--PAGE_BREAK-- Спалюванняі Тепло Тепло
вивітрювання
Мал. 1. Кругообіг
углерода в процесах фотосинтеза і а
еробного д
ихан
ня.
Розчинюється
в дощовій
воді
Мал
. 2.
Колообіг
в
угле
ця
.
За останні 200 років відбулися значні зміни в континентальних екосистемах в результаті збільшуючогося антропогенного впливу. Коли землі, зайняті лісами та трав’янистими спільнотами, пертворюються в сільськогосподарські угіддя, органічна речовина, тобто жива речовина рослин і мертва органічнаречовина грунтів, окислюється і потрапляє до атмосфери у вигляді. Деяка кількість елементарного вуглеця може також захоронюватись в грунті у вигляді древесного вугілля (як продукт,що залишився від спалювання лісу) і, таким чином, вилучається зішвидкого обігув вуглецевомуциклі. Вміст вуглецю в різних компонентах екосистемзмінюється, оскільки поновлення органічної речовини залежить від географічної широти та типа рослинності.
Були проведені численні дослідження, що малисвоєю метою розв'язати існуючу невизначеністьв оцінці змін запасів вуглецю вконтинентальних екосистемах. Базуючисьна даних цих досліджень,можна прийти до висновку, що надходження доатмосфериз 1860 по1990 рік склало г Сі що в1990 році біотичний викид вуглецю був рівний г С/рік. Крім того, можливийвплив зростаючих атмосферних концентрацій та викидів забруднюючихречовин, таких як і,наінтенсивність фотосинтезу органічної речовини континентальних екосистем. Повидимому, інтенсивність фотосинтезу зростаєіз збільшенням концентрації в атмосфері. Найбільш імовірно, що це зростанняхарактерне для сільськогосподарських культур, а в природних континентальних еко-системах підвищення ефективності використання води могло б призвести до прискоренняутворення органічної речовини.
4. Колообіг
кисня.
В кількісному відношенні головною складовоюживої матеріїє кисень, кругообігякого ускладнениййого здатністю вступати врізніхімічні реакції, головним чином реакції окислення. Врезультаті виникаєбезлічлокальних циклів,що відбуваються між атмосферою, гідросферою та літосферою,які всвою чергу можуть бути порушені антропогенним фактором.Кисень, що міститься в атмосфері і в поверхевихмінералах (осадовікальцити, залізні руди), маєбиогенное походження і повинно розглядатися як продуктфотосинтезу. Цей процес протилежнийпроцесу споживаннякисня при диханні, який супроводжується руйнуванням органічнихмолекул, взаємодією кисня ізводородом (отщепленим від субстрата)та утворенням води. В деякому відношеннікругообігкисня нагадує зворотний кругообігвуглекислого газу. Восновному він відбувається міжатмосферою та живими організмами. Споживанняатмосферного кисня та його відшкодування рослинами в процесіфотосинтезу здійснюється досить швидко. Розрахунки показують,що для повного поновлення всього атмосферного киснявимагається білядвох тисяч років. З іншого боку, для того, щобвсі молекули води гідросфери були підверженіфотолизуі знов синтезованіживими організмами, необхідно два мільйонироків. Більша частина кисня, що виробляється на протязі геологічних епох, не залишалася в атмосфері, а фіксуваласялітосферою у вигляді карбонатів, сульфатів, оксидів заліза, і її маса складає5,9*1016 т. Маса кисня,що циркулює в біосфері у вигляді газу абосульфатів,розчинених в океанських та континентальних водах, вдекількаразівменша(0,4*1016 т).
Відзначимо, що, починаючи з певної концентрації,кисень дуже токсичний для клітин і тканин (навіть уаеробних організмів). А живий анаеробний організм не може витримати (це було доведене ще вминулому сторіччі Л. Пастером)концентрацію кисня, що перевищуєатмосферну на 1%.
5. Кругообіг
а
зоту.
Газоподібний азот виникаєв результаті реакції окислення аміаку, якийутворюється при виверженні вулканів тарозкладені біологічних відходів: 4NH3 + 3O2®2N2 + 6H2O.
