Основные принципы устойчивости биосферы.
Чтобы обеспечить дальнейшее сущ-ние и развитие БС необходимо непрерывный поток биологически важных в-в в природе. Кол-во в-ва конечно и хар-тся общими запасами. Потребление биологически важных в-в способствует истощению запасов, вымиранию ЖВ. Неиссякаемость того или иного в-ва достигается вовлечением его в KB (круговорот). Инициатором биохимического KB выступает органическое в-во.
KB - потреблении в-ва из ОС, использовании его в различных цепочках и возвращение обратно. Под действием спец. условий в-во трансформируется и возвращается в КВ. Бесконечность и неиссякаемость в-ва хар-тся способностью в-ва возвращаться в КВ. Циркуляция хим. в-ва в БС, переход из среды в организм и обратно - биохимическая циркуляция. Различают: большой KB - геологический KB в-в - существует млн. лет, перемещение в масштабах планеты под действием ветра, течений океана и т.д.; биологический KB - синтез и разложение органического вещества. По мере развития жизни из геолог. KB постоянно изымается всё больше эл-тов, к-ые вступают в новый биолог. КВ.
Зависит от: KB в-в (БС использует вещества в KB; биохимические циклы элементов отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных в-в), пирамиды энергии (при переходе с трофического уровня на более высокий 90% энергии теряется), приспособленности видов (виды вынуждены приспосабливаться к условиям жизни; эк. специфичность видов к изменчивости характеризуется эк. нишей), стабильности численности популяции (конкуренция и хищническое отношение м/у видами), видового разнообразия (фактор повышения устойчивости -экосистем к воздействию внешних факторов).
Чтобы обеспечить дальнейшее существование и развитие биосферы необходимо непрерывный поток биологически важных веществ в природе. Кол-во в-ва на планете ограничивается и характеризуется общим запасом. Неиссякаемость того или иного вещества, с развитием биосферы достигнет вовлечением его в Круговороты. 2 вида КВ-ов: геологический - перемещ-ие мин. соединений в масштабе всей планеты. Биологический - простое перемещение минерального вещества отлич, синтезом и разложением органических соединений. Инициатор (орган-ое в-во) -потребление в ОС мин. вещества, использует его в различных пищевых цепях и возвращает обратно. Трансформируясь оно снова может быть вовлечено в биологический КВ.
10. Биохимический круговорот веществ: круговорот кислорода.
Самый активный из НеМе после фтора, реагирует с боль-вом элем-ов. О2 на планете содержится в – газообразном состоянии, жидком (вода), тв. (оксиды). В биолог, цикле -Атмосферный О2. Скорость KB О2 - 2 тыс. лет, именно за это время весь О2 АС проходит ч/з живое вещество. Основной поставщик О2 на Земле - зеленые растения (синтез). Ежегодно они производят на суше 53*109 т О2, а в океанах – 414*109 т. Обмен - фотосинтеза, дыхания, горение и др.
Главный потребитель - животные, почвенные организмы и растения, использующие его в процессе дыхания. Процесс KB O2 в АС весьма сложен, т.к. он содержится в очень многих хим. соединениях. Восстановление - фотосинтез. В настоящее время при антропоген деятельности Ч наблюдается снижение кислорода в АС.
11. БКВ: круговорот углерода.
Содержание С: карбонаты - 99%, карбонатная система океанов - 0,66%, АС -0,01%. Активная часть составляет 0,1% от общего содержания. Содержится в земной коре (6,51016т), в АС (6-1011т), в ГС (1016т). Гл. источник KB в АС С в виде СО2.
KB: AC = (фотосинтез), растения = (поедание), животные (потребление органических соединений живых тканей) = (дыхание, гниение) окисление до СО2-»АС; AC =(фотосинтез), растения (отмиранин), полезные ископаемые = (горение, пром. использование)->АС. При разложении органических остатков образуется гумус. В ГС удлинение С связано со включение СО2 в карбонат известняков, кораллов, мела.
12. БКВ: круговорот азота.
Один из главных биогенных элементов, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, содерж-ся в тканях (является главным источником в KB). Доступен только в соединениях с Н2 и О2.
Фиксация- процесс превращения азота из Атмосферы в аммиак (восстановительный процесс). (Атмосферная (N2+O2) - под действием гроз, извержении вулканов; Биологическая -организмы поглощающие азот из атмосферы, азотофиксирующие организмы, анаэробные и аэробные организмы; промышленная производство минеральных удобрений, азотной кислоты).
Аммонификация- разложение органического вещества бактериями.
Нитрификация - NH3 -> NO2 -> NO3 (под действие бактерий идёт окисление азота до нейтронов).
Ценитрификщия- процесс восстановления (осуществляется многими бактериями в анаэробных условиях).
KB в биогеоценозах: АС-ый N2 = (фиксации, животный белок, растительный белок)->аммиак, нитраты, нитриты = (восстановление/денитрификация)-»белок->аммиак)/Атмосферный N2.
13. БКВ: круговорот фосфора.
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот и клеточных мембран 250-350мг в 100г сухого вещества. Человек - в костных тканях -5000мг в 100г, мозг - 4000мг в 100г. Основной источник фосфора - ЛС. В результате водной и почвенной эрозии он попадает и растворяется в почве и слабо растворим в воде. Чем больше кислотность тем больше раствор. Фосфор вымывается только поверхностными водами. Из-за слаборастворимости в воде фосфор накапливается на дне водотоков, отложение его на дне приводит к нарушению питательного режима в результате статификационных процессов. Статификация - процесс когда фосфор поднимается из глубинных слоев к поверхности. Растениям доступен в слабокислой среде в виде фосфата. В процессе питания фосфор поступает в организм животных (продуценты) из растений (консумены), при отмирании (редуценты) растений и животных органический фосфор минерализуется образованием фосфатов. Достаточно большая масса фосфора вымывается в океан. Фосфор также является источником эстрафирования. Эстрафирование -это подверженность стоячей воды в нарушении питательной среды водоёмов. Транспирация -белый (активный, ядовит, светится) и красный (менее активный, ядовит).
14. БКВ: круговорот серы.
Входит в аминокислоты, белки. Источником является ЛС. Массовая доля в растениях - 0,3%, в животных - 0,5, в морск.раст. - 1,2, в морск.жив. - 2%. Ч/з сульфаты сера попадает в живые организмы. При разложение органических остатков сера минерализуется. При разложении серы происходит формирование элементарной серы или сульфатов. Элементарная сера превращается в месторождения серы, а сульфаты образуют гипс. В анаэробных условиях разложение серы происходит до сероводорода. Нарушению KB способствуют теплоэлектростанции, сжигание топлива, гл. образом, угля. Получаются оксиды серы, следовательно, в АС образуются кислотные осадки. KB нарушен за счет антропогенной дея-тиЧ.
15. БКВ: круговорот воды.
Живые организмы на 70% состоят из воды. Испарение воды происходит из океана под действием солн. лучей, потом она конденсируется в облака и выпадает в виде осадков обратно в океан. С появлением жизни KB воды усложнился, добавилось испарение с листовой поверхности (транспирация). Например, с гектара пшеницы испаряется 2млн. кг воды, с капусты - 8млн. Перемешивание оксанических вод – бЗ года, подземных - 1400лет. Нарушение KB в результате антропогенной деятельности - осушение болот, вырубка леса, создание водохранилищ. Загрязнение водоемов нефтью снижает испарение. Влага-под действием ветра перенос-конденсация-выпадение осадков-речные системы в океан. Инфильтрация - просачивание воды через поверхность.