфере достаточно разнообразен. Например, некоторое количество соединений азота формируется в атмосфере при грозах. С дождем или стоками они поступают в реки, почву, озера, откуда затем, усваиваются растениями.

Как видно, во всех случаях, живые организмы выступают основой формирования кругооборота веществ в биосфере.