Mal? (biologick?) obeh

Mno?stvo ?ivej hmoty v biosf?re je relat?vne mal?. Ak sa rozlo?? po zemskom povrchu, z?ska sa vrstva len 1,5 cm Tabu?ka 4.1 porovn?va niektor? kvantitat?vne charakteristiky biosf?ry a in?ch geosf?r Zeme. Biosf?ra, ktor? tvor? menej ako 10-6 hmotnost? in?ch schr?nok plan?ty, m? neporovnate?ne v???iu diverzitu a svoje zlo?enie obnovuje mili?nkr?t r?chlej?ie.

Tabu?ka 4.1

Porovnanie biosf?ry s in?mi geosf?rami Zeme

*?iv? l?tka na z?klade ?ivej hmotnosti

4.4.1. Funkcie biosf?ry

V?aka biote biosf?ry sa uskuto??uje preva?n? ?as? chemick?ch premien na plan?te. Preto rozsudok V.I. Vernadsk?ho o obrovskej transforma?nej geologickej ?lohe ?ivej hmoty. Po?as organickej evol?cie ?iv? organizmy pre?li cez seba, cez svoje org?ny, tkaniv?, bunky, krv, cel? atmosf?ru, cel? objem svetov?ho oce?nu, v???inu hmoty p?dy, obrovsk? mno?stvo miner?lnych l?tok cez seba, cez ich org?ny, tkaniv?, bunky, krv, tis?ckr?t (pre r?zne cykly od 103 do 105 kr?t). A to im nielen ch?balo, ale aj upravovali pozemsk? prostredie v s?lade so svojimi potrebami.

V?aka schopnosti transformova? slne?n? energiu na energiu chemick?ch v?zieb vykon?vaj? rastliny a in? organizmy mno?stvo z?kladn?ch biogeochemick?ch funkci? v planet?rnom meradle.

plynov? funkcia. ?iv? bytosti neust?le vymie?aj? kysl?k a oxid uhli?it? s prostred?m v procesoch fotosynt?zy a d?chania. Rastliny zohrali rozhoduj?cu ?lohu pri zmene z reduk?n?ho prostredia na oxida?n? v geochemickom v?voji plan?ty a pri tvorbe plynov?ho zlo?enia modernej atmosf?ry. Rastliny pr?sne kontroluj? koncentr?cie O2 a CO2, ktor? s? optim?lne pre s?hrn v?etk?ch modern?ch ?iv?ch organizmov.

koncentra?n? funkcia. ?iv? organizmy t?m, ?e cez svoje tel? prech?dzaj? ve?k?m objemom vzduchu a pr?rodn?ch roztokov, uskuto??uj? biog?nnu migr?ciu (pohyb chemik?li?) a koncentr?ciu chemick?ch prvkov a ich zl??en?n. T?ka sa to organickej biosynt?zy, tvorby koralov?ch ostrovov, stavby schr?nok a kostier, objavenia sa sediment?rnych v?pencov?ch vrstiev, lo??sk ur?it?ch kovov?ch r?d, akumul?cie ?elezno-mang?nov?ch uzl?kov na dne oce?nov at?. biologickej evol?cie prebiehala vo vodnom prostred?. Organizmy sa nau?ili extrahova? potrebn? l?tky zo zrieden?ho vodn?ho roztoku, ??m sa ich koncentr?cia v tele mnohon?sobne zn?sobila.

Redoxn? funkcia ?ivej hmoty ?zko s?vis? s biog?nnou migr?ciou prvkov a koncentr?ciou l?tok. Mnoh? l?tky v pr?rode s? stabiln? a za norm?lnych podmienok nepodliehaj? oxid?cii, napr?klad molekul?rny dus?k je jedn?m z najd?le?itej??ch biog?nnych prvkov. ?iv? bunky v?ak maj? tak? siln? katalyz?tory – enz?my, ?e s? schopn? uskuto?ni? mnoho redoxn?ch reakci? mili?nkr?t r?chlej?ie, ne? ak? m??u prebieha? v abiotickom prostred?.

Informa?n? funkcia ?ivej hmoty biosf?ry. S pr?chodom prv?ch primit?vnych ?iv?ch bytost? sa na plan?te objavili akt?vne („?iv?“) inform?cie, ktor? sa l??ia od „m?tvych“ inform?ci?, ktor? s? jednoduch?m odrazom ?trukt?ry. Uk?zalo sa, ?e organizmy s? schopn? prij?ma? inform?cie spojen?m toku energie s akt?vnou molekul?rnou ?trukt?rou, ktor? hr? ?lohu programu. Schopnos? vn?ma?, uchov?va? a spracov?va? molekul?rne inform?cie pre?la v pr?rode pokro?il?m v?vojom a stala sa najd?le?itej??m ekologick?m syst?motvorn?m faktorom. Celkov? z?soba genetickej inform?cie bioty sa odhaduje na 1015 bitov. Celkov? sila toku molekul?rnych inform?ci? spojen?ch s metabolizmom a energiou vo v?etk?ch bunk?ch glob?lnej bioty dosahuje 1036 bit/s (Gorshkov et al., 1996).

4.4.2. Zlo?ky biologick?ho cyklu.

Biologick? cyklus prebieha medzi v?etk?mi zlo?kami biosf?ry (tj medzi p?dou, vzduchom, vodou, ?ivo??chmi, mikroorganizmami at?.). Vyskytuje sa s povinnou ??as?ou ?iv?ch organizmov.

Slne?n? ?iarenie dosahuj?ce biosf?ru nesie energiu asi 2,5 x 1024 J za rok. Len 0,3 % z neho sa priamo premie?a v procese fotosynt?zy na energiu chemick?ch v?zieb organick?ch l?tok, t.j. zapojen? do biologick?ho cyklu. A 0,1 – 0,2 % slne?nej energie dopadaj?cej na Zem sa ukazuje by? obsiahnut?ch v ?istej prim?rnej produkcii. ?al?? osud tejto energie je spojen? s prenosom organickej hmoty potravy kask?dami trofick?ch re?azcov.

Biologick? cyklus mo?no podmiene?ne rozdeli? na vz?jomne s?visiace zlo?ky: cyklus l?tok a energetick? cyklus.

4.4.3. Energetick? cyklus. Transform?cia energie v biosf?re

Ekosyst?m mo?no op?sa? ako s?bor ?iv?ch organizmov, ktor? si neust?le vymie?aj? energiu, hmotu a inform?cie. Energiu mo?no definova? ako schopnos? vykon?va? pr?cu. Vlastnosti energie, vr?tane pohybu energie v ekosyst?moch, s? op?san? z?konmi termodynamiky.

Prv? termodynamick? z?kon alebo z?kon zachovania energie hovor?, ?e energia nezanik? a nevznik? nanovo, iba prech?dza z jednej formy do druhej.

Druh? z?kon termodynamiky hovor?, ?e entropia sa m??e zvy?ova? iba v uzavretom syst?me. Pokia? ide o energiu v ekosyst?moch, je vhodn? nasleduj?ca formul?cia: procesy spojen? s transform?ciou energie m??u nasta? spont?nne iba vtedy, ak energia prech?dza z koncentrovanej formy do dif?znej, to znamen?, ?e degraduje. Meradlom mno?stva energie, ktor? sa st?va nedostupn?m na pou?itie, alebo inak mierou zmeny v porad?, ku ktorej doch?dza pri degrad?cii energie, je entropia. ??m vy??? je poriadok syst?mu, t?m ni??ia je jeho entropia.

In?mi slovami, ?iv? hmota prij?ma a premie?a energiu kozmu, slnka na energiu pozemsk?ch procesov (chemick?ch, mechanick?ch, tepeln?ch, elektrick?ch). Zap?ja t?to energiu a anorganick? hmotu do nepretr?it?ho obehu l?tok v biosf?re. Tok energie v biosf?re m? jeden smer – od Slnka cez rastliny (autotrofy) k ?ivo??chom (heterotrofy). Pr?rodn? nedotknut? ekosyst?my v stabilnom stave s kon?tantn?mi d?le?it?mi environment?lnymi ukazovate?mi (homeost?za) s? najviac usporiadan? syst?my a vyzna?uj? sa najni??ou entropiou.

4.4.4. Kolobeh l?tok v pr?rode

Vznik ?ivej hmoty a jej rozklad s? dve strany jedn?ho procesu, ktor? sa naz?va biologick? cyklus chemick?ch prvkov. ?ivot je cirkul?cia chemick?ch prvkov medzi organizmami a prostred?m.

D?vodom kolobehu je obmedzenos? prvkov, z ktor?ch sa stavaj? tel? organizmov. Ka?d? organizmus z?skava z prostredia l?tky potrebn? pre ?ivot a vracia sa nevyu?it?. kde:

niektor? organizmy konzumuj? miner?ly priamo z prostredia;

in? pou??vaj? produkty spracovan? a izolovan? ako prv?;

tret? - druh? at?., k?m sa l?tky nevr?tia do prostredia v p?vodnom stave.

V biosf?re je zrejm? potreba koexistencie r?znych organizmov, ktor? dok??u navz?jom vyu??va? svoje odpadov? produkty. Vid?me prakticky bezodpadov? biologick? produkciu.

Cyklus l?tok v ?iv?ch organizmoch mo?no podmiene?ne zredukova? na ?tyri procesy:

1. Fotosynt?za. Rastliny v d?sledku fotosynt?zy absorbuj? a akumuluj? slne?n? energiu a syntetizuj? organick? l?tky – prim?rne biologick? produkty – a kysl?k z anorganick?ch l?tok. Prim?rne biologick? produkty s? ve?mi r?znorod? – obsahuj? sacharidy (gluk?zu), ?krob, vl?kninu, bielkoviny, tuky.

Sch?ma fotosynt?zy najjednoduch?ieho uh?ohydr?tu (gluk?zy) m? nasleduj?cu sch?mu:

Tento proces prebieha iba po?as d?a a je sprev?dzan? n?rastom hmotnosti rastl?n.

Na Zemi sa v d?sledku fotosynt?zy ro?ne vytvor? asi 100 mili?rd ton organickej hmoty, asimiluje sa asi 200 mili?rd ton oxidu uhli?it?ho a uvo?n? sa asi 145 mili?rd ton kysl?ka.

Fotosynt?za zohr?va rozhoduj?cu ?lohu pri zabezpe?ovan? existencie ?ivota na Zemi. Jeho glob?lny v?znam sa vysvet?uje t?m, ?e fotosynt?za je jedin? proces, po?as ktor?ho sa energia v termodynamickom procese pod?a minimalistick?ho princ?pu nerozpty?uje, ale sk?r hromad?.

Synt?zou aminokysel?n potrebn?ch na stavbu bielkov?n m??u rastliny existova? relat?vne nez?visle od in?ch ?iv?ch organizmov. Prejavuje sa t?m autotrofia rastl?n (sebesta?nos? vo v??ive). Zelen? hmota rastl?n a kysl?k vznikaj?ci v procese fotosynt?zy s? z?rove? z?kladom pre udr?anie ?ivota ?al?ej skupiny ?iv?ch organizmov - ?ivo??chov, mikroorganizmov. To ukazuje heterotrofiu tejto skupiny organizmov.

