Круговоротные процессы в боисфере

 Наиболее важной и интересной особенностью круговорота углерода, существующей в условиях активной антропогенной деятельности, является возврат в круговорот атомов углерода, "выпавших" из него в более ранние геологические периоды. До достижения баланса между образованием органического вещества и его распада значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась в виде детрита и постепенно погребалась под различными минеральными осадками. Находясь в земле миллионы лет, этот детрит под действием высоких температуры и давления превращался в нефть, природный газ, уголь, причем конечный продукт напрямую зависел от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в земле.

В настоящее время человек  в огромных количествах добывает это ископаемое топливо для обеспечения  энергетических потребностей современного уровня индустриализации общества. Сжигая это топливо, человек в определенной мере завершает, а следовательно, и  начинает новый цикл круговорота  углерода. Таким образом, на круговорот углерода человек влияет путем увеличения содержания в биосфере доступного для  биогеохимического круговорота углерода.  Влияние на круговорот фосфора характеризуется наличием нескольких различных механизмов.  
Во-первых, условно выделяемой экосистеме человека, в отличие от естественных природных экосистем, присуща более значительная миграция биогенов: урожай вместе с извлеченными из почвы биогенами перевозится к потребителям на большое расстояние. Тем самым содержание фосфора в агроэкосистемах на момент сбора урожая резко снижается.  
Во-вторых, фосфор, содержащийся в отходах жизнедеятельности человека, полностью исключается из круговорота почвенных экосистем и дополнительно перенасыщает водные экосистемы, т. к. именно там заканчивается в типичном случае локализация.  В-третьих, фосфор, связанный в костях человека, возвращается в естественные экосистемы крайне редко, т. к. и при захоронении тел на кладбищах, и при кремации вовлечение фосфора в биогеохимический круговорот минимально, поскольку наблюдается разобщение мест, где концентрация фосфора велика, и мест поглощения данного элемента.  Следовательно, на первый взгляд, кажется, что влияние человека на круговорот фосфора выражается в снижении его количества, доступного для биогеохимического круговорота, но это не совсем верно, поскольку человек в ходе агротехнической деятельности вносит в почву химически синтезированные фосфорсодержащие удобрения. Однако вследствие невозможности точно установить степень антропогенного снижения количества фосфора, доступного для биогеохимического круговорота, а также вероятности заведомо избыточного внесения фосфорсодержащих удобрений, невозможно соблюдение не только географического, но и количественного баланса. Как видим, влияние человека на круговорот фосфора проявляется в основном в возникновении биогеографического и количественного дисбаланса, доступного для биогеохимического круговорота фосфора. Для анализа антропогенного влияния на круговорот азота необходимо вспомнить, что все естественные экосистемы зависят от азотфиксирующих организмов, поэтому крайне важна роль симбиотических бактерий бобовых растений. Это семейство очень многочисленно, и в каждой естественной наземной экосистеме есть характерные для нее виды бобовых. Бобовые первые заселяют горы, без них реколонизация идет значительно медленнее из-за недостатка в почве доступного азота. Но такая закономерность наблюдается только в природных экосистемах, в то время как антропогенным агроэкосистемам она не свойственна.  
            Агрокультуры в основном являются монокультурами, и за исключением агрокультур бобовых, азотфиксирующие клубень 0ковые бактерии в них отсутствуют. Реконструкция естественных условий возможна и заключается в севообороте бобовых и других культур, но этот метод не всегда экономически выгоден, а потому используется редко и в основном охватывает только небольшие сельскохозяйственные угодья фермерского типа. В остальных же случаях человек выращивает урожаи монокультур при помощи внесения в почву химически синтезированных азотсодержащих удобрений. Следовательно, налицо следующие отклонения от естественного круговорота азота: снижение клубеньковой азотфиксации за счет снижения площадей