Biyolojik döngü

Biyolojik döngü kimyasal elementler bitkilerin yakaladığı güneş enerjisi sayesinde oluşur. Işıktaki bitkiler karbondioksit ve suyu emer, topraktaki mineralleri emer ve oksijeni serbest bırakır. Kara bitkileri atmosfere oksijen salar, su bitkileri ise suya oksijen salar. Karanlıkta bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve mikroplar hem karanlıkta hem de aydınlıkta oksijeni emer ve serbest bırakır. dış ortam karbon dioksit. Heterotrofik organizmalar esas olarak diğer maddeleri bitkilerden elde eder. Bitkiler ve hayvanlar tarafından oksijen ve karbondioksitin emilimi ve salınımı dengeli olduğundan, Dünya atmosferinin gaz bileşimi uzun süre oldukça sabit kalır.

Fotosentez işlemini gerçekleştiren yeşil bitkiler sayesinde biyosferde karmaşık moleküller yaratılır. organik madde. İçlerinde bulunan enerji, heterotrofik organizmalar tarafından hayati süreçler için kullanılır. Bu, biyosferdeki yeşil bitkilerin kozmik işlevidir. Canlı madde olmasaydı, güneş ışınının işi yalnızca gaz, sıvı ve katılar gezegenin yüzeyinde ve geçici ısınmalarında. Canlı madde, dev bir pil ve Güneş'ten gelen ışınım enerjisinin benzersiz bir transformatörü gibi davranır. Canlı madde olmadan güneş enerjisi, Dünya üzerinde kalamayacağı ve bunun için gerekli enerjiye dönüşemeyeceği için, Dünya üzerinde yaratıcı faaliyet gerçekleştiremez.

Güneş enerjisi öncelikle bitkiler tarafından yakalanır. Ancak her şey, içlerinde bulunan Güneş enerjisinin korunmasında ve dönüştürülmesinde, onu yüzey boyunca ve ayrıca gezegenin dışından daha derin katmanlarına doğru hareket ettirmede rol oynar. yaşam meselesi. Bu süreç organizmaların üremesi, ardından büyümesi ve hareketi yoluyla gerçekleştirilir. V.I.'ye göre üreme oranı. Vernadsky, biyosferdeki jeokimyasal enerjinin iletim hızıdır.

Biyojeosinoz

Biyosferin temel yapısal ve işlevsel birimi biyojeosinozdur. Organizmaların ve yaşam alanlarının karşılıklı olarak birbirine yakın bir şekilde uyum sağlaması biyojeosinozdadır ve bu sayede maddelerin biyolojik dolaşımı gerçekleşir - gezegendeki yaşamın sonsuzluğunun temeli. Biyolojik döngü sırasında sınırlı rezervler kimyasal maddeler Sürekli dairesel dolaşımda oldukları için sonsuzluk özelliğini kazanırlar. Bu nedenle maddelerin biyojeokimyasal döngüler halinde dolaşımı gerekli bir durum Biyosferin varlığı. Biyosferdeki maddelerin tüm döngüsü, tek bir enerji kaynağı olan Güneş sayesinde gerçekleşir. Gezegene giren güneş enerjisi miktarı ile üretilen canlı madde miktarı arasında yakın bir ilişki kurulmuştur. Böylece bilim adamlarının uzun yıllar süren araştırmaları sonucunda Farklı ülkeler Biyosferde yılda yaklaşık 150-200 milyar ton kuru organik maddenin oluştuğunu hesaplamak mümkündü. Dolayısıyla biyosfer doktrininin yaratılması insanlığın önemli bir başarısıydı. Birinci Canlı doğa abiyotik çevreyle yakından etkileşime giren bütünleşik bir sistem olarak görülmeye başlandı. VE. Vernadsky, yaşamın gezegensel ve kozmik önemi, canlı ve cansız doğanın ara bağlantısı ve etkileşimi hakkındaki modern bilimsel fikirlerin temellerini attı.

Bitkilerin doğadaki rolü

Yeşil bitkiler Dünya'da tüm canlı organizmaların varlığı için koşullar yaratır. Solunum için gerekli olan oksijeni serbest bırakırlar ve tüm hayvanlar için ana besin kaynağı olarak hizmet ederler. En kana susamış avcı bile avını besleyen bitkilere bağımlıdır.

Gaz bileşiminin oluşumu atmosferik hava Bilindiği gibi aynı zamanda doğrudan bitkilere de bağımlıdır. Yeşil bitkiler fotosentez işlemi sırasında yılda yaklaşık 510 ton serbest oksijen açığa çıkarır. Bir hektar mısır yılda 15 ton oksijen açığa çıkarır ve bu da 30 kişinin nefes almasına yeterlidir. Yaklaşık 2000 yılında atmosferik oksijenin tamamı yeşil maddeden geçer. Bitkiler 300 yıl içinde atmosferde ve sularda bulunan karbon miktarını emerler.Fotosentez ürünlerinin yıllık kimyasal enerjisi, 20. yüzyılın sonunda tüm enerji santrallerinin enerji üretiminden 1000 kat daha yüksekti. Dünyadaki bitkilerin fotosentez sürecinde yıllık 177 milyar tondan fazla organik madde oluşturduğu tespit edilmiştir.

Bitkiler toprağın en önemli parçası olan ve yüksek verimliliğini sağlayan humusun oluşumuna katılır. Birçok organik maddenin molekülleri, karbon, hidrojen ve oksijene ek olarak nitrojen, fosfor, kükürt ve sıklıkla diğer elementlerin (demir, kobalt, magnezyum, bakır) atomlarını içerir. Hepsi bitkiler tarafından topraktan çıkarılır veya su ortamı tuz iyonları formunda, esas olarak oksitlenmiş formda. Bitki örtüsü sürekli olarak bazı mineralleri topraktan emdiği ve bunları yiyecek olarak hayvanlara aktardığı için mineral tuzları toprağın yüzey katmanlarından yıkanmaz. Hayvanlar da tıpkı bitkiler gibi öldükten sonra mineralleri toprağa geri aktarırlar ve oradan da bitkiler tarafından emilirler.

Bitki örtüsünün iklim, su kütleleri, yaban hayatı ve yakından bağlantılı olduğu biyosferin diğer unsurları üzerinde büyük etkisi vardır. Bitkiler geniş arazilerde yaşar: tundralar, ormanlar, bozkırlar. Göletlerin, göllerin, bataklıkların, nehirlerin, denizlerin, okyanusların sulu geniş alanlarında yaşarlar ve hatta çıplak kayalar ve değişen kumlar üzerinde bile yaşayabilirler. İnsan müdahalesi olmadan üreyen ve yayılan bu tür bitkilere yabani bitki denir. Bugün dünya üzerinde yaklaşık 500 bin yabani bitki türü bilinmektedir.

