Круговорот вещества в биосфере.

В биосфере, в зависимости от способа питания, организмы делятся на две группы: 1) автотрофы – способны использовать солнечную энергию, и путём фотосинтеза подготавливать себе пищу в виде углеводов (сахаров); 2) гетеротрофы – это растительноядные и плотоядные организмы.

Все химические элементы, из которых построены организмы, многократноиспользовались ииспользуются в биосфере, поэтому масса всего живого вещества, когда-либо населявшего Землю, намного больше массы самой Земли.

В биосфере, при участии всех живых существ, происходит биотический круговорот. Биотический круговорот, является причиной развития и длительного существования жизни. Академик В. Р. Вильямс писал: «Единственный способ придать ограниченному количеству свойство бесконечного – это заставить его вращаться по замкнутой кривой». Такой замкнутый круговорот происходит в биосфере по схеме: растения – травоядные – плотоядные – мертвоеды – бактерии – минеральные вещества – растения.

В 1967 г. советский физиолог А. А. Нигинорович оценилсуммарную годовую продукцию фотосинтеза Земли в размере около 46 млрд. тонн углерода, в составе продукции. Для производства такого количества углерода необходимо 170 млрд тонн СО2 и 68 млрд тонн Н2О. При этом образуется 115 млрд. тонн органических веществ и 123 млрд. тонн О2, усваивается 440×106 млрд ккал энергии солнечной радиации.

Ежегодно используется около 6 млрд. тонн азота, 2 млрд. тонн фосфора и др. элементов: К, Са, S, Fe, Cu, Co, Mo. Фитомасса океана составляет 2% от суммарной фитомассы суши, однако она дает 26% всей первичной продукции Земли. Это объясняется тем, что на суше первичная продукция создаётся достаточно медленно растущими цветковыми растениями, а в океане – быстро размножающимися планктонами.

Сопоставим всю биомассу растений 2400 млрд. тонн с ежегодной продукцией 240 млрд. тонн и заметим, что ежегодно возобновляется 10% биомассы. По данным американского ученого Е. Рубиновича, весь кислород в атмосфере оборачивается через организмы примерно за 2000 лет, СО2 за 300 лет, Н2О – за 2 млн. лет. Так что за время существования жизни СО2, О2 и Н2О успели пройти через живое вещество не одну тысячу раз.

Каждый биогеоценоз представляет модель биосферы в миниатюре. Установлено, что сложные биоценозы более устойчивы к изменениям окружающей среды. Относительная многообразность биоценозов обеспечивает устойчивость всей биосферы.

Вопросы для самоконтроля

1. На какие две группы, организмы делятся в биосфере?

2. Почему масса живого вещества, когда-либо населявшего Землю, намного больше массы самой Земли?

3. Какие организмы участвуют в биотическом круговороте?

4. Почему биотический круговорот является причиной развития и длительного существования жизни?

5. Кто из академиков написал: «Единственный способ придать ограниченному количеству свойство бесконечного – это заставить его вращаться по замкнутой кривой»?

6. По какой схеме проходит замкнутый круговорот в биосфере?

7. Чему равна суммарная годовая продукцию фотосинтеза Земли?

8. Сколько миллиардов тонн, за год, образуется органических веществ, в ходе фотосинтеза?

9. Сколько миллиардов тонн, за год, образуется кислорода, в ходе фотосинтеза?

10. Сколько миллиардов тонн азота используются ежегодно?

11. Как объясняется то, что фитомасса океана составляет всего 2% от фитомассы суши, однако океан даёт 26% первичной продукции?

12. За сколько лет, весь кислород атмосферы проходит через живые организмы?

13. За сколько лет, вся вода планеты проходит через живые организмы?

14. За сколько лет, весь углекислый газ (СО2) атмосферы проходит через живые организмы?