K???k (biyolojik) d?ng?

Biyosferdeki canl? maddenin k?tlesi nispeten k???kt?r. D?nyan?n y?zeyine da??lm??sa, sonu? yaln?zca 1,5 cm'lik bir katmand?r. Tablo 4.1, biyosferin ve d?nyan?n di?er jeosferlerinin baz? niceliksel ?zelliklerini kar??la?t?rmaktad?r. Gezegenin di?er kabuklar?n?n k?tlesinin 10-6 kat?ndan daha az?n? olu?turan biyosfer, k?yaslanamaz derecede daha fazla ?e?itlili?e sahiptir ve bile?imini bir milyon kat daha h?zl? yeniler.

Tablo 4.1

Biyosferin D?nya'n?n di?er jeosferleriyle kar??la?t?r?lmas?

*Canl? a??rl??a dayal? canl? madde

4.4.1. Biyosferin i?levleri

Biyosferin biyotas? sayesinde gezegendeki kimyasal d?n???mlerin b?y?k k?sm? meydana gelir. Dolay?s?yla V.I. Vernadsky, canl? maddenin muazzam d?n??t?r?c? jeolojik rol? hakk?nda. Organik evrim s?ras?nda canl? organizmalar kendi i?lerinden, organlar?ndan, dokular?ndan, h?crelerinden ve kan?ndan, t?m atmosferden, D?nya Okyanusu'nun t?m hacminden, toprak k?tlesinin b?y?k bir k?sm?ndan ve ?ok b?y?k miktarda mineral maddeden bin kez ge?tiler ( 103'ten 105'e kadar farkl? d?ng?ler i?in). Ve bunu ka??rmakla kalmad?lar, ayn? zamanda d?nyan?n ?evresini kendi ihtiya?lar?na g?re de?i?tirdiler.

G?ne? enerjisini kimyasal ba?lar?n enerjisine d?n??t?rme yetenekleri sayesinde bitkiler ve di?er organizmalar, gezegen ?l?e?inde bir dizi temel biyojeokimyasal i?levi yerine getirir.

Gaz fonksiyonu. Canl?lar, fotosentez ve solunum i?lemleri yoluyla ?evreyle s?rekli olarak oksijen ve karbondioksit al??veri?inde bulunurlar. Bitkiler, gezegenin jeokimyasal evriminde indirgeyici bir ortamdan oksitleyici bir ortama ge?i?te ve modern atmosferin gaz bile?iminin olu?umunda belirleyici bir rol oynad?. Bitkiler, t?m modern canl? organizmalar?n tamam? i?in optimal olan O2 ve CO2 konsantrasyonlar?n? s?k? bir ?ekilde kontrol eder.

Konsantrasyon i?levi. Canl? organizmalar v?cutlar?ndan b?y?k miktarlarda hava ve do?al ??zeltiler ge?irerek biyojenik g?? (kimyasallar?n hareketi) ve kimyasal elementlerin ve bunlar?n bile?iklerinin konsantrasyonunu ger?ekle?tirirler. Bu, organik maddenin biyosentezi, mercan adalar?n?n olu?umu, kabuklar?n ve iskeletlerin olu?umu, tortul kire?ta?? tabakalar?n?n ortaya ??k???, baz? metal cevherlerinin birikmesi, okyanus taban?nda demir-mangan nod?llerinin birikmesi vb. ile ilgilidir. Biyolojik evrimin ilk a?amalar? su ortam?nda ger?ekle?ti. Organizmalar ihtiya? duyduklar? maddeleri seyreltik sulu bir ??zeltiden ??karmay? ??renmi?ler ve v?cutlar?ndaki konsantrasyonlar?n? s?rekli artt?rm??lard?r.

Canl? maddenin redoks fonksiyonu, elementlerin biyojenik g??? ve maddelerin konsantrasyonu ile yak?ndan ili?kilidir. Do?adaki bir?ok madde stabildir ve normal ko?ullar alt?nda oksidasyona u?ramaz, ?rne?in molek?ler nitrojen en ?nemli biyojenik elementlerden biridir. Ancak canl? h?creler o kadar g??l? kataliz?rlere (enzimlere) sahiptirler ki, bir?ok redoks reaksiyonunu abiyotik bir ortamda oldu?undan milyonlarca kat daha h?zl? ger?ekle?tirebilirler.

Biyosferin canl? maddesinin bilgi i?levi. Yap?n?n basit bir yans?mas? olan "?l?" bilgiden farkl? olan aktif ("canl?") bilginin gezegende ortaya ??kmas?, ilk ilkel canl?lar?n ortaya ??k???yla oldu. Organizmalar?n, bir enerji ak???n?, bir program rol? oynayan aktif bir molek?ler yap?yla birle?tirerek bilgi elde edebildikleri ortaya ??kt?. Molek?ler bilgiyi alg?lama, saklama ve i?leme yetene?i do?ada h?zl? bir evrim ge?irmi? ve ekolojik sistemi olu?turan en ?nemli fakt?r haline gelmi?tir. Biyotan?n toplam genetik bilgi kayna??n?n 1015 bit oldu?u tahmin edilmektedir. K?resel biyotan?n t?m h?crelerinde metabolizma ve enerji ile ili?kili molek?ler bilgi ak???n?n toplam g?c? 1036 bit/s'ye ula??r (Gorshkov ve di?erleri, 1996).

4.4.2. Biyolojik d?ng?n?n bile?enleri.

Biyolojik d?ng?, biyosferin t?m bile?enleri aras?nda (yani toprak, hava, su, hayvanlar, mikroorganizmalar vb. aras?nda) meydana gelir. Canl? organizmalar?n zorunlu kat?l?m?yla olu?ur.

Biyosfere ula?an g?ne? ???n?m? y?lda yakla??k 2,5*1024 J enerji ta??r. Fotosentez i?lemi s?ras?nda bunun yaln?zca% 0,3'? do?rudan organik maddelerin kimyasal ba?lar?n?n enerjisine d?n??t?r?l?r, yani. Biyolojik d?ng?ye dahil olur. Ve D?nya'ya d??en g?ne? enerjisinin %0,1 - 0,2'sinin saf birincil ?retimde yer ald??? ortaya ??k?yor. Bu enerjinin di?er kaderi, g?dadaki organik maddenin trofik zincirlerin basamaklar? yoluyla aktar?lmas?yla ili?kilidir.

Biyolojik d?ng? ?artl? olarak birbirine ba?l? bile?enlere ayr?labilir: maddelerin d?ng?s? ve enerji d?ng?s?.

4.4.3. Enerji d?ng?s?. Biyosferde enerjinin d?n???m?

Bir ekosistem, s?rekli olarak enerji, madde ve bilgi al??veri?inde bulunan canl? organizmalar?n bir koleksiyonu olarak tan?mlanabilir. Enerji i? yapabilme yetene?i olarak tan?mlanabilir. Ekosistemlerdeki enerjinin hareketi de dahil olmak ?zere enerjinin ?zellikleri, termodinamik yasalar?yla tan?mlan?r.

Termodinami?in birinci kanunu veya enerjinin korunumu kanunu, enerjinin yok olmad???n? veya yeniden yarat?lmad???n?, sadece bir formdan di?erine ge?ti?ini belirtir.

Termodinami?in ikinci yasas?, kapal? bir sistemde entropinin yaln?zca artabilece?ini belirtir. Ekosistemlerdeki enerjiyle ilgili olarak a?a??daki form?lasyon uygundur: Enerjinin d?n???m?yle ilgili s?re?ler, yaln?zca enerjinin konsantre bir formdan da??n?k bir forma ge?mesi, yani bozunmas? ko?uluyla kendili?inden ger?ekle?ebilir. Kullan?lamaz hale gelen enerji miktar?n?n ?l??s? veya enerji bozulmas? s?ras?nda meydana gelen d?zen de?i?ikli?inin ?l??s? entropidir. Sistemin derecesi ne kadar y?ksek olursa entropisi o kadar d???k olur.

Ba?ka bir deyi?le canl? madde, uzay?n ve g?ne?in enerjisini al?r ve d?nyevi s?re?lerin (kimyasal, mekanik, termal, elektriksel) enerjisine d?n??t?r?r. Bu enerjiyi ve inorganik maddeyi biyosferdeki maddelerin s?rekli d?ng?s?ne dahil eder. Biyosferdeki enerji ak???n?n G?ne?'ten bitkilere (ototroflar) ve hayvanlara (heterotroflar) do?ru tek bir y?n? vard?r. Sabit kritik ?evresel g?stergelere (homeostaz) sahip, istikrarl? bir durumdaki do?al, el de?memi? ekosistemler, en d?zenli sistemlerdir ve en d???k entropiyle karakterize edilir.

4.4.4. Canl? do?adaki maddelerin d?ng?s?

Canl? maddenin olu?umu ve ayr??mas?, kimyasal elementlerin biyolojik d?ng?s? ad? verilen tek bir s?recin iki y?z?d?r. Ya?am, organizmalar ve ?evre aras?ndaki kimyasal elementlerin d?ng?s?d?r.

D?ng?n?n nedeni, organizmalar?n v?cutlar?n? olu?turan elementlerin s?n?rl? say?da olmas?d?r. Her organizma ya?am i?in gerekli maddeleri ?evreden al?r ve kullan?lmayanlar? geri verir. Bu durumda:

Baz? organizmalar mineralleri do?rudan ?evreden t?ketir;

di?erleri ?nce i?lenmi? ve izole edilmi? ?r?nleri kullan?r;

???nc? - ikinci vb. maddeler orijinal hallerinde ?evreye d?nene kadar.

Biyosferde, birbirlerinin at?k ?r?nlerini kullanabilen ?e?itli organizmalar?n bir arada bulunmas?n?n gereklili?i a??kt?r. Neredeyse at?ks?z biyolojik ?retim g?r?yoruz.

Maddelerin canl? organizmalardaki dola??m? kabaca d?rt s?rece indirgenebilir:

1. Fotosentez. Fotosentezin bir sonucu olarak bitkiler g?ne? enerjisini emer ve biriktirir ve organik maddeleri (birincil biyolojik ?r?nler) ve inorganik maddelerden oksijeni sentezler. Birincil biyolojik ?r?nler ?ok ?e?itlidir; karbonhidratlar (glikoz), ni?asta, lif, proteinler ve ya?lar i?erirler.

En basit karbonhidrat?n (glikoz) fotosentez ?emas? a?a??daki ?emaya sahiptir:

Bu s?re? yaln?zca g?n i?inde meydana gelir ve buna bitki k?tlesinde bir art?? e?lik eder.

D?nya ?zerinde fotosentez sonucu y?lda yakla??k 100 milyar ton organik madde olu?makta, yakla??k 200 milyar ton karbondioksit emilmekte ve yakla??k 145 milyar ton oksijen a???a ??kmaktad?r.