2. D?chanie. Tento proces je opakom fotosynt?zy. Vyskytuje sa vo v?etk?ch ?iv?ch bunk?ch. Pri d?chan? doch?dza k oxid?cii organick?ch l?tok kysl?kom, v?sledkom ?oho je tvorba oxidu uhli?it?ho, vody a energie.

3. V??ivov? (trofick?) vz?ahy medzi autotrofn?mi a heterotrofn?mi organizmami. V tomto pr?pade doch?dza k prenosu energie a hmoty pozd?? ?l?nkov potravinov?ho re?azca, o ktorom sme podrobnej?ie hovorili sk?r.

4. Proces transpir?cie. Jeden z najd?le?itej??ch procesov v biologickom cykle.

Schematicky to mo?no op?sa? nasledovne. Rastliny absorbuj? p?dnu vlhkos? kore?mi. Z?rove? sa do nich dost?vaj? miner?lne l?tky rozpusten? vo vode, ktor? sa absorbuj? a vlhkos? sa v z?vislosti od podmienok prostredia viac ?i menej intenz?vne odparuje.

4.4.5. Biogeochemick? cykly

Geologick? a biologick? cykly s? prepojen? - existuj? ako jeden proces, ktor? sp?sobuje obeh l?tok, takzvan? biogeochemick? cykly (BGCC). T?to cirkul?cia prvkov je sp?soben? synt?zou a rozpadom organick?ch l?tok v ekosyst?me (obr. 4.1) Na BHCC sa nez??ast?uj? v?etky prvky biosf?ry, ale iba biog?nne. ?iv? organizmy sa skladaj? z nich, tieto prvky vstupuj? do mnoh?ch reakci? a z??ast?uj? sa procesov prebiehaj?cich v ?iv?ch organizmoch. V percentu?lnom vyjadren? celkov? hmotnos? ?ivej hmoty biosf?ry tvoria tieto hlavn? biog?nne prvky: kysl?k - 70%, uhl?k - 18%, vod?k - 10,5%, v?pnik - 0,5%, drasl?k - 0,3%, dus?k - 0 , 3%, (kysl?k, vod?k, dus?k, uhl?k s? pr?tomn? vo v?etk?ch krajin?ch a s? z?kladom ?iv?ch organizmov - 98%).

Podstata biog?nnej migr?cie chemick?ch prvkov.

V biosf?re teda prebieha biog?nny kolobeh l?tok (t. j. kolobeh sp?soben? ?ivotnou ?innos?ou organizmov) a jednosmern? tok energie. Biog?nna migr?cia chemick?ch prvkov je ur?en? najm? dvoma opa?n?mi procesmi:

1. Vznik ?ivej hmoty z prvkov prostredia vplyvom slne?nej energie.

2. Zni?enie organick?ch l?tok sprev?dzan? uvo??ovan?m energie. Z?rove? prvky miner?lnych l?tok opakovane vstupuj? do ?iv?ch organizmov, ??m vstupuj? do zlo?enia zlo?it?ch organick?ch zl??en?n, foriem a potom, ke? s? zni?en?, op?? z?skavaj? miner?lnu formu.

Existuj? prvky, ktor? s? s??as?ou ?iv?ch organizmov, ale nes?visia s biog?nnymi. Tak?to prvky s? klasifikovan? pod?a ich hmotnostn?ho podielu v organizmoch:

Makronutrienty - zlo?ky najmenej 10-2% hmotnosti;

Stopov? prvky - zlo?ky od 9 * 10-3 do 1 * 10-3% hmotnosti;

Ultramikroelementy - menej ako 9 * 10-6% hmoty;

Aby sme ur?ili miesto biog?nnych prvkov medzi ostatn?mi chemick?mi prvkami biosf?ry, zv??me klasifik?ciu prijat? v ekol?gii. Pod?a aktivity zn?zornenej v procesoch vyskytuj?cich sa v biosf?re s? v?etky chemick? prvky rozdelen? do 6 skup?n:

Vz?cne plyny s? h?lium, ne?n, arg?n, krypt?n, xen?n. Inertn? plyny nie s? s??as?ou ?iv?ch organizmov.

U??achtil? kovy - rut?nium, r?dium, pal?dium, osmium, ir?dium, platina, zlato. Tieto kovy takmer nevytv?raj? zl??eniny v zemskej k?re.

Cyklick? alebo biog?nne prvky (naz?vaj? sa aj migra?n?). T?to skupina biog?nnych prvkov v zemskej k?re predstavuje 99,7% celkovej hmoty a zvy?n?ch 5 skup?n - 0,3%. Preva?n? ?as? prvkov teda tvoria migranti, ktor? vykon?vaj? cirkul?ciu v geografickom obale, a niektor? inertn? prvky s? ve?mi mal?.

Rozpt?len? prvky, vyzna?uj?ce sa prevahou vo?n?ch at?mov. Vstupuj? do chemick?ch reakci?, ale ich zl??eniny sa v zemskej k?re nach?dzaj? len zriedka. Delia sa na dve podskupiny. Prv? - rub?dium, c?zium, ni?b, tantal - vytv?raj? zl??eniny v hlbin?ch zemskej k?ry a na povrchu sa ich miner?ly ni?ia. Druh? - j?d, br?m - reaguj? iba na povrchu.

R?dioakt?vne prvky - pol?nium, rad?n, r?dium, ur?n, nept?nium, plut?nium.

Prvky vz?cnych zem?n - ytrium, sam?rium, eur?pium, thulium at?.

Celoro?n? biochemick? cykly uved? do pohybu pribli?ne 480 mili?rd ton hmoty.

IN AND. Vernadsky sformuloval tri biogeochemick? princ?py, ktor? vysvet?uj? podstatu biog?nnej migr?cie chemick?ch prvkov:

Biog?nna migr?cia chemick?ch prvkov v biosf?re smeruje v?dy k svojmu maxim?lnemu prejavu.

Evol?cia druhov v priebehu geologick?ho ?asu, ktor? vedie k vytvoreniu trvalo udr?ate?n?ch foriem ?ivota, postupuje smerom, ktor? zvy?uje biog?nnu migr?ciu at?mov.

?iv? hmota je v nepretr?itej chemickej v?mene so svoj?m prostred?m, ?o je faktor, ktor? obnovuje a udr?iava biosf?ru.

Uva?ujme, ako sa niektor? z t?chto prvkov pohybuj? v biosf?re.

Cyklus uhl?ka. Hlavn?m ??astn?kom biotick?ho cyklu je uhl?k ako z?klad organick?ch l?tok. Cyklus uhl?ka prebieha v???inou medzi ?ivou hmotou a oxidom uhli?it?m v atmosf?re v procese fotosynt?zy. Bylino?ravce ho z?skavaj? potravou, pred?tori ho z?skavaj? od bylino?ravcov. Pri d?chan?, hnilobe sa oxid uhli?it? ?iasto?ne vracia do atmosf?ry, n?vrat nast?va pri spa?ovan? organick?ch miner?lov.

Pri absencii n?vratu uhl?ka do atmosf?ry by ho zelen? rastliny spotrebovali za 7-8 rokov. R?chlos? biologick?ho obratu uhl?ka prostredn?ctvom fotosynt?zy je 300 rokov. Oce?ny zohr?vaj? d?le?it? ?lohu pri regul?cii obsahu CO2 v atmosf?re. Ak obsah CO2 v atmosf?re st?pne, ?as? sa rozpust? vo vode a reaguje s uhli?itanom v?penat?m.

Kysl?kov? cyklus.

Kysl?k m? vysok? chemick? aktivitu, vstupuje do zl??en?n s takmer v?etk?mi prvkami zemskej k?ry. Vyskytuje sa hlavne vo forme zl??en?n. Ka?d? ?tvrt? at?m ?ivej hmoty je at?m kysl?ka. Takmer v?etok molekul?rny kysl?k v atmosf?re vznikol a je udr?iavan? na kon?tantnej ?rovni v?aka aktivite zelen?ch rastl?n. Atmosf?rick? kysl?k, viazan? pri d?chan? a uvo??ovan? pri fotosynt?ze, prejde za 200 rokov v?etk?mi ?iv?mi organizmami.

Cyklus dus?ka. Dus?k je neoddelite?nou s??as?ou v?etk?ch bielkov?n. Celkov? pomer viazan?ho dus?ka, ako prvku tvoriaceho organick? hmotu, k dus?ku v pr?rode je 1:100 000. Energia chemickej v?zby v molekule dus?ka je ve?mi vysok?. Preto kombin?cia dus?ka s in?mi prvkami – kysl?kom, vod?kom (proces fix?cie dus?ka) – vy?aduje ve?a energie. Priemyseln? fix?cia dus?ka prebieha za pr?tomnosti katalyz?torov pri teplote -500°C a tlaku -300 atm.

Ako viete, atmosf?ra obsahuje viac ako 78% molekul?rneho dus?ka, ale v tomto stave nie je dostupn? pre zelen? rastliny. Pre svoju v??ivu m??u rastliny pou??va? iba soli kyseliny dusi?nej a dusitej. Ak? s? sp?soby tvorby t?chto sol?? Tu s? niektor? z nich:

V biosf?re je fix?cia dus?ka realizovan? nieko?k?mi skupinami anaer?bnych bakt?ri? a sin?c pri norm?lnej teplote a tlaku v?aka vysokej ??innosti biokatal?zy. Predpoklad? sa, ?e bakt?rie premenia pribli?ne 1 miliardu ton dus?ka ro?ne na viazan? formu (svetov? objem priemyselnej fix?cie je asi 90 mili?nov ton).

P?dne bakt?rie via?uce dus?k s? schopn? asimilova? molekul?rny dus?k zo vzduchu. Obohacuj? p?du o dus?kat? zl??eniny, preto je ich hodnota mimoriadne vysok?.

V d?sledku rozkladu zl??en?n obsahuj?cich dus?k organick?ch l?tok rastlinn?ho a ?ivo???neho p?vodu.

Pod p?soben?m bakt?ri? sa dus?k premie?a na dusi?nany, dusitany, am?nne zl??eniny. V rastlin?ch sa zl??eniny dus?ka podie?aj? na synt?ze bielkovinov?ch zl??en?n, ktor? sa pren??aj? z organizmu do organizmu v potravinov?ch re?azcoch.

Cyklus fosforu. ?al??m d?le?it?m prvkom, bez ktor?ho synt?za bielkov?n nie je mo?n?, je fosfor. Hlavn?mi zdrojmi s? vyvret? horniny (apatity) a sediment?rne horniny (fosfority).

Anorganick? fosfor sa podie?a na kolobehu v d?sledku prirodzen?ch procesov vyl?hovania. Fosfor je asimilovan? ?iv?mi organizmami, ktor? s jeho ??as?ou syntetizuj? mno?stvo organick?ch zl??en?n a pren??aj? ich na r?zne trofick? ?rovne.

Po dokon?en? svojej cesty pozd?? trofick?ch re?azcov s? organick? fosf?ty rozlo?en? mikr?bmi a premie?aj? sa na miner?lne fosf?ty dostupn? pre zelen? rastliny.

