ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. БИОСФЕРА
Круговорот веществ и энергии в биосфере
Все живые организмы взаимосвязаны с
неживой природой и включены в непрерывный круговорот веществ и энергии. В результате
происходит биогенная миграция атомов. Необходимые для жизни химические элементы
переходят из внешней среды в организм. При разложении органических
веществ эти элементы вновь возвращаются в окружающую среду.
В атмосфере всегда присутствуют газы:
азот - 78%, кислород - 20,9% , углекислый газ - 0,033% и другие газы-примеси, в
том числе пары воды. Эти газы превращаются живым веществом планеты. В процессе
фотосинтеза зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Углекислый газ используется на построение органических веществ и через
растительные организмы, в виде питательных веществ, переходит в организм животных.
Кислород используется всеми живыми организмами в процессе дыхания, для
окисления органических веществ, при разложении отмерших остатков организмов. В
результате этих процессов образуется углекислый газ, что снова выделяется в
атмосферу. Свободный азот атмосферы поглощается в почве азотфиксувальними
бактериями и переходит в состав соединений, доступных для усвоения растениями. С
почвы соединения Азота поглощаются растениями для синтеза органических веществ.
После отмирания другая группа микроорганизмов превращает Азот и высвобождает
его в атмосферу.
Круговорот СО2
Итак, благодаря сбалансированному
круговорота газов состав атмосферы всегда остается постоянным. Атмосфера имеет
биогенное происхождение. В воздушный круговорот включается 98,3% всех веществ.
Большие запасы Фосфора содержатся в
горных породах. При разрушении горных пород Фосфор поступает в почву, а
следовательно усваивается живыми организмами. Но часть фосфатов растворяется в воде
и вымывается в Мировой океан, где оседает на дне в виде отложений.
Вода также участвует в круговороте.
В процессе фотосинтеза она используется для синтеза органических веществ, а
при дыхании и разложении органических остатков выделяется в окружающую
среда. Кроме этого, вода нужна всем живым организмам. В ней растворяются
минеральные соли и органические вещества, необходимые для усвоения живыми
организмами. В водной среде происходит круговорот Натрия, Магния,
Кальция, Железа, Серы и других элементов, которые в целом составляют 1,7% от
общего количества веществ, участвующих в круговороте.
В результате круговорота веществ
происходит непрерывное перемещение химических элементов из живых организмов в
неживую природу и наоборот. Круговорот веществ состоит из двух противоположных
процессов, связанных с аккумуляцией элементов в живых организмах и
минерализацией в результате их разложения. Образование живого вещества преобладает на
поверхности Земли, а минерализация - в почве и морских глубинах.
Одновременно с миграцией атомов
происходит и преобразование энергии. Единственным источником энергии на Земле является солнце.
Часть тепла расходуется на обогрев земли и испарения воды. И только
0,2% солнечной энергии накапливается в процессе фотосинтеза. Эта энергия
превращается в энергию химических связей органических веществ, при расщеплении
и окислении которых в процессе питания выделяется и опять тратится на процессы
жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие. Этот процесс
незамкнутый, поэтому есть необходимость в постоянном поступлении солнечной энергии.
Следовательно, биосфера представляет собой большую систему,
что состоит из разнородных компонентов, связанных между собой процессами
преобразования энергии и вещества. Миграция веществ замкнутая в циклы, компонентами
которых есть тела живой и неживой природы. Цикличность процессов обеспечивает
непрерывное существование биосферы.