Günümüzde bitkiler ve hayvanlar doğal çevreyi dönüştürüyor. Bunun bir örneği şöyle olabilir: Mercan resifleri okyanuslarda, bataklıklarda turba birikintileri, likenlerin yayılması, dağları yok eden alglerin yayılması ve mikroorganizmalar. Hemen hemen tüm kimyasal elementler biyolojik döngüye katılır periyodik tablo D.I. Mendeleev, ancak aralarında asıl hayati olanlar öne çıkıyor.

Karbon. Doğadaki karbon kaynakları çeşitli olduğu kadar çoktur. Bu arada, yalnızca atmosferde gaz halinde veya suda çözünmüş halde bulunan karbondioksit, onu canlıların organik maddesine dönüştürmenin temelini oluşturan karbon kaynağıdır. Bitkiler tarafından yakalanan karbondioksit, fotosentez sırasında şekere dönüştürülür ve diğer biyosentetik işlemlerle proteinlere, lipitlere vb. dönüştürülür. karbonhidrat beslenmesi hayvanlar ve yeşil olmayan bitkiler. Öte yandan, tüm organizmalar karbondioksit formunda karbonu solunum yapar ve atmosfere salarlar. Ölüm meydana geldiğinde, saprofajlar cesetleri ayrıştırıp mineralize ederek besin zincirleri oluştururlar; bu zincirlerin sonunda karbon sıklıkla karbondioksit şeklinde döngüye yeniden girer ("toprak solunumu" olarak adlandırılır). Ölü bitki ve hayvan artıklarının birikmesi karbon döngüsünü yavaşlatır: Toprakta yaşayan saprofit hayvanlar ve saprofitik mikroorganizmalar, toprağın yüzeyinde biriken kalıntıları humusa dönüştürür. Organizmaların humus üzerindeki etki oranı aynı olmaktan uzaktır ve karbonun nihai mineralizasyonuna yol açan mantar ve bakteri zincirleri farklı uzunluklardadır. Kural olarak humus hızla ayrışır.
Bazen zincir kısa ve eksik olabilir. Bu durumda tüketici zinciri, hava eksikliği veya çok yüksek asit nedeniyle hareket edemez, bunun sonucunda organik kalıntılar turba şeklinde birikerek turba bataklıkları oluşturur. Bazılarında turba bataklıkları Yemyeşil bir sphagnum yosunu örtüsüyle turba tabakası 20 m veya daha fazlasına ulaşır. Döngünün durduğu yer burasıdır. Fosil birikimleri organik bileşikler formda ve petrolde görülen oluşumlar, jeolojik zaman ölçeklerinde döngünün yavaşladığını göstermektedir.

Karbondioksitin tebeşir, kireçtaşı, dolomit veya mercan şeklinde birikmesi nedeniyle karbon döngüsü suda da yavaşlar. Genellikle bu karbon kütleleri döngünün tamamı boyunca döngünün dışında kalır. jeolojik dönemler deniz seviyesinin üzerine çıkana kadar. Bu andan itibaren kireçtaşının çözünmesi sonucu ve/veya likenlerin ve ayrıca çiçekli bitki köklerinin etkisi altında karbon ve kalsiyumun döngüye dahil edilmesi başlar.

AZOT. Azot döngüsü oldukça karmaşıktır. %78 oranında nitrojen içerir ancak canlı organizmaların büyük çoğunluğu tarafından kullanılabilmesi için belirli kimyasal bileşikler halinde sabitlenmesi gerekir. Azot fiksasyonu volkanik aktivite sırasında, atmosferdeki yıldırım deşarjları sırasında ve meteorların yanması sırasında meydana gelir. Ancak kıyaslanamayacak kadar daha yüksek değer Azot fiksasyonu sürecinde mikroorganizmalar hem serbest olarak yaşarlar hem de bazı bitkilerin köklerinde, bazen de yapraklarında yaşarlar. Serbest yaşayan bakterilerden nitrojen, aerobik organizmalar (yani oksijene erişimi olan yaşayanlar) ve ayrıca anaerobik organizmalar (yani oksijene erişimi olmayan yaşayanlar) tarafından sabitlenir. Bu tür serbest yaşayan bakteriler tarafından sabitlenen nitrojen miktarı, yılda 1 hektar başına 2 - 3 kg ile 5 - 6 kg arasında değişmektedir. Toprakta yaşayan mavi-yeşil alglerin nitrojen fiksasyonunda belli bir rol oynadığı anlaşılıyor.

Metabolik ürünler ve bitki ve hayvan kalıntılarıyla toprağa giren organik maddeler mineral maddelere ayrışır, bakteriler ise organik maddelerin nitrojenini amonyum tuzlarına dönüştürür.

Azotun değerliliğini geniş bir aralıkta değiştirebilme yeteneği, onun çeşitli organik bileşiklerin yaratılmasındaki özel rolünü belirler.

Yüzeyde büyük küre iyi biliniyor. Güneş enerjisinin neden olduğu su kütlelerinden buharlaşma atmosferik nem oluşturur. Bu nem, rüzgarın taşıdığı bulutlara yoğunlaşır. Bulutlar soğuduğunda yağış yağmur ve kar şeklinde düşer. Yağış toprak tarafından emilir veya yüzeyi üzerinden akar. Su denizlere ve okyanuslara geri döner. Bitkiler tarafından buharlaştırılan su miktarı genellikle fazladır. Bitkiler için çok fazla nem ve su varsa buharlaşma artar. Bir huş ağacı günde 75 litre, kayın ağacı - 100 litre, ıhlamur - 200 litre ve 1 hektar orman - 20 ila 50 bin litre suyu buharlaştırır. 1 hektar başına yaprak kütlesi sadece 4940 kg olan huş ormanı, günde 47 bin litre suyu buharlaştırırken, ladin ormanı 1 hektar başına iğne kütlesi 31 bin kg'dır. - Sadece 43 bin litre öküz tembellik içinde. Buğday, gelişme döneminde 1 hektar başına 3750 ton su kullanıyor, bu da 375 mm yağışa karşılık geliyor.

Kantitatif anlamda oksijen, canlı maddenin ana bileşenidir. Dokulardaki suyu da hesaba katarsak, örneğin insan vücudunda %62,8 oksijen ve %19,4 karbon bulunur. Bir bütün olarak ele alındığında oksijen, karbon ve hidrojenle karşılaştırıldığında ana elementtir.

Oksijen döngüsü, bu elementin çok sayıda oluşabilmesi nedeniyle karmaşıklaşır. kimyasal bileşikler. Sonuç olarak, atmosfer arasında veya bu iki ortam arasında birçok ara döngü ortaya çıkar.

Oksijen belirli bir konsantrasyondan itibaren aerobik organizmalarda bile hücre ve dokular için oldukça toksiktir. Fransız bilim adamı Louis Pasteur (1822 - 1895), hiçbir canlı anaerobik organizmanın atmosferik oksijeni %1 aşan oksijen konsantrasyonlarına (Pasteur etkisi) dayanamayacağını kanıtladı.