V procese biologickej cirkul?cie, ktor? zabezpe?uje pohyb hmoty a energie, nie je miesto pre hromadenie odpadu. Odpadov? produkty (t. j. odpadov? produkty) ka?dej formy ?ivota s? ?ivnou p?dou pre in? organizmy.

Teoreticky by biosf?ra mala v?dy udr?iava? rovnov?hu medzi produkciou biomasy a jej rozkladom. V ur?it?ch geologick?ch obdobiach v?ak bola naru?en? rovnov?ha biologick?ho cyklu, ke? v d?sledku ur?it?ch pr?rodn?ch podmienok, katakliziem, neboli v?etky biologick? produkty asimilovan? a transformovan?. V t?chto pr?padoch sa tvorili prebytky biologick?ch produktov, ktor? sa konzervovali a ukladali v zemskej k?re, pod vodn? st?pec, sedimenty a kon?ili v z?ne permafrostu. Tak vznikli lo?isk? uhlia, ropy, plynu, v?penca. Treba poznamena?, ?e nezan??aj? biosf?ru. Energia Slnka, nahromaden? v procese fotosynt?zy, sa koncentruje v organick?ch miner?loch. Teraz, spa?ovan?m organick?ch fos?lnych pal?v, ?lovek uvo??uje t?to energiu.

Biosf?ru Zeme ur?it?m sp?sobom charakterizuje existuj?ca cirkul?cia l?tok a tok energie. Cyklus l?tok je opakovan? ??as? l?tok na procesoch, ktor? sa vyskytuj? v atmosf?re, hydrosf?re a litosf?re, vr?tane t?ch vrstiev, ktor? s? s??as?ou biosf?ry Zeme. Obeh hmoty sa uskuto??uje s nepretr?it?m pr?sunom vonkaj?ej energie zo Slnka a vn?tornej energie zo Zeme.

V z?vislosti od hnacej sily v r?mci obehu l?tok mo?no rozli?ova? geologick? (ve?k? obeh), biologick? (biogeochemick?, mal? obeh) a antropog?nne cykly.

Geologick? cyklus (ve?k? obeh l?tok v biosf?re)

T?to cirkul?cia prerozde?uje hmotu medzi biosf?ru a hlb?ie horizonty Zeme. Hnacou silou tohto procesu s? exog?nne a endog?nne geologick? procesy. Endog?nne procesy sa vyskytuj? pod vplyvom vn?tornej energie Zeme. Ide o energiu, ktor? sa uvo??uje v d?sledku r?dioakt?vneho rozpadu, chemick?ch reakci? pri tvorbe miner?lov at?. Medzi endog?nne procesy patria napr?klad tektonick? pohyby, zemetrasenia. Tieto procesy ved? k vytvoreniu ve?k?ch reli?fov (kontinenty, oce?nske depresie, hory a n??iny). Exog?nne procesy prebiehaj? pod vplyvom vonkaj?ej energie Slnka. Patr? medzi ne geologick? aktivita atmosf?ry, hydrosf?ry, ?iv?ch organizmov a ?loveka. Tieto procesy ved? k vyhladzovaniu ve?k?ch ter?nnych ?tvarov (?dolia riek, kopce, rokliny at?.).

Geologick? cyklus pokra?uje mili?ny rokov a spo??va v tom, ?e sa horniny ni?ia a produkty zvetr?vania (vr?tane ?iv?n rozpustn?ch vo vode) s? vodn?mi tokmi pren??an? do Svetov?ho oce?nu, kde vytv?raj? morsk? vrstvy a len ?iasto?ne sa vracaj? na s??. zr??ok. Geotektonick? zmeny, procesy poklesu kontinentov a st?panie morsk?ho dna, pohyb mor? a oce?nov po dlh? dobu ved? k tomu, ?e tieto vrstvy sa vracaj? na s?? a proces za??na znova. Symbolom tohto obehu l?tok je ?pir?la, nie kruh, preto?e. nov? cyklus obehu presne neopakuje ten star?, ale zav?dza nie?o nov?.

Ve?k? cyklus zah??a obeh vody (hydrologick? cyklus) medzi pevninou a oce?nom cez atmosf?ru (obr. 3.2).

Vodn? cyklus ako celok zohr?va ve?k? ?lohu pri formovan? pr?rodn?ch podmienok na na?ej plan?te. Ak vezmeme do ?vahy transpir?ciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, cel? z?soba vody na Zemi sa rozpadne a obnov? sa na 2 mili?ny rokov.

Ry?a. 3. 2. Kolobeh vody v biosf?re.

V hydrologickom cykle s? v?etky ?asti hydrosf?ry vz?jomne prepojen?. Ro?ne sa na ?om podie?a viac ako 500 tis?c km3 vody. Hnacou silou tohto procesu je slne?n? energia. Molekuly vody sa p?soben?m slne?nej energie ohrievaj? a st?paj? vo forme plynu do atmosf?ry (denne sa odpar? 875 km3 sladkej vody). Ako st?paj?, postupne sa ochladzuj?, kondenzuj? a tvoria oblaky. Po dostato?nom ochladen? mraky uvo??uj? vodu v podobe r?znych zr??ok, ktor? padaj? sp?? do oce?nu. Voda, ktor? spadla na zem, m??e sledova? dve r?zne cesty: bu? vsiaknu? do p?dy (infiltr?cia), alebo odtiec? (povrchov? odtok). Na povrchu voda pr?di do potokov a riek, ktor? ved? do oce?nu alebo na in? miesta, kde doch?dza k vyparovaniu. Voda absorbovan? do p?dy m??e by? zadr?iavan? v jej horn?ch vrstv?ch (horizontoch) a vr?ten? do atmosf?ry transpir?ciou. Tak?to voda sa naz?va kapil?ra. Voda, ktor? je un??an? gravit?ciou a presakuje do p?rov a praskl?n, sa naz?va gravita?n? voda. Gravita?n? voda presakuje do nepreniknute?nej vrstvy kame?a alebo hustej hliny a vyp??a v?etky dutiny. Tak?to z?soby sa naz?vaj? podzemn? vody a ich horn? hranica je hladina podzemnej vody. Podzemn? horninov? vrstvy, ktor?mi podzemn? voda pomaly pretek?, sa naz?vaj? zvodnen? vrstvy. Pod vplyvom gravit?cie sa podzemn? voda pohybuje cez zvodnen? vrstvu, k?m nen?jde „cestu von“ (napr?klad vytv?ra prirodzen? pramene, ktor? nap?jaj? jazer?, rieky, rybn?ky, t. j. st?vaj? sa s??as?ou povrchov?ch v?d). Vodn? cyklus teda zah??a tri hlavn? "slu?ky": povrchov? odtok, odparovanie-transpir?cia, podzemn? voda. Do kolobehu vody na Zemi sa ro?ne zapoj? viac ako 500 tis?c km3 vody, ktor? zohr?va ve?k? ?lohu pri formovan? pr?rodn?ch podmienok.

Biologick? (biogeochemick?) cirkul?cia

(mal? obeh l?tok v biosf?re)

Hnacou silou biologick?ho cyklu l?tok je ?innos? ?iv?ch organizmov. Je s??as?ou v???ieho a prebieha v r?mci biosf?ry na ?rovni ekosyst?mu. Mal? kolobeh spo??va v tom, ?e ?iviny, voda a uhl?k sa hromadia v hmote rastl?n (autotrofy), vynakladaj? sa na stavbu tiel a ?ivotn?ch procesov, tak rastl?n, ako aj in?ch organizmov (spravidla ?ivo??chov – heterotrofov), ktor? tieto rastliny po?ieraj?. Produkty rozkladu organickej hmoty sa p?soben?m de?truktorov a mikroorganizmov (bakt?rie, huby, ?ervy) op?? rozkladaj? na miner?lne zlo?ky. Tieto anorganick? l?tky m??u by? znovu pou?it? na synt?zu organick?ch l?tok pomocou autotrofov.

V biogeochemick?ch cykloch sa rozli?uje rezervn? fond (l?tky, ktor? nie s? spojen? so ?iv?mi organizmami) a v?menn? fond (l?tky, ktor? s? spojen? priamou v?menou medzi organizmami a ich bezprostredn?m prostred?m).

V z?vislosti od umiestnenia rezervn?ho fondu sa biogeochemick? cykly delia na dva typy:

Cykly plynn?ho typu so z?sobn?m fondom l?tok v atmosf?re a hydrosf?re (cykly uhl?ka, kysl?ka, dus?ka).

Cykly sediment?rneho typu s rezervn?m fondom v zemskej k?re (obehy fosforu, v?pnika, ?eleza at?.).

Dokonalej?ie s? cykly plynov?ho typu s ve?k?m v?menn?m fondom. A okrem toho s? schopn? r?chlej samoregul?cie. Cykly sediment?rneho typu s? menej dokonal?, s? inertnej?ie, ke??e preva?n? ?as? hmoty je obsiahnut? v rezervnom fonde zemskej k?ry vo forme nepr?stupnej pre ?iv? organizmy. Tak?to cykly s? ?ahko naru?en? r?znymi druhmi vplyvov a ?as? vymie?an?ho materi?lu op???a cyklus. Znova sa m??e vr?ti? do obehu iba v d?sledku geologick?ch procesov alebo ?a?bou ?ivou hmotou.

Intenzitu biologick?ho cyklu ur?uje teplota okolia a mno?stvo vody. Biologick? cyklus je napr?klad intenz?vnej?? v tropick?ch da??ov?ch pralesoch ako v tundre.

Cykly hlavn?ch biog?nnych l?tok a prvkov

Cyklus uhl?ka

V?etok ?ivot na Zemi je zalo?en? na uhl?ku. Ka?d? molekula ?iv?ho organizmu je postaven? na uhl?kovej kostre. At?my uhl?ka neust?le migruj? z jednej ?asti biosf?ry do druhej (obr. 3. 3.).

Ry?a. 3. 3. Uhl?kov? cyklus.

Hlavn? z?soby uhl?ka na Zemi s? vo forme oxidu uhli?it?ho (CO2) obsiahnut?ho v atmosf?re a rozpusten?ho v oce?noch. Rastliny po?as fotosynt?zy absorbuj? molekuly oxidu uhli?it?ho. V?sledkom je, ?e at?m uhl?ka sa premie?a na r?zne organick? zl??eniny a je tak zahrnut? do ?trukt?ry rastl?n. Nasleduje nieko?ko mo?nost?:

· zvy?ky uhl?ka v rastlin?ch ® molekuly rastl?n po?ieraj? rozklada?i (organizmy, ktor? sa ?ivia odumretou organickou hmotou a z?rove? ju rozkladaj? na jednoduch? anorganick? zl??eniny) ® uhl?k sa vracia do atmosf?ry ako CO2;

· rastliny po?ieraj? bylino?ravce ® uhl?k sa vracia do atmosf?ry pri d?chan? ?ivo??chov a pri ich rozklade po smrti; alebo bylino?ravce zo?er? m?so?ravce a potom sa uhl?k op?? vr?ti do atmosf?ry rovnak?m sp?sobom;

· po smrti sa rastliny menia na fos?lne paliv? (napr?klad na uhlie) ® uhl?k sa vracia do atmosf?ry po pou?it? paliva, sope?n?ch erupci?ch a in?ch geoterm?lnych procesoch.

