Реферати українською » Биология » Біогеохімічні кругообіги основних хімічних елементів


Реферат Біогеохімічні кругообіги основних хімічних елементів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Біогеохімічні круговороти основних хімічних елементів


Запровадження

Виникнення Землі живої матерії зумовило можливість безперервної циркуляції в біосфері хімічних елементів, переходу їх із довкілля в організми і навпаки. Ця циркуляція хімічних елементів й отримала назву біогеохімічних круговоротів. >Биогеохимический круговорот є частина біотичного круговороту, що включає обмінні цикли хімічних елементівабиотического походження, без яких немає може існувати живе речовина (вуглець, кисень, водень, азот, фосфор, сірка і ще). Зазвичай виділяють три основних типи біогеохімічних круговоротів: круговорот води, круговороти газоподібних речовин з резервним фондом у атмосфері чи гідросфері (океан), осадові цикли хімічних елементів з резервним фондом в земної корі.

 


Круговорот води

Вода — основний елемент, необхідний життя. У кількісному плані це найпоширеніша неорганічна складова живої матерії.

У океанах зосереджено 97 % загальної маси води біосфери. Припускають, що сумарна випаровування врівноважується випаданням опадів. З океану випаровується більше води, ніж вступає у нього з опадами, суші — навпаки. «Зайві» опади, які суші, потрапляють у крижані шапки і льодовики, поповнюють грунтових вод (звідти рослини черпають воду для транспірацію), нарешті, опиняються у озерах і річках, повертаючись поступово зі стоком в океан. Здебільшого круговорот води відбувається між атмосферою і океаном.

Наявність у атмосфері значного резервного фонду сприяє з того що круговороти деяких газоподібних речовин здатні до досить швидкої саморегуляції що за різних локальних порушеннях рівноваги. Так, надлишок діоксиду вуглецю, який накопичився десь у результаті посиленого окислення чи горіння, швидко розсіюється вітром; ще, інтенсивне освіту діоксиду вуглецю компенсується великим його споживанням рослинами чи накарбонати. У остаточному підсумку внаслідок саморегуляції на кшталт негативною зворотний зв'язок круговороти газоподібних речовин, у глобальному масштабі щодо досконалі. Основними такими циклами є круговороти вуглецю (у складі діоксиду вуглецю), азоту, кисню, фосфору, сірки та інших біогенних елементів.

Круговорот вуглецю

 

На суші він починається з фіксації діоксиду вуглецю рослинами у процесі фотосинтезу із заснуванням органічних речовин та побічних виділенням кисню. Частина пов'язаного вуглецю виділяється під час дихання рослин, у складі СО2

>Почвенние гриби залежно від швидкості зростання виділяють від 200 до 2000 див3 ЗІ2 на 1 р сухий маси. Чимало діоксиду вуглецю виділяють бактерії, які у перерахунку живу масу дихають в 200 раз інтенсивніше людини.Диоксид вуглецю виділяється також корінням рослин i численними живими організмами. Мікроорганізми розкладають віджилі рослин та загиблих тварин, у результаті вуглець мертвого органічного речовини окислюється до діоксиду вуглецю і знову у повітря.

Між суходолом і Світовим океаном постійно йдуть процеси міграції вуглецю, у яких переважає винесення їх у формі карбонатних і органічних сполук з суходолу на океан. З Світового океану на суходіл вуглець вступає у незначних кількостях у вигляді СО2, який виділяється у повітря. Вуглекислий газ атмосфери і гідросфери обмінюється й обновляється живими організмами за 395 років.

 

Круговорот азоту

 

Також, як круговорот вуглецю та інші круговороти, охоплює всі сфери біосфери. У колообігу сполук азоту ключове значення належить мікроорганізмам:азотфиксаторам,нитрификаторам іденитрификаторам. Інші організми впливають на круговорот азоту лише по тому, як і ввійде до складу їх клітин. Як відомо, бобові й Росії представники деяких пологів інших судинних рослин (наприклад, вільха,араукария, лох) фіксують азот з допомогою бактерій-симбіонтів. І це простежується і в деяких лишайників, фіксують азот з допомогоюсимбиотических синьо-зелених водоростей. Вочевидь, що біологічний фіксація молекулярного азотусвободноживущими ісимбиотическими організмами відбувається уавтотрофном, й угетеротрофном ланках екосистем.