произрастания дикорастущих бобовых растений и внесение в почву химически синтезированных азотсодержащих удобрений, т. е., как и в отношении круговорота фосфора, антропогенное влияние на круговорот азота сводится к возникновению биогеографического и количественного дисбаланса Невозможно точно сказать, является ли описанное выше вмешательство человека противоречащим первому принципу функционирования экосистем или нет. С одной стороны, вмешательство человека нарушает нормальный ход биогеохимических круговоротов: количество углекислого газа, выделяющегося в атмосферу из-за сжигания углеродистого топлива, фотосинтеза, особенно в связи со снижением плотности растительного покрова планеты, и избытки углекислого газа оказывают ряд негативных эффектов по отношению к биосфере Земли; водные экосистемы планеты нарушаются (и даже разрушаются) из-за избыточного поступления в них фосфатов; от дисбаланса круговорота азота страдают как водные, так и наземные экосистемы. С другой же стороны, существует вероятность нормализации этих процессов, поскольку все они в какой-то мере укладываются в рамки нормальных биогеохимических круговоротов.  
           Но существует и такая деятельность человека, которая однозначно нарушает принципы устойчивости экосистем. Примером такой деятельности является привнесение в биосферу множества используемых в промышленности техногенных веществ, таких, как ртуть, ДДТ и многое другое. В отсутствие круговоротов этих веществ происходит, с одной стороны - истощение ресурсов, а с другой - загрязнение окружающей среды. Многие из них токсичны, склонны к биоаккумуляции, поэтому часто последствия привнесения их в биосферу невозможно даже предугадать, как, например, невозможно было предугадать массовую гибель птиц на "птичьих базарах" островов Тихого и Атлантического океанов после опыления полей США ДДТ - дихлордифенилтрихлорэтаном, первым широко использовавшимся инсектицидом из класса хлоруглеводородов, который, аккумулировавшись в результате прохождения по пищевым цепям, вызвал повышенную хрупкость скорлупы птичьих яиц, а следовательно - многолетнее уменьшение численности птенцов и уменьшение популяций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 
          Одно из замечательных открытий геохимии заключается в установлении того, что движение многих химических элементов осуществляется в виде круговых процессов - круговоротов. Именно эти элементы слагают земную кору, жидкую и газовую оболочки нашей планеты. Их круговороты могут происходить на ограниченном пространстве и на протяжении небольших отрезков времени, а может охватывать всю наружную часть планеты и огромные периоды. При этом малые круговороты входят в более крупные, которые в своей совокупности складываются в колоссальные биогеохимические круговороты. Они тесно связаны с окружающей средой. В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов. Энергия поступает в экосистемы во время фотосинтеза, а рассеивается главным образом в виде тепла, когда организмы используют ее для своей жизнедеятельности. Вследствие непрерывно происходящих потерь энергии необходимо, чтобы она столь же непрерывно поступала в экосистемы в виде энергии солнечного света. В отличие от этого вода и элементы питания совершают непрерывный круговорот. 
           Рассмотренная мною тема является очень актуальной в свете современной экологической ситуации. Вода – это источник жизни на земле. Но, как выясняется не бесконечный. Дело в том, что загрязнение водных ресурсов земли имеет в настоящий момент глобальный характер.  
           Очень важно обеспечить природе нормальное функционирование ее базовых циклов обмена веществ.

 
 
 

 

Список литературы

 

1. Потапов А.Д.Экология. 2-е изд.-М.: Высшая школа, 2005
2. Экология: Учебное пособие/ Под ред. Е.В.Шубиной; Моск.гос.строит.ун-т.-М.:МГСУ,2008г.

 

Интернет – ресурсы

 

1. http://turboreferat.ru/ecology/krugovorot-veshhestv-v-prirode/204635-1023957-page1.html
2. http://www.r-e-f-e-r.ru/index.php?name=pages&op=view&id=361

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение2

Круговорот углерода2

Круговорот фосфора4

Круговорот кислорода6

Круговорот азота7

Круговорот серы9

Круговорот воды10

Биогеохимическая деятельность человека12

Заключение16

Список литературы17