V pr?pade rozpustenia p?vodnej molekuly CO2 v morskej vode prich?dza do ?vahy aj nieko?ko mo?nost?: oxid uhli?it? sa m??e jednoducho vr?ti? do atmosf?ry (tento typ vz?jomnej v?meny plynov medzi svetov?m oce?nom a atmosf?rou prebieha neust?le); uhl?k sa m??e dosta? do tkan?v morsk?ch rastl?n alebo ?ivo??chov, potom sa postupne hromad? vo forme usaden?n na dne oce?nov a nakoniec sa zmen? na v?penec alebo op?? prejde zo sedimentov do morskej vody.

Cyklus CO2 je pribli?ne 300 rokov.

?udsk? z?sah do uhl?kov?ho cyklu (spa?ovanie uhlia, ropy, plynu, odvlh?ovanie) vedie k zv??eniu obsahu CO2 v atmosf?re a rozvoju sklen?kov?ho efektu. V s??asnosti sa ?t?dium uhl?kov?ho cyklu stalo d?le?itou ?lohou pre vedcov, ktor? sa zaoberaj? ?t?diom atmosf?ry.

Kysl?kov? cyklus

Kysl?k je najbe?nej??m prvkom na Zemi (morsk? voda obsahuje 85,82% kysl?ka, atmosf?rick? vzduch 23,15% a 47,2% v zemskej k?re). Kysl?kov? zl??eniny s? nevyhnutn? pre udr?anie ?ivota (hraj? d?le?it? ?lohu v metabolick?ch procesoch a d?chan?, s? s??as?ou bielkov?n, tukov, sacharidov, z ktor?ch sa organizmy „stavaj?“). Hlavn? masa kysl?ka je vo viazanom stave (mno?stvo molekul?rneho kysl?ka v atmosf?re je len 0,01 % z celkov?ho obsahu kysl?ka v zemskej k?re).

Ke??e kysl?k je obsiahnut? v mnoh?ch chemick?ch zl??enin?ch, jeho cirkul?cia v biosf?re je ve?mi zlo?it? a vyskytuje sa najm? medzi atmosf?rou a ?iv?mi organizmami. Koncentr?cia kysl?ka v atmosf?re sa udr?iava fotosynt?zou, v d?sledku ktorej zelen? rastliny vplyvom slne?n?ho ?iarenia premie?aj? oxid uhli?it? a vodu na sacharidy a kysl?k. V???inu kysl?ka produkuj? suchozemsk? rastliny - takmer 3/4 , zvy?ok - fotosyntetick? organizmy oce?nov. Siln?m zdrojom kysl?ka je fotochemick? rozklad vodnej pary vo vy???ch vrstv?ch atmosf?ry pod vplyvom ultrafialov?ch l??ov slnka. Navy?e kysl?k tvor? najd?le?itej?? cyklus, preto?e je s??as?ou vody. Z oz?nu sa vplyvom ultrafialov?ho ?iarenia tvor? mal? mno?stvo kysl?ka.

R?chlos? cyklu kysl?ka je asi 2 000 rokov.

Odles?ovanie, er?zia p?dy, r?zne bansk? diela na povrchu zni?uj? celkov? hmotnos? fotosynt?zy a zni?uj? kolobeh kysl?ka na ve?k?ch ploch?ch. Okrem toho sa 25% kysl?ka vytvoren?ho v d?sledku asimil?cie ro?ne spotrebuje na priemyseln? a dom?ce potreby.

cyklus dus?ka

Biogeochemick? cyklus dus?ka, podobne ako predch?dzaj?ce cykly, pokr?va v?etky oblasti biosf?ry (obr. 3.4).

Ry?a. 3. 4. Cyklus dus?ka.

Dus?k je s??as?ou zemskej atmosf?ry v neviazanej forme vo forme dvojat?mov?ch molek?l (pribli?ne 78 % z celkov?ho objemu atmosf?ry tvor? dus?k). Okrem toho sa dus?k nach?dza v rastlin?ch a ?ivo??choch vo forme bielkov?n. Rastliny syntetizuj? prote?ny absorbovan?m dusi?nanov z p?dy. Dusi?nany sa tam tvoria z atmosf?rick?ho dus?ka a am?nnych zl??en?n pr?tomn?ch v p?de. Proces premeny atmosf?rick?ho dus?ka na formu vyu?ite?n? rastlinami a ?ivo??chmi sa naz?va fix?cia dus?ka. Pri rozpade organickej hmoty sa zna?n? ?as? v nich obsiahnut?ch dus?kat?ch l?tok men? na amoniak, ktor? sa vplyvom nitrifika?n?ch bakt?ri? ?ij?cich v p?de n?sledne oxiduje na kyselinu dusi?n?. T?to kyselina, ktor? reaguje s uhli?itanmi v p?de (napr?klad uhli?itan v?penat? CaCO3), vytv?ra dusi?nany. ?as? dus?ka sa pri rozpade v?dy uvo?n? vo vo?nej forme do atmosf?ry. Okrem toho sa vo?n? dus?k uvo??uje pri spa?ovan? organick?ch l?tok, pri spa?ovan? palivov?ho dreva, uhlia a ra?eliny. Okrem toho existuj? bakt?rie, ktor? pri nedostato?nom pr?stupe vzduchu m??u odobera? kysl?k z dusi?nanov, pri?om ich ni?? uvo??ovan?m vo?n?ho dus?ka. ?innos? denitrifika?n?ch bakt?ri? vedie k tomu, ?e ?as? dus?ka z formy dostupnej pre zelen? rastliny (dusi?nany) sa st?va nedostupnou (vo?n? dus?k). Z?aleka nie v?etok dus?k, ktor? bol s??as?ou odumret?ch rastl?n, sa teda vracia sp?? do p?dy (?as? sa postupne uvo??uje vo vo?nej forme).

Medzi procesy, ktor? kompenzuj? stratu dus?ka, patria predov?etk?m elektrick? v?boje vyskytuj?ce sa v atmosf?re, pri ktor?ch v?dy vznik? ur?it? mno?stvo oxidov dus?ka (tieto s vodou d?vaj? kyselinu dusi?n?, ktor? sa v p?de men? na dusi?nany) . ?al??m zdrojom dopl?ovania zl??en?n dus?ka v p?de je ?ivotne d?le?it? aktivita takzvan?ch azotobakt?ri?, ktor? s? schopn? asimilova? vzdu?n? dus?k. Niektor? z t?chto bakt?ri? sa usadzuj? na kore?och rastl?n z ?e?ade b?bovit?ch a sp?sobuj? vznik charakteristick?ch opuchov – uzl?n. Nodulov? bakt?rie, ktor? asimiluj? atmosf?rick? dus?k, ho spracov?vaj? na zl??eniny dus?ka a rastliny ich zase premie?aj? na bielkoviny a in? komplexn? l?tky. V pr?rode teda prebieha nepretr?it? kolobeh dus?ka.

Vzh?adom na to, ?e ka?d? rok s ?rodou sa z pol? odstra?uj? najviac bielkovinov? ?asti rastl?n (napr?klad obilie), p?da „vy?aduje“ aplik?ciu hnoj?v, ktor? kompenzuj? stratu najd?le?itej??ch rastlinn?ch ?iv?n. to. Hlavn?mi pou?itiami s? dusi?nan v?penat? (Ca(NO)2), dusi?nan am?nny (NH4NO3), dusi?nan sodn? (NANO3) a dusi?nan draseln? (KNO3). Tie? namiesto chemick?ch hnoj?v sa pou??vaj? samotn? rastliny z ?e?ade b?bovit?ch. Ak je mno?stvo umel?ch dus?kat?ch hnoj?v aplikovan?ch do p?dy nadmerne ve?k?, potom sa dusi?nany dost?vaj? aj do ?udsk?ho tela, kde sa m??u zmeni? na dusitany, ktor? s? vysoko toxick? a m??u sp?sobi? rakovinu.

Cyklus fosforu

V???ina fosforu je obsiahnut? v hornin?ch vytvoren?ch v minul?ch geologick?ch epoch?ch. Obsah fosforu v zemskej k?re je od 8 - 10 do 20 % (hmotnostn?ch) a nach?dza sa tu vo forme miner?lov (fluorapatit, chlorapatit a pod.), ktor? s? s??as?ou pr?rodn?ch fosf?tov - apatitov a fosforitov. Fosfor sa m??e dosta? do biogeochemick?ho cyklu v d?sledku zvetr?vania horn?n. Er?znymi procesmi sa fosfor dost?va do mora vo forme miner?lu apatitu. ?iv? organizmy zohr?vaj? d?le?it? ?lohu pri premene fosforu. Organizmy extrahuj? fosfor z p?dy a vodn?ch roztokov. ?alej sa fosfor pren??a cez potravinov? re?azce. Smr?ou organizmov sa fosfor vracia do p?dy a do morsk?ch n?nosov a koncentruje sa vo forme morsk?ch fosf?tov?ch lo??sk, ?o vytv?ra podmienky pre vznik horn?n bohat?ch na fosfor (obr. 3. 5.). ).

Ry?a. 3.5. Kolobeh fosforu v biosf?re (pod?a P. Duvigno, M. Tang, 1973; so zmenami).

Pri nespr?vnom pou??van? fosfore?n?ch hnoj?v sa v d?sledku vodnej a veternej er?zie (zni?enie p?soben?m vody alebo vetra) z p?dy odstra?uje ve?k? mno?stvo fosforu. Na jednej strane to vedie k nadmernej spotrebe fosfore?n?ch hnoj?v a vy?erpaniu r?d obsahuj?cich fosfor.

Na druhej strane zv??en? obsah fosforu vo vodn?ch cest?ch jeho prenosu sp?sobuje r?chly n?rast biomasy vodn?ch rastl?n, „kvitnutie vodn?ch pl?ch“ a ich eutrofiz?ciu (obohacovanie ?ivinami).

Ke??e rastliny odn??aj? z p?dy zna?n? mno?stvo fosforu a prirodzen? dop??anie p?dnych zl??en?n fosforu je mimoriadne zanedbate?n?, je aplik?cia fosfore?n?ch hnoj?v do p?dy jedn?m z najd?le?itej??ch opatren? na zv??enie produktivity. Vo svete sa ro?ne vy?a?? pribli?ne 125 mili?nov ton fosf?tovej rudy. V???ina z nich sa vynaklad? na v?robu fosf?tov?ch hnoj?v.

Cyklus s?ry

Hlavn? rezervn? fond s?ry sa nach?dza v sedimentoch, p?de a atmosf?re. Hlavn? ?lohu v zapojen? s?ry do biogeochemick?ho cyklu maj? mikroorganizmy. Niektor? z nich s? reduk?n? ?inidl?, in? s? oxida?n? ?inidl? (obr. 3. 6.).

Ry?a. 3. 6. Cyklus s?ry (pod?a Yu. Odum, 1975).