З величезного запасу азоту у атмосфері і осадової оболонці літосфери в круговерті його бере участь лише фіксований азот, засвоюваний живими організмами суші та океану. До категорії обмінного фонду цього елемента входять: азот річної продукції біомаси, азот біологічної фіксації бактеріями та інші організмами, ювенільний (>вулканогенний) азот, атмосферне (фіксований при грозах) і техногенний

Цілком ймовірно, що, крім рослинності тундри, де вміст азоту NO та зольних елементів приблизно однакове, в рослинності майже від інших типів маса азоту у два... 3 рази менше маси зольних елементів. Кількість елементів,оборачивающихся протягом року (тобто. ємність біологічного круговороту), найбільша у тропічних лісах, потім у чорноземних степах і широколистяних лісах поміркованого пояса (дібровах).

 

Круговорот кисню

 

У колообігу кисню чітко виражені активнагеохимическая діяльність живого речовини, його першорядне роль цьому процесі.Биогеохимический цикл кисню є планетарним процесом, який пов'язує атмосферу і гідросферу з земної корою. Ключові ланки цього круговороту: освіту вільного кисню при фотосинтезі у зелених рослинах, споживацьке реалізації дихальних функцій усіма живими організмами, для реакції окислення органічних залишків і неорганічних речовин (наприклад, спалювання палива) та інші хімічні перетворення, які ведуть освіті таких окислених сполук, як діоксид вуглецю і вода, і наступному залучення в новий циклфотосинтетических перетворень.

Треба враховувати використання кисню для процесу горіння І інших напрямів антропогенної діяльності. Передбачається, що у недалекому майбутньому щорічне сумарне споживання кисню досягне 210...230 млрд. т. Тим більше що щорічне продукування цього газу всієїфитосферой становить 240 млрд. т.

 

Круговорот фосфору

 

Кларк цього елемента у земної корі дорівнює 0,093 %, що у кілька десятків разів більшекларка азоту. Проте в на відміну від останнього фосфор не відіграє ролі однієї з головних елементів оболонок Землі. Проте геохімічний цикл фосфору включає різноманітні шляху міграції в земної корі, інтенсивний біологічний круговорот і міграції в гідросфері.Фосфор — одна з головнихорганогенних елементів. Його органічні сполуки відіграють істотне значення у процесах життєдіяльності всіх рослин та тварин, входять до складу нуклеїнових кислот, складних білків, фосфоліпідів мембран, є основою біоенергетичних процесів.Фосфор концентрується живим речовиною, де його зміст майже 10 разів більше, ніж у земної корі. На суші протікає інтенсивний круговорот фосфору у системіпочва—растения—животние—почва.

 

Круговорот сірки

 

У біосфері сформувався досить розвинений процес циклічних перетворень сірки і його сполук. Виділяються резервні фонди цього елемента у грунті і відкладеннях (досить великі), соціальній та атмосфері (невеликі). У обмінному фонді сірки основна роль належить спеціалізованим мікроорганізмам, одні види яких виконують реакцію окислення, інші — відновлення. На круговоротах азоту та сірки дедалі більше позначається промислове забруднення повітря. Спалювання викопного палива істотно збільшує вступ у атмосферу (і. зрозуміло, вміст у ній) летючих окислів азоту (>NО іNО2,) і сірки (>SO2), особливо у містах. Нинішня концентрація цих інгредієнтів вже стає небезпечну біотичних компонентів екосистем.

 

Круговорот калію

 

>Калий, як відомо, бере участь у процесах фотосинтезу, впливає на вуглеводний, азотний і фосфорний обмін, істотно б'є поосмотических властивості клітин. Він концентрується в плодах і насінні, в інтенсивно зростаючих тканинах і органах рослин.