Fotosentez, D?nya'da ya?am?n varl???n?n sa?lanmas?nda belirleyici bir rol oynamaktad?r. K?resel ?nemi, fotosentezin, minimalist prensibe uygun olarak termodinamik bir s?re?te enerjinin da??lmad???, aksine birikti?i tek s?re? oldu?u ger?e?iyle a??klanmaktad?r.

Bitkiler, proteinlerin yap?m? i?in gerekli olan amino asitleri sentezleyerek di?er canl? organizmalardan nispeten ba??ms?z olarak var olabilirler. Bu, bitkilerin ototrofisini (beslenmede ba??ms?zl?k) g?sterir. Ayn? zamanda, bitkilerin ye?il k?tlesi ve fotosentez s?ras?nda ?retilen oksijen, bir sonraki canl? organizma grubunun (hayvanlar, mikroorganizmalar) ya?am?n? desteklemenin temelini olu?turur. Bu, bu organizma grubunun heterotrofisini g?sterir.

2. Nefes almak. S?re? fotosentezin tersidir. T?m canl? h?crelerde g?r?l?r. Solunum s?ras?nda organik madde oksijen taraf?ndan oksitlenir, bunun sonucunda karbondioksit, su olu?ur ve enerji a???a ??kar.

3. Ototrofik ve heterotrofik organizmalar aras?ndaki besin (trofik) ba?lant?lar?. Bu durumda enerji ve madde, daha ?nce detayl? olarak ele ald???m?z besin zincirinin halkalar? boyunca aktar?l?r.

4. Terleme s?reci. Biyolojik d?ng?deki en ?nemli s?re?lerden biri.

?ematik olarak a?a??daki gibi tarif edilebilir. Bitkiler topraktaki nemi k?kleri arac?l???yla emer. Ayn? zamanda suda ??z?nm??, emilen mineralleri de al?rlar ve ?evre ko?ullar?na ba?l? olarak nem az ?ok yo?un bir ?ekilde buharla??r.

4.4.5. Biyojeokimyasal d?ng?ler

Jeolojik ve biyolojik d?ng?ler birbiriyle ba?lant?l?d?r; biyojeokimyasal d?ng?ler (BGCC) ad? verilen maddelerin dola??m?na yol a?an tek bir s?re? olarak var olurlar. Bu element d?ng?s?, ekosistemdeki organik maddelerin sentezi ve bozunmas?ndan kaynaklanmaktad?r (?ekil 4.1). Biyosferin t?m elementleri BGCC'ye dahil de?ildir, yaln?zca biyojenik olanlar? i?erir. Canl? organizmalar bunlardan olu?ur; bu elementler ?ok say?da reaksiyona girer ve canl? organizmalarda meydana gelen s?re?lere kat?l?r. Y?zde cinsinden, biyosferdeki canl? maddenin toplam k?tlesi a?a??daki ana biyojenik elementlerden olu?ur: oksijen - %70, karbon - %18, hidrojen - %10,5, kalsiyum - %0,5, potasyum - %0,3, nitrojen - 0, %3, (oksijen, hidrojen, nitrojen, karbon t?m manzaralarda bulunur ve canl? organizmalar?n temelidir - %98).

Kimyasal elementlerin biyojenik g???n?n ?z?.

Dolay?s?yla biyosferde biyojenik bir madde d?ng?s? (yani organizmalar?n ya?amsal aktivitesinden kaynaklanan bir d?ng?) ve tek y?nl? bir enerji ak??? vard?r. Kimyasal elementlerin biyojenik g??? temel olarak iki kar??t s?re? taraf?ndan belirlenir:

1. G?ne? enerjisi sayesinde ?evresel unsurlardan canl? maddenin olu?mas?.

2. Enerjinin a???a ??kmas?yla birlikte organik maddelerin yok edilmesi. Bu durumda, mineral maddelerin elementleri tekrar tekrar canl? organizmalara girer, b?ylece karma??k organik bile?iklerin, formlar?n bir par?as? haline gelir ve daha sonra ikincisi yok edildi?inde tekrar mineral bir form kazan?rlar.

Canl? organizmalar?n par?as? olan ancak biyojenik olarak s?n?fland?r?lmayan elementler vard?r. Bu t?r elementler organizmalardaki a??rl?k oranlar?na g?re s?n?fland?r?l?r:

Makroelementler – k?tlenin en az %10-2'sini olu?turan;

Mikro elementler – k?tlenin %9*10-3 ila %1*10-3'? aras?ndaki bile?enler;

Ultramikro elementler – k?tlenin %9*10-6's?ndan az?;

Biyojenik elementlerin biyosferin di?er kimyasal elementleri aras?ndaki yerini belirlemek i?in ekolojide kabul edilen s?n?fland?rmay? ele alal?m. Biyosferde meydana gelen s?re?lerdeki aktivitelerine g?re t?m kimyasal elementler 6 gruba ayr?l?r:

Soy gazlar - helyum, neon, argon, kripton, ksenon. ?nert gazlar canl? organizmalar?n bir par?as? de?ildir.

Asil metaller - rutenyum, radyum, paladyum, osmiyum, iridyum, platin, alt?n. Bu metaller yer kabu?unda neredeyse hi? bile?ik olu?turmaz.

D?ng?sel veya biyojenik elementler (bunlara ayr?ca g??men denir). Yer kabu?undaki bu biyojenik element grubu toplam k?tlenin %99,7'sini, geri kalan 5 grup ise %0,3'?n? olu?turur. Bu nedenle, elementlerin b?y?k bir k?sm? co?rafi zarf i?inde dola?an g??menlerdir ve inert elementlerin bir k?sm? ?ok k???kt?r.

Serbest atomlar?n bask?nl??? ile karakterize edilen da??n?k elementler. Kimyasal reaksiyonlara girerler ancak bile?ikleri yer kabu?unda nadiren bulunur. ?ki alt gruba ayr?l?rlar. Birincisi - rubidyum, sezyum, niyobyum, tantal - yer kabu?unun derinliklerinde bile?ikler olu?turur ve y?zeyde mineralleri yok edilir. ?kincisi - iyot, brom - yaln?zca y?zeyde reaksiyona girer.

Radyoaktif elementler - polonyum, radon, radyum, uranyum, neptunyum, pl?tonyum.

Nadir toprak elementleri - itriyum, samaryum, europium, tulyum vb.

T?m y?l boyunca biyokimyasal d?ng?ler yakla??k 480 milyar ton maddeyi harekete ge?iriyor.

V.I. Vernadsky, kimyasal elementlerin biyojenik g???n?n ?z?n? a??klayan ?? biyojeokimyasal prensibi form?le etti:

Biyosferdeki kimyasal elementlerin biyojenik g??? her zaman maksimum tezah?r? i?in ?aba g?sterir.

T?rlerin jeolojik zaman i?erisinde istikrarl? ya?am formlar?n?n olu?mas?na yol a?an evrimi, atomlar?n biyojenik g???n? art?racak y?nde ilerlemektedir.

Canl? madde, biyosferi yeniden yaratan ve koruyan bir fakt?r olan ?evresi ile s?rekli kimyasal al??veri? i?indedir.

Bu elementlerden baz?lar?n?n biyosferde nas?l hareket etti?ini d???nelim.

Karbon d?ng?s?. Biyotik d?ng?n?n ana kat?l?mc?s?, organik maddelerin temeli olan karbondur. Karbon d?ng?s? ?ncelikle canl? madde ile atmosferik karbondioksit aras?nda fotosentez s?reci yoluyla meydana gelir. Ot?ullar?n yiyeceklerinden, etoburlar?n ise ot?ullardan elde edilir. Solunum ve ??r?me s?ras?nda karbondioksit k?smen atmosfere geri d?ner; geri d?n?? ise organik minerallerin yak?lmas?yla ger?ekle?ir.

Karbonun atmosfere geri d?n??? olmazsa 7-8 y?l i?inde ye?il bitkiler taraf?ndan t?ketilecektir. Fotosentez yoluyla biyolojik karbon d?n???m h?z? 300 y?ld?r. Okyanuslar atmosferdeki CO2 i?eri?inin d?zenlenmesinde b?y?k rol oynamaktad?r. Atmosferdeki CO2 i?eri?i artarsa bir k?sm? suda ??z?nerek kalsiyum karbonatla reaksiyona girer.

Oksijen d?ng?s?.

Oksijen y?ksek kimyasal aktiviteye sahiptir ve yer kabu?unun hemen hemen t?m elementleriyle birle?ir. Esas olarak bile?ikler halinde bulunur. Canl? maddenin her d?rd?nc? atomu bir oksijen atomudur. Atmosferdeki molek?ler oksijenin neredeyse tamam? ye?il bitkilerin faaliyeti nedeniyle ortaya ??kar ve sabit bir seviyede tutulur. Solunum s?ras?nda ba?lanan ve fotosentez s?ras?nda a???a ??kan atmosferik oksijen, 200 y?l i?inde t?m canl? organizmalardan ge?er.

Azot d?ng?s?. Azot t?m proteinlerin ayr?lmaz bir par?as?d?r. Organik maddeyi olu?turan bir element olan sabit azotun do?adaki azota genel oran? 1:100.000'dir. Azot molek?l?ndeki kimyasal ba? enerjisi ?ok y?ksektir. Bu nedenle, nitrojenin di?er elementlerle (oksijen, hidrojen) kombinasyonu (nitrojen fiksasyonu s?reci) ?ok fazla enerji gerektirir. End?striyel nitrojen fiksasyonu, -500°C s?cakl?kta ve –300 atm bas?n?ta kataliz?rlerin varl???nda ger?ekle?ir.

Bildi?iniz gibi atmosferde %78'den fazla molek?ler nitrojen bulunur ancak bu haliyle ye?il bitkiler i?in mevcut de?ildir. Bitkiler beslenmeleri i?in yaln?zca nitrik ve nitr?z asitlerin tuzlar?n? kullanabilirler. Bu tuzlar?n olu?ma yollar? nelerdir? ??te bunlardan baz?lar?:

Biyosferde nitrojen fiksasyonu, biyokatalizin y?ksek verimlili?i nedeniyle normal s?cakl?k ve bas?n?ta birka? anaerobik bakteri ve siyanobakteri grubu taraf?ndan ger?ekle?tirilir. Bakterilerin y?lda yakla??k 1 milyar ton nitrojeni ba?l? forma d?n??t?rd???ne inan?lmaktad?r (k?resel end?striyel fiksasyon hacmi yakla??k 90 milyon tondur).

Toprak nitrojenini sabitleyen bakteriler havadaki molek?ler nitrojeni emebilir. Topra?? azotlu bile?iklerle zenginle?tirirler, dolay?s?yla ?nemleri son derece b?y?kt?r.

Bitkisel ve hayvansal k?kenli organik maddelerin azot i?eren bile?iklerinin ayr??mas? sonucu.