V pr?rode s? vo ve?kom mno?stve zn?me r?zne sulfidy ?eleza, olova, zinku at?.. Sulfidov? s?ra sa v biosf?re oxiduje na s?ranov? s?ru. S?rany s? prij?man? rastlinami. V ?iv?ch organizmoch je s?ra s??as?ou aminokysel?n a bielkov?n a v rastlin?ch je navy?e s??as?ou ?terick?ch olejov at?. Procesy ni?enia zvy?kov organizmov v p?dach a v morsk?ch n?plavoch s? sprev?dzan? zlo?it?mi premenami s?ry (mikroorganizmy vytv?raj? po?etn? medziprodukty s?rnych zl??en?n). Po smrti ?iv?ch organizmov sa ?as? s?ry redukuje v p?de mikroorganizmami na H2S, druh? ?as? sa oxiduje na s?rany a op?? sa zara?uje do kolobehu. S?rovod?k vznikaj?ci v atmosf?re sa oxiduje a so zr??kami sa vracia do p?dy. Okrem toho s?rovod?k m??e znovu vytv?ra? "sekund?rne" sulfidy a s?ranov? s?ra vytv?ra sadru. Na druhej strane s? sulfidy a sadra op?? zni?en? a s?ra obnovuje svoju migr?ciu.

Okrem toho s?ra vo forme SO2, SO3, H2S a element?rna s?ra je emitovan? sopkami do atmosf?ry.

Cyklus s?ry m??e by? naru?en? ?udsk?m z?sahom. D?vodom je spa?ovanie uhlia a emisie z chemick?ho priemyslu, pri ktor?ch vznik? oxid siri?it?, ktor? nar??a procesy fotosynt?zy a vedie k odumieraniu veget?cie.

Biogeochemick? cykly teda poskytuj? homeost?zu biosf?ry. Vo ve?kej miere v?ak podliehaj? ?udsk?mu vplyvu. A jedna z najsilnej??ch anti-environment?lnych akci? ?loveka je spojen? s poru?ovan?m a dokonca ni?en?m pr?rodn?ch cyklov (st?vaj? sa acyklick?mi).

Antropog?nny cyklus

Hnacou silou antropog?nneho cyklu je ?udsk? ?innos?. Tento cyklus zah??a dve zlo?ky: biologick?, spojen? s fungovan?m ?loveka ako ?iv?ho organizmu, a technick?, spojen? s ekonomick?mi aktivitami ?ud?. Antropog?nny cyklus na rozdiel od geologick?ho a biologick?ho cyklu nie je uzavret?. T?to otvorenos? sp?sobuje vy?erp?vanie pr?rodn?ch zdrojov a zne?is?ovanie pr?rodn?ho prostredia.

Z?kladom sebesta?n?ho ?ivota na Zemi s? biogeochemick? cykly. V?etky chemick? prvky pou??van? v ?ivotn?ch procesoch organizmov vykon?vaj? neust?le pohyby, pres?vaj? sa zo ?iv?ch tiel na zl??eniny ne?ivej pr?rody a naopak. Mo?nos? opakovan?ho pou?itia t?ch ist?ch at?mov rob? ?ivot na Zemi prakticky ve?n?m za predpokladu, ?e je neust?le dod?van? spr?vne mno?stvo energie.

Typy cyklov l?tok. Biosf?ru Zeme ur?it?m sp?sobom charakterizuje existuj?ca cirkul?cia l?tok a tok energie. Cirkul?cia l?tok – mnohon?sobn? ??as? l?tok na procesoch prebiehaj?cich v atmosf?re, hydrosf?re a litosf?re vr?tane t?ch vrstiev, ktor? s? s??as?ou biosf?ry Zeme. Obeh l?tok sa uskuto??uje nepretr?it?m tokom (pr?den?m) vonkaj?ej energie Slnka a vn?tornej energie Zeme.

V z?vislosti od hnacej sily, s ur?itou mierou konvencie, v r?mci obehu l?tok mo?no rozl??i? geologick?, biologick? a antropog?nne cykly. Pred objaven?m sa ?loveka na Zemi boli vykonan? iba prv? dve.

Geologick? cyklus (ve?k? obeh l?tok v pr?rode) – obeh l?tok, ktor?ch hybnou silou s? exog?nne a endog?nne geologick? procesy.

Endog?nne procesy(procesy vn?tornej dynamiky) prebiehaj? vplyvom vn?tornej energie Zeme. Ide o energiu uvo?nen? v d?sledku r?dioakt?vneho rozpadu, chemick?ch reakci? tvorby miner?lov, kry?taliz?cie horn?n at?. Medzi endog?nne procesy patria: tektonick? pohyby, zemetrasenia, magmatizmus, metamorf?za. Exog?nne procesy(procesy vonkaj?ej dynamiky) prebiehaj? pod vplyvom vonkaj?ej energie Slnka. Exog?nne procesy zah??aj? zvetr?vanie horn?n a miner?lov, odstra?ovanie produktov de?trukcie z niektor?ch oblast? zemskej k?ry a ich presun do nov?ch oblast?, usadzovanie a hromadenie produktov de?trukcie s tvorbou sediment?rnych horn?n. Exog?nne procesy zah??aj? geologick? aktivitu atmosf?ry, hydrosf?ry (rieky, do?asn? toky, podzemn? vody, moria a oce?ny, jazer? a mo?iare, ?ad), ako aj ?iv?ch organizmov a ?ud?.

Najv???ie tvary ter?nu (kontinenty a oce?nske zn??eniny) a ve?k? tvary (hory a roviny) vznikli v d?sledku endog?nnych procesov, zatia? ?o stredn? a mal? tvary (?dolia riek, kopce, rokliny, duny at?.), superponovan? na v???ie tvary ter?nu, - cez exog?nne procesy. Endog?nne a exog?nne procesy s? teda vo svojom p?soben? opa?n?. Prv? ved? k vzniku ve?k?ch ter?nnych ?tvarov, druh? k ich vyhladzovaniu.

Vyvret? horniny sa v d?sledku zvetr?vania premie?aj? na sediment?rne horniny. V mobiln?ch z?nach zemskej k?ry sa ponoria hlboko do Zeme. Tam sa vplyvom vysok?ch tepl?t a tlakov pretavia a tvoria magmu, ktor? vystupuj?c na povrch a tuhnut?m vytv?ra vyvret? horniny.

Geologick? cirkul?cia l?tok teda prebieha bez ??asti ?iv?ch organizmov a prerozde?uje hmotu medzi biosf?ru a hlb?ie vrstvy Zeme.

Biologick? (biogeochemick?) cyklus (mal? cyklus l?tok v biosf?re) – kolobeh l?tok, ktor?ch hybnou silou je ?innos? ?iv?ch organizmov. Na rozdiel od ve?k?ho geologick?ho cyklu prebieha v biosf?re mal? biogeochemick? cyklus l?tok. Hlavn?m zdrojom energie cyklu je slne?n? ?iarenie, ktor? generuje fotosynt?zu. V ekosyst?me s? organick? l?tky syntetizovan? autotrofmi z anorganick?ch l?tok. Potom ich pohltia heterotrofy. V d?sledku vylu?ovania po?as ?ivotnej ?innosti alebo po smrti organizmov (autotrofov aj heterotrofov) doch?dza k mineraliz?cii organick?ch l?tok, teda k premene na l?tky anorganick?. Tieto anorganick? l?tky m??u by? znovu pou?it? na synt?zu organick?ch l?tok pomocou autotrofov.

V biogeochemick?ch cykloch by sa mali rozli?ova? dve ?asti:

1) rezervn? fond - ide o ?as? l?tky, ktor? nie je spojen? so ?iv?mi organizmami;

2) v?menn? fond - ove?a men?ia ?as? hmoty, ktor? sa priamo vymie?a medzi organizmami a ich bezprostredn?m prostred?m. V z?vislosti od umiestnenia rezervn?ho fondu mo?no biogeochemick? cykly rozdeli? do dvoch typov:

1) Cykly typu plynu s rezervn?m fondom l?tok v atmosf?re a hydrosf?re (cykly uhl?ka, kysl?ka, dus?ka).

2) Sediment?rne gyry s rezervn?m fondom v zemskej k?re (cirkul?cia fosforu, v?pnika, ?eleza a pod.).

Dokonalej?ie s? cykly plynov?ho typu, preto?e maj? ve?k? v?menn? fond, ?o znamen?, ?e s? schopn? r?chlej samoregul?cie. Sediment?rne cykly s? menej dokonal?, s? inertnej?ie, ke??e preva?n? ?as? hmoty je obsiahnut? v rezervnom fonde zemskej k?ry vo forme „nepr?stupnej“ pre ?iv? organizmy. Tak?to cykly s? ?ahko naru?en? r?znymi druhmi vplyvov a ?as? vymie?an?ho materi?lu op???a cyklus. Znova sa m??e vr?ti? do obehu iba v d?sledku geologick?ch procesov alebo ?a?bou ?ivou hmotou. Zo zemskej k?ry je v?ak ove?a ?a??ie extrahova? l?tky potrebn? pre ?iv? organizmy ako z atmosf?ry.

Intenzitu biologick?ho cyklu ur?uje predov?etk?m teplota okolia a mno?stvo vody. Tak?e napr?klad biologick? cyklus prebieha intenz?vnej?ie vo vlhk?ch tropick?ch lesoch ako v tundre.

S pr?chodom ?loveka vznikla antropog?nna cirkul?cia, ?i?e metabolizmus l?tok. Antropog?nny cyklus (v?mena) – obeh (v?mena) l?tok, ktor?ch hybnou silou je ?udsk? ?innos?. M? dve zlo?ky: biologick?, spojen? s fungovan?m ?loveka ako ?iv?ho organizmu, a technick?, spojen? s ekonomick?mi aktivitami ?ud? (technog?nny cyklus).

Geologick? a biologick? cykly s? do zna?nej miery uzavret?, ?o sa ned? poveda? o antropog?nnom cykle. Preto ?asto hovoria nie o antropog?nnom cykle, ale o antropog?nnom metabolizme. Otvorenos? antropog?nneho obehu l?tok vedie k vy?erp?vanie pr?rodn?ch zdrojov a zne?is?ovanie ?ivotn?ho prostredia – hlavn? pr??iny v?etk?ch environment?lnych probl?mov ?udstva.

Cykly hlavn?ch biog?nnych l?tok a prvkov. Zv??te cykly najv?znamnej??ch l?tok a prvkov pre ?iv? organizmy. Vodn? cyklus patr? k ve?k?m geologick?m a kolobeh biog?nnych prvkov (uhl?k, kysl?k, dus?k, fosfor, s?ra a in? biog?nne prvky) - k mal?m biogeochemick?m.

Vodn? cyklus medzi pevninou a oce?nom cez atmosf?ru sa vz?ahuje na ve?k? geologick? cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oce?nov a bu? sa pren??a na pevninu, kde pad? vo forme zr??ok, ktor? sa op?? vracaj? do oce?nu vo forme povrchov?ho a podzemn?ho odtoku, alebo pad? vo forme zr??ok na povrch. oce?n. Na kolobehu vody na Zemi sa ro?ne z??ast?uje viac ako 500 tis?c km 3 vody. Vodn? cyklus ako celok zohr?va ve?k? ?lohu pri formovan? pr?rodn?ch podmienok na na?ej plan?te. Ak vezmeme do ?vahy transpir?ciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, cel? z?soba vody na Zemi sa rozpadne a obnov? sa za 2 mili?ny rokov.

