Типы круговоротов веществ в биосфере

Круговорот веществ в биосфере

Основные функции живого вещества в биосфере.

- Энергетическая функция живого вещества биосферы заключается в аккумулировании энергии и ее перераспределении по пищевым цепям.

Основным механизмом накопления энергии в биосфере является реакция фотосинтеза. Имеется также довольно незначительный процент хемосинтезирующих живых существ, чей жизненный цикл опирается на энергию химических соединений. Это разного рода бактерии (железобактерии, серобактерии, азотобактерии и др.).

- Окислительно-восстановительная – окисление вещества в процессе жизнедеятельности и восстановление в процессе разложения при дефиците кислорода.

Наряду с фотосинтезом в зеленых растениях на Земле происходит почти равное ему по масштабу окисление органических веществ в процессе дыхания, брожения, гниения с выделением воды, углекислого газа и теплоты, которая после этого излучается в космическое пространство. Существенно меньшая часть энергии Солнца консервируется в земной коре, или, по словам Вернадского, “уходят в геологию”, формируя залежи каменного угля, нефти, торфа и т.п. Эти процессы связаны с протеканием в бескислородной среде реакций восстановления, сопровождающихся образованием и накоплением сероводорода и метана.

- Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

- Деструктивная – разрушение погибшей биоорганики и костных веществ.

Практически все живые организмы биосферы за исключением растений в той или иной мере являются деструкторами (разрушителями). Однако главная роль в этом процессе принадлежит грибам и бактериям

- Концентрационная – способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные элементы окружающей среды.

Любое живое существо в процессе своей жизнедеятельности буквально по молекулам собирает из окружающей среды необходимые для него вещества и консервирует их в своей структуре. Поэтому, например, концентрация марганца в теле некоторых организмов превышает его концентрацию в окружающей среде в миллионы раз. В условиях антропогенного загрязнения окружающей среды побочным следствием этого может являться накопление растениями, которые мы потребляем в пищу, веществ, которые являются токсичными для нашего организма.

- Средообразующая – преобразование физико-химических параметров окружающей среды.

Круговорот веществ – многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере. В том числе в тех слоях, которые входят в состав биосферы Земли. Круговорот веществ осуществляется при непрерывном поступлении внешней энергии Солнца и внутренней энергии Земли.

В зависимости от движущей силы, с определенной долей условности, внутри круговорота веществ можно выделить геологический, биологический и антропогенный круговороты.

Геологический круговорот (большой круговорот веществ в природе) – круговорот веществ, движущей силой которого являются экзогенные и эндогенные процессы. К эндогенным процессам относятся: тектонические движения, землетрясения, магнетизм. К экзогенным процессам относятся геологическая деятельность атмосферы, гидросферы, а также живых организмов. Крупнейшие формы рельефа (материки и океанические впадины) и крупные формы (горы и равнины) образовались за счет эндогенных процессов, а средние и мелкие формы рельефа (речные долины, холмы, овраги), наложенные на более крупные формы, - за счет экзогенных процессов.

Таким образом, геологический круговорот веществ протекает без участия живых организмов и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли.

Биологический круговорот (малый круговорот веществ в биосфере) – Круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез.

С появлением человека возник антропогенный круговорот – круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нем можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей.

Геологические и биологический круговороты в значительной степени замкнуты, чего нельзя сказать об антропогенном круговороте. Незамкнутость антропогенного круговорота приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды. Именно они являются основной причиной всех экологических проблем человечества.