Сторінка
2

Біосфера

Кругообіг вуглецю. У біосфері вуглецю понад 12000 мілрд. т. Це пояснюється тим, що сполуки вуглецю безперервно виникають, змінюються і розкладаються. Кругообіг вуглецю відбувається фактично між живою речовиною та двоокисом вуглецю. У процесі фотосинтезу, здійснюваного рослинами, двоокисом вуглецю вуглекислий газ і вода з допомогою енергії сонячного світла перетворюються на різні органічні сполуки.

Повний цикл обміну атмосферного вуглецю здійснюється за 300 років. Але частина вуглецю вилучається у вигляді торфу, нафти, вугілля, вапняку, мармору, викопних відкладів і осадових порід.

Кругообіг кисню. Щорічно лісові масиви виробляють 55 млрд. т кисню. Він використовується живими організмами для дихання і бере участь в окисних реакціях в атмосфері, літосфері і гідросфері. Циркулюючи через біосферу, кисень перетворюється то на органічну речовину то на воду, то на молекулярний кисень. Весь кисень атмосфери (2,8х10-1,2х10) за кожні 2 тисячі років проходить через живу речовину біосфери. За час свого існування людство безповоротно втратило близько 273 млрд. т кисню. У наш час щорічно на спалення вугілля, нафтопродуктів і газу витрачається 13х10 т кисню. Інтенсивність цього процесу збільшується щороку на, %).

Кругообіг азоту, фосфору, сірки. Діяльність людини прискорює кругообіг цих елементів. Головна причина прискорення – використання фосфору в добривах, що призводить до еутрифікації – над удобрення. При еутрифікації відбувається бурхливе розмноження водоростей – “цвітіння” води. Це призводить до зменшення кількості розчиненого у воді кисню. Продукти обміну водоростей знижують рибу та інші організми. Сформовані екосистеми при цьому руйнуються. Індустрія і двигуни внутрішнього згорання викидають в атмосферу щорічно багато нітратів і сульфатів. Потрапляючи на землю разом з дощами, вони засвоюються рослинами.

Кругообіг води. Вода покриває ¾ поверхні Землі. За одну хвилину під дією сонячного тепла з поверхні водойм Землі випаровується 1 млрд. т води. Після охолодження пари утворюються хмари, випадає дощ і сніг. Опади частково проникають у грунт. Грунтові води повертаються на поверхню землі через коріння рослин, джерела, насоси тощо. Швидкість циркуляції води дуже велика: вода океанів поновлюється за 2 млн. Років, ґрунтова вод а- за рік, річкова – за 12 діб, пара в атмосфер – за 10 діб. Двигуном кругообігу є енергія Сонця. Щорічно для створення первинної продукції біосфери використовують при фотосинтезі 1% води, що потрапляє у вигляді опадів. Людина тільки для побутових і промислових потреб використовує 20 мм опадів – 2,5% загальної їх кількості за рік. Безповоротний щорічний водозабір тепер становить 5,5 куб. м. Щорічно він збільшується на 4-5%.

Живі організми постійно споживають енергію. Джерело енергії – Сонце. Живий світ Землі, її біосфера, складаються з організмів трьох основних типів. Потік енергії у біосфері має один напрямок: від Сонця через рослин (автотрофи) до тварин (гетеротрофи), або від продуцентів до консументів. Автотрофи – це організми, які створюють органічні речовини з неорганічних у процесі фотосинтезу (використовуючи сонячну енергію. До автотрофів відносяться зелені вищі рослини, лишайники, водорості і бактерії, що мають фото синтезуючі пігменти. В екології автотрофи називають також продуцентами. Продуценти – це організми, що створюють органічну речовину за рахунок утилізації сонячної енергії, води, вуглекислого газу та мінеральних солей. До цього типу належить рослини, яких на Землі є близько 350000 видів. Продуценти утворюють складні сполук, в який у хімічних зв’язках зосереджена енергія, що вивільняється при розкладанні їх у процесі травлення у тварин та інших гетеротрофів.

Гетеротрофи – це організми, що одержують енергію за рахунок харчування автотрофами чи іншими косу ментами. До них належать рослиноїдні тварини, хижаки й паразити, а також хижі рослини та гриби.

В екології гетеротрофів поділяють на консументів та редуцентів. Консументи – це споживачі готової органічної продукції. Редуценти – це організми, які розкладають органічні речовини на неорганічні, це мінералізатори органіки. Їх часто називають деструкторами. Потік енергії від рівня продуцентів супроводжується перетворенням енергії і великими її витратами: від одного рівня до другого біомаса і кількість енергії зменшується приблизно в 10 разів. Редуценти споживають частину поживних речовин, розкладають мертві тіла рослин і тварин до простих хімічних сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних солей), замикаючи таким чином кругообіг речовин у біосфері.

Всі функції живих організмів у біосфері (утворення газів, окисні і відновні процеси, концентрація хімічних елементів тощо) не можуть виконуватися організмами якогось одного виду, а лише їх комплексом. Звідси випливає надзвичайно важливе положення. Розроблене Вернадським: біосфера Землі сформувалася з самого початку як складна система, з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконує свою роль у загальній системі. Без цього біосфера взагалі не могла б існувати,, тобто стійкістю її існування була відразу започаткована її складністю. Отже, біосфера дуже неоднорідна. Вона складається з великої кількості різної величини угруповань.