Bakterilerin etkisi alt?nda nitrojen nitratlara, nitritlere ve amonyum bile?iklerine d?n???r. Bitkilerde besin zincirlerinde organizmadan organizmaya aktar?lan protein bile?iklerinin sentezinde nitrojen bile?ikleri g?rev al?r.

Fosfor d?ng?s?. Protein sentezinin onsuz m?mk?n olmad??? bir di?er ?nemli element de fosfordur. Ana kaynaklar magmatik kaya?lar (apatit) ve tortul kaya?lard?r (fosforitler).

?norganik fosfor, do?al li? i?lemlerinin bir sonucu olarak d?ng?ye dahil olur. Fosfor, kat?l?m?yla bir dizi organik bile?i?i sentezleyen ve bunlar? ?e?itli trofik seviyelere aktaran canl? organizmalar taraf?ndan emilir.

Trofik zincirlerdeki yolculu?unu tamamlayan organik fosfatlar, mikroplar taraf?ndan par?alanarak ye?il bitkilerin kullanabilece?i mineral fosfatlara d?n??t?r?l?r.

Maddenin ve enerjinin hareketini sa?layan biyolojik dola??m s?recinde at?k birikimine yer yoktur. Her ya?am formunun at?k ?r?nleri (yani at?klar), di?er organizmalar i?in bir ?reme alan? sa?lar.

Teorik olarak biyok?tlenin ?retimi ve ayr??mas? aras?nda biyosferde her zaman bir denge sa?lanmal?d?r. Ancak baz? jeolojik d?nemlerde, baz? do?al ko?ullar ve afetler nedeniyle biyolojik ?r?nlerin tamam? ?z?msenip d?n??t?r?lemeyince biyolojik d?ng?n?n dengesi bozuldu. Bu durumlarda, yer kabu?unda korunan ve biriken, su kal?nl???, tortu alt?nda fazla biyolojik ?r?nler olu?mu? ve permafrost b?lgesinde son bulmu?tur. K?m?r, petrol, gaz ve kire?ta?? yataklar? bu ?ekilde olu?tu. Biyosferi kirletmedikleri unutulmamal?d?r. Organik mineraller, fotosentez i?lemi s?ras?nda biriken G?ne? enerjisini yo?unla?t?r?r. Art?k ki?i organik yan?c? mineralleri yakarak bu enerjiyi a???a ??kar?r.

D?nyan?n biyosferi belirli bir madde d?ng?s? ve enerji ak??? ile karakterize edilir. Maddelerin d?ng?s?, D?nya'n?n biyosferinin bir par?as? olan katmanlar da dahil olmak ?zere atmosferde, hidrosferde ve litosferde meydana gelen s?re?lere maddelerin tekrar tekrar kat?l?m?d?r. Maddenin dola??m?, G?ne?'ten s?rekli olarak d?? enerji ve D?nya'dan i? enerji sa?lanmas?yla ger?ekle?ir.

?tici g?ce ba?l? olarak, madde d?ng?s? i?inde jeolojik (b?y?k d?ng?), biyolojik (biyojeokimyasal, k???k d?ng?) ve antropojenik d?ng?ler ay?rt edilebilir.

Jeolojik d?ng? (biyosferdeki maddelerin b?y?k d?ng?s?)

Bu d?ng?, maddeyi biyosfer ile D?nya'n?n daha derin ufuklar? aras?nda yeniden da??t?r. Bu s?recin arkas?ndaki itici g?? d??sal ve i?sel jeolojik s?re?lerdir. Endojen s?re?ler, D?nyan?n i? enerjisinin etkisi alt?nda meydana gelir. Bu, radyoaktif bozunma, mineral olu?umunun kimyasal reaksiyonlar? vb. sonucunda a???a ??kan enerjidir. Endojen s?re?ler, ?rne?in tektonik hareketleri ve depremleri i?erir. Bu s?re?ler b?y?k yer ?ekillerinin (k?talar, okyanus havzalar?, da?lar ve ovalar) olu?mas?na yol a?ar. Ekzojen s?re?ler G?ne?'ten gelen d?? enerjinin etkisi alt?nda meydana gelir. Bunlar atmosferin, hidrosferin, canl? organizmalar?n ve insanlar?n jeolojik aktivitesini i?erir. Bu s?re?ler b?y?k kabartma formlar?n?n (nehir vadileri, tepeler, vadiler vb.) yumu?at?lmas?na yol a?ar.

Jeolojik d?ng? milyonlarca y?l devam eder ve kayalar?n yok edilmesi ve hava ko?ullar?na maruz kalan ?r?nlerin (suda ??z?nebilen besinler dahil) su ak??lar?yla D?nya Okyanusu'na ta??nmas?, burada deniz katmanlar?n? olu?turmas? ve ancak k?smen karaya geri d?nmesinden olu?ur. ya???. Jeotektonik de?i?imler, k?talar?n ??kmesi ve deniz yata??n?n y?kselmesi s?re?leri, denizlerin ve okyanuslar?n uzun s?re hareketi, bu tabakalar?n karaya d?nmesine ve s?recin yeniden ba?lamas?na neden olur. Bu madde d?ng?s?n?n sembol? daire de?il spiraldir, ??nk? yeni d?ng? eskisini tam olarak tekrarlam?yor, ancak yeni bir ?ey getiriyor.

B?y?k d?ng?, atmosfer boyunca kara ve okyanus aras?ndaki su d?ng?s?n? (hidrolojik d?ng?) ifade eder (?ekil 3.2).

Su d?ng?s? bir b?t?n olarak gezegenimizdeki do?al ko?ullar?n ?ekillenmesinde ?nemli bir rol oynuyor. Suyun bitkiler taraf?ndan terlemesi ve biyojeokimyasal d?ng?de emilmesi dikkate al?nd???nda, D?nya'daki suyun tamam? bozulur ve 2 milyon y?l i?inde yeniden olu?ur.

Pirin?. 3. 2. Biyosferdeki su d?ng?s?.

Hidrolojik d?ng?de hidrosferin t?m k?s?mlar? birbirine ba?l?d?r. Y?lda 500 bin km3'ten fazla su kat?l?yor. Bu s?recin arkas?ndaki itici g?? g?ne? enerjisidir. G?ne? enerjisinin etkisiyle su molek?lleri ?s?narak gaz halinde atmosfere y?kselir (her g?n 875 km3 tatl? su buharla??r). Y?kseldik?e yava? yava? so?ur, yo?unla??r ve bulutlar? olu?tururlar. Bulutlar yeterince so?uduktan sonra ?e?itli ya???lar halinde suyu okyanusa geri b?rak?rlar. Yere ula?an su iki farkl? yolu izleyebilir: ya topra??n i?ine girerek (s?zma) ya da i?inden akarak (y?zey ak???). Y?zeyde su, okyanusa veya buharla?man?n meydana geldi?i di?er yerlere do?ru akarsulara ve nehirlere akar. Topra?a emilen su, ?st katmanlarda (ufuklarda) tutulabilir ve terleme yoluyla atmosfere geri d?nd?r?lebilir. Bu suya k?lcal denir. Yer?ekimi taraf?ndan ta??nan ve g?zeneklerden ve ?atlaklardan a?a??ya s?zan suya yer?ekimi denir. Yer?ekimi suyu, a??lmaz bir kaya veya yo?un kil tabakas?na s?zarak t?m bo?luklar? doldurur. Bu t?r rezervlere yeralt? suyu denir ve bunlar?n ?st s?n?r? yeralt? suyu seviyesidir. Yeralt? suyunun yava??a akt??? yeralt? kaya katmanlar?na akiferler denir. Yer?ekiminin etkisi alt?nda, yeralt? suyu bir "??k?? yolu" bulana kadar akifer boyunca hareket eder (?rne?in, g?lleri, nehirleri, g?letleri besleyen do?al kaynaklar olu?turarak, yani y?zey suyunun bir par?as? haline gelirler). Dolay?s?yla su d?ng?s? ?? ana “d?ng?” i?erir: y?zey ak???, buharla?ma-terleme ve yeralt? suyu. D?nyadaki su d?ng?s? y?lda 500 bin km3'ten fazla su i?erir ve do?al ko?ullar?n olu?mas?nda b?y?k rol oynar.

Biyolojik (biyojeokimyasal) d?ng?

(biyosferdeki k???k madde d?ng?s?)

Maddelerin biyolojik d?ng?s?n?n arkas?ndaki itici g??, canl? organizmalar?n aktivitesidir. Daha b?y?k olan?n bir par?as?d?r ve ekosistem d?zeyinde biyosferde meydana gelir. K???k d?ng?, besinlerin, suyun ve karbonun bitkilerin (ototroflar) maddesinde birikmesi ve hem bitkilerin hem de bu bitkileri yiyen di?er organizmalar?n (genellikle hayvanlar - heterotroflar) v?cutlar?n?n in?as? ve ya?am s?re?leri i?in harcanmas?ndan olu?ur. Y?k?c?lar?n ve mikroorganizmalar?n (bakteri, mantar, solucanlar) etkisi alt?ndaki organik maddenin ??r?me ?r?nleri tekrar mineral bile?enlere ayr???r. Bu inorganik maddeler, ototroflar taraf?ndan organik maddelerin sentezi i?in yeniden kullan?labilir.

Biyojeokimyasal d?ng?lerde, rezerv fonu (canl? organizmalarla ili?kili olmayan maddeler) ve de?i?im fonu (organizmalar ve yak?n ?evreleri aras?nda do?rudan de?i?imle ili?kili maddeler) aras?nda bir ayr?m yap?l?r.

Rezerv fonunun konumuna ba?l? olarak biyojeokimyasal d?ng?ler iki t?re ayr?l?r:

Atmosferde ve hidrosferde madde rezervi bulunan gaz tipi d?ng?ler (karbon, oksijen, nitrojen d?ng?leri).

Yer kabu?unda rezerv fonu bulunan tortul d?ng?ler (fosfor, kalsiyum, demir vb. d?ng?leri).

B?y?k bir de?i?im fonuna sahip olan gaz tipi dola??mlar daha m?kemmeldir. Ayr?ca h?zl? bir ?ekilde kendi kendini d?zenleme yetene?ine sahiptirler. Tortul d?ng?ler daha az m?kemmeldir, daha hareketsizdirler, ??nk? maddenin b?y?k k?sm? yer kabu?unun rezerv fonunda canl? organizmalar?n eri?emeyece?i bir bi?imde bulunur. Bu t?r d?ng?ler ?e?itli etkilerle kolayca bozulur ve de?i?tirilen malzemenin bir k?sm? d?ng?den ??kar. Ancak jeolojik s?re?ler sonucunda veya canl? maddeler taraf?ndan ??kar?lmas? yoluyla tekrar d?ng?ye d?nebilir.

Biyolojik d?ng?n?n yo?unlu?u ortam s?cakl???na ve su miktar?na g?re belirlenir. ?rne?in tropik ya?mur ormanlar?nda biyolojik d?ng? tundraya g?re daha yo?undur.

Temel besin ve elementlerin d?ng?leri

Karbon d?ng?s?

D?nyadaki t?m ya?am karbona dayal?d?r. Canl? bir organizman?n her molek?l? bir karbon iskeleti temelinde in?a edilmi?tir. Karbon atomlar? s?rekli olarak biyosferin bir k?sm?ndan di?erine g?? eder (?ekil 3.3.).

Pirin?. 3. 3. Karbon d?ng?s?.

D?nyadaki ana karbon rezervleri atmosferde bulunan ve okyanuslarda ??z?nm?? karbondioksit (CO2) formundad?r. Bitkiler fotosentez s?ras?nda karbondioksit molek?llerini emer. Bunun sonucunda karbon atomu ?e?itli organik bile?iklere d?n??t?r?l?r ve b?ylece bitkilerin yap?s?na dahil edilir. A?a??da birka? se?enek bulunmaktad?r:

· bitkilerde karbon kal?nt?lar? ® bitki molek?lleri ayr??t?r?c?lar (?l? organik maddelerle beslenen ve ayn? zamanda onu basit inorganik bile?iklere par?alayan organizmalar) i?in besin olarak kullan?l?r ® karbon atmosfere CO2 olarak geri d?ner;

· bitkiler ot?ullar taraf?ndan yenir ® karbon, hayvanlar?n solunumu s?ras?nda ve ?l?mden sonra ??r?meleri s?ras?nda atmosfere geri d?ner; ya da otoburlar etoburlar taraf?ndan yenilecek ve daha sonra karbon ayn? yollarla tekrar atmosfere geri d?necek;

· Bitkiler ?l?mden sonra fosil yak?tlara (?rne?in k?m?r) d?n???rler. ® Karbon, yak?t kullan?m?, volkanik patlamalar ve di?er jeotermal s?re?lerin ard?ndan atmosfere geri d?ner.

Orijinal CO2 molek?l?n?n deniz suyunda ??z?nmesi durumunda, birka? se?enek de m?mk?nd?r: karbondioksit basit?e atmosfere geri d?nebilir (D?nya Okyanusu ile atmosfer aras?nda bu t?r kar??l?kl? gaz de?i?imi s?rekli olarak meydana gelir); karbon, deniz bitkilerinin veya hayvanlar?n?n dokular?na girebilir, daha sonra yava? yava? d?nya okyanuslar?n?n dibinde ??keltiler halinde birikecek ve sonunda kire? ta??na d?n??ecek veya ??keltilerden tekrar deniz suyuna ge?ecektir.

CO2 d?ng?s? oran? yakla??k 300 y?ld?r.

Karbon d?ng?s?ne insan m?dahalesi (k?m?r?n, petrol?n, gaz?n yak?lmas?, nem alma) atmosferdeki CO2 i?eri?inin artmas?na ve sera etkisinin geli?mesine yol a?ar. ?u anda, karbon d?ng?s?n?n incelenmesi, atmosfer ?al??mas?na kat?lan bilim adamlar? i?in ?nemli bir g?rev haline geldi.

Oksijen d?ng?s?

Oksijen D?nya ?zerinde en yayg?n bulunan elementtir (deniz suyunda %85,82 oksijen, atmosferik havada %23,15 ve yer kabu?unda %47,2 bulunur). Oksijen bile?ikleri ya?am? s?rd?rmek i?in vazge?ilmezdir (metabolik s?re?lerde ve solunumda hayati bir rol oynarlar, organizmalar?n "in?a edildi?i" proteinlerin, ya?lar?n, karbonhidratlar?n bir par?as?d?rlar). Oksijenin b?y?k k?sm? ba?l? durumdad?r (atmosferdeki molek?ler oksijen miktar?, yer kabu?undaki toplam oksijen i?eri?inin yaln?zca %0,01'idir).

Oksijen bir?ok kimyasal bile?ikte bulundu?undan biyosferdeki d?ng?s? ?ok karma??kt?r ve esas olarak atmosfer ile canl? organizmalar aras?nda ger?ekle?ir. Atmosferdeki oksijen konsantrasyonu fotosentez ile korunur, bunun sonucunda ye?il bitkiler g?ne? ?????n?n etkisi alt?nda karbondioksit ve suyu karbonhidratlara ve oksijene d?n??t?r?r. Oksijenin b?y?k k?sm? kara bitkileri taraf?ndan ?retilir (neredeyse 3/4 '?, geri kalan? ise) D?nya Okyanusu'ndaki fotosentetik organizmalar taraf?ndan ?retilir. G??l? bir oksijen kayna??, g?ne?in ultraviyole ???nlar?n?n etkisi alt?nda atmosferin ?st katmanlar?ndaki su buhar?n?n fotokimyasal ayr??mas?d?r. Ayr?ca oksijen suyun bile?imine girerek en ?nemli d?ng?y? tamamlar. Ultraviyole radyasyonun etkisi alt?nda ozondan az miktarda oksijen olu?ur.

Oksijenin d?ng? h?z? yakla??k 2 bin y?ld?r.

Ormans?zla?ma, toprak erozyonu ve ?e?itli y?zey madencili?i, toplam fotosentez k?tlesini azalt?r ve geni? alanlardaki oksijen d?ng?s?n? azalt?r. Ayr?ca asimilasyon sonucu olu?an oksijenin %25'i y?ll?k olarak end?striyel ve evsel ihtiya?lar i?in t?ketilmektedir.

Azot d?ng?s?

Biyojeokimyasal nitrojen d?ng?s?, ?nceki d?ng?ler gibi biyosferin t?m alanlar?n? kapsar (?ekil 3.4).

Pirin?. 3. 4. Azot d?ng?s?.

Azot d?nya atmosferine iki atomlu molek?ller halinde ba?lanmam?? bir formda girer (atmosferin toplam hacminin yakla??k% 78'i nitrojendir). Ayr?ca azot bitki ve hayvan organizmalar?nda proteinler halinde bulunur. Bitkiler topraktan nitratlar? emerek protein sentezlerler. Nitratlar, toprakta bulunan atmosferik nitrojen ve amonyum bile?iklerinden olu?ur. Atmosferdeki azotun bitki ve hayvanlar?n kullanabilece?i forma d?n??t?r?lmesi i?lemine azot fiksasyonu denir. Organik madde ??r?d???nde, i?erdikleri nitrojenin ?nemli bir k?sm? amonya?a d?n??t?r?l?r ve bu, toprakta ya?ayan nitrifikasyon bakterilerinin etkisi alt?nda daha sonra nitrik asite oksitlenir. Bu asit topraktaki karbonatlarla (?rne?in kalsiyum karbonat CaCO3) reaksiyona girerek nitratlar? olu?turur. Azotun bir k?sm? bozunma s?ras?nda her zaman serbest formda atmosfere sal?n?r. Ayr?ca organik maddelerin yanmas? s?ras?nda, odun, k?m?r ve turban?n yanmas? s?ras?nda serbest nitrojen a???a ??kar. Ayr?ca, hava eri?iminin yetersiz olmas? durumunda nitratlardan oksijeni al?p onlar? yok eden ve serbest nitrojeni serbest b?rakan bakteriler de vard?r. Denitrifikasyon bakterilerinin aktivitesi, ye?il bitkilerde mevcut olan formdaki nitrojenin bir k?sm?n?n (nitratlar) eri?ilemez hale gelmesine (serbest nitrojen) yol a?ar. Bu nedenle, ?l? bitkilerin bir par?as? olan nitrojenin tamam? topra?a geri d?nmez (bir k?sm? yava? yava? serbest formda sal?n?r).

Azot kay?plar?n? telafi eden i?lemler, her ?eyden ?nce, atmosferde meydana gelen ve her zaman belirli miktarda nitrojen oksit ?reten (ikincisi, suyla birlikte nitrik asit ?retir ve bu asit toprakta nitratlara d?n???r) elektrik de?arjlar?n? i?erir. Topraktaki nitrojen bile?iklerinin yenilenmesinin bir ba?ka kayna?? da, atmosferik nitrojeni ?z?mseyebilen azotobakterilerin hayati aktivitesidir. Bu bakterilerin bir k?sm? baklagil ailesinden bitkilerin k?klerine yerle?erek karakteristik ?i?liklerin - nod?llerin olu?mas?na neden olur. Nod?l bakterileri, atmosferik nitrojeni asimile ederek onu nitrojen bile?iklerine d?n??t?r?r ve bitkiler de ikincisini proteinlere ve di?er karma??k maddelere d?n??t?r?r. B?ylece do?ada s?rekli bir azot d?ng?s? meydana gelir.

Her y?l hasatla birlikte bitkilerin protein bak?m?ndan en zengin k?s?mlar?n?n (?rne?in tah?l) tarlalardan uzakla?t?r?lmas? nedeniyle toprak, besin maddelerinin en ?nemli elementlerinin kayb?n? telafi etmek i?in g?bre uygulanmas?na “ihtiya? duyar”. bitki beslenmesi. Ba?l?ca kalsiyum nitrat (Ca(NO)2), amonyum nitrat (NH4NO3), sodyum nitrat (NANO3) ve potasyum nitrat (KNO3) kullan?lmaktad?r. Ayr?ca kimyasal g?bre yerine baklagiller familyas?ndan bitkilerin kendisi kullan?lmaktad?r. Topra?a uygulanan yapay azotlu g?brelerin miktar? a??r? fazlaysa nitratlar da insan v?cuduna girer ve burada olduk?a toksik olan ve kansere neden olabilen nitritlere d?n??t?r?lebilir.

Fosfor d?ng?s?

Fosforun b?y?k k?sm? ge?mi? jeolojik ?a?larda olu?an kayalarda bulunur. Yer kabu?undaki fosfor i?eri?i% 8 - 10 ila 20 (a??rl?k?a) aras?nda de?i?ir ve burada do?al fosfatlar?n - apatit ve fosforitlerin bir par?as? olan mineraller (florapatit, klorapatit vb.) formunda bulunur. Fosfor, kayalar?n a??nmas? sonucu biyojeokimyasal d?ng?ye girebilir. Erozyon s?re?leri fosforu denize apatit minerali ?eklinde ta??r. Canl? organizmalar fosfor d?n???mlerinde ?nemli bir rol oynar. Organizmalar fosforu topraktan ve sulu ??zeltilerden al?rlar. Fosfor daha sonra besin zincirleri yoluyla aktar?l?r. Organizmalar?n ?l?m?yle birlikte fosfor topra?a ve deniz ?amuruna geri d?ner ve deniz fosfat birikintileri ?eklinde yo?unla??r, bu da fosfor a??s?ndan zengin kayalar?n olu?mas? i?in ko?ullar yarat?r (?ekil 3. 5.).

