Студопедия — биогеохимические циклы отдельных элементов
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

биогеохимические циклы отдельных элементов






Самый значительный по переносимым массам круговорот — планетарный гидрологический цикл. На осуществление круговорота воды расходуется 23% поступающей к поверхности Земли солнечной энергии. Данный круговорот включает:

1) перенос водных масс;

2) фазовое превращение воды из одного агрегатного состояния в другое;

3) образование растворов и взвесей;

4) выпадение осадков;

5) кристаллизация;

6) участие в процессах фотосинтеза;

7) разнообразные химические реакции.

Вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты.

Малый круговорот: испарение воды с поверхности океана и пресноводных систем, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков без переноса воздушными массами.

Большой круговорот отличается тем, что часть осадков испаряется и поступает обратно, а другая часть переносится воздушными течениями на сушу, выпадает в виде осадков и возвращается в океан с речными или подземными стоками. Над океанами выпадают 7/9 всех осадков, над континентами 2/9. Вода, выпавшая на сушу, в процессе фильтрации через почвы обогащается минеральными и органическими веществами, образуя подземные воды.

 

Биогеохимический цикл любого элемента можно рассматривать по следующему плану:

® Значение элемента для живых организмов;

® Источники поступления элемента;

® Формы потребления;

® Антропогенное вмешательство в биохимический цикл.

Биогеохимические циклы углерода, фосфора, серы и других можно встретить во многих учебниках (например, в Коробкине-Передельском). Рассмотрим менее известные циклы.

Пример: биогеохимический цикл азота и кальция.

Азот представляет жизненно важный элемент для всех организмов. Основная масса сосредоточена в атмосфере (75% от общего количества), где он преобладает в молекулярной форме (N2) и в незначительных количествах в виде окислов азота(NO, NO2) и аммиака (NH3).

Годовой баланс азота в природе.

Источники поступления и расход Количество, 10 6 тонн
Поступление  
почвенная фиксация  
фиксация растениями  
фиксация фитопланктоном  
индустриальная фиксация (производство минеральных удобрений)  
Атмосферная фиксация 7,6
поступление из глубин Земли 0,2
Итого: 91,8 млн.т.
Расход:  
почвенная денитрификация  
морская денитрификация  
отложение в осадках и в виде нерастворимых соединений 0,2
Итого: 83,2
Остаток: 8,6

Живые организмы (прежде всего растения) получают из почвы азот в виде аммиака и солей азотной кислоты, а не в молекулярной форме. Связывание молекулярного азота осуществляется некоторыми микроорганизмами, водорослями и лишайниками, в почвах — бобовыми растениями, с помощью азотфиксирующих бактерий. После их отмирания происходят процессы минерализации:

® Аммонификации — превращение в соединения аммиака;

® Денитрификация — превращение в окислы азота.

Часть образовавшихся нитратов захватывается растениями, часть закрепляется в гумусе, остальной азот вымывается из почв, так как соли аммония и азотной кислоты легко растворимы. В составе почвенного гумуса обычно содержится 3,5% азота, редко до 10%.

За время существования биосферы накопилось более 150*10 9 тонн связанного азота, наибольшее количество сосредоточено в почвах, меньше в растениях, еще меньше в биомассе животных.

Почвы практически всегда испытывают недостаток в азоте, что требует значительных количеств минеральных удобрении. Сейчас годовое производство азотных удобрений, получаемых путем индустриальной фиксации молекулярного азота из атмосферы, составляют практически 1/3 от всего поступления. Вымывание из почв нитратов и аммиака ведет к загрязнению водоемов. Далеко не все количество может быть преобразовано денитрифицирующими микроорганизмами, что ведет к усилению загрязнения среды и возникновение различных заболеваний у человека и животных.

Во второй половине ХХ века резко усилилось вмешательство человека в цикл азота. За счет сгорания нефти, газа, угля, торфа и сланцев увеличились выбросы в атмосферу окислов азота и аммиака. Взаимодействуя с парами воды, соединения азота вызывают кислотные дожди, которые попадают на поверхность суши и океана. В результате концентрация нитратов в природных водах начинает превышать ПДК = 45мг/л в десятки и сотни раз до токсических концентраций в 1000мг/л.

Биогеохимический цикл Са.

Основным источником кальция, поступающего в биотический круговорот, является литосфера и прежде всего разрушение силикатов Са. Кальций обладает высокой миграционной способностью, но в зависимости от рН среды и химического состава почв и вод ведет себя по-разному. В гумидном климате он подвергается выносу в реки, озера, моря, океаны, где в больших количествах потребляется морскими организмами, после отмирания которых накапливается в виде коралловых рифов и в донных карбонатных отложениях. В аридном (засушливом) климате Са выпадает из растворов в виде карбонатов, часто формируя мощные карбонатные горизонты. Кальций активно участвует в почвообразовании, входит в состав гумуса и влияет на его свойства. Степные почвы в отличии от почв влажного климата почти всегда богаты Са.

Са является основным цементирующим веществом в водоупорных почвенных структурах. У животных совместно с кремнием этот элемент образует панцири беспозвоночных животных и скелеты у позвоночных.

Подсчитано, что на европейской части России растениями вовлекается в биотический круговорот 12-13 млн.т. кальция в год. В наибольшем количестве потребляется широколиственной и травянистой лесостепной растительностью 50 кг/га, лесными и степными травами 30-37 кг/га, тундровой растительностью 8-9 кг/га.

Сельскохозяйственные растения различных зон в биотический круговорот вовлекают 30-50 кг/га, в полученную биомассу переходит около половины Са.

Кальций активно участвует в геологическом круговороте поверхностными и подземными водами. Только с Европейской части выносится 25 млн.т. кальция — вдвое больше, чем вовлекается в биотический круговорот.

Круговороты Са сильно нарушаются по техногенным причинам. Карбонатные породы (мел, известняк) интенсивно извлекаются из недр Земли, используются в качестве строительных материалов, удобрений в сельском хозяйстве на кислых почвах, в металлургии в качестве получения флюсов при выплавке стали.

 

Вопросы к семинарам.

1. Определения экосистем

2. Отличительные особенности экосистем

3. Соотношение экосистем и биогеоценозов

4. Классификация экосистем: а) по размерам

б) по Тэнсли и Одуму

в) по степени хозяйственного воздействия

г) по продуктивности

д) энергетическая классификация.

5. Соотношение экосистем и ландшафтов

6. Продуцирование в экосистемах

7. Разложение в экосистемах

8. Биоаккумуляция в экосистемах

9. Самоочищение в экосистемах

10. Энергия в экосистемах

11. Качество энергии в экосистемах. Фотосинтетически активная радиация

12. Трофическая структура экосистем

13. Пищевые цепи и трофические уровни

14. Экологические пирамиды численности, биомассы и энергии

15. Развитие экосистем в истории Земли. Эволюция экосистем

16. Циклические и поступательные изменения в экосистемах

17. Процесс и формы сукцессий

18. Изменения в экосистемах по ходу сукцессий

19. Устойчивость, стабильность и уязвимость экосистем.







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 814. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ В УСЛОВИЯХ ОМС 001. Основными путями развития поликлинической помощи взрослому населению в новых экономических условиях являются все...

Основные разделы работы участкового врача-педиатра Ведущей фигурой в организации внебольничной помощи детям является участковый врач-педиатр детской городской поликлиники...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия