Най-важната характеристика е биосферни цикли срещащи се в нея вещества, които са причинени от биогенните и abiogenic причини. В момента те са нарушени от човешката дейност, което води до нарушаване на биосферата и може да има сериозни последици за бъдещите поколения на земляните. Да разгледаме най-важните хранителни цикли - въглерод, кислород, азот и вода.
Това е един от най-важните биосферни цикли, тъй като въглеродът е в основата на органични вещества. Цикълът е особено голяма роля на въглероден диоксид (фиг. 23).
Фиг. 23. Цикълът на въглерод в биосферата.
Акциите на "на живо" въглеродни състои сухопътни и морски организми съдържат най-различни данни, 550-750 Tm (Тм 1 равен на 1 милиард тона), а 99,5% от които е съсредоточена върху земя, а останалата част - в океана. Освен това, в океана съдържа до 700 Тт в състава на разтворен органична материя.
Запасите от неорганичен въглерод е много по-големи. С течение на всеки квадратен метър от земята и океана е 1 кг въглероден атмосфера и под всеки квадратен метър на океана на дълбочина 4 km - 100 кг въглероден под формата на карбонати и бикарбонати. Дори повече въглеродни запаси в седименти - се съдържат в варовикови карбонатите в шисти - кероген т.н.
Приблизително 1/3 "на живо" въглен (около 200 Тт) циркулира, т.е. годишно усвоява по време на фотосинтезата и се връща обратно в атмосферата, океана и приноса на земята в този процес на приблизително еднаква. Въпреки факта, че биомасата на океана е много по-малко от биомасата на земята, той създава много биологични продукти kratkozhivuschih водорасли поколения (съотношението на биомаса и биологично производство в океана е почти същото, както в сладководни екосистеми см. 11.1).
До 50% (според някои - 90%) под формата на въглероден диоксид се връща микроорганизми атмосфера разлагащи почвата. В този процес равен принос от бактерии и гъбички. Връщане на въглероден диоксид по време на дишане на други организми, по този начин е по-малко, отколкото с активност разлагащи.
Някои бактерии, освен въглероден диоксид, за да се образува метан. Изолиране на почвата метан увеличава с напукване при създаването анаеробни условия, благоприятни за дейността на метан бактерии. Поради тази причина драстично повишава освобождаването на метан горска почва, ако дървото се изправя и да изсече се дължи на намаляване на транспирацията настъпва го преовлажняване. Партида излъчват метан оризови полета и животни.
Последиците от засилено парниковия ефект за биосферата са неясни, най-вероятно Pronoza - затопляне. Въпреки това, тъй като "машина" климат са морските течения, в резултат на промяна в тяхното време на топенето на ледниците в някои райони може да направи значителен охлаждане (включително и в Европа като резултат от промени в Гълфстрийм). Под влиянието на промените в концентрацията на въглероден диоксид значително по-често големи бедствия (наводнения, суша, и т.н.)
Тези данни показват, биогенните цикъл на въглерода. Цикълът участва и геохимични процеси, в които има обмен на атмосферния въглерод и въглерода, съдържащ се в скалите. Въпреки това, скоростта на тези процеси, няма данни. Само вярват, че тяхната интензивност се промени в историята на планетата и на парниковия ефект, който се наблюдава и днес, на няколко пъти се прояви в миналото с укрепването на геохимични процеси, свързани с отделянето на въглероден диоксид и отслабването на процесите, които са "забавени" от атмосферата.
За да се върне равновесието на въглероден цикъл е необходимо да се увеличи площта на горите и намаляване на емисиите на газове от изгарянето на въглеродсъдържащи горива.
1. Какво е отношението на "жива" въглерода на сушата и в морето?
2. е съотношението на въглерод "мъртъв" в атмосферата и в океана?
3. Какъв процент от "жива" въглерода ежегодно участва в колоезденето?
4. Какъв процент от връща въглеродните да разлагащи атмосферните земните екосистеми?
5. Списък фактори нарушават въглероден цикъл.
6. Какво последици могат да бъдат подобрени парников ефект?
Водата се изпарява не само от повърхността на органите на водата и почвата, но и живи организми, тъкани, от които 70% се състои от вода (фиг. 24). Голямо количество вода (около 1/3 от общата утаяване водата) изпарява растения, особено дървета: за създаване на 1 кг органични вещества в различни области, те консумират от 200 до 700 литра вода.
Фиг. 24. Цикълът на вода в биосферата.
Различни части от вода в хидросферата цикъл участват по различен начин и при различни скорости. Така пълен ъпгрейд на вода в състава на ледниците се дължи 8 хиляди години, подземни води -. 5 хиляди години, на океана. - 3 хиляди години, почвата -. 1 година. въздух и речни водни пари е напълно актуализирана в продължение на 10-12 дни.
Преди развитието на цивилизацията е равновесието на водния цикъл, но през последните десетилетия, човешка намеса нарушава този цикъл. По-специално изпаряване на вода се намалява поради намаляването на горски площи и, обратно, се увеличава изпарението от повърхността на почвата по време на напояване на културите. Изпаряване на водата от повърхността на океана е намалена поради появата на значителна част от своя петрол филм. Това се отразява на водния цикъл на затопляне на климата, причинени от парниковия ефект. Ако тези тенденции усилване може да настъпи значителна промяна цикъл опасни биосферата.
Важна роля в годишния водния баланс на биосферата играе океан (раздел. 15). Изпарение от повърхността е около два пъти по-голяма от земната повърхност.
Таблица 15 годишен водния баланс на Земята (в Лвович 1986)
1. Какво принос за изпарението на водата прави океана?
2. Какъв е приносът на изпаряването на вземане на вода растения?
3. Колко бързо се извършва циркулация на различни водни фракции?
Циркулацията на азота в протича биосферни както следва (Фигура 25):
- прехвърляне на инертна азотна атмосфера във форма достъпна за растителна на (фиксиране биологична азот, образуването на амоняк от заустванията мълнии, производствени азотни торове фабрики)
- усвояване на азот от растения,
- преходния участък на азота от растителна тъкан в животното,
- натрупване на азот в детрит,
- разлагане-детрит микроорганизми разлагащи до намаляване на молекулярен азот, който се връща в атмосферата
Фиг. 25. Цикълът на азот в биосферата.
В екосистеми азотни фиксатори са цианобактерии свързващи азот на амоняк, който се абсорбира от фитопланктона.
Значителна част от азот под формата на азотни оксиди, изпускани в атмосферата, и след това замърсяване на почвата и водата, в резултат на промишлеността и транспорта (киселинен дъжд). Тази атмосфера на азот се отстранява от екосистемите геоложко минало и дълго време е бил "на вложителите" в въглища, газ, нефт, изгарянето на които той се връща в цикъла. Например в САЩ, тъй като валежи падат 20-50 кг / дка азот годишно, а в някои райони на емисиите достига 115 кг / ха.
Въпреки това, не всички киселинни дъждове има пагубен ефект върху екосистемата. Екосистемата на степната зона, където почвите са леко алкална реакция на киселинни дъждове не само не страда, но дори и да увеличи производителността си с още азот.
Възстановяване на естествен цикъл азот е възможно чрез намаляване на производството на азотни торове, рязко намаляване на промишлените емисии на азотни оксиди в атмосферата и зоната на разширение бобови култури, които симбиоза свързани с бактерии азотни фиксатори.
1. Общите стъпки на цикъла на азот.
2. Чрез какви канали атмосферен азот влиза в екосистемата?
3. Какъв е приносът на цикъла на вземане на човека азот?
5. Какво трябва да се направи, за да се нормализира цикъла азот?
Атмосферния кислород е от биогенен произход и разпространението му в биосферата се осъществява чрез възстановяване на в атмосферата по време на фотосинтеза дишане и усвояването на организми и изгаряне на гориво в човешкото сектор (фиг. 26). В допълнение, някои количество кислород, оформен в горната част на атмосферата, когато водата дисоциация и разрушаване на озона от ултравиолетова радиация, и кислородът се консумира за процесите на окисляване в кората през вулканична и други.
Фиг. 26. Цикълът на кислород в биосферата.
Този цикъл е много трудно, тъй като кислород влиза в различни реакции и е част от голям брой органични и неорганични съединения и бавен. За пълно обновяване на всички атмосферния кислород се изисква около две хиляди години (за сравнение: актуализирана ежегодно около 1/3 от атмосферата на въглероден диоксид).
В момента поддържаме цикъла на кислородното равновесие, въпреки че в големи гъсто населените градове с голям брой транспортни и промишлени предприятия, които имат местни смущения.
Опазване на озоновия слой - един от глобалните проблеми на световната общност. За спиране на разрушаването на озоновия слой и е необходимо нейното възстановяване да се елиминира използването на хлор-съдържащи вещества - хлорфлуорвъглеводороди (CFC), използвани в аерозоли и хладилни системи. Следва също така да се намали количеството на изгорелите газове от двигатели и дози азотни торове в селското стопанство с вътрешно горене.
1. Какви са основният източник на кислород в атмосферата.
2. Ukazhitie при което процесите на поглъщане на кислород от атмосферата.
3. Колко време се обновява доставка на кислород в атмосферата?
4. Описание на проблема за опазване на озоновия слой на атмосферата.
За цикъла фосфор в обозримо бъдеще може да се говори само условно. Като много по-тежки от въглерод, кислород и азот, фосфор едва образува летливи съединения - тече от земя към морето, и се връща в съществено нарастване на земя геоложки трансформации. Поради тази причина, на цикъла фосфор се нарича "отворен" (фиг. 27).
Фиг. 27. фосфор цикъл в биосферата.
Фосфорът се намира в скали, от която се просмуква в почвата и се абсорбира от растенията и след това да се движи нагоре по хранителната верига на животните. След разлагането на труповете на животни и растения, които не участват във всички цикъла на фосфор, някои от тях се измива от почвата до водни обекти (реки, езера, морета). Има фосфор урежда до дъното и е почти обратно към земята, само една малка част от него се връща мъжът хвана риба или изпражнения на птици, които се хранят с риба. Натрупването на екскременти на морски птици в близкото минало са били източник на ценна органичен тор - гуано, но сега гуано ресурси са почти изчерпани.
Изтичането на фосфор от земята в океана е подобрена чрез увеличаване на вода повърхностния отток в унищожаването на горите, разораване почвите и прилагане на фосфорни торове. Тъй като фосфор резерви на сушата са ограничени, а завръщането му от океана проблематично (въпреки че в момента се активно изучава възможността за производствения си от дъното на океана), в бъдеще в селското стопанство е възможно остър недостиг на фосфор, че ще намали култури (главно царевица). Ето защо, за да се пести фосфор ресурси.
1. Защо цикъл фосфор се нарича отворена?
2. Когато фосфор резерви са съсредоточени?
3. Защо фосфор се концентрират на дъното на океаните?
4. Какви са последствията за селското стопанство ще има изчерпване на fosofora.
В края на тази глава е необходимо да кажа няколко думи, за да популярната (особено на страниците на популярните "зелени" проблемите на околната среда) терминът "ноосферата", която е независимо, въведени в употреба на околната среда Teryarom П. дьо Шарден и VI Вернадски. Въпреки това, ако Teryar дьо Шарден разбира от ноосфера първото глобално развитие на "колективната интелигентност", която Вернадски смята, че този "колективен разум" е да се превърне в биосферата, подобряване на условията за човешкия живот на планетата.
Вернадски дойде от scientistic оглед на връзката между човека и природата, т.е. Той вярвал, че науката може да реши почти всеки проблем до управлението на основните цикли на веществата и на прехода на човека "аВтотрофична хранене" с директното използване на слънчевата енергия за производство на храна (избягване posrednecheskuyu роля на растенията).
гледки Вернадски относно ноосферата - пример за екологичен утопизъм. Системните връзки в биосферата ( "биосфера пазар") е толкова сложни, че хората не могат да го контролират. Сериозно намеса в биосферните цикли доведе до рязко влошаване на екологичната обстановка, която вече се наблюдава днес (озон екрана, глобалното затопляне, глобалното замърсяване, появата на нови "болест на околната среда" и т.н.).
Едно лице може да оцелее само заедно с биосферата "вграждането" на икономическите дейности в циклите на биосферата. NN Мойсей пише за възможност "coadaptation Човек и биосфера" на и формирането на тази основа някои "quasistability състояние" цикли последната промяна в кои вещества да не надхвърлят праговете, като се започне с необратими промени, които могат да възникнат. Това ново състояние на биосферата е възможно в изграждането на международната общност за устойчиво развитие, но разглеждането на този въпрос е извън обхвата на обща екология.
Свързани статии