Pirin?. 3.5. Biyosferdeki fosfor d?ng?s? (P. Duvigneau, M. Tang, 1973'e g?re; de?i?tirildi?i ?ekliyle).

Fosforlu g?breler yanl?? kullan?l?rsa, su ve r?zgar erozyonu (su veya r?zgar?n etkisi alt?nda tahribat) sonucu topraktan b?y?k miktarda fosfor uzakla?t?r?l?r. Bu, bir yandan a??r? fosforlu g?bre t?ketimine ve fosfor i?eren cevher rezervlerinin t?kenmesine yol a?maktad?r.

?te yandan, ta??nd??? su yollar?nda artan fosfor i?eri?i, su bitkilerinin biyok?tlesinde h?zl? bir art??a, “su k?tlelerinin ?i?ek a?mas?na” ve bunlar?n ?trofikasyonuna (besinlerin zenginle?mesine) neden olur.

Bitkiler topraktan ?nemli miktarda fosforu uzakla?t?rd???ndan ve topraktaki fosfor bile?iklerinin do?al olarak yenilenmesi son derece ?nemsiz oldu?undan, fosforlu g?brelerin topra?a uygulanmas? verimlili?i art?rman?n en ?nemli ?nlemlerinden biridir. D?nyada y?lda yakla??k 125 milyon ton fosfat cevheri ??kar?l?yor. ?o?u fosfatl? g?bre ?retimine harcan?yor.

K?k?rt d?ng?s?

K?k?rt?n ana rezerv fonu ??keltilerde, toprakta ve atmosferde bulunur. K?k?rt?n biyojeokimyasal d?ng?ye dahil edilmesindeki ana rol mikroorganizmalara aittir. Bunlardan baz?lar? indirgeyici ajanlar, baz?lar? ise oksitleyici ajanlard?r (?ekil 3. 6.).

Pirin?. 3. 6. K?k?rt d?ng?s? (Yu. Odum, 1975'e g?re).

Do?ada, ?e?itli demir, kur?un, ?inko vb. s?lfitlerin b?y?k miktarlarda oldu?u bilinmektedir. S?lf?r k?k?rt, biyosferde s?lfat k?k?rte oksitlenir. S?lfatlar bitkiler taraf?ndan emilir. Canl? organizmalarda k?k?rt, amino asitlerin ve proteinlerin bir par?as?d?r ve bitkilerde ayr?ca u?ucu ya?lar?n vb. bir par?as?d?r. Topraktaki ve deniz ?amurundaki organizma kal?nt?lar?n?n yok edilme s?re?lerine k?k?rt?n karma??k d?n???mleri e?lik eder (mikroorganizmalar ?ok say?da ara k?k?rt bile?i?i olu?turur). Canl? organizmalar?n ?l?m?nden sonra topraktaki k?k?rt?n bir k?sm? mikroorganizmalar taraf?ndan H2S'ye indirgenir, di?er k?sm? ise s?lfatlara oksitlenir ve tekrar d?ng?ye dahil olur. Ortaya ??kan hidrojen s?lf?r atmosferde oksitlenir ve ??kelmeyle birlikte topra?a geri d?ner. Ek olarak, hidrojen s?lf?r "ikincil" s?lf?rleri yeniden olu?turabilir ve s?lfat s?lf?r al??ta?? olu?turur. Buna kar??l?k, s?lfitler ve al??ta?? yeniden yok edilir ve s?lf?r g???ne devam eder.

Ayr?ca volkanlar taraf?ndan atmosfere SO2, SO3, H2S ve elementel k?k?rt formundaki k?k?rt sal?n?r.

K?k?rt d?ng?s? insan m?dahalesiyle bozulabilir. Bunun nedeni k?m?r?n yak?lmas? ve kimya end?strisinden kaynaklanan emisyonlard?r; bu da fotosentez s?re?lerini bozan ve bitki ?rt?s?n?n ?l?m?ne yol a?an k?k?rt dioksit olu?umuna neden olur.

B?ylece biyojeokimyasal d?ng?ler biyosferin homeostazisini sa?lar. Ancak insan etkisine b?y?k ?l??de duyarl?d?rlar. Ve insanlar?n en g??l? anti-ekolojik eylemlerinden biri, do?al d?ng?lerin bozulmas? ve hatta yok edilmesiyle ili?kilidir (d?ng?sel olmayan hale gelirler).

Antropojenik d?ng?

Antropojenik d?ng?n?n itici g?c? insan faaliyetleridir. Bu d?ng? iki bile?en i?erir: biyolojik, insanlar?n canl? bir organizma olarak i?leyi?iyle ili?kili ve teknik, insanlar?n ekonomik faaliyetleriyle ili?kili. Antropojenik d?ng?, jeolojik ve biyolojik d?ng?lerin aksine kapal? de?ildir. Bu kapanma eksikli?i do?al kaynaklar?n t?kenmesine ve do?al ?evrenin kirlenmesine neden olmaktad?r.

D?nya ?zerinde kendi kendini idame ettirebilen ya?am?n temeli biyojeokimyasal d?ng?ler. Organizmalar?n ya?am s?re?lerinde kullan?lan t?m kimyasal elementler, canl? bedenlerden cans?z do?adaki bile?iklere ve geriye do?ru hareket ederek s?rekli hareketlere u?rar. Ayn? atomlar?n yeniden kullan?lma olas?l???, gerekli miktarda enerjinin s?rekli olarak sa?lanmas? ko?uluyla, D?nya'daki ya?am? neredeyse sonsuz hale getiriyor.

Madde d?ng?s? t?rleri. D?nyan?n biyosferi belirli bir madde d?ng?s? ve enerji ak??? ile karakterize edilir. Maddelerin d?ng?s? – D?nya biyosferinin bir par?as? olan katmanlar da dahil olmak ?zere atmosferde, hidrosferde ve litosferde meydana gelen s?re?lere maddelerin tekrar tekrar kat?l?m?. Maddelerin dola??m?, G?ne?'in d?? enerjisinin ve D?nyan?n i? enerjisinin s?rekli beslenmesi (ak???) ile ger?ekle?ir.

?tici g?ce ba?l? olarak, belli bir derecede konvansiyonla, madde d?ng?s? i?erisinde jeolojik, biyolojik ve antropojenik d?ng?ler ay?rt edilebilir. ?nsan?n D?nya'da ortaya ??k???ndan ?nce yaln?zca ilk ikisi ger?ekle?mi?ti.

Jeolojik d?ng? (do?adaki maddelerin b?y?k d?ng?s?) – ?tici g?c? d??sal ve i?sel jeolojik s?re?ler olan madde d?ng?s?.

Endojen s?re?ler(i? dinamik s?re?leri) D?nya'n?n i? enerjisinin etkisi alt?nda meydana gelir. Bu, radyoaktif bozunma, mineral olu?umunun kimyasal reaksiyonlar?, kayalar?n kristalle?mesi vb. sonucunda a???a ??kan enerjidir. Endojen s?re?ler ?unlar? i?erir: tektonik hareketler, depremler, magmatizma, metamorfizma. D??sal s?re?ler(d?? dinamik s?re?leri) G?ne?'in d?? enerjisinin etkisi alt?nda meydana gelir. D??sal s?re?ler aras?nda kayalar?n ve minerallerin a??nmas?, y?k?m ?r?nlerinin yer kabu?unun baz? b?lgelerinden uzakla?t?r?lmas? ve bunlar?n yeni alanlara aktar?lmas?, tortul kaya?lar?n olu?umuyla y?k?m ?r?nlerinin birikmesi ve birikmesi yer al?r. Eksojen s?re?ler, atmosferin, hidrosferin (nehirler, ge?ici akarsular, yeralt? suyu, denizler ve okyanuslar, g?ller ve batakl?klar, buz) yan? s?ra canl? organizmalar ve insanlar?n jeolojik aktivitesini i?erir.

En b?y?k yer ?ekilleri (k?talar ve okyanus havzalar?) ve b?y?k formlar (da?lar ve ovalar) i?sel s?re?ler nedeniyle olu?mu?tur ve daha b?y?k formlar?n ?zerine bindirilen orta ve k???k yer ?ekilleri (nehir vadileri, tepeler, vadiler, kumullar vb.) d??sal s?re?lere. Dolay?s?yla endojen ve eksojen s?re?lerin etkileri birbirine z?tt?r. Birincisi b?y?k kabartma formlar?n?n olu?mas?na, ikincisi ise yumu?at?lmas?na yol a?ar.

Magmatik kaya?lar hava ko?ullar?n?n etkisiyle tortul kaya?lara d?n???r. Yerkabu?unun hareketli b?lgelerinde, D?nya'n?n derinliklerine dalarlar. Orada, y?ksek s?cakl?k ve bas?n?lar?n etkisi alt?nda erir ve magma olu?tururlar, bu da y?zeye ??k?p kat?la?arak magmatik kaya?lar olu?turur.

B?ylece, maddelerin jeolojik d?ng?s? canl? organizmalar?n kat?l?m? olmadan ger?ekle?ir ve maddeleri biyosfer ile D?nyan?n daha derin katmanlar? aras?nda yeniden da??t?r.

Biyolojik (biyojeokimyasal) d?ng? (biyosferdeki maddelerin k???k d?ng?s?) – ?tici g?c? canl? organizmalar?n aktivitesi olan maddelerin d?ng?s?. B?y?k jeolojik d?ng?n?n aksine, biyosferde maddelerin k???k biyojeokimyasal d?ng?s? meydana gelir. D?ng?deki ana enerji kayna??, fotosentezi olu?turan g?ne? ???n?m?d?r. Bir ekosistemde organik maddeler ototroflar taraf?ndan inorganik maddelerden sentezlenir. Daha sonra heterotroflar taraf?ndan t?ketilirler. Ya?am s?re?leri s?ras?nda veya organizmalar?n (hem ototroflar hem de heterotroflar) ?l?m?nden sonra at?l?m?n bir sonucu olarak, organik maddeler mineralizasyona, yani inorganik maddelere d?n??meye u?rar. Bu inorganik maddeler, ototroflar taraf?ndan organik maddelerin sentezi i?in yeniden kullan?labilir.

Biyojeokimyasal d?ng?lerde iki k?s?m ay?rt edilmelidir:

1) rezerv fonu – bu, canl? organizmalarla ili?kili olmayan bir maddenin par?as?d?r;

2) de?i?im fonu – Organizmalar ve yak?n ?evreleri aras?ndaki do?rudan al??veri?le ili?kili olan, bir maddenin ?nemli ?l??de daha k???k bir k?sm?. Rezerv fonunun konumuna ba?l? olarak biyojeokimyasal d?ng?ler iki t?re ayr?labilir:

1) Gaz tipi girdaplar atmosferde ve hidrosferde (karbon, oksijen, nitrojen d?ng?leri) rezerv madde rezervi ile.

2) Tortul girdaplar yer kabu?unda bir rezerv fonu ile (fosfor, kalsiyum, demir d?ng?leri vb.).