Oksijen döngüsü esas olarak atmosfer ve canlı organizmalar arasında gerçekleşir. Fotosentez sırasında oksijenin gaz halinde üretilip salınması süreci, solunum sırasında tüketilmesi sürecinin tam tersidir. Bu durumda organik maddeler yok olur ve oksijen, hidrojenle etkileşime girer. Bazı açılardan oksijen döngüsü karbondioksitin ters döngüsüne benzer: birinin hareketi diğerinin hareketinin tersi yönde gerçekleşir.

Kükürt. Bu elementin döngüsünün baskın kısmı tortul niteliktedir ve toprakta ve suda meydana gelir. Canlıların kullanabileceği ana kükürt kaynağı her türlü sülfattır. Birçok sülfatın sudaki iyi çözünürlüğü, inorganik kükürtün ekosistemlere erişimini kolaylaştırır. Bitkiler, sülfatları emerek onları onarır ve kükürt içeren amino asitler üretir.

Biyosenozun çeşitli organik atıkları, sonuçta toprakta bulunan sülfoproteinlerden hidrojen sülfit üreten bakteriler tarafından ayrıştırılır. Bazı bakteriler aynı zamanda anaerobik koşullar altında indirgedikleri sülfatlardan hidrojen sülfit de üretebilirler. Bu bakteriler metabolizmaları için gerekli enerjiyi sülfatlardan yararlanarak elde ederler.

Öte yandan, hidrojen sülfiti yeniden sülfatlara oksitleyebilen bakteriler de var ve bu da üreticilerin kullanabileceği kükürt arzını yeniden artırıyor. Bu tür bakterilere kemosentetik denir, çünkü ışığın katılımı olmadan yalnızca basit kimyasalların oksidasyonu yoluyla hücresel enerji üretebilirler. Yani biyosferde tortul kayaçlar Esas olarak pirit formunda oluşan kükürtün ana rezervlerini ve aynı zamanda alçıtaşı gibi sülfatları da içerir.

Fosfor. Fosfor döngüsü nispeten basit ve çok eksiktir. Fosfor, içinde oldukça fazla miktarda bulunan canlı maddenin ana kurucu unsurlarından biridir. Büyük miktarlar. Canlıların kullanabileceği fosfor rezervlerinin tamamı litosferde yoğunlaşmıştır. İnorganik fosforun ana kaynakları magmatik kayaçlar (örneğin apatit) veya tortul kayaçlardır (örneğin fosforitler). Mineral fosfor, biyosferde nadir bulunan bir elementtir; yer kabuğunda %1'den fazlası yoktur, bu da çok sayıda ekosistemin üretkenliğini sınırlayan ana faktördür. Kayalardan inorganik fosfor yerkabuğu Kıtasal sularda süzülüp çözünerek dolaşıma karışır. Karasal ekosistemlere girer, katılımıyla çeşitli organik bileşikleri sentezleyen ve dolayısıyla trofik ilişkilere dahil olan bitkiler tarafından emilir. Daha sonra organik fosfatlar, canlıların cesetleri, atıkları ve salgılarıyla birlikte toprağa geri gönderilir, burada tekrar mikroorganizmalara maruz kalırlar ve mineral ortofosfatlara dönüştürülerek yeşil bitkiler ve diğer ototroflar (Yunan ototroflarından) tarafından tüketime hazır hale getirilirler. ve kupa - yiyecek, beslenme).

Fosfor, akan sular yoluyla su ekosistemlerine getirilir. Nehirler okyanusları sürekli olarak fosfatlarla zenginleştirir, bu da fitoplanktonların ve okyanuslarda bulunan canlı organizmaların gelişimini destekler. çeşitli seviyeler tatlı su veya deniz sularının besin zincirleri. Peyzajdaki herhangi bir kimyasal elementin geçmişi, ölçek ve süre açısından değişen sayısız döngüden oluşur. Zıt süreçler (biyojenik birikim ve mineralizasyon) atomların tek bir biyolojik döngüsünü oluşturur.

Tundra manzaraları soğuk ve kısa süreli koşullarda oluşur yazın ve dolayısıyla verimsizdir. Alçak topraklar tundranın birçok özelliğinin temel nedenidir. “Yaşam dalgaları” aynı zamanda ısı açığıyla da ilişkilidir: yıllar içinde daha fazla sıcak yaz canlı madde üretimi artar. Bazı bitkiler sadece tundrada çiçek açar uygun yıllar(örneğin, Kuzey Kutbu tundrasındaki ateş otu). Tundradaki bitkiler yavaş büyür. Likenler yılda 1-10 mm kadar büyür; 83 mm gövde çapına sahip ardıç 544'e kadar yıllık halkaya sahip olabilir. Bu sadece etki değil Düşük sıcaklık aynı zamanda yeterli besin eksikliği.

Birçok tundrada yosunlar ve likenler önemli bir rol oynamaktadır. Bunların hakim olduğu manzaralar var.

Tundrada bitki biyokütlesi 170,3 u/ha'dır ve bunun %72'si yeraltı kısmındadır. Biyokütledeki yıllık artış 23,5 c/ha, yıllık çöp ise 21,9 c/ha'dır. Böylece, büyüme ve çöp arasındaki farka eşit olan gerçek artış çok küçüktür - 1,6 c/ha (kuzey taygada - 10 c/ha, güney taygada - 30 c/ha, nemli tropik bölgelerde - 75 c/ha) c/ha).

Düşük sıcaklık nedeniyle, tundradaki organizma kalıntılarının ayrışması yavaştır; birçok mikroorganizma grubu işlev görmez veya çok zayıf çalışır (lifi parçalayan bakteriler vb.). Bu da yüzeyde ve toprakta organik madde birikmesine neden olur.

Rusya'daki geniş yapraklı ormanlar Avrupa kısmında dağıtılmaktadır. Bunların hepsi nemli ılıman-sıcak iklimin bölgeleridir. Buradaki biyokütle, nemli tropik bölgelerden (3000-5000 c/ha) çok daha az değildir, ancak yıllık üretim ve yeşil özümseyen kütle birkaç kat daha azdır. Ürünler 80 ila 150 c/ha arasında değişir (nemli tropik bölgelerde - 300 - 500 c/ha), meşe ormanlarındaki yeşil özümseyen kütle biyokütlenin %1'ini oluşturur ve 40 c/ha'ya (%8 ve 400 c/ha) ulaşır. nemli tropik bölgelerde).

Geniş yapraklı ağaçlar kül açısından, özellikle de yapraklar (%5'e kadar) açısından nispeten zengindir. Yaprakların külünde çok fazla Ca bulunur - kuru madde başına% 20'ye veya% 0,6 - 3,8'e kadar, daha az K (% 0,15 - 2,0) ve Si (% 0,4 - 2,8), hatta daha az Mg , A1, P, yanı sıra Fe, Mn, Na, C1.

Tayga'da biyokütle nemli tropik bölgelere ve yaprak döken ormanlara göre çok daha düşük değildir. Güney taygada biyokütle 3000 c/ha'yı aşıyor ve yalnızca kuzey taygada 500 - 1500 c/ha'ya düşüyor. Taygadaki zoomass ihmal edilebilir düzeydedir (güney taygada - biyokütlenin %0,01'i).

Biyokütlenin %60'ından fazlası, lif (yaklaşık %50), lignin (%20-30), hemiselüloz (%10'dan fazla) içeren ahşapla temsil edilir.

Güney taygadaki yıllık üretim hemen hemen aynıdır. Yaprak döken ormanlar(meşe ormanlarında 85 c/ha'ya karşı 90 c/ha), kuzey taygada - çok daha az (40 - 60 c/ha). Güney taygadaki bitki çöpü meşe ormanlarındakinden daha azdır ve 55 c/ha'ya eşittir (meşe ormanlarında 65 c/ha); kuzey taygada ise daha da azdır - 35 c/ha.

Nemli tropikler işgal ediyor geniş alanlar ekvatorda, güney ve güneyde, orta ve. Geçmiş jeolojik çağlarda (Devoniyen'in sonundan itibaren) daha da yaygındılar. Burada ısı bolluğu yağış bolluğuyla birleşiyor; ısı ve nem atomların tek biyolojik döngüsünü sınırlamaz. atomlar yıl boyunca aynı yoğunlukta meydana gelir, göçün periyodikliği zayıf bir şekilde ifade edilir.
Isı ve nemin bolluğu, nemli tropik bölgelerde yıllık büyük miktarda canlı madde üretimini belirler. Buradaki üretim miktarı yaprak döken ormanlara ve taygaya göre 2 - 3 kat daha fazla olup 300 - 500 c/ha'ya ulaşmaktadır. Biyokütlenin üretime oranı, yer üstü ve yer altı, yeşil ve yeşil olmayan biyokütle ve diğer birçok gösterge açısından nemli tropikler diğer nemli orman manzaralarından da önemli ölçüde farklı değildir. Ancak biyokütledeki potasyum miktarı bakımından nemli tropikler, nemli tropiklerden farklıdır. Yaprak döken ormanlar. Nemli tropik bölgelerdeki hayvanların biyokütlesi, biyokütlenin yaklaşık %1'idir (45 c/ha). Bunlar esas olarak termitler, karıncalar ve diğer alt hayvanlardır. Bu göstergeye göre nemli tropikler, yalnızca 3,6 c/ha zoomass'ın (biyokütlenin %0,01'i) biriktiği taygadan keskin biçimde farklıdır. Büyük bir organik madde kütlesinin ayrışması, suyu karbondioksit ve organik asitlerle doyurur. Biyolojik döngü sırasında suya giren ana elementler Si ve Ca, K. Mg, Al, Fe, Mn, S'dir. Yapraklarda tropik ağaçlar yüksek Si içeriği. Biyolojik döngü sırasında yağmur suyu, yapraklardan büyük miktarda N, P, K, Ca, Mg, Na, CI, S ve diğer elementleri yıkar.

Bozkırlar ve çöller birçok özellik bakımından birbirine benzer. Bozkırlardaki biyokütle, orman alanlarına göre çok daha azdır - 100 ila 350 c/ha arası. Çoğu, ormanların aksine köklerde yoğunlaşmıştır (%70 - 90). Bozkırlardaki hayvanların biyokütlesi yaklaşık %6'dır. Yıllık üretim 13 - 50 c/ha, yani biyokütlenin %30 - 50'sidir.

Her yıl, bozkırlardaki atomların biyolojik döngüsüne yüzlerce kilogram suda çözünebilen madde (1 ha başına) dahil olur; yani taygadakinden önemli ölçüde daha fazla (çayır bozkırları - 700 kg/ha; güney tayga - 155 kg/ha). Ha). İÇİNDE Çayır bozkırlarıÇöple birlikte yılda 700 kg/ha suda çözünür madde ve 150 kg/ha kuru madde (güney tayganın ladin ormanlarında - 120 kg/ha) geri verilmektedir. Altlıkta bazlar, organik asitleri tamamen nötralize ederek önemli bir rol oynar.

Orman manzaralarının aksine, bozkır toprakları biyokütleden 20 - 30 kat daha fazla organik madde biriktirir (çayır bozkırlarında - 8000 c/ha'ya kadar humus; kuru bozkırlarda - 1000 - 1500 c/ha). Bozkırlar ve çöller için en karakteristik elementler, tuzlanma sırasında sularda, toprakta ve hava koşullarından kaynaklanan ürünlerde biriken Ca, Na ve Mg'dir.

Mineral bileşimlerine göre tüm bozkır otları üç gruba ayrılır: Si içeriği yüksek ve N içeriği düşük olan otlar; önemli miktarda K, Ca ve N içeren baklagiller; forbs bir ara pozisyon işgal ediyor.

Maddeler canlı organizmalara topraktan, havadan ve sudan girer. Su okyanuslardan buharlaşarak atmosferin katmanlarına yükselerek yağmuru oluşturur. Yeşil bitkiler toprağa giren suyu kullanır. Yaşamsal fonksiyonlarını sürdürürken aynı zamanda yaşam için gerekli olan oksijeni de serbest bırakırlar. Aynı zamanda oksijene maruz kalmadan bitkilerin ayrışması ve çürümesi süreçleri gerçekleşemez. Dünya'da yaşamı mümkün kılan bu kısır döngünün adı nedir ve özellikleri nelerdir?

Ekolojinin ana kavramı

Biyolojik döngü, gezegenimizdeki yaşamın kökeni ile eş zamanlı olarak ortaya çıkan ve canlı organizmaların katılımıyla ortaya çıkan kimyasal elementlerin dolaşımıdır.

Madde döngüsünün doğasında bulunan modeller, Dünya'daki yaşamı sürdürmenin temel sorunlarını çözer. Sonuçta hisse senetleri besinler Dünya'nın tüm yüzeyinde çok büyük olmalarına rağmen sınırsız değiller. Eğer bu rezervler sadece canlılar tarafından tüketilseydi, bir anda hayatın sona ermesi gerekirdi. Bilim adamı R. Williams şunu yazdı: "Sınırlı bir niceliğin sonsuzluk özelliğine sahip olmasına izin veren tek yöntem, onun kapalı bir eğri çizgi boyunca dönmesini sağlamaktır." Yaşamın kendisi bu yöntemin Dünya'da kullanılması gerektiğine karar verdi. Organik madde yeşil bitkiler tarafından oluşturulurken, yeşil olmayan madde parçalanır.

Biyolojik döngüde her canlı türü kendi yerini alır. Yaşamın ana paradoksu, onun yıkım ve sürekli çürüme süreçleriyle sürdürülmesidir. Karmaşık organik bileşikler er ya da geç yok edilir. Bu sürece, enerjinin salınması ve canlı bir organizmanın bilgi özelliğinin kaybı eşlik eder. Mikroorganizmalar, maddelerin biyolojik döngüsünde ve yaşamın gelişiminde büyük bir rol oynar - herhangi bir yaşam biçiminin biyotik döngüye dahil olması onların katılımıyla olur.