Поки що маловивченим залишається круговорот калію в водної середовищі. Щороку з водним стоком в Світовий океан надходить близько 90 відсотків млн т цього елемента. Певна частина поглинається водними організмами, але значну кількість ніде не фіксується, і наступне його переміщення невідомо.

Важливою складовою круговоротів є іонний і твердий стік. Круговорот хімічних елементів проходить, зазвичай, відразу у кількох суміжних оболонках Землі (атмосфері й гідросфері, гідросфері йпедосфере) або під всіх трьохгеосферах одночасно. Надійність і сталість здійснення круговоротів забезпечуються регулярним обміном речовин і енергією між геосферами. Такі спрямована зв'язок наочно проявляється з прикладу іонного стоку, це процес винесення ріками з суші хімічних елементів в іонному розчиненому стані Світовий океан.Поступившие в іонній формі хімічні елементи, як і суші, в водної середовищі піддаються впливу живих організмів, продовжуючи круговорот. Міграція хімічних елементів в розчиненому стані є гігантський планетарний процес.

Тверде речовина Землі іншого нерухомим. Вона також бере участь у міграції, переміщуючись поверхневими водами суші. Поверхневі води поруч із елементами, мігруючими в розчиненому змозі або зколлоидними частинками, переносять величезних мас уламків гірських поров і мінералів, звані твердим стоком (за аналогією з стоком води). Значна частина коштів твердого стоку переміщається не більше суші, а й обсяги, які у моря, досить великі. У Світовий океан з континентів надходить щороку 22,13 млрд тобломочного і глинистого матеріалу, що за 7 разів перевищує кількість винесених розчинених речовин.

 

>Биотехносфера і ноосфера

 

Своєрідність біогеохімічних циклів міграції. Біосфера — як ідеально організована система, але своєрідний «механізм», у якому зв'язок і співвідношення між жвавий і відсталим речовиною підпорядковуються суворим закономірностям, настільки ж незаперечним, як закони руху небесних світил.Геохимически цих функцій життя здійснюються завдяки розмноженню організмів. Живе речовина долає опір середовища, прагнути поширитися на вільну територію.

Швидкість розмноження — це швидкість передачі у біосферігеохимической енергії. Вона залежить тільки від астрономічних параметрів, а й від швидкості поширення сонячно променя серед, від розмірів організмів, від закладеною у нихгеохимической енергії.

Істотна особливість живого речовини — його на відміну від «>косной» середовища по просторовим і тимчасовим характеристикам. Живій речовини відповідають особливі, тільки йому притаманні простір та палестинці час.

Час індивідуального буття живих організмів пов'язані з неухильно що йде процесом старіння і смертю, мають позитивне значення для еволюційного процесу, оскільки недовговічність живих істот забезпечує як тривалий і безперервний круговоротбиогенного матеріалу, а й значну мінливість морфологічних форм.

Вплив особи на одне біосферу

 

Зі збільшенням масштабів використання природних ресурсів, обумовлених промислової революцією, антропогенний впливом геть біосферу і його компоненти об'єктивно збільшується. Закономірний і багатогранний процес зростання продуктивних сил найістотнішим чином розширив спектр впливу особи на одне природу (зокрема і негативного). Вернадський зазначав, що виробнича діяльність людини набуває масштаби, можна з геологічними перетвореннями. Так, до відома лісів,распашке цілинних земель, ерозії ізасолению грунтів, зниження біорізноманіття додалися нові постійно діючі механічні і фізико-хімічні чинники, посилюючі екологічний ризик.

Людина експлуатує вже з більш 55 % суші, використовує близько 14 % річкових вод, швидкість відомості лісів сягає 18 млн. га на рік.

Вплив на біосферу зводиться до чотирьох головним формам:

— на зміну структури земної поверхні (розораність степів, вирубування лісів, меліорація, створення штучних ставків і морів, інші зміни режиму поверхневих вод тощо. буд.):

—зміни складу біосфери, круговороту і балансу що становлять її речовин (вилучення з корисними копалинами, освіту відвалів, викид різних речовин, у атмосферу й у водні об'єкти, змінавлагооборота);

— зміна енергетичного, зокрема теплового, балансу окремих районів земної кулі, небезпечніша всієї планети;

—зміни, що до біоту (сукупність живих організмів) внаслідок винищення деяких видів, створення нових порід тварин і звинувачують сортів рослин, переміщення їх у нові місця проживання.