Gaz tipi dola??mlar daha m?kemmeldir ??nk? b?y?k bir de?i?im fonuna sahiptirler ve bu nedenle h?zl? bir ?ekilde kendi kendini d?zenleme yetene?ine sahiptirler. Tortul d?ng?ler daha az m?kemmeldir, daha hareketsizdirler, ??nk? maddenin b?y?k bir k?sm? yer kabu?unun rezerv fonunda canl? organizmalar i?in "eri?ilemez" bir bi?imde bulunur. Bu t?r d?ng?ler ?e?itli etkilerle kolayca bozulur ve de?i?tirilen malzemenin bir k?sm? d?ng?den ??kar. Ancak jeolojik s?re?ler sonucunda ya da canl? maddeler taraf?ndan ??kar?lmas?yla tekrar d?ng?ye d?nebilir. Ancak canl?lar?n ihtiya? duydu?u maddeleri yer kabu?undan ??karmak atmosferden ?ok daha zordur.

Biyolojik d?ng?n?n yo?unlu?u ?ncelikle ortam s?cakl??? ve su miktar? taraf?ndan belirlenir. ?rne?in tropik ya?mur ormanlar?nda biyolojik d?ng? tundraya g?re daha yo?undur.

?nsan?n geli?iyle birlikte maddelerin antropojenik dola??m? veya de?i?imi ortaya ??kt?. Antropojenik d?ng? (de?i?im) – ?tici g?c? insan faaliyeti olan maddelerin d?ng?s? (metabolizmas?). ??inde iki bile?en var: biyolojik,?nsan?n ya?ayan bir organizma olarak i?leyi?iyle ili?kili ve teknik,?nsan?n ekonomik faaliyetleriyle ilgili (teknolojik d?ng?).

Jeolojik ve biyolojik d?ng?ler b?y?k ?l??de kapal?d?r, bu da antropojenik d?ng? i?in s?ylenemez. Bu nedenle genellikle antropojenik d?ng?den de?il, antropojenik metabolizmadan bahsederler. Antropojenik madde d?ng?s?n?n a??kl???, do?al kaynaklar?n t?kenmesi ve do?al ?evrenin kirlenmesi -?nsanl???n t?m ?evre sorunlar?n?n temel nedenleri.

Temel besin ve elementlerin d?ng?leri. Canl? organizmalar i?in en ?nemli madde ve elementlerin d?ng?lerini ele alal?m. Su d?ng?s? b?y?k jeolojik d?ng?y?, biyojenik elementlerin (karbon, oksijen, nitrojen, fosfor, k?k?rt ve di?er biyojenik elementler) d?ng?leri ise k???k biyojeokimyasal d?ng?y? ifade eder.

Su d?ng?s? kara ile okyanus aras?nda atmosfer yoluyla ger?ekle?en b?y?k jeolojik d?ng?y? ifade eder. Su, okyanuslar?n y?zeyinden buharla??r ve ya karaya ta??n?r, burada ya??? olarak d??er, y?zey ve yer alt? ak??? ?eklinde okyanusa geri d?ner ya da okyanus y?zeyine ya??? olarak d??er. D?nya ?zerindeki su d?ng?s?ne y?lda 500 bin km3'ten fazla su kat?lmaktad?r. Su d?ng?s? bir b?t?n olarak gezegenimizdeki do?al ko?ullar?n ?ekillenmesinde ?nemli bir rol oynuyor. Suyun bitkiler taraf?ndan terlemesi ve biyojeokimyasal d?ng?de emilmesi dikkate al?nd???nda, D?nya'daki su kaynaklar?n?n tamam? par?alanarak 2 milyon y?l i?inde eski haline d?nmektedir.

Karbon d?ng?s?.?reticiler atmosferden karbondioksiti yakalay?p organik maddelere d?n??t?r?r, t?keticiler alt d?zey ?retici ve t?keticilerin v?cutlar? ile karbonu organik madde formunda emer, ayr??t?r?c?lar organik maddeleri mineralize ederek karbonu karbondioksit ?eklinde atmosfere geri verir. . D?nya Okyanusunda, ?l? organizmalarda bulunan karbonun bir k?sm?n?n dibe ??kerek tortul kaya?larda birikmesi nedeniyle karbon d?ng?s? karma??kla?maktad?r. Karbonun bu k?sm? biyolojik d?ng?n?n d???nda b?rak?l?r ve maddelerin jeolojik d?ng?s?ne girer.

Biyolojik olarak ba?l? karbonun ana rezervuar? ormanlard?r; atmosferdeki rezervinin 2/3'? olan bu elementin 500 milyar tona kadar?n? i?erirler. Karbon d?ng?s?ne insan m?dahalesi (k?m?r?n, petrol?n, gaz?n yak?lmas?, nem alma) atmosferdeki CO2 i?eri?inin artmas?na ve sera etkisinin geli?mesine yol a?ar.

CO 2 dola??m h?z?, yani atmosferdeki t?m karbondioksitin canl? maddelerden ge?me s?resi yakla??k 300 y?ld?r.

Oksijen d?ng?s?. Oksijen d?ng?s? esas olarak atmosfer ve canl? organizmalar aras?nda ger?ekle?ir. Temel olarak serbest oksijen (0^), ye?il bitkilerin fotosentezi sonucu atmosfere girerek hayvanlar?n, bitkilerin ve mikroorganizmalar?n solunum s?recinde ve organik kal?nt?lar?n mineralizasyonu s?ras?nda t?ketilir. Ultraviyole radyasyonun etkisi alt?nda su ve ozondan az miktarda oksijen olu?ur. Volkanik patlamalar vb. s?ras?nda yer kabu?undaki oksidatif s?re?ler taraf?ndan b?y?k miktarda oksijen t?ketilir. Oksijenin b?y?k bir k?sm? kara bitkileri taraf?ndan ?retilir - neredeyse 3/4'?, geri kalan? - D?nya Okyanusu'ndaki fotosentetik organizmalar taraf?ndan. D?ng?n?n h?z? yakla??k 2 bin y?ld?r.

Fotosentez s?ras?nda ?retilen oksijenin y?ll?k %23'?n?n end?striyel ve evsel ihtiya?lar i?in t?ketildi?i ve bu rakam?n s?rekli artt??? tespit edilmi?tir.

Azot d?ng?s?. Atmosferdeki nitrojen (N2) arz? ?ok b?y?kt?r (hacminin% 78'i). Ancak bitkiler serbest nitrojeni ememezler, ancak yaln?zca ba?l? formda, esas olarak NH4+ veya NO3- formunda emerler. Atmosferdeki serbest nitrojen, nitrojeni sabitleyen bakteriler taraf?ndan sabitlenir ve bitkilerin kullanabilece?i formlara d?n??t?r?l?r. Bitkilerde azot, organik maddede (proteinlerde, n?kleik asitlerde vb.) sabitlenir ve besin zincirleri yoluyla aktar?l?r. Canl? organizmalar?n ?l?m?nden sonra, ayr??t?r?c?lar organik maddeleri mineralize eder ve bunlar? amonyum bile?iklerine, nitratlara, nitritlere ve ayr?ca atmosfere geri d?nen serbest nitrojene d?n??t?r?r.

Nitratlar ve nitritler suda y?ksek oranda ??z?n?r, yeralt? sular?na ve bitkilere ge?ebilir ve besin zincirleri yoluyla aktar?labilir. Azotlu g?brelerin yanl?? kullan?ld???nda s?kl?kla g?r?len miktarlar? a??r? b?y?kse, su ve yiyecekler kirlenir ve insan hastal?klar?na neden olur.

Fosfor d?ng?s?. Fosforun b?y?k k?sm? ge?mi? jeolojik ?a?larda olu?an kayalarda bulunur. Fosfor, kayalar?n ayr??ma s?re?lerinin bir sonucu olarak biyojeokimyasal d?ng?ye dahil edilir. Karasal ekosistemlerde bitkiler, fosforu topraktan (?o?unlukla PO 4 3- formunda) al?p organik bile?iklere (proteinler, n?kleik asitler, fosfolipidler vb.) dahil eder veya inorganik formda b?rak?r. Fosfor daha sonra besin zincirleri yoluyla aktar?l?r. Fosfor, canl? organizmalar?n ?l?m? ve at?l?mlar? ile topra?a geri d?ner.

Fosforlu g?brelerin yanl?? kullan?m?, topraklar?n su ve r?zgar erozyonu ile topraktan b?y?k miktarda fosfor uzakla?t?r?l?r. Bu bir yandan a??r? fosforlu g?bre t?ketimine ve fosfor i?eren cevher rezervlerinin (fosforitler, apatit vb.) t?kenmesine yol a?ar. ?te yandan, topraktan su k?tlelerine b?y?k miktarlarda fosfor, azot, k?k?rt vb. biyojenik elementlerin giri?i, siyanobakterilerin ve di?er su bitkilerinin h?zl? bir ?ekilde geli?mesine (suyun "?i?eklenmesine") neden olur ve ?trofikasyon rezervuarlar. Ancak fosforun b?y?k k?sm? denize ta??n?yor.

Su ekosistemlerinde fosfor, fitoplanktonlar taraf?ndan emilir ve besin zinciri boyunca deniz ku?lar?na aktar?l?r. D??k?lar? ya hemen denize d???yor ya da ?nce k?y?da birikiyor, sonra yine de denize kar???yor. ?len deniz hayvanlar?ndan, ?zellikle de bal?klardan fosfor denize ve d?ng?ye geri d?ner, ancak baz? bal?k iskeletleri b?y?k derinliklere ula??r ve i?lerinde bulunan fosfor tekrar tortul kaya?lara d?n???r, yani biyojeokimyasal d?ng?den kapat?l?r. .

K?k?rt d?ng?s?. K?k?rt?n ana rezerv fonu ??keltilerde ve toprakta bulunur, ancak fosforun aksine atmosferde bir rezerv fonu vard?r. K?k?rt?n biyojeokimyasal d?ng?ye dahil edilmesindeki ana rol mikroorganizmalara aittir. Bunlardan baz?lar? indirgeyici ajanlar, baz?lar? ise oksitleyici ajanlard?r.

Kayalarda k?k?rt, s?lfitler (FeS 2 vb.) formunda, ??zeltilerde - bir iyon formunda (SO 4 2–), gaz faz?nda hidrojen s?lfit (H 2 S) formunda bulunur. veya k?k?rt dioksit (S02). Baz? organizmalarda k?k?rt saf haliyle birikir ve ?ld?klerinde denizlerin dibinde do?al k?k?rt birikintileri olu?ur.

