Структура и основные типы биогеохимических циклов. Круговорот фосфора.
Круговорот фосфора.У живых организмов фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, клеточных мебран, систем переноса энергии, костных тканей. Фосфор усваивается растениями из почвы в форме растворенных фосфат-ионов. Далее он переходит по пищевой цепи к животным и возвращается в почву в виде фосфатов, либо непосредственно — выводимый животными, либо опосредованно - в результате бактериального преобразования органических соединений, содержащихся в остатках отмирающих растений (детрите). Фосфаты при посредстве фосфатредуцирующих бактерий образуют растворимые фосфат-ионы, опять доступные растениям.
Большой круговорот более сложен. Основной фонд фосфора, в отличие от азота и углерода, сосредоточен в горных породах (включая вулканический апатит), подвергающихся эрозии. В процессе эрозии образуются растворимые фосфаты, которые частью локализуются в почве, а частью выщелачиваются и сносятся в воду, где отлагаются в мелководных и глубоководных осадках. Возврат фосфора в почву или в поверхностные воды происходит различными путями, например за счет подъема океанических глубинных вод. В пищевых цепях водных экосистем фосфор переходит от фитопланктона к рыбам, а далее — к морским птицам, возвращающим его на сушу. Последний перенос привел, в частности, к огромным скоплениям экскрементов птиц (гуано). В атмосфере фосфор практически отсутствует, если не считать кратковременно присутствующих пылевидных форм, и поэтому перенос происходит только в системе почва — вода. Сбалансированный круговорот фосфора означает, что его вынос с суши компенсируется возвратом на сушу, причем вынесенный фосфор не выключается из доступных фондов за счет образования, например, нерастворимых соединений.
Антропогенная деятельность активно изменяет круговорот фосфора. При этом баланс в глобальном аспекте может существенно не нарушаться, а локальные изменения могут быть весьма значительными.
Большая часть фосфора, внесенного с удобрениями в почву, смывается и исключается из круговорота. Правда, значительная доля фосфора возвращается на сушу в результате вылова рыбы, часть которой также идет на производство удобрений. Дефицит фосфора, разумеется, пока не угрожает, запасы фосфорсодержащих пород велики, но избыточное поступление фосфора в воду в результате смыва удобрений и сброса промышленных и бытовых сточных вод приводит к резкому повышению продуктивности водных экосистем. Скачкообразный рост массы фитопланктона приводит к связыванию кислорода и обеднению им воды, что негативно сказывается прежде всего на рыбе, приводит к преобладанию анаэробных процессов(группа организмов, не требующих для своего развития наличия в среде молекулярного кислорода).
23.Структура и основные типы биогеохимических циклов. Круговорот серы.
Круговорот серы.Данный цикл охватывает воду, почву и атмосферу. Основные резервы серы находятся в почве и в отложениях. Содержание серы в воздухе относительно невелико. Ключевым звеном круговорота S являются процессы аэробного окисления сульфида (сероводорода) до сульфата (SO 
) и анаэробного восстановления сульфата до сульфида. Эти реакции осуществляются соответствующими группами бактерий. Благодаря окислительно-восстановительным процессам происходит обмен серы между фондом доступного сульфата в аэробной зоне почвы и фондом сульфидов железа, расположенным глубоко в почве и в осадках. В результате микробного восстановления глубоководных отложений к поверхности воды движется H2S. Выделяющийся из воды сульфид окисляется до сульфата атмосферным кислородом.
Сульфат - основная форма серы, которая доступна автотрофам. Сера, как известно, входит в состав двух аминокислот (метионина и цистеина).
Круговорот серы находится под сильным влиянием антропогенной деятельности, в первую очередь, в результате сжигания ископаемого топлива. В органических энергоносителях всегда содержится то или иное количество серы, выделяющейся в виде диоксида, который, как и оксиды азота, токсичен для живых организмов. Диоксид серы способен интенсивно поглощаться надземным ассимиляционным аппаратом растений и в сильной степени подавлять процесс фотосинтеза вплоть до полной гибели листьев. Диоксид серы может реагировать с водяными парами атмосферы, образуя триоксид серы и далее - серную кислоту. Кроме того, большое количество серы как в элементарной форме, так и в виде соединений используется в качестве средств уничтожения вредителей и болезней растений, что приводит к загрязнению почв на больших площадях, а также к проникновению серы в грунтовые и поверхностные воды.