Кругообігазоту – одинз самих складних, але водночас самих ідеальнихкругообігів. Незважючи на те,що азот складає біля80%атмосферного повітря, в більшості випадків він не може бути
безпосередньо використаний рослинами, так як вони не засвоюютьгазоподібний азот. Втручання живих істот у кругообігазоту підпорядковане суворійиєрархії: лишепевні категорії організмів можуть виявляти вплив на окремі фази цьогоциклу. Газоподібний азот беззупинно надходитьдоатмосферив результаті роботи деяких бактерій, тоді як іншібактерії – фіксатори (разом з синьо-зеленими водоростями)постійно поглинаютьйого, преобразуючивнітрати. Неорганічнимшляхом нітрати утворюються й ватмосфері врезультаті електричних розрядів під час гроз. Найбільшактивніспоживачі азоту – бактеріїна кореневій системі рослин сімействабобових. Кожному виду цих рослин притаманні свої особливі бактерії, що перетворюють азот в нітрати. В процесібіологічного циклу нітрат–іони (NO3-) та іониамонію (NH4+),поглинаємі рослинами з грунтовоївологи, перетворюються у білки,нуклеїновікислоти ітак далі. Потімутворяться відходи у вигляді загиблих організмів, що є об'єктами життєдіяльності інших бактерій та грибів, перетворюючих їх в аміак. Таквиникає новий цикл кругообіга. Існують організми, здатніперетворювати аміак у нітріти, нітрати івгазоподібний азот. Основні ланки кругообігаазоту вбіосфері представлені схемою на мал. 3. Біологічна активністьорганізмів доповнюється промисловими засобами отримання азотомістящихорганічних та неорганічних речовин,багатоз яких застосовуються в якості добрив для підвищенняпродуктивності та росту рослин. Антропогеннийвплив на кругообігазоту визначається наступними процесами:
1. Спалювання палива призводить до утворення оксида азоту, апісля цьогодо реакцій:
2NO + O2 ®2NO2 ,
4NO2 + 2H2O.+ O2 ®4HNO3,сприяючивипаданню кислотних дощів;
2. Врезультатівпливу деяких бактерій на добрива і відходи тваринництва утворюється оксид азото – один з компонентів, утворюючих парниковий ефект;
3. Видобуток корисних копалин, містящих нітрат – іони і іони аммонія, для виробництва мінеральних добрив;
4. При збиранні врожая з почви виносяться нітрат – іони і іони аммонія;
5. Стоки зполей, ферм таканалізацій збільшують кількість нітрат – іонів і іонів аммоніяв водных екосистемах, що присорює рост водоростей і іншихрослин; при розкладанніяких розходується кислород, що в кінцевому рахункупризводитьдозагибеліриб.
продолжение
--PAGE_BREAK-- Блискавки Денітрифіцируючі
Азотофіксуючі бактерії
бактерії
Синьо –зелені
Бактерії Опади водорості
Бактерії
Бактерії
Бактерії
Мал
. 3. Кругообіг
а
зоту.
6. Кругообіг
фосфору.
Фосфор – один з основних компонентів (головним чином у вигляді ) живої речовини і входить у склад нуклеїнових кислот (ДНК іРНК), кліточних мембран, аденозінтрифосфата (АТФ) и аденозіндифосфата (АДФ), жирів, кістокізубів. Кругообігфосфора, як і іншихбіогенних елементів, відбувається по великому и малому циклам.
Запасы фосфора, доступні живим істотам, повністю сконцентровані в літосфері. Основні джереланеорганічного фосфора – виверження вулканів абоосадовіпороди. В земнійкорівмістфосфора не перевищує 1%, щолімітуюєпродуктивність екосистем. Зпород земноїкоринеорганічний фосфор залучаєтьсяв циркуляцію континентальними водами. Він поглинається рослинами, которіпри йогоучастісинтезуютьрізні органічнісполуки ітаким чином включаються в трофічні ланцюги. Потім органічніфосфаты разом зтрупами, відходами тавиділеннями живих істот повертаютьсяв землю, де знов підвергаються впливумікроорганізмів іпретворюютьсяв мінеральні форми, які використовуютьсязеленими рослинами.
В екосистеміокеана фосфор приноситься текучими водами, що сприяєрозвиткуфітопланктона іживих організмів.
В наземних системах кругообігфосфора проходитьв оптимальних природніхумовахізмінімумом втрат. В океанісправа відбуваєтьсяінакше. Цепов’язано зпостійним осіданням(седиментацією) органіческих речовин. Осівший на невеликійглибиніорганічний фосфор повертаєтьсяв кругообіг. Фосфати, відкладені на великихморських глибинах неприймаютьучастьв маломукругообігу. Однак тектонічнірухи сприяютьпідйомуосадових порід на поверхню.
Таким чиномфосфор повільно переміщується з фосфатних родовищна суші імілководних океанічнихосадівдо живихорганізмівназад(мал. 4).
Запаси фосфору наземлі малі. Тому вважається, що фосфор – основнийфактор, лімітуючийзростання первинноїпродукції біосфери. Вважають навіть, що фосфор – головнийрегулятор всіх інших біогеохімічних циклів, це –найбільшслабка ланка в життєвому ланцюзі, щозабезпечує існування людини.
Антропогенний вплив на круговорот фосфоруполягає в наступному:
1. Видобуток великих кількостейфосфатних руд для мінеральнихдобрив тамиючихзасобівпризводить дозменшення кількість фосфору в біотичному кругообігу;
2. Стоки з полів, ферм та комунальні відходипризводять до збільшення фосфат–іоніву водосховищах, до різкогозростання водних рослин і порушення рівноваги вводних екосистемах.
7. Кругообіг
сірки.
З природних джерел сірка потрапляєдо атмосфериу вигляді сірководня, диоксида сірки і частоксульфатних солей(мал. 5). Біляоднієї третини сполуксірки і 99% диоксида сірки – антропогенного походження. Ватмосфері протікають реакції, що призводять докислотних опадів:
2SO2 + O2®2SO3 , SO3 + H2O ®H2SO4 .
продолжение
--PAGE_BREAK-- Розробка Кістки і зуби
надр
Вищєла- Сток і чування
ерозія
Відходи
Вищєлачування
іерозія
Розкладення Відходи і
розкладення
Птахи,які
живляться
рибою
продолжение
--PAGE_BREAK--