Karasal ekosistemlerde k?k?rt bitkilere topraktan esas olarak s?lfat formunda girer. Canl? organizmalarda k?k?rt proteinlerin i?inde iyonlar vb. ?eklinde bulunur. Canl? organizmalar?n ?l?m?nden sonra topraktaki k?k?rt?n bir k?sm? mikroorganizmalar taraf?ndan H2S'ye indirgenir, di?er k?sm? ise s?lfatlara oksitlenir ve tekrar d?ng?ye dahil olur. Ortaya ??kan hidrojen s?lf?r atmosfere buharla??r, burada oksitlenir ve ??kelmeyle birlikte topra?a geri d?ner.

Fosil yak?tlar?n (?zellikle k?m?r) insan taraf?ndan yak?lmas? ve kimya end?strisinden kaynaklanan emisyonlar, atmosferde su buhar? ile reaksiyona giren ve asit ya?muru ?eklinde yere d??en k?k?rt dioksitin (SO2) birikmesine neden olur. .

Biyojeokimyasal d?ng?ler jeolojik d?ng?ler kadar b?y?k ?l?ekli de?ildir ve b?y?k ?l??de insan etkisine tabidir. Ekonomik faaliyet onlar?n izolasyonunu ihlal ediyor, d?ng?sel olmuyorlar.

Sayfa 1

B?y?k Jeolojik D?ng?, tortul kayalar? yer kabu?unun derinliklerine ?eker ve i?erdikleri elementleri biyolojik dola??m sisteminden kal?c? olarak d??lar. Jeolojik tarih boyunca, bir kez daha D?nya y?zeyinde bulunan d?n??m?? tortul kaya?lar, canl? organizmalar?n, suyun ve havan?n faaliyetleriyle yava? yava? yok edilir ve yeniden biyosfer d?ng?s?ne dahil edilir.

B?y?k Jeolojik D?ng? y?zbinlerce veya milyonlarca y?l boyunca ger?ekle?ir. ??yle: Kayalar tahribata maruz kal?yor, hava ko?ullar?na maruz kal?yor ve sonunda su ak?nt?lar?yla D?nya Okyanusu'na s?r?kleniyor. Burada dipte birikerek tortu olu?tururlar ve insanlar veya di?er hayvanlar taraf?ndan sudan uzakla?t?r?lan organizmalarla birlikte yaln?zca k?smen karaya geri d?nerler.

B?y?k jeolojik d?ng?n?n temeli, mineral bile?iklerinin canl? maddenin kat?l?m? olmadan gezegen ?l?e?inde bir yerden ba?ka bir yere aktar?lmas? s?recidir.

K???k d?ng?ye ek olarak b?y?k bir jeolojik d?ng? de vard?r. Baz? maddeler, mineral ve organik ?e?itli bile?iklerin olu?umuyla yava? d?n???mlerin meydana geldi?i D?nyan?n derin katmanlar?na (deniz dibi ??keltileri veya ba?ka yollarla) girer. Jeolojik d?ng?n?n s?re?leri esas olarak aktif ?ekirde?i olan D?nyan?n i? enerjisi taraf?ndan desteklenir. Ayn? enerji, maddelerin D?nya y?zeyine sal?nmas?na katk?da bulunur. B?ylece maddelerin b?y?k d?ng?s? kapan?r. Milyonlarca y?l s?rer.

Maddelerin b?y?k jeolojik d?ng?s?n?n h?z? ve yo?unlu?uyla ilgili olarak kesin bir veri sa?lamak ?u anda m?mk?n de?ildir; yaln?zca yakla??k tahminler vard?r ve bu da yaln?zca genel d?ng?n?n d??sal bile?eni i?in, yani. mantodan yer kabu?una madde ak???n? hesaba katmadan.

Bu karbon b?y?k jeolojik d?ng?de yer al?r. Bu karbon, k???k biyotik d?ng? s?recinde biyosferin ve genel olarak ya?am?n gaz dengesini korur.

D?nyan?n baz? nehirlerinden gelen kat? ak??.

Biyosfer ve teknosfer bile?enlerinin D?nya'n?n maddelerinin geni? jeolojik d?ng?s?ne katk?s? ?ok ?nemlidir: ?nsan ?retim faaliyetinin kapsam?n?n geni?lemesi nedeniyle teknosfer bile?enlerinin s?rekli artan bir b?y?mesi vard?r.

D?nya y?zeyinde ana tekno-jeokimyasal ak??, b?y?k bir jeolojik madde d?ng?s? ?er?evesinde karan?n %70'i okyanusa ve %30'u kapal? drenajs?z ??k?nt?lere y?nlendirildi?inden, ancak her zaman y?ksekten al?ak kotlara do?ru y?nlendirilir. Yer?ekimi kuvvetlerinin etkisinin bir sonucu olarak, yer kabu?unun maddesinin y?ksekten al?aklara, karadan okyanusa farkl?la?mas?. Ters ak??lar (atmosferik ta??n?m, insan faaliyetleri, tektonik hareketler, volkanizma, organizmalar?n g???), maddenin bu genel a?a??ya do?ru hareketini bir dereceye kadar karma??kla?t?rarak yerel g?? d?ng?leri yarat?r, ancak bunu bir b?t?n olarak de?i?tirmez.

Suyun kara ve okyanus aras?ndaki atmosferdeki dola??m? b?y?k jeolojik d?ng?n?n bir par?as?d?r. Su, okyanuslar?n y?zeyinden buharla??r ve ya karaya ta??n?r, burada ya??? olarak d??er, y?zey ve yer alt? ak??? ?eklinde okyanusa geri d?ner ya da okyanus y?zeyine ya??? olarak d??er. D?nyadaki su d?ng?s?ne y?lda 500 bin km3'ten fazla su kat?l?yor. Su d?ng?s? bir b?t?n olarak gezegenimizdeki do?al ko?ullar?n ?ekillenmesinde ?nemli bir rol oynuyor. Suyun bitkiler taraf?ndan terlemesi ve biyojeokimyasal d?ng?de emilmesi dikkate al?nd???nda, D?nya'daki t?m su kayna?? 2 milyon y?l i?inde bozulmakta ve yenilenmektedir.

Form?lasyonuna g?re, maddelerin biyolojik d?ng?s?, do?adaki maddelerin b?y?k, jeolojik d?ng?s?n?n y?r?ngesinin bir k?sm?nda geli?ir.

Maddenin y?zey ve yeralt? sular? yoluyla aktar?m?, d?nya topraklar?n?n jeokimyasal a??dan farkl?la?mas?nda ana fakt?rd?r, ancak tek fakt?r de?ildir ve genel olarak d?nya y?zeyindeki maddelerin b?y?k jeolojik dola??m?ndan bahsedersek, o zaman ak??lar olur. ?zellikle okyanus ve atmosferik ula??mda ?ok ?nemli bir rol oynamaktad?r.

Maddelerin b?y?k jeolojik d?ng?s?n?n h?z? ve yo?unlu?u ile ilgili olarak, herhangi bir do?ru veri sa?lamak ?u anda imkans?zd?r; yaln?zca yakla??k tahminler vard?r ve bu da yaln?zca genel d?ng?n?n d??sal bile?eni i?in, yani. mantodan yer kabu?una madde ak???n? hesaba katmadan. Maddelerin b?y?k jeolojik d?ng?s?n?n d??sal bile?eni, d?nya y?zeyinin s?rekli devam eden bir a??nd?rma s?recidir.

Trofik a?

Genellikle, zincirdeki her ba?lant? i?in, bir de?il, ona "g?da-t?ketici" ili?kisi ile ba?lanan birka? ba?ka ba?lant? belirtebilirsiniz. Yani sadece inekler de?il, di?er hayvanlar da ot yer ve inekler sadece insanlar i?in besin de?ildir. Bu t?r ba?lant?lar?n kurulmas? besin zincirini daha karma??k bir yap?ya d?n??t?r?yor. besin a??.

Trofik seviye

Trofik seviye, belirli bir ekosistemin trofik zincirindeki ?reticilere olan mesafeyi g?steren geleneksel bir birimdir. Baz? durumlarda, bir trofik a?da, bireysel ba?lant?lar?, bir seviyedeki ba?lant?lar?n yaln?zca bir sonraki seviye i?in besin g?revi g?rece?i ?ekilde seviyeler halinde grupland?rmak m?mk?nd?r. Bu gruplamaya trofik seviye denir.

Ekosistemlerde madde d?ng?s? ve enerji ak???

Beslenme, maddelerin ve enerjinin ana hareket yoludur. Bir ekosistemdeki organizmalar, ya?am? s?rd?rmek i?in gerekli olan enerji ve besin ortaklar?yla birbirine ba?l?d?r. D?nyadaki canl? organizmalar?n b?y?k ?o?unlu?unun ana enerji kayna?? G?ne?'tir. Fotosentetik organizmalar (ye?il bitkiler, siyanobakteriler, baz? bakteriler) do?rudan g?ne? ?????n?n enerjisini kullan?r. Bu durumda, g?ne? enerjisinin bir k?sm?n?n kimyasal enerji ?eklinde birikti?i karbondioksit ve sudan karma??k organik maddeler olu?ur. Organik maddeler sadece bitkinin kendisi i?in de?il, ekosistemdeki di?er organizmalar i?in de enerji kayna?? g?revi g?r?r. Yiyeceklerde bulunan enerjinin sal?nmas? nefes alma i?lemi s?ras?nda meydana gelir. Solunum ?r?nleri (karbondioksit, su ve inorganik maddeler) ye?il bitkiler taraf?ndan yeniden kullan?labilir. Bunun sonucunda da bu ekosistemdeki maddeler sonsuz bir d?ng?ye girer. Ayn? zamanda g?dan?n i?erdi?i enerji de d?ng?ye girmez, yava? yava? termal enerjiye d?n??erek ekosistemi terk eder. Dolay?s?yla bir ekosistemin varl???n?n gerekli ko?ulu d??ar?dan s?rekli bir enerji ak???d?r. Bu nedenle, ekosistemin temeli, fotosentez s?reci yoluyla enerji a??s?ndan zengin g?da - birincil organik madde yaratan ototrofik organizmalardan - ?reticilerden (?reticiler, yarat?c?lar) olu?ur. Karasal ekosistemlerde en ?nemli rol, organik maddeler olu?turan, ekosistemdeki t?m trofik ili?kileri do?uran, bir?ok hayvan, mantar ve mikroorganizma i?in substrat g?revi g?ren ve biyotopun mikro iklimini aktif olarak etkileyen y?ksek bitkilere aittir. Su ekosistemlerinde birincil organik maddenin ana ?reticileri alglerdir. Haz?r organik maddeler, heterotroflar veya t?keticiler taraf?ndan enerji elde etmek ve biriktirmek i?in kullan?l?r. Heterotroflar aras?nda ot?ullar (1. dereceden t?keticiler), ot?ul formlarla ya?ayan etoburlar (2. dereceden t?keticiler), di?er etoburlar? t?keten (3. dereceden t?keticiler) vb. yer al?r. ?zel bir t?ketici grubu, ayr??t?r?c?lardan (yok ediciler veya y?k?c?lar), ?reticilerin ve t?keticilerin organik kal?nt?lar?n? basit inorganik bile?iklere ayr??t?r?r ve bunlar daha sonra kullan?l?r yap?mc?lar. Ayr??t?r?c?lar esas olarak mikroorganizmalar? (bakteri ve mantarlar?) i?erir. Karasal ekosistemlerde, ?l? bitkilerden organik maddeyi genel d?ng?ye ?eken toprak ayr??t?r?c?lar ?zellikle ?nemlidir (birincil orman ?retiminin %90'?n? t?ketirler). B?ylece, bir ekosistem i?indeki her canl? organizma, di?er organizmalarla ve abiyotik ?evre ko?ullar?yla karma??k bir ekolojik ili?kiler sisteminde belirli bir ekolojik ni? (yer) i?gal eder.