Biyozincir bağlantıları

Mikroorganizmaların yaşam döngüsünde bu kadar önemli bir yer işgal etmelerini sağlayan iki özelliği vardır. Öncelikle değişen çevre koşullarına çok çabuk uyum sağlayabiliyorlar. İkincisi, enerji rezervlerini yenilemek için karbon dahil çok çeşitli maddeleri kullanabilirler. Yüksek organizmaların hiçbiri bu özelliklere sahip değildir. Yalnızca mikroorganizmalar krallığının temel temeli üzerinde bir üst yapı olarak var olurlar.

Çeşitli biyolojik sınıflara ait bireyler ve türler, madde döngüsünün halkalarıdır. Ayrıca kullanarak birbirleriyle etkileşime girerler. çeşitli türler bağlantılar. Maddelerin döngüsü gezegen ölçeği doğadaki özel biyolojik döngüleri içerir. Esas olarak besin zincirleri aracılığıyla gerçekleştirilirler.

Ev tozunun tehlikeli sakinleri

Saprofitler (kalıcı "sakinler") biyolojik döngüde de önemli bir rol oynar. ev tozu. Ev tozunun bir parçası olan çeşitli maddelerle beslenirler. Aynı zamanda saprofitler alerjiye neden olan oldukça zehirli dışkılar üretir.

İnsan gözünün göremediği bu yaratıklar kimlerdir? Saprofitler örümcekgiller familyasına aittir. Bir insana hayatı boyunca eşlik ederler. Sonuçta toz akarları, insan derisini de içeren ev tozuyla beslenir. Bilim adamları, saprofitlerin bir zamanlar kuş yuvalarının sakinleri olduğuna ve daha sonra insan evlerine "taşındığına" inanıyor.

Biyolojik döngüde büyük rol oynayan toz akarları, 0,1 ila 0,5 mm arasında çok küçük boyutlara sahiptir. Ancak o kadar aktifler ki, bir toz akarı sadece 4 ayda yaklaşık 300 yumurta bırakabilir. Bir gram ev tozu birkaç bin akar içerebilir. Bir evde kaç tane toz akarının olabileceğini hayal etmek imkansızdır çünkü bir insanın evinde bir yılda 40 kg'a kadar tozun birikebileceğine inanılmaktadır.

Ormanda bisiklet sürmek

Ormanda biyolojik döngü vardır en yüksek güç Ağaç köklerinin toprağın derinliklerine nüfuz etmesi nedeniyle. Bu döngüdeki ilk bağlantının genellikle rizosfer bağlantısı olarak adlandırıldığı kabul edilir. Rizosfer, bir ağacın etrafındaki ince (3 ila 5 mm) toprak tabakasıdır. Bir ağacın köklerinin etrafındaki toprak (veya "rizosfer toprağı") tipik olarak kök sızıntıları ve çeşitli mikroorganizmalar açısından çok zengindir. Rizosfer bağlantısı canlı ve cansız doğa arasında bir tür kapıdır.

Tüketim bağlantısı topraktaki mineralleri emen köklerdedir. Maddelerin bir kısmı çökelme yoluyla toprağa geri yıkanır, ancak besinlerin çoğu iki işlemle (dökülme ve çürüme) geri döndürülür.

Çöp ve atıkların rolü

Çürüme ve çürüme var farklı anlam Maddelerin biyolojik döngüsünde. Çöp, ağaç kozalakları, dallar, yapraklar ve çim artıklarını içerir. Araştırmacılar ağaçları çöplere dahil etmiyor; bunlar çöp olarak sınıflandırılıyor. Çürümenin ayrışması onlarca yıl alabilir. Bazen çöpler diğer ağaç türleri için besin maddesi olarak kullanılabilir; ancak bu ancak belirli bir ayrışma aşamasına ulaştıktan sonra mümkündür. Atık kül sınıfına ait birçok maddeyi içermektedir. Yavaş yavaş toprağa girerler ve bitkiler tarafından daha sonraki yaşam için kullanılırlar.

Çöp neye bağlı?

Çöpün biyolojik döngüde biraz farklı bir anlamı vardır. Bir yıl içinde hacminin tamamı çöp tabakasına geçer ve tamamen ayrışmaya uğrar. Kül elementleri biyotik dolaşıma çok daha hızlı girer. Ancak aslında çöp, yapraklar ağaç üzerindeyken bile biyolojik döngünün bir parçasıdır. Çöp oranı birçok faktöre bağlıdır: iklim, mevcut hava durumu ve önceki yıllar, böcek sayısı. Orman tundrasında birkaç merkeze ulaşır, ormanlarda ise ton cinsinden ölçülür. Ormanlardaki en büyük çöp miktarı ilkbahar ve sonbaharda ortaya çıkar. Bu rakam aynı zamanda yıllara göre de değişmektedir.

İğnelerin ve yaprakların organik bileşimi ise döngü sırasında aynı değişikliklere uğrar. Çöpün aksine yeşil yapraklar genellikle fosfor, potasyum ve nitrojen bakımından zengindir. Çöp genellikle kalsiyum açısından zengindir. Böceklerin ve hayvanların biyolojik döngü üzerinde büyük etkisi vardır. Örneğin yaprak yiyen böcekler bunu önemli ölçüde hızlandırabilir. Bununla birlikte, devir hızı üzerindeki en büyük etki, altlığın ayrışması sırasında hayvanlar tarafından gerçekleştirilir. Larvalar ve solucanlar çöpü yiyip ezer ve toprağın üst katmanlarına karıştırır.

Doğada fotosentez

Bitkiler enerji rezervlerini yenilemek için enerji rezervlerini kullanabilirler. Güneş ışığı. Bunu iki aşamada yapıyorlar. İlk aşamada ışık yapraklar tarafından yakalanır; ikincisinde enerji, karbon tutumu ve organik maddelerin oluşumu için kullanılır. Biyologlar yeşil bitkilere ototrof diyorlar. Onlar tüm gezegendeki yaşamın temelidir. Ototroflar fotosentez ve biyolojik dolaşımda büyük öneme sahiptir. Enerjiyi güneş ışığından karbonhidrat oluşumu yoluyla depolanmış enerjiye dönüştürürler. Bunlardan en önemlisi şeker glikozudur. Bu sürece fotosentez denir. Diğer sınıflara ait canlı organizmalar, bitkileri yiyerek güneş enerjisine erişebilirler. Böylece maddelerin dolaşımını sağlayan bir besin zinciri ortaya çıkar.