Cyklus uhl?ka. Producenti zachyt?vaj? oxid uhli?it? z atmosf?ry a premie?aj? ho na organick? l?tky, konzumenti absorbuj? uhl?k vo forme organick?ch l?tok telami producentov a konzumentov ni???ch r?dov, rozklada?e mineralizuj? organick? l?tky a vracaj? uhl?k do atmosf?ry vo forme oxidu uhli?it?ho. . V oce?noch je kolobeh uhl?ka komplikovan? t?m, ?e ?as? uhl?ka obsiahnut? v m?tvych organizmoch kles? na dno a hromad? sa v sediment?rnych hornin?ch. T?to ?as? uhl?ka je vyl??en? z biologick?ho cyklu a vstupuje do geologick?ho cyklu hmoty.

Lesy s? hlavn?m z?sobn?kom biologicky viazan?ho uhl?ka, obsahuj? a? 500 mili?rd ton tohto prvku, ?o s? 2/3 jeho z?soby v atmosf?re. ?udsk? z?sah do uhl?kov?ho cyklu (spa?ovanie uhlia, ropy, plynu, odvlh?ovanie) vedie k zv??eniu obsahu CO 2 v atmosf?re a rozvoju sklen?kov?ho efektu.

Cyklus CO 2, teda ?as, ktor? potrebuje v?etok oxid uhli?it? v atmosf?re prejs? ?ivou hmotou, je asi 300 rokov.

Kysl?kov? cyklus. Cyklus kysl?ka prebieha hlavne medzi atmosf?rou a ?iv?mi organizmami. Vo?n? kysl?k (0^) sa v podstate dost?va do atmosf?ry ako v?sledok fotosynt?zy zelen?ch rastl?n a je spotrebovan? v procese d?chania zvieratami, rastlinami a mikroorganizmami a pri mineraliz?cii organick?ch zvy?kov. Z vody a oz?nu sa vplyvom ultrafialov?ho ?iarenia tvor? mal? mno?stvo kysl?ka. Ve?k? mno?stvo kysl?ka sa spotrebuje na oxida?n? procesy v zemskej k?re, pri sope?n?ch erupci?ch at?. Hlavn? podiel kysl?ka produkuj? suchozemsk? rastliny - takmer 3/4, zvy?ok - fotosyntetick? organizmy oce?nov. R?chlos? cyklu je asi 2 tis?c rokov.

Zistilo sa, ?e 23% kysl?ka, ktor? sa tvor? v procese fotosynt?zy, sa ro?ne spotrebuje na priemyseln? a dom?ce potreby a toto ??slo sa neust?le zvy?uje.

Cyklus dus?ka. Z?soba dus?ka (N 2) v atmosf?re je obrovsk? (78 % jej objemu). Rastliny v?ak nedok??u absorbova? vo?n? dus?k, ale len vo viazanej forme, hlavne vo forme NH 4 + alebo NO 3 -. Vo?n? dus?k z atmosf?ry je viazan? bakt?riami via?ucimi dus?k a premie?an? na formy dostupn? pre rastliny. V rastlin?ch je dus?k fixovan? v organickej hmote (v bielkovin?ch, nukleov?ch kyselin?ch at?.) a pren??a sa pozd?? potravinov?ch re?azcov. Po smrti ?iv?ch organizmov rozklada?e mineralizuj? organick? l?tky a premie?aj? ich na am?nne zl??eniny, dusi?nany, dusitany a tie? na vo?n? dus?k, ktor? sa vracia do atmosf?ry.

Dusi?nany a dusitany s? vysoko rozpustn? vo vode a m??u migrova? do podzemn?ch v?d a rastl?n a pren??a? sa cez potravinov? re?azce. Ak je ich mno?stvo pr?li? ve?k?, ?o sa ?asto pozoruje pri nespr?vnom pou??van? dus?kat?ch hnoj?v, voda a potraviny s? zne?isten? a sp?sobuj? ?udsk? choroby.

Cyklus fosforu. V???ina fosforu je obsiahnut? v hornin?ch vytvoren?ch v minul?ch geologick?ch epoch?ch. Fosfor je s??as?ou biogeochemick?ho cyklu v d?sledku zvetr?vania horn?n. V suchozemsk?ch ekosyst?moch rastliny extrahuj? fosfor z p?dy (hlavne vo forme PO 4 3–) a zahrn? ho do organick?ch zl??en?n (prote?ny, nukleov? kyseliny, fosfolipidy at?.) alebo ho zanechaj? v anorganickej forme. ?alej sa fosfor pren??a cez potravinov? re?azce. Po smrti ?iv?ch organizmov a s ich v?lu?kami sa fosfor vracia sp?? do p?dy.

Pri nespr?vnom pou??van? fosfore?n?ch hnoj?v, vodnej a veternej er?zii p?d sa z p?dy odstra?uje ve?k? mno?stvo fosforu. Na jednej strane to vedie k nadmernej spotrebe fosfore?n?ch hnoj?v a vy?erpaniu z?sob r?d obsahuj?cich fosfor (fosfority, apatity at?.). Na druhej strane vstup ve?k?ho mno?stva biog?nnych prvkov ako fosfor, dus?k, s?ra at?. z p?dy do vodn?ch ?tvarov sp?sobuje prudk? rozvoj sin?c a in?ch vodn?ch rastl?n („kvitnutie“ vody) a eutrofiz?cia n?dr??. V???ina fosforu sa v?ak odn??a do mora.

Vo vodn?ch ekosyst?moch je fosfor prij?man? fytoplankt?nom a pren??an? cez potravinov? re?azec a? k morsk?m vt?kom. Ich exkrementy bu? okam?ite padaj? sp?? do mora, alebo sa najsk?r nahromadia na brehu a potom sa aj tak spl?chnu do mora. Z umieraj?cich morsk?ch ?ivo??chov, najm? r?b, sa fosfor op?? dost?va do mora a do kolobehu, no niektor? kostry r?b siahaj? do ve?k?ch h?bok a fosfor v nich obsiahnut? sa op?? dost?va do sediment?rnych horn?n, to znamen?, ?e sa odpoj? od biogeochemick?ch cyklu.

Cyklus s?ry. Hlavn? rezervn? fond s?ry sa nach?dza v sedimentoch a p?de, no na rozdiel od fosforu existuje rezervn? fond v atmosf?re. Hlavn? ?lohu v zapojen? s?ry do biogeochemick?ho cyklu maj? mikroorganizmy. Niektor? z nich s? reduk?n? ?inidl?, in? s? oxida?n? ?inidl?.

V hornin?ch sa s?ra vyskytuje vo forme sulfidov (FeS 2 a pod.), v roztokoch - vo forme i?nu (SO 4 2–), v plynnej f?ze vo forme s?rovod?ka (H 2 S) resp. oxid siri?it? (SO 2). V niektor?ch organizmoch sa s?ra hromad? v ?istej forme a ke? odumr?, na dne mor? sa vytvoria lo?isk? p?vodnej s?ry.

V suchozemsk?ch ekosyst?moch sa s?ra dost?va do rastl?n z p?dy najm? vo forme s?ranov. V ?iv?ch organizmoch sa s?ra nach?dza v bielkovin?ch, vo forme i?nov at?. Po smrti ?iv?ch organizmov sa ?as? s?ry obnov? v p?de mikroorganizmami na H 2 S, druh? ?as? sa oxiduje na s?rany a op?? sa zarad? do kolobehu. Vzniknut? s?rovod?k unik? do atmosf?ry, tam oxiduje a so zr??kami sa vracia do p?dy.

Spa?ovanie fos?lnych pal?v (najm? uhlia) ?u?mi, ako aj emisie z chemick?ho priemyslu ved? k hromadeniu oxidu siri?it?ho (SO 2 ) v atmosf?re, ktor? pri reakcii s vodnou parou pad? na zem vo forme kyseliny d???.

Biogeochemick? cykly nie s? tak? ve?k? ako geologick? cykly a do zna?nej miery ich ovplyv?uje ?lovek. Ekonomick? ?innos? nar??a ich izol?ciu, st?vaj? sa acyklick?mi.

Strana 1

Ve?k? geologick? cyklus zah??a sediment?rne horniny hlboko v zemskej k?re, ktor? na dlh? dobu vyp?naj? prvky v nich obsiahnut? zo syst?mu biologickej cirkul?cie. V priebehu geologickej hist?rie sa premenen? sediment?rne horniny op?? na povrchu Zeme postupne ni?ia ?innos?ou ?iv?ch organizmov, vody a vzduchu a op?? sa zara?uj? do kolobehu biosf?ry.

Ve?k? geologick? cyklus prebieha po?as stoviek tis?cov alebo mili?nov rokov. Spo??va v tom, ?e skaly s? zni?en?, zvetran? a nakoniec odplaven? vodou, ktor? pr?di do oce?nov. Tu sa ukladaj? na dne, vytv?raj? sediment?rne horniny a len ?iasto?ne sa vracaj? na pevninu s organizmami, ktor? z vody odstr?nili ?udia alebo in? ?ivo??chy.

V srdci ve?k?ho geologick?ho cyklu je proces prenosu miner?lnych zl??en?n z jedn?ho miesta na druh? v planet?rnom meradle bez ??asti ?ivej hmoty.

Okrem mal?ho obehu existuje ve?k?, geologick? obeh. Niektor? l?tky vstupuj? do hlbok?ch vrstiev Zeme (cez spodn? sedimenty mor? alebo in?m sp?sobom), kde doch?dza k pomal?m premen?m za vzniku r?znych zl??en?n, miner?lnych a organick?ch. Procesy geologick?ho cyklu podporuje najm? vn?torn? energia Zeme, jej akt?vne jadro. Rovnak? energia prispieva k uvo??ovaniu l?tok na povrch Zeme. Uzatv?ra sa tak ve?k? obeh l?tok. Trv? to mili?ny rokov.

?o sa t?ka r?chlosti a intenzity ve?k?ho geologick?ho obehu l?tok, v s??asnosti, akoko?vek presn? ?daje mo?no uvies?, existuj? len pribli?n? odhady a to len pre exog?nnu zlo?ku v?eobecn?ho cyklu, t.j. bez zoh?adnenia pr?levu hmoty z pl???a do zemskej k?ry.

Tento uhl?k sa z??ast?uje ve?k?ho geologick?ho cyklu. Tento uhl?k v procese mal?ho biotick?ho cyklu udr?iava plynov? rovnov?hu biosf?ry a ?ivota vo v?eobecnosti.

Pevn? odtok niektor?ch riek sveta.

Pr?spevok biosf?rick?ch a technosf?rick?ch zlo?iek k ve?k?mu geologick?mu cyklu l?tok Zeme je ve?mi v?znamn?: doch?dza k neust?le progres?vnemu rastu technosf?rick?ch zlo?iek v d?sledku roz?irovania sf?ry ?udskej v?robnej ?innosti.

Ke??e hlavn? technobio-geochemick? tok na zemskom povrchu smeruje v r?mci ve?kej geologickej cirkul?cie l?tok na 70 % pevniny do oce?nu a na 30 % do uzavret?ch bezodtokov?ch depresi?, v?dy v?ak z vy???ch po ni??ie nadmorsk? v??ky, v d?sledku p?sobenia gravita?n?ch s?l, respekt?ve diferenci?cie hmoty zemskej k?ry od vysok?ch po n?zke nadmorsk? v??ky, od pevniny po oce?n. Sp?tn? toky (atmosf?rick? transport, ?udsk? ?innos?, tektonick? pohyby, vulkanizmus, migr?cia organizmov) tento v?eobecn? pohyb hmoty smerom nadol do ur?itej miery komplikuj?, vytv?raj? miestne migra?n? cykly, ale vo v?eobecnosti ho nemenia.

Cirkul?cia vody medzi pevninou a oce?nom cez atmosf?ru sa vz?ahuje na ve?k? geologick? cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oce?nov a bu? sa pren??a na pevninu, kde pad? vo forme zr??ok, ktor? sa op?? vracaj? do oce?nu vo forme povrchov?ho a podzemn?ho odtoku, alebo pad? vo forme zr??ok na povrch. oce?n. Na kolobehu vody na Zemi sa ka?doro?ne z??ast?uje viac ako 500 tis?c km3 vody. Vodn? cyklus ako celok zohr?va ve?k? ?lohu pri formovan? pr?rodn?ch podmienok na na?ej plan?te. Ak vezmeme do ?vahy transpir?ciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, cel? z?soba vody na Zemi sa rozpadne a obnov? sa za 2 mili?ny rokov.

Pod?a jeho formul?cie sa biologick? cyklus l?tok vyv?ja na ?asti trajekt?rie ve?k?ho, geologick?ho kolobehu l?tok v pr?rode.

Prenos hmoty povrchov?mi a podzemn?mi vodami je hlavn?m geochemick?m diferencia?n?m faktorom z h?adiska objemu, nie v?ak jedin?m, a ak hovor?me o ve?kom geologickom obehu l?tok na zemskom povrchu ako celku, tak toky zohr?vaj? ve?mi v?znamn? ?lohu. ?lohu, najm? oce?nska a atmosf?rick? doprava.

?o sa t?ka r?chlosti a intenzity ve?k?ho geologick?ho obehu l?tok, v s??asnosti nie je mo?n? uvies? ?iadne presn? ?daje, existuj? len pribli?n? odhady, a to len pre exog?nnu zlo?ku v?eobecn?ho cyklu, t.j. bez zoh?adnenia pr?levu hmoty z pl???a do zemskej k?ry. Exog?nnou zlo?kou ve?k?ho geologick?ho obehu l?tok je neust?le prebiehaj?ci proces denud?cie zemsk?ho povrchu.

internetov? str?nka o jedle

Zvy?ajne pre ka?d? ?l?nok v re?azci m??ete ur?i? nie jeden, ale nieko?ko ?al??ch ?l?nkov, ktor? s? s n?m spojen? vz?ahom „potravina – spotrebite?“. Tr?vu teda ?er? nielen kravy, ale aj in? zvierat? a kravy s? potravou nielen pre ?ud?. Vytvorenie tak?chto prepojen? premen? potravinov? re?azec na zlo?itej?iu ?trukt?ru - internetov? str?nka o jedle.

Trofick? ?rove?

Trofick? ?rove? je konven?n? jednotka ozna?uj?ca vzdialenos? od producentov v trofickom re?azci dan?ho ekosyst?mu. V niektor?ch pr?padoch je v potravinovom webe mo?n? zoskupi? jednotliv? odkazy do ?rovn? tak, ?e prepojenia jednej ?rovne p?sobia pre ?al?iu ?rove? len ako potraviny. Toto zoskupenie sa naz?va trofick? ?rove?.

Kolobeh tokov hmoty a energie v ekosyst?moch

V??iva je hlavn?m sp?sobom presunu l?tok a energie. Organizmy v ekosyst?me s? spojen? spolo?nou energiou a ?ivinami, ktor? s? nevyhnutn? na udr?anie ?ivota. Hlavn?m zdrojom energie pre ve?k? v???inu ?iv?ch organizmov na Zemi je Slnko. Fotosyntetick? organizmy (zelen? rastliny, sinice, niektor? bakt?rie) priamo vyu??vaj? energiu slne?n?ho ?iarenia. Z oxidu uhli?it?ho a vody z?rove? vznikaj? zlo?it? organick? l?tky, v ktor?ch je ?as? slne?nej energie ulo?en? vo forme chemickej energie. Organick? hmota sl??i ako zdroj energie nielen pre samotn? rastlinu, ale aj pre ostatn? organizmy v ekosyst?me. K uvo??ovaniu energie obsiahnutej v potravin?ch doch?dza v procese d?chania. Respira?n? produkty – oxid uhli?it?, vodu a anorganick? l?tky – m??u zelen? rastliny op?tovne vyu?i?. V?sledkom je, ?e l?tky v tomto ekosyst?me vytv?raj? nekone?n? cyklus. Energia obsiahnut? v potravin?ch z?rove? necykluje, ale postupne sa men? na tepeln? energiu a op???a ekosyst?m. Nevyhnutnou podmienkou existencie ekosyst?mu je preto neust?ly pr?lev energie zvonku. Ekosyst?m je teda zalo?en? na autotrofn?ch organizmoch – producentoch (producentoch, tvorcoch), ktor? v procese fotosynt?zy vytv?raj? energeticky bohat? potravu – prim?rnu organick? hmotu. V suchozemsk?ch ekosyst?moch maj? najv?znamnej?iu ?lohu vy??ie rastliny, ktor? tvorbou organick?ch l?tok d?vaj? vznik v?etk?m trofick?m vz?ahom v ekosyst?me, sl??ia ako substr?t pre mnoh? ?ivo??chy, huby a mikroorganizmy a akt?vne ovplyv?uj? mikrokl?mu biotopu. . Vo vodn?ch ekosyst?moch s? riasy hlavn?mi producentmi prim?rnej organickej hmoty. Hotov? organick? l?tky sl??ia na z?skavanie a akumul?ciu energie heterotrofmi, ?i?e konzumentmi (spotrebite?mi). Medzi heterotrofy patria bylino?rav? ?ivo??chy (konzumenti 1. r?du), m?so?ravce ?ij?ce na ?kor bylino?rav?ch foriem (konzumenti 2. r?du), konzumuj?ce ostatn? m?so?ravce (konzumenti 3. r?du) a pod.organick? zvy?ky producentov a konzumentov a? po jednoduch? anorganick? zl??eniny, ktor? potom v?robcovia pou??vaj?. Rozklada?mi s? najm? mikroorganizmy – bakt?rie a huby. V suchozemsk?ch ekosyst?moch s? obzvl??? d?le?it? p?dne rozklada?e, ktor? zap?jaj? organick? hmotu odumret?ch rastl?n do celkov?ho obehu (spotreb?vaj? a? 90 % prim?rnej lesnej produkcie). Ka?d? ?iv? organizmus v ekosyst?me teda zaber? ur?it? ekologick? niku (miesto) v zlo?itom syst?me ekologick?ch vz?ahov s in?mi organizmami a abiotick?mi podmienkami prostredia.

Biologick? a geologick? cykly.

Procesy fotosynt?zy organickej hmoty z anorganick?ch zlo?iek pokra?uj? mili?ny rokov a za tak? ?as musia chemick? prvky prejs? z jednej formy do druhej. To sa v?ak nedeje kv?li ich cirkul?cii v biosf?re. Fotosyntetick? organizmy ka?doro?ne asimiluj? asi 350 mili?rd ton oxidu uhli?it?ho, uvo?nia do atmosf?ry asi 250 mili?rd ton kysl?ka a rozlo?ia 140 mili?rd ton vody, ??m sa vytvor? viac ako 230 mili?rd ton organickej hmoty (v su?ine). Obrovsk? mno?stvo vody prech?dza cez rastliny a riasy v procese zabezpe?ovania transportnej funkcie a odparovania. To vedie k tomu, ?e voda v povrchovej vrstve oce?nu je prefiltrovan? plankt?nom za 40 dn? a v?etka zvy?ok oce?nskej vody asi za rok. V?etok oxid uhli?it? v atmosf?re sa obnov? za nieko?ko sto rokov a kysl?k za nieko?ko tis?c rokov. Fotosynt?za ka?doro?ne zah??a do cyklu 6 mili?rd ton dus?ka, 210 mili?rd ton fosforu a ve?k? mno?stvo ?al??ch prvkov (drasl?k, sod?k, v?pnik, hor??k, s?ra, ?elezo at?.). Existencia t?chto cyklov d?va ekosyst?mu ur?it? stabilitu.

Existuj? dva hlavn? cykly: ve?k? (geologick?) a mal? (biotick?). Ve?k? cyklus, trvaj?ci mili?ny rokov, spo??va v tom, ?e sa horniny ni?ia a produkty zvetr?vania (vr?tane ?iv?n rozpustn?ch vo vode) s? vodn?mi tokmi zan??an? do Svetov?ho oce?nu, kde vytv?raj? morsk? vrstvy a len ?iasto?ne sa vracaj? na pevninu. zr??ky.. Geotektonick? zmeny, procesy poklesu kontinentov a st?panie morsk?ho dna, pohyb mor? a oce?nov po dlh? dobu ved? k tomu, ?e tieto vrstvy sa vracaj? na s?? a proces za??na znova. Mal? cyklus (?as? ve?k?ho cyklu) prebieha na ?rovni ekosyst?mu a spo??va v tom, ?e ?iviny, voda a uhl?k sa hromadia v hmote rastl?n, vynakladaj? sa na stavbu tela a na ?ivotn? procesy oboch t?chto rastl?n samotn?ch a in? organizmy (zvy?ajne zvierat?), ktor? jedia tieto rastliny (spotrebitelia). Produkty rozpadu organickej hmoty sa p?soben?m de?truktorov a mikroorganizmov (bakt?rie, huby, ?ervy) op?? rozkladaj? na miner?lne zlo?ky, ktor? s? dostupn? rastlin?m a s? nimi zapojen? do tokov hmoty. Cirkul?cia chemik?li? z anorganick?ho prostredia cez rastlinn? a ?ivo???ne organizmy sp?? do anorganick?ho prostredia s vyu?it?m slne?nej energie a energie chemick?ch reakci? sa naz?va biogeochemick? cyklus. V tak?chto cykloch s? zapojen? takmer v?etky chemick? prvky a predov?etk?m tie, ktor? sa podie?aj? na stavbe ?ivej bunky. ?udsk? telo teda pozost?va z kysl?ka (62,8 %), uhl?ka (19,37 %), vod?ka (9,31 %), dus?ka (5,14 %), v?pnika (1,38 %), fosforu (0,64 %) a ?al??ch asi 30 prvkov.

?loha ?loveka.

Osoba podlieha zmene sily p?sobenia a po?tu obmedzuj?cich faktorov, ako aj roz?irovaniu alebo naopak zu?ovaniu hran?c optim?lnych hodn?t environment?lnych faktorov. Napr?klad zber je nevyhnutne spojen? s vy?erpan?m p?d v miner?lnej v??ive rastl?n a presunom niektor?ch z nich do kateg?rie limituj?cich faktorov. R?zne druhy melior?ci? (polievanie, dren??, hnojenie a pod.) optimalizuj? faktory a odstra?uj? ich obmedzuj?ce p?sobenie. ?lovek nemerate?ne roz??ril svoje adapta?n? schopnosti podmie?ovan?m podmienok svojho prostredia (oble?enie, b?vanie, nov? materi?ly a pod.), ??m v?razne zn??il z?vislos? od pr?rodn?ho prostredia a zdrojov, ktor? predstavuje. Napr?klad v ?udskej strave tvoria potravinov? zdroje divokej pr?rody len 10 – 15 %. Zvy?ok potravinov?ch potrieb pokr?va kult?rna ekonomika. D?sledkom poklesu z?vislosti od faktorov prostredia je roz??renie are?lu ?loveka na cel? plan?tu a odstr?nenie prirodzen?ch mechanizmov regul?cie ve?kosti popul?cie.

?lovek tento princ?p potravinov?ch re?azcov a ekologick?ch pyram?d zmenil tak vo vz?ahu k vlastnej popul?cii, ako aj k in?m druhom (odrod?m, plemen?m), najm? t?m, ktor? sa pestuj? v kult?rnej ekonomike. Tento nes?lad s pr?rodn?mi ekosyst?mami sa stal mo?n?m v?aka privlast?ovaniu a invest?ci?m do dodato?n?ch energetick?ch syst?mov. Poru?enie pravidiel ekologick?ch pyram?d sa ukazuje by? neprimerane drah?. Nevyhnutne ho sprev?dzaj? zmeny v obehu l?tok, hromadenie odpadu a zne?is?ovanie ?ivotn?ho prostredia. Ako pr?klad mo?no uvies? komplexy hospod?rskych zvierat s ich environment?lnymi probl?mami. Poru?ovanie pravidiel pyram?d je sp?soben? aj t?m, ?e ?udsk? spotrebite?sk? z?ujmy prekro?ili hranice biologick?ch zdrojov vo v?eobecnosti. Medzi jeho z?ujmy patria produkty (zdroje) predch?dzaj?cich geologick?ch obdob? a mnoh? z vyroben?ch produktov sa st?vaj? slepou uli?kou (odpad a zne?is?uj?ce l?tky). ?udia na Zemi len ako biologick? druh potrebuj? ka?d? de? asi 2 mili?ny ton potravy, 10 mili?rd m3 kysl?ka. Okrem toho sa vy?a?? a spracuje takmer 30 mili?nov ton l?tok, sp?li sa asi 30 mili?nov ton paliva, na technick? potreby sa spotrebuj? 2 miliardy m3 vody a 65 mili?rd m3 kysl?ka.

?udia v?aka svojej v?e?ravej povahe za??naj? po?iera? ?oraz rozmanitej?ie organizmy, ?o si vy?aduje r?zne sp?soby chytania koristi ?i h?adania rastl?n. Samozrejme, mus?te vymyslie? aj sp?soby, ako urobi? koris? jedl?. Jedna vec je piec? kr?lika a nie?o in? je vari? med?zu na ve?eru. Len sofistikovan? myse? napadlo jes? napr?klad maniok, ktor?ho h?uzy s? hork? a dokonca obsahuj? kyselinu kyanovod?kov?. V celej Braz?lii, a nielen tam, sa v?ak pestuje a konzumuje maniok v mno?stv?ch porovnate?n?ch s jeden?m zemiakov v Rusku. Vymyslie? v?ak technol?giu na jeho spracovanie bola ve?mi n?ro?n? z?le?itos?.

Jeden?m r?znych organizmov je ?lovek zahrnut? v mnoh?ch potravinov?ch re?azcoch, odstra?uje ?al?ie organick? l?tky a ukon?uje tieto re?azce s?m so sebou. V?ade sa ukazuje ako pred?tor najvy??ieho stup?a. ?lovek teda za?al skracova? potravinov? re?azce v mnoh?ch ekosyst?moch a ??m krat?? bol tak?to re?azec, t?m r?chlej?? bol obrat hmoty a energie.

?udsk? ?innos? je tie? spojen? so silnou premenou prirodzen?ch biotopov. Modern? ?lovek sa rad?ej nemen? v s?lade s podmienkami prostredia, ale s?m tieto podmienky men?. Preto vynaklad? zna?n? intelektu?lne a technick? ?silie na premenu prostredia. Po rozoran? priestoru l?ky a zasiat? potrebn?mi rastlinami u? or?? radik?lne zmenil prostredie. Z mno?stva rastl?n l?ky nechal jednu a aj t? je tu naj?astej?ie niekoho in?ho. P?du a jej faunu, ktor? tu vznikala mnoho stoviek rokov, premenil za p?r hod?n. V d?sledku toho boli odstr?nen? zdroje takmer v?etk?ch ?ivo???nych druhov a zmizli ich k?mne rastliny. Preroben? priestor sa stal nevhodn?m pre mnoh? p?vodn? rastliny a nedostupn? pre in?. Majite? ?rody si chr?ni svoje pole, polieva ho herbic?dmi, bojuje s konkuren?n?mi spotrebite?mi.

Ako si pam?t?me, v ekosyst?moch ?lovek ne?ije s?m, ale s ve?k?m po?tom susedov - rastlinn?ch a ?ivo???nych organizmov. Nie v?etky s? vhodn? do tohto premenen?ho prostredia. Mnoh?, najm? primit?vne formy ?ivota sa ?ahko prisp?sobuj? meniacim sa podmienkam. Pre ve?k? v???inu zlo?it?ch organizmov nov? prostredie nevyhovuje. Opustia tieto miesta alebo zomr?. Tak?e ak?ko?vek premena pr?rody v?dy vedie k smrti mnoh?ch organizmov..

Stravovanie. Potravn? ?k?la tohto zoologick?ho druhu je pravdepodobne naj?ir?ia na plan?te. ?lovek je ??asn? euryf?g (poly?r?t) a zje takmer v?etko. Zoznam zvierat na jed?lnom l?stku je obrovsk? a okrem tradi?n?ch kr?v, oviec a hydiny zah??a termity, kobylky, k?le a stono?ky a niektor? pav?ky. Ako poch??ku mnoh? n?rody jedia larvy r?znych druhov hmyzu - v?iel, lesn?ch chrob?kov. Obyvatelia Afriky s chu?ou jedia obrovsk? larvy goli??skeho chrob?ka, kde sa nach?dza. R?zne ja?terice, hady, korytna?ky a ?aby s? tie? pevne zakorenen? v strave ?ud?. Obyvatelia vody – ryby a m?kk??e – boli tradi?n?m jedlom u? od ?ias kroma?oncov. Av?ak aj tu sa roz??rila strava tohto druhu, vr?tane obrovskej masy zvierat od ve?r?b a? po niektor? med?zy a euphausidy.

Ekol?govia, ktor? ?tuduj? stravu zvierat, najm? t?ch, ktor? s? potravinov?mi konkurentmi ?ud?, poznamen?vaj?, ?e mnoh? z nich s? n?padne heterof?gne. Napr?klad typick? polyf?g, hrabo? vodn?, ktor? ni?? ?rodu ro?n?kov v ju?nej ?asti z?padnej Sib?ri, je schopn? po?iera? viac ako 300 druhov rastl?n. Ako sa toto zviera ?tuduje, zostavuj? sa st?le dlh?ie zoznamy krm?v, ktor? s? pre? vhodn?. ?lovek v ?lohe bylino?rav?ho zviera?a (prvotn?ho konzumenta) ?aleko prevy?oval v?etky ostatn? druhy. Zatia? nikto neurobil kompletn? zoznamy jeho ?ivn?ch rastl?n na plan?te, no ich d??ku nie je ?a?k? uh?dnu?. Tak?e v japonskej kuchyni sa na pr?pravu r?znych jed?l pou??vaj? p??iky asi 300 druhov rastl?n. ??nska kuchy?a je e?te sofistikovanej?ia a pestrej?ia. A ak sem prid?te zoznamy druhov ?ivn?ch rastl?n z kuch?rskych kn?h obyvate?ov tropick?ho p?sma!?

?ivo??chy aj rastliny vyu??va ?lovek na potravin?rske ??ely s narastaj?cou intenzitou. Ak niektor? zvierat? nezje priamo, k?mi nimi svoje potravn? zvierat? alebo nimi hnoj? polia. ?lovek je m?rnotratn? a ?asto aj poch??kov? druhy spolu s jedlom s? povolen? ako krmivo a dokonca aj ako hnojivo. Napr?klad hist?ria lovu morsk?ho ostrie?a - ryby s d??kou takmer 2 metre a hmotnos?ou 50 - 70 kg. ?o sa t?ka chuti, pred?? lososa atlantick?ho. Tento ostrie? bol uloven? za?iatkom 17. storo?ia pri pobre?? Nov?ho Anglicka v obrovsk?ch mno?stv?ch. V???ina z t?chto ?lovkov sa pou?ila na hnojenie pozemkov miestnych obyvate?ov. Kolonistick? farm?ri pochovali stovky ton tejto ryby na svojich kukuri?n?ch poliach. V oblasti Newfoundlandu sa za?iatkom 19. storo?ia pou?ilo ve?a ton lososa atlantick?ho na hnojenie pol?. To ist? sa stalo pri nadmernom love tresky a jesetera. Boli postaven? obrovsk? tov?rne na spracovanie makrely, sle?ov, koru?ky pol?rnej a in?ch morsk?ch r?b na hnojiv? a krmivo pre zvierat?. Na Newfoundlande za?iatkom 18. storo?ia sa m?so z obrovsk?ch rakov morsk?ch hom?rov (dosahovali 10-12 kg) vyu??valo na n?vnadu pri love tresky, ako aj na v?krm dom?cich zvierat. Ka?d? zemiakov? pole bolo posiate pancierami t?chto k?rovcov, preto?e ako hnojivo sa pod ka?d? zemiakov? kr?k vysadili 2-3 hom?re. A? do polovice 20. storo?ia tieto obrie a ve?mi chutn? raky vykrmovali dobytok v niektor?ch oblastiach Newfoundlandu. Aj tak? osvieten? krajina ako Rusko sa spr?vala a? do sam?ho konca 20. storo?ia m?rnotratne. V roku 1998 v telev?zii uk?zali jeho nie ve?mi dobre ?iven? popul?ciu, ako na ruskom ?alekom v?chode zahrabali buldoz?ry do zeme stovky ton chutn?ch lososov?ch r?b. ?udia sa nemohli zbavi? svojich ?lovkov!

?lovek si svoju premenu na hypereurybionta zabezpe?il nie biologick?mi mechanizmami, ale technick?mi prostriedkami, a preto do zna?nej miery stratil potenci?l biologickej adapt?cie. To je d?vod, pre?o je ?lovek medzi prv?mi kandid?tmi na opustenie ar?ny ?ivota v d?sledku environment?lnych zmien, ktor? s?m sp?sobuje. Z toho vypl?va d?le?it? z?ver: ak je v?klenok modern?ho ?loveka prim?rne v?sledkom racion?lnej ?innosti, moci nad prostred?m, potom by myse? mala p?sobi? ako hlavn? hybn? sila jeho zmeny.

©2015-2019 str?nka
V?etky pr?va patria ich autorom. T?to str?nka si nen?rokuje autorstvo, ale poskytuje bezplatn? pou??vanie.
D?tum vytvorenia str?nky: 26.04.2016