Биосфера как глобальная экосистема

Биосфера – это оболочка Земли состав, структура и энергетика которой определяется живыми организмами. Главная функция биосферы заключается в обеспечении кругово­рота химических элементов, который выражается в цирку­ляции веществ между атмосфе­рой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

Круговорот воды. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верх­ний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями в моря и океаны.

Круговорот углерода. Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют угле­род диоксида углерода и водород воды для синтеза органических соединений, а освобо­дившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат различные животные и растения, а конечный продукт дыхания — СО₂ — выделяется в атмосферу.

Круговорот азота. Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для ис­пользования растениями. Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в рас­тения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов гни­лостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака. Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую кислоту, а затем в азотную кислоту. Некото­рое количество азота благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выклю­чается из круговорота; эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулка­ническими газами.

Круговорот серы. Сера входит в состав ряда аминокислот и также представляет собой жизненно важный элемент. Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных поро­дах соединения серы с металлами — сульфиды — переводятся микроорганизмами в дос­тупную форму — сульфаты, которые и поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются отдельные реакции окисления — восстановления. Разложение трупов животных или растений обеспечивает возврат серы в круговорот.

Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них и попадает в экосистемы или вносится на поля как удобрение. Растения используют только часть этого фосфора; много его уносится реками в моря и снова отлагается в осадках. Вместе с выловом рыбы, содержащей этот элемент, фосфор возвращается на землю. В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах возникает недостаток, а в других — избыток каких-то веществ.