Біологічний кругообіг речовин

В екосистемах між організмами та середовищем відбувається постійна циркуляція речовини та енергії, яку називають біологічним кругообігом.

Під біологічним кругообігом розуміють процес, який складається із:

– надходження хімічних речовин із ґрунтів та атмосфери до живих організмів;

– перетворення в живих організмах речовин, які надходять у нові складні сполуки;

– повернення цих сполук у ґрунти та атмосферу у процесі життєдіяльності із щорічним опаданням частини органічної речовини та розкладанням повністю мертвих організмів, які входять до складу біоценозу (рис. 1).

1. Продуценти за допомогою механізму фотосинтезу виробляють органічну речовину, споживаючи сонячну енергію, воду, вуглекислий газ і мінеральні солі.

2. Консументи І порядку (травоїдні тварини) живляться органічною масою рослин. Консументи ІІ порядку (хижі тварини) споживають інших консументів та органічну масу рослин.

3. Редуценти споживають частину поживних речовин, розкладають мертві тіла рослин і тварин до простих хімічних сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних солей), замикаючи кругообіг речовин у біосфері.

Рис. 1. Схема біологічного кругообігу речовин в біосфері

Біологічний кругообіг речовин – це явище безперервного, циклічного, нерівномірного в часі і просторі закономірного перерозподілу речовини, енергії і інформації в межах екосистем різного рівня при безпосередній участі всіх живих компонентів.

Біологічний кругообіг речовин завдяки постійному притоку енергії забезпечує відновлення біомаси Землі, впливає на регенерацію біосфери. Його інтенсивність визначає багатство і різноманітність живих організмів на Землі, об’єм накопичуваної органічної продукції, що використовується для потреб людей. Необґрунтоване втручання в процеси біологічного кругообігу речовин може привести до деградації і розпаду історично складених екосистем.

Складовою частиною біологічного кругообігу є кругообіг води, кисню, азоту, фосфору та інших хімічних елементів.

4. Вчення В.І.Вернадського про біосферу

В.І.Вернадський науково обґрунтував вчення про біосферу (1926 р.) і довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у формуванні обличчя нашої Землі. Вони не лише пристосовуються до зовнішнього середовища, а й активно його змінюють. Зокрема, хімічний склад сучасної атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів.

Основними компонентами біосфери є:

· жива речовина – усі рослини, тварини та мікроорганізми;

· біогенна речовина – органічні та органомінеральні продукти, створені живими організмами впродовж геологічної історії: кам’яне вугілля, горючі сланці, торф, нафта тощо;

· нежива (косна) речовина – гірські породи неорганічного походження і вода, які є середовищем для проживання живих організмів;

· біокосна речовина – результат синтезу живої та неживої речовини: осадові породи, ґрунти, мули;

· радіоактивне, електромагнітне та інші випромінювання, космічна речовина (метеорити).

Особливості живої речовини, які зумовлюють її високу перетворювальну діяльність:

1) Здатність швидко освоювати весь вільний простір. Це пов’язано як з інтенсивним розмноженням, так і зі здатністю організмів інтенсивно збільшувати поверхню свого тіла або утворюваних ними співтовариств.

2) Рух не тільки пасивний (під дією сил гравітації тощо), а й активний (проти течії, сили гравітації, руху повітряних потоків тощо).

3) Стійкість за життя і швидке розкладання після смерті (включення в кругообіги).

4) Висока здатність пристосовуватися (адаптація) до різних умов і, в зв’язку з цим, освоєння не лише всіх середовищ життя (водного, наземно-повітряного, ґрунтового і організменного), а й надзвичайно важких за фізико-хімічними параметрами умов.

5) Надзвичайно велика швидкість перебігу реакцій. Вона у сотні, тисячі разів більша, ніж у неживій природі (гусінь переробляє за 1 день їжі в 100–200 разів більше за масу власного тіла; дощові черви за 100–200 років пропускають через свої організми весь однометровий шар ґрунту).

6) Висока швидкість оновлення живої речовини. Підраховано, що в середньому вона становить для біосфери 8 років, для суші 14 років, для океану 33 дні, бо тут переважають організми з коротким періодом життя. За рахунок цього за всю історію існування життя загальна маса живої речовини, яка пройшла через біосферу, в 12 разів перевищує масу Землі. Тільки незначна її частина (частки відсотка) законсервовані у вигляді органічних решток, решта включилася у процеси кругообігу.

Основні функції живої речовини в біосфері:

· енергетична – накопичення енергії в процесі фотосинтезу, передавання по ланцюгах живлення, розсіювання;

· газова – здатність змінювати і підтримувати певний газовий склад середовища проживання;

· окисно-відновна – інтенсифікація процесів як окислення, завдяки збагачення середовища киснем, так і відновлення, коли відбувається розкладання живих речовин при дефіциті кисню;

· концентраційна – здатність живих організмів концентрувати в своєму тілі розсіяні хімічні елементи. Наслідок – утворення покладів горючих копалин, вапняків, рудних родовищ;

· деструктивна – руйнування організмами та продуктами їх життєдіяльності, в тому числі і після смерті, як решток органічної речовини, так і неживої речовини;

· транспортна – перенесення речовини та енергії в результаті активного руху організмів.

Крім цього, діяльність живої речовини має також інтегративні функції (результат спільної дії інших):

· середовищеутворювальна – зміна фізико-хімічних параметрів середовища (утворення ґрунтів, очищення повітря від забруднення, утворення всього природного середовища і підтримання його в стабільному стані);

· споживально-відтворювальна – визначає динаміку споживання та відтворення відповідних природних ресурсів, а також стійкість екосистем та біосфери в цілому. На оптимальних значеннях цієї функції базується раціональне природокористування: споживання – мінімальне, відтворення – максимальне;

· розсіювальна – виявляється через трофічну і транспортну діяльність та в процесі здійснення антропогенних ресурсних циклів;

· інформаційна – живі організми та їх співтовариства накопичують певну інформацію, закріплюють її у спадкових структурах і передають наступним поколінням. Це один із проявів адаптаційних механізмів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Поняття навколишнього природного середовища	\|	Основні закони біосфери

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.