Розглядаючи роль людини у еволюції біосфери, характеризують порушення людиною основних принципів природного устрою біосфери.

1. Акумулюючи енергію як складних органічних сполук і розвіюючи його вигляді тепла, природа створила еволюційно сформований теплової баланс, який людина порушує. При видобутку енергоресурсів людина руйнує грунту, гине чи деградує рослинний покрив, забруднюються водні об'єкти і атмосфера, формуються відвали порід, що призводить, зокрема, до зростання рівня грунтових мурашка і появі у навколишній місцевості контурного кільця з озер, боліт тощо. буд.

2.Биогеохимичсскиецикли біогенних елементів, що у природних круговоротах, відпрацьовані еволюційно і викликають нагромадження відходів. Людина ж використовує речовина планети вкрай неефективно; у своїй утворюється дуже багато відходів, чимало з яких переводяться з пасивної форми, у якій перебувають у природної середовищі, в активну, токсичну форму. Через війну біосфера «збагачується» невластивими їй сполуками, тобто. порушується природний співвідношення хімічних елементів і речовин.

3. Попри величезний різноманітті видів конкурентні і хижацькі відносини з-поміж них сприяють встановленню біологічного рівноваги. Шлях людства, на жаль, відзначений загибеллю багатьох представників флори і фауни. За деякими даними, Землі зникає щодня один біологічний вид.

4. Діяльність людей призвела до порушення популяційної стабільності. Зростає кількість супутніх людині видів (пацюків, тарганів тощо. буд.), а чисельність багатьох інших популяцій, навпаки, скорочується, причому, іноді в катастрофічних розмірах, що ставить вид під загрозу повного зникнення.

5. Розширюючи господарську діяльність, в стислі терміни змінюють параметри екологічних чинників; багатьох видів не встигають пристосуватися до таких швидких змін.

Комплекс антропогенних чинників, які впливають стан біосфери, для здоров'я населення, виключно різноманітний.

>Биотехносфера

 

>Биотехносфера - це область пашів планети, у якій існують живе речовина і людиноюурбано-технические об'єкти і виявляються їхні взаємодії та впливом геть зовнішню середу.Биотехносфера - складний конгломерат багатьох підсистем, якими управляє людина. Ці підсистеми не акумулюють, а витрачають енергію, біомасу і кисень біосфери.

>Биотехносфера і складові її техногенні підсистеми перебувають у біосфері, але вони мають більшістю властивостей і державних функцій, притаманних екосистемам.

Поки що існує людство,биотехносфера розвиватиметься. Алебнотехносфера повинна в стані екологічного самозабезпечення, узгодженого на закони природи й задовольняючого потреб людського суспільства. У цьому суспільство має цілеспрямовано й розумно впливати на сили природи.

 


Ноосфера

 

Ноосфера — вища стадія розвитку біосфери, що характеризується збереженням всіх природних закономірностей, властивих біосфері (високого рівня розвитку продуктивних сил, наукову організацію впливу суспільства до природу), максимальними можливостями суспільства задовольняти матеріальні і культурних людській потребі.

>Ноосфера—ето стан біосфери, заснований на універсальної зв'язку природи й суспільства, коли подальша еволюція планети Землі стане яке б розумом.

Необхідність перекладу біосфери в ноосферу він розглядає як гарант виживання сучасної людини.

Перехід до ноосферу — це непростий і нешвидкий процес вироблення принципів узгоджених дії, нового поведінки людей, зміна стандартів, перебудова всього буття. Людство має розпочати розумного регулювання чисельністю й суттєво знизити негативне тиск на природу, а наступному розробити глибоко обгрунтовані технології побудови ноосфери з урахуванням збереження

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація