Вопрос 2. Живое вещество и его роль в круговороте веществ и превращении энергии в биосфере

Совокупность всех живых организмов составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Жизнедеятельность биомассы напрямую связана с биологическим круговоротом веществ, оказывает мощное влияние на устойчивость биосферы.

Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов, составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе, осуществляемый живыми существами между литосферой, атмосферой и гидросферой. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер.

Биомасса Земли задействована во всех химических процессах биосферы, где одновременно происходят поступление и потеря энергии. 42 % поступающего на Землю потока энергии Солнца отражается Землей в мировое пространство, а 58 % поглощается атмосферой и почвой. Из них более 20 % излучается, а 10 % используется на испарение воды с поверхности Мирового океана. Солнечная энергия аккумулируется зелеными растениями и используется ими в процессе образования органических веществ и выделения кислорода. Вместе с растениями эта энергия поступает в другие организмы.

Зеленые растения, используя энергию Солнца, превращают неорганические вещества в органические. Органические вещества являются первичной продукцией для животных, грибов и бактерий. Животные перерабатывают ее во вторичную животную продукцию. Грибы и бактерии разлагают обе эти продукции до минеральных веществ.

В каждом биогеоценозе растения и животные, связанные между собой сложными цепями питания и обменом веществ с неживой природой, являются составной частью всех круговоротов воды и химических элементов, происходящих в биосфере.

Процесс образования органических веществ называется эндотермическим, процесс их окисления – экзотермическим. Окисление органических веществ происходит в процессе дыхания, брожения и гниения с выделением теплоты, воды и углекислого газа.

В круговороте веществ биомасса выполняет биогеохимические функции: газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную и биохимическую.

Газовая функция выполняется зелеными растениями, в процессе фотосинтеза выделяющими кислород; растениями и животными, выделяющими углекислый газ, а так же бактериями, восстанавливающими сероводород, азот и др.

Благодаря газовой функции сформировался современный состав атмосферы, значительно отличающийся от такового в добиосферный период.

Концентрационная функция представляет собой потребление и накопление биомассой различных химических элементов: кислорода, марганца, азота, кальция, калия и др.

Окислительно-восстановительная функция заключается в окислении и восстановлении веществ организмами, населяющими почву и гидросферу. При этом происходит образование солей, оксидов и других соединений.

Биохимическая функция связана с питанием, дыханием, размножением, разрушением и гниением организмов, т. е. с биогенной миграцией атомов. Функция человеческой деятельности и созданный ею промышленный круговорот химических элементов является отдельным подразделением, так или иначе влияющим на прочие процессы.