Fotosentez kalıpları

Fotosentez sürecinin önemine rağmen, uzun zamandır keşfedilmemiş olarak kaldı. Sadece 20. yüzyılın başında İngiliz bilim adamı Frederick Blackman, bu süreci kurmanın mümkün olduğu çeşitli deneyler gerçekleştirdi. Bilim adamı ayrıca bazı fotosentez modellerini de ortaya çıkardı: Düşük ışıkta başladığı, ışık akışlarıyla birlikte yavaş yavaş arttığı ortaya çıktı. Ancak bu yalnızca belirli bir seviyeye kadar gerçekleşir ve bu noktadan sonra artan ışık artık fotosentezi hızlandırmaz. Blackman ayrıca artan ışıkla birlikte sıcaklığın kademeli olarak arttırılmasının fotosentezi desteklediğini de buldu. Düşük ışıkta sıcaklığın artırılması bu süreci hızlandırmaz, düşük sıcaklıkta ışığın artırılması da bu süreci hızlandırmaz.

Işığı karbonhidratlara dönüştürme süreci

Fotosentez, güneş ışığından gelen fotonların bitkilerin yapraklarında bulunan klorofil moleküllerine çarpmasıyla başlar. Bitkilere rengini veren klorofildir yeşil renk. Enerji yakalama, biyologların Fotosistem I ve Fotosistem II adını verdikleri iki aşamada gerçekleşir. İlginç bir şekilde, bu fotosistemlerin sayıları bilim adamlarının onları keşfetme sırasını yansıtıyor. Bu, bilimdeki tuhaflıklardan biridir, çünkü reaksiyonlar ilk önce ikinci fotosistemde ve daha sonra ilk fotosistemde meydana gelir.

Güneş ışığının bir fotonu, yaprakta bulunan 200-400 kadar klorofil molekülüyle çarpışır. Bu durumda enerji hızla artar ve klorofil molekülüne aktarılır. Bu süreç eşlik ediyor Kimyasal reaksiyon: Klorofil molekülü iki elektronu kaybeder (sırasıyla, başka bir molekül olan “elektron alıcısı” olarak kabul edilirler). Ayrıca bir foton klorofil ile çarpıştığında su oluşur. Güneş ışığının karbonhidratlara dönüştüğü döngüye Calvin döngüsü denir. Fotosentezin ve maddelerin biyolojik döngüsünün önemi göz ardı edilemez; bu süreçler sayesinde yeryüzünde oksijen mevcuttur. İnsanlar tarafından elde edilen mineral kaynaklar - turba, yağ - aynı zamanda fotosentez işlemi sırasında depolanan enerjinin taşıyıcılarıdır.

Doğadaki döngüler ve enerjinin bir durumdan diğer duruma geçişi doğal bir süreçtir. Bu süreç kurulduğu günden bu yana devam ediyor coğrafi zarf yüz milyonlarca yıldır ve devam edecek. İnsan faaliyetinin doğal döngüler üzerindeki etki süresi, dünyevi kürelerin oluşum ve varoluş zamanıyla karşılaştırıldığında çok kısadır; bir an. Ancak buna rağmen insanın hızla artan etkisi modern sahne küresel boyutlara ulaşıyor.

Günümüzde insan ekonomik faaliyetleri kaya döngüsünü etkileyerek aşınma süreçlerini hızlandırıyor. Tarlaların sürülmesi, sulama, sulama, drenaj ve diğer imha yolları toprak örtüsü nehir çökeltilerinin artması, akan sular ve rüzgarlar yoluyla mineral parçacıklarının kara yüzeyinden uzaklaştırılması. Bunun sonucunda okyanus ve denizlerde, göllerde ve çöküntülerde sedimantasyon yoğunluğu artar. yeryüzü. Ayrıca sivil ve endüstriyel inşaatlar, kanal inşaatları, rezervuarlar, hidroelektrik santraller, yollar, madencilik ve diğer işler araziyi giderek değiştiriyor.

Yakıt ve enerji kaynaklarının gelişmesi ve yakılması, yakıt ve enerji kaynaklarında değişikliklere yol açmaktadır. doğal çevre ve rölyefin soyulmasına katkıda bulunur.
İnsanın atmosferik dolaşım üzerindeki etkisi, Dünya'nın ikliminde değişikliklere neden olur. Modern koşullarda, insan ekonomik faaliyetinin bir sonucu olarak küresel iklimi değiştirmenin üç yolu vardır:

atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonunda bir artış;
atmosferdeki serbest enerji miktarında artış;
atmosferik aerosollerin konsantrasyonunda artış.

Sürekli artan hacimlerde yakma kömür Petrol ve gaz, atmosferik karbondioksit konsantrasyonunu arttırır ve bu da gezegenimizin ikliminde önemli değişikliklere yol açabilir. Karbondioksit (CO2), kısa dalga radyasyonunu serbestçe iletme ve uzun dalga radyasyonunu engelleme özelliğine sahiptir. Dolayısıyla güneş ışınımını serbestçe iletirken, Dünya'dan yansıyan uzun dalga ışınımı da engeller. Bir "sera etkisi" yaratılır. Sonuç olarak atmosferin yüzey katmanında aşırı ısı oluşur ve bu da iklim değişikliğine katkıda bulunabilir.

İklim değişikliğinin ikinci yolu da insanın ekonomik faaliyetleriyle ilişkilidir. biliniyor ki modern üretim yapay olarak üretilen enerjinin önemli bir kısmını tüketir. Kullanım talebi arttıkça enerji üretim hızı da sürekli artmaktadır. Bu enerji aynı zamanda atmosferin yüzey katmanının "ısınmasına" da yol açabilir. Atmosferi güneş enerjisiyle birleştirilmiş ek enerjiyle ısıtmak, gezegenin iklimini değiştirebilir.

Aerosollerin yapay birikiminin iklim üzerinde ikili bir etkisi olabilir. İnsan ekonomik faaliyetinin bir sonucu olarak, atmosferik aerosollerin konsantrasyonu giderek artmaktadır. Aerosol parçacıkları serbest nüfuzu geciktirir Güneş radyasyonu herhangi bir dalga boyu. Bu nedenle, atmosferdeki aerosollerin artması güneş ışınlarını engelleyebilir ve enerji eksikliği nedeniyle dünya yüzeyinin iklimi soğumaya doğru değişme riski taşır. Öte yandan yapay aerosoller, uzun dalga boylu radyasyonun Dünya'yı terk etmesini önleyerek iklimin ısınmasına katkıda bulunabilir.

Doğadaki su döngüsü üzerindeki ana insan etkisi türleri, geri dönüşü olmayan su tüketimi de dahil olmak üzere su tüketimindeki yıllık artış, nehir akışının istenen yönde düzenlenmesi, rezervuarların inşası ve bölgelerin doğal nem rejiminin bozulmasıdır. Tarım. Bu tür insan faaliyetlerinin bir sonucu olarak, bazı bölgelerde çiçek açan vahalar ortaya çıkıyor, diğerlerinde ise ekolojik felaketler. Örneğin Aral Gölü ve Aral Gölü bölgesinin mevcut durumu doğrudan insan faaliyetleriyle ilgilidir. Aral Gölü, insan ekonomik faaliyetinin su dengesinin nasıl bozulmasına yol açtığının açık bir örneğidir.

İnsanoğlu henüz okyanus sularının dolaşımında değişiklik yapmadı. Ancak bilim ve teknolojinin mevcut düzeyiyle bu süreçte pekala değişiklikler yapabilir. Örneğin değişim projeleri uzun süredir var iklim koşulları Arktik Okyanusu kıyıları, böylece buz rejimini ** etkileme fırsatına sahip oluyor kıyı denizleri Kuzey Denizi Rotası'nın seyir süresini uzatmak. Bu soru popüler bilim literatüründe de gündeme getirilmektedir. Projenin özü şu: Asya ile Amerika kıyılarını birbirine bağlayan Bering Boğazı'na bir baraj inşa etmek ve Arktik Okyanusu'ndan suyu Kuzey Buz Denizi'ne pompalamak. Pasifik Okyanusu. Belirli bir süre sonra, sıcak Körfez Akıntısı normalden daha ileri, Rusya kıyılarına doğru yoluna devam edecek. Ve Rusya'nın kuzey kıyılarının iklimi Norveç kıyılarındakiyle aynı olacak. İnsanlık zaten bunu uygulayabilecek kapasitededir. benzer projeler ancak bunun neye yol açabileceğini tahmin etmek zordur.

Doğal döngüler arasında biyolojik döngü ve kimyasal elementlerin göçü en çok insanlardan etkilenir. İnsanlar geniş alanlardaki ormanları ve savanları yakarak, bozkırları ve çayırları sürerek biyolojik döngüyü etkiler.
Enerji kaynaklarının yakılmasıyla atmosfere antropojenik kökenli karbondioksit (CO2) salınır. metalurji işletmeleri, V kimyasal endüstri vesaire. Doğal karbondioksit üretiminin antropojenik emisyonlara oranı 1:200'dür. Üstelik bu oranın sağ tarafı sürekli büyüyor.

Karbondioksitin ana "tüketicisi" fotosentezdir. Fosil yakıtların yakılması, ormansızlaşma, Orman yangınları fotosentez sırasında bu gazın doğal "tüketimini" azaltır ve serbest atmosferdeki konsantrasyonunu arttırır.
Fotosentez sonucunda her yıl büyük miktarda oksijen (02) üretilerek, bu gazın doğadaki istikrarlı dengesi ve tüm canlı organizmaların özgürce nefes alabilmesi sağlanır. Ekonomik aktivite insan oksijen döngüsünü etkiler ve esas olarak doğal rezervlerini azaltır. Yanma süreci, orman alanının azalması, Dünya Okyanusu yüzeyinin kirlenmesi ve insan faaliyetleriyle ilişkili diğer süreçler atmosferik oksijen miktarını azaltır.

İnsan ekonomik faaliyetleri aynı zamanda doğadaki nitrojen (N) döngüsünü de etkilemektedir. Bu gaz endüstriyel olarak büyük miktarlarda üretilir. Azot içeren gübreler esas alınarak üretilir. İnsanlar bu gübreleri toprağa uygulayarak ve tarlalara dağıtarak doğal nitrojen döngüsünü gözle görülür şekilde değiştiriyorlar. Azotlu gübrelerin yoğun kullanımı, gıda ürünlerine nitrat bulaşması sorununun ortaya çıkmasına neden olmuştur. Kişi başına günlük nitrat normunun üst sınırı belirlendi Dünya Örgütü sağlık (WHO), 325 mg'a eşittir. Çevre dostu ürünler kullanıldığında kişi, %60-70'i sebzelerden olmak üzere günde yaklaşık 100-200 mg nitratı sağlığa zarar vermeden tüketmektedir. Tahıllar, meyveler, meyveler, et ve balıklar az miktarda nitrat içerir.

Ürünler nitratlarla "aşırı gübrelenmiş" topraklarda yetiştirilirse normdan 2-5 kat daha yüksek bir doz alabiliriz. Üstelik tek seferlik bir "vole" şeklinde. Bu zaten tehlikelidir çünkü vücudun fazla nitratları kullanacak zamanı yoktur. Sağlığa tehdit oluşturan nitratlardır, çünkü kana emildiğinde solunum enzimlerini devre dışı bırakırlar, bu da kandaki hemoglobin içeriğinin azalmasına ve taşıma fonksiyonunun bozulmasına yol açar.

İnsan faaliyetinin doğadaki kimyasal elementlerin göçü üzerinde büyük etkisi vardır. Şu anda, gezegende keşfedilen kimyasal elementlerin çoğu, insan faaliyetleri nedeniyle bir dereceye kadar doğada dağılmış veya Dünya'nın belirli noktalarında ve bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Her ikisi de Negatif etki bizim çevre ve bu süreç ivme kazanıyor.

Bu çalışmada sizi biyolojik döngünün ne olduğunu düşünmeye davet ediyoruz. Gezegenimiz için işlevleri ve önemi nelerdir? Uygulamada enerji kaynağı konusuna da dikkat edeceğiz.

Biyolojik döngüyü ele almadan önce bilmeniz gereken başka bir şey de gezegenimizin üç kabuktan oluştuğudur:

• litosfer ( Sert kabuklu kabaca söylemek gerekirse, üzerinde yürüdüğümüz zemin budur);
• hidrosfer (tüm suyun atfedilebileceği yer, yani denizler, nehirler, okyanuslar vb.);
• atmosfer (gazlı kabuk, soluduğumuz hava).

Tüm katmanlar arasında net sınırlar vardır ancak bunlar herhangi bir zorlukla karşılaşmadan birbirlerine nüfuz edebilirler.

Maddelerin döngüsü

Bütün bu katmanlar biyosferi oluşturur. Biyolojik döngü nedir? Bu, maddelerin biyosfer boyunca, yani toprakta, havada ve canlı organizmalarda hareket ettiği zamandır. Bu sonsuz dolaşıma biyolojik döngü denir. Her şeyin bitkilerde başlayıp bitkilerde bittiğini bilmek de önemlidir.

Bunun altında inanılmaz derecede karmaşık bir süreç yatıyor. Topraktan ve atmosferden gelen her türlü madde bitkilere, ardından diğer canlı organizmalara girer. Daha sonra onları emen bedenlerde aktif olarak başkalarını üretmeye başlarlar. karmaşık bağlantılar, ardından ikincisi dışarıdan seçilir. Bunun gezegenimizdeki her şeyin birbirine bağlılığını ifade eden bir süreç olduğunu söyleyebiliriz. Organizmalar birbirleriyle etkileşim halindedir; bugüne kadar var olmamızın tek yolu budur.

Atmosfer her zaman bildiğimiz gibi değildi. Daha önce hava kabuğumuz mevcut olandan çok farklıydı, yani karbondioksit ve amonyakla doyurulmuştu. Peki nefes almak için oksijeni kullanan insanlar nasıl ortaya çıktı? Atmosferimizin durumunu insanlar için gerekli şekle getirebilen yeşil bitkilere teşekkür etmeliyiz. Hava ve bitkiler otçullar tarafından emilir ve aynı zamanda yırtıcıların menüsüne de dahil edilir. Hayvanlar öldüğünde kalıntıları mikroorganizmalar tarafından işlenir. Bitki büyümesi için gerekli olan humus bu şekilde elde edilir. Gördüğünüz gibi çember kapandı.

Enerji kaynağı

Biyolojik döngü enerji olmadan mümkün değildir. Bu alışverişi organize etmek için gereken enerjinin kaynağı nedir veya kimdir? Tabii ki termal enerji kaynağımız yıldız Güneş'tir. Isı ve ışık kaynağımız olmadan biyolojik döngü kesinlikle imkansızdır. Güneş ısınıyor:

• hava;
• toprak;
• bitki örtüsü.

Isıtma sırasında su buharlaşır ve atmosferde bulutlar şeklinde birikmeye başlar. Tüm su sonunda yağmur veya kar şeklinde Dünya yüzeyine geri dönecektir. Geri döndükten sonra toprağı doyurur ve çeşitli ağaçların kökleri tarafından emilir. Su çok derinlere nüfuz etmeyi başarırsa, yeraltı suyu rezervlerini yeniler ve hatta bir kısmı nehirlere, göllere, denizlere ve okyanuslara geri döner.

Bildiğiniz gibi nefes aldığımızda oksijeni emer ve karbondioksiti dışarı veririz. Dolayısıyla ağaçların karbondioksiti işleyip oksijeni atmosfere geri döndürmek için de güneş enerjisine ihtiyacı var. Bu sürece fotosentez denir.

Biyolojik döngüler

Bu bölüme “biyolojik süreç” kavramıyla başlayalım. Bu yinelenen bir olgudur. Hangilerinin sürekli olarak belirli aralıklarla tekrarlanan biyolojik süreçlerden oluştuğunu gözlemleyebiliriz.

Biyolojik süreç her yerde görülebilir, Dünya gezegeninde yaşayan tüm organizmaların doğasında vardır. Aynı zamanda organizasyonun her kademesinin bir parçasıdır. Yani bu süreçleri hem hücre içinde hem de biyosferde gözlemleyebiliyoruz. Biyolojik süreçlerin çeşitli türlerini (döngülerini) ayırt edebiliriz:

• gün içi;
• Günlük ödenek;
• mevsimsel;
• yıllık;
• çok yıllık;
• asırlık.

Yıllık döngüler en belirgindir. Bunları her zaman ve her yerde görüyoruz, bu konu üzerinde biraz düşünmemiz gerekiyor.

su

Şimdi sizi gezegenimizdeki en yaygın bileşik olan su örneğini kullanarak doğadaki biyolojik döngüyü düşünmeye davet ediyoruz. Vücudun hem içinde hem de dışında birçok sürece katılmasını sağlayan birçok yeteneğe sahiptir. Tüm canlıların yaşamı doğadaki H 2 O döngüsüne bağlıdır. Su olmasaydı biz var olamazdık ve gezegen cansız bir çöle benzerdi. Tüm hayati süreçlere katılabiliyor. Yani şu sonuca varabiliriz: Dünya gezegenindeki tüm canlıların temiz suya ihtiyacı vardır.

Ancak su her zaman bir takım işlemler sonucunda kirlenir. O zaman kendinize tükenmez bir temiz enerji kaynağı nasıl sağlanır? içme suyu? Doğa bunu halletti; bunun için doğada da aynı su döngüsünün varlığına teşekkür etmeliyiz. Tüm bunların nasıl gerçekleştiğini zaten inceledik. Su buharlaşır, bulutlarda toplanır ve yağış (yağmur veya kar) olarak düşer. Bu sürece genel olarak “hidrolojik döngü” denir. Dört sürece dayanmaktadır:

• buharlaşma;
• yoğunlaşma;
• yağış;
• su akışı

İki tür su döngüsü vardır: büyük ve küçük.

Karbon

Şimdi doğada biyolojik olarak nasıl oluştuğuna bakacağız. Madde yüzdesi açısından ise sadece 16. sırada yer aldığını bilmek de önemlidir. Elmas ve grafit şeklinde oluşabilir. Ve kömürdeki oranı yüzde doksanı aşıyor. Karbon atmosferin bir parçası olsa da içeriği çok küçüktür, yaklaşık yüzde 0,05.

Biyosferde, karbon sayesinde, gezegenimizdeki tüm canlıların ihtiyaç duyduğu çok sayıda çeşitli organik bileşik yaratılır. Fotosentez sürecini düşünün: Bitkiler atmosferden karbondioksiti emer ve onu işler, böylece çeşitli organik bileşikler elde edilir.

Fosfor

Biyolojik döngünün önemi oldukça büyüktür. Fosfor alsak bile kemiklerde büyük miktarlarda bulunur ve bitkiler için gereklidir. Ana kaynak- bu apatit. Magmatik kayalarda bulunabilir. Canlı organizmalar bunu aşağıdakilerden elde edebilir:

• toprak;
• su kaynakları.

Aynı zamanda insan vücudunda da bulunur, yani aşağıdakilerin bir parçasıdır:

• proteinler;
• nükleik asit;
• kemik dokusu;
• lesitinler;
• fitinler vb.

Vücutta enerji birikmesi için gerekli olan fosfordur. Bir organizma öldüğünde toprağa ya da denize geri döner. Bu, fosfor açısından zengin kayaların oluşumunu teşvik eder. Var büyük önem biyojenik döngüde.

Azot

Şimdi nitrojen döngüsüne bakacağız. Bundan önce atmosferin toplam hacminin yaklaşık% 80'ini oluşturduğunu not ediyoruz. Katılıyorum, bu rakam oldukça etkileyici. Azot, atmosferin bileşiminin temelini oluşturmasının yanı sıra bitki ve hayvan organizmalarında da bulunur. Bunu protein şeklinde bulabiliriz.

Azot döngüsüne gelince şunu söyleyebiliriz: Nitratlar, bitkiler tarafından sentezlenen atmosferik azottan oluşur. Nitrat oluşturma işlemine genellikle nitrojen fiksasyonu denir. Bir bitki ölüp çürüdüğünde içerdiği nitrojen, amonyak formunda toprağa karışır. İkincisi, toprakta yaşayan organizmalar tarafından işlenir (oksitlenir), nitrik asit bu şekilde ortaya çıkar. Toprağı doyuran karbonatlarla reaksiyona girebilir. Ayrıca nitrojenin de açığa çıktığını belirtmek gerekir. saf formuçürüyen bitkilerin bir sonucu olarak veya yanma işlemi sırasında.

Kükürt

Diğer birçok element gibi canlı organizmalarla da çok yakından ilişkilidir. Kükürt volkanik patlamalar sonucu atmosfere girer. Sülfür kükürt mikroorganizmalar tarafından işlenebilir, bu da sülfatların doğma şeklidir. İkincisi bitkiler tarafından emilir, kükürt de buna dahildir. uçucu yağlar. Vücuda gelince, kükürdü şurada bulabiliriz:

• amino asitler;
• sincaplar