Biyolojik ve jeolojik d?ng?ler.

Organik maddenin inorganik bile?enlerden fotosentez i?lemleri milyonlarca y?l s?rer ve bu s?re zarf?nda kimyasal elementlerin bir formdan di?erine ge?mi? olmas? gerekir. Ancak biyosferdeki dola??mlar? nedeniyle bu ger?ekle?mez. Fotosentetik organizmalar her y?l yakla??k 350 milyar ton karbondioksiti ?z?mser, atmosfere yakla??k 250 milyar ton oksijen salar ve 140 milyar ton suyu par?alayarak 230 milyar tondan fazla organik madde (kuru a??rl??a g?re hesaplan?r) olu?turur. Ta??nma ve buharla?ma s?ras?nda ?ok b?y?k miktarlarda su bitkilerden ve alglerden ge?er. Bu, okyanusun y?zey katman?ndaki suyun 40 g?n i?inde plankton taraf?ndan filtrelenmesine, okyanus suyunun geri kalan?n?n ise yakla??k bir y?l i?inde filtrelenmesine yol a?maktad?r. Atmosferdeki t?m karbondioksit birka? y?z y?lda, oksijen ise birka? bin y?lda yenilenir. Fotosentez her y?l 6 milyar ton nitrojen, 210 milyar ton fosfor ve ?ok say?da ba?ka elementin (potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum, k?k?rt, demir vb.) d?ng?ye kat?lmas?n? sa?lar. Bu d?ng?lerin varl??? ekosisteme belirli bir istikrar kazand?r?r.

?ki ana d?ng? vard?r: b?y?k (jeolojik) ve k???k (biyotik). Milyonlarca y?l boyunca devam eden b?y?k d?ng?, kayalar?n tahrip olmas? ve hava ko?ullar?na maruz kalan ?r?nlerin (suda ??z?nebilen besinler dahil) su ak??lar?yla D?nya Okyanusu'na ta??nmas?, burada deniz katmanlar?n? olu?turmas? ve yaln?zca k?smen geri d?nmesinden ibarettir. ya???l? arazi. Jeotektonik de?i?imler, k?talar?n ??kmesi ve deniz yata??n?n y?kselmesi s?re?leri, denizlerin ve okyanuslar?n uzun s?re hareketi, bu tabakalar?n karaya d?nmesine ve s?recin yeniden ba?lamas?na neden olur. K???k d?ng? (b?y?k olan?n bir k?sm?) ekosistem d?zeyinde meydana gelir ve bitkilerin maddesinde besinlerin, suyun ve karbonun birikmesi, v?cudun in?as? ve hem bu bitkilerin kendilerinin hem de ya?am s?re?lerinin harcanmas? ger?e?inden olu?ur. bu bitkileri yiyen di?er organizmalar (genellikle hayvanlar). Y?k?c?lar?n ve mikroorganizmalar?n (bakteri, mantar, solucanlar) etkisi alt?ndaki organik maddenin ??r?me ?r?nleri, yine bitkilerin eri?ebilece?i ve onlar taraf?ndan madde ak???na ?ekilen mineral bile?enlere ayr???r. Kimyasallar?n inorganik ortamdan bitki ve hayvan organizmalar? yoluyla g?ne? enerjisi ve kimyasal reaksiyonlar?n enerjisi kullan?larak inorganik ortama geri dola??m?na biyojeokimyasal d?ng? denir. Neredeyse t?m kimyasal elementler bu t?r d?ng?lere dahil olur ve ?ncelikle canl? bir h?crenin yap?m?nda rol oynayanlar s?z konusudur. B?ylece insan v?cudu oksijen (%62,8), karbon (%19,37), hidrojen (%9,31), nitrojen (%5,14), kalsiyum (%1,38), fosfor (%0,64) ve daha 30'a yak?n elementten olu?ur.

?nsan?n rol?.

Bir ki?i, eylemin g?c?n? ve s?n?rlay?c? fakt?rlerin say?s?n? de?i?tirmenin yan? s?ra, ?evresel fakt?rlerin optimal de?erlerinin s?n?rlar?n? geni?letme veya tersine daraltma g?c?ne sahiptir. ?rne?in, hasat ka??n?lmaz olarak bitkilerin mineral beslenmesindeki toprak elementlerinin t?kenmesi ve baz?lar?n?n s?n?rlay?c? fakt?rler kategorisine aktar?lmas?yla ili?kilidir. ?e?itli arazi ?slah? t?rleri (sulama, drenaj, g?breleme vb.) fakt?rleri optimize eder ve bunlar?n s?n?rlay?c? etkilerini ortadan kald?r?r. ?nsan, ?evresinin ko?ullar?n? (giysi, konut, yeni malzemeler vb.) d?zenleyerek uyum sa?lama yeteneklerini ?l??lemeyecek kadar geni?letti ve b?ylece do?al ?evreye ve onun temsil etti?i kaynaklara ba??ml?l???n? keskin bir ?ekilde azaltt?. ?rne?in insan beslenmesinde yabani besin kaynaklar? yaln?zca %10-15'i olu?turur. Geriye kalan g?da ihtiyac? ise k?lt?rel tar?mla kar??lan?yor. ?evresel fakt?rlere ba??ml?l???n azalmas?n?n sonucu, insan?n ya?am alan?n?n t?m gezegene yay?lmas? ve n?fus say?lar?n? d?zenleyen do?al mekanizmalar?n ortadan kalkmas?d?r.

?nsan, besin zincirlerinin ve ekolojik piramitlerin bu prensibini hem kendi pop?lasyonuna hem de di?er t?rlere (?e?itler, ?rklar), ?zellikle de k?lt?rel tar?mda yeti?tirilenlere g?re de?i?tirmi?tir. Do?al ekosistemlerle olan bu farkl?l?k, sistemlere ek enerji tahsis edilmesi ve yat?r?m yap?lmas?yla m?mk?n olmaktad?r. Ekolojik piramitlerin kurallar?n? ihlal etmenin mant?ks?z derecede pahal? oldu?u ortaya ??k?yor. Buna ka??n?lmaz olarak madde d?ng?lerindeki de?i?iklikler, at?k birikimi ve ?evre kirlili?i de e?lik ediyor. Bir ?rnek, ?evresel sorunlar? olan hayvanc?l?k ?iftlikleridir. Piramit kurallar?n?n ihlali ayn? zamanda insan t?ketici ??karlar?n?n bir b?t?n olarak biyolojik kaynaklar?n s?n?rlar?n?n ?tesine ge?mesinden de kaynaklanmaktad?r. ?lgi alanlar? aras?nda ?nceki jeolojik d?nemlerin ?r?nleri (kaynaklar?) yer al?r ve ?retilen ?r?nlerin ?o?u ??kmaz sokak (at?k ve kirleticiler) haline gelir. Biyolojik bir t?r olarak yaln?zca D?nya insanlar? her g?n yakla??k 2 milyon ton g?daya ve 10 milyar m3 oksijene ihtiya? duyuyor. Ayr?ca 30 milyon tona yak?n madde ??kar?l?p i?leniyor, 30 milyon tona yak?n yak?t yak?l?yor, 2 milyar m3 su ve 65 milyar m3 oksijen teknik ihtiya?lar i?in kullan?l?yor

Her yerde ya?ayan do?alar? nedeniyle, insanlar giderek daha fazla ?e?itli organizmay? yemeye ba?lar, bu da ?e?itli av yakalama veya bitki arama y?ntemleri gerektirir. Elbette av? yenilebilir hale getirmenin yollar?n? da bulmal?s?n?z. Tav?an k?zartmak ba?ka ?ey, ak?am yeme?inde denizanas? pi?irmek ba?ka ?ey. Yaln?zca sofistike bir zihin, ?rne?in yumrular? ac? olan ve ayn? zamanda hidrosiyanik asit i?eren manyok yemeyi d???nebilir. Bununla birlikte, sadece Brezilya'da de?il, Brezilya'n?n her yerinde manyok, Rusya'da yenen patateslerle kar??la?t?r?labilecek miktarlarda yeti?tiriliyor ve yeniyor. Ancak bunu i?leyecek bir teknoloji bulmak ?ok zor bir i?ti.

Bir ki?i ?ok ?e?itli organizmalar? yiyerek bir?ok besin zincirine dahil olur, ek organik maddeleri ortadan kald?r?r ve bu zincirleri kendisiyle sonland?r?r. Her yerde zirvedeki bir y?rt?c? oldu?u ortaya ??k?yor. B?ylece insan bir?ok ekosistemdeki besin zincirlerini k?saltmaya ba?lad? ve b?yle bir zincir ne kadar k?sa olursa madde ve enerjinin devri de o kadar h?zl? olur.

Ayr?ca insan faaliyeti, do?al ya?am alanlar?n?n g??l? bir d?n???m?yle ili?kilidir. Modern insan, ?evre ko?ullar?na g?re de?i?meyi de?il, bu ko?ullar? bizzat de?i?tirmeyi tercih ediyor. Bu nedenle ?evreyi d?n??t?rmek i?in ?nemli entelekt?el ve teknik ?aba harc?yor. ?ay?r alan?n? s?ren ve gerekli bitkileri eken ?ift?i, ?evreyi ?oktan k?kten de?i?tirdi. ?ay?rdaki bir?ok bitkiden yaln?zca birini b?rakt? ve o zaman bile ?o?u zaman yabanc?yd?. Burada y?zlerce y?l boyunca olu?an topra?? ve onun faunas?n? birka? saat i?inde d?n??t?rd?. Sonu? olarak neredeyse t?m hayvan t?rlerinin kaynaklar? yok oldu ve besin bitkileri yok oldu. D?n??t?r?len alan bir?ok yerli bitki i?in uygunsuz, di?erleri i?in ise ula??lamaz hale geldi. Mahsul?n sahibi tarlas?n? korur, herbisitlerle sular ve rakip t?keticilerle kavga eder.

Hat?rlad???m?z gibi, ekosistemlerde bir ki?i yaln?z de?il, ?ok say?da kom?uyla (bitki ve hayvan organizmalar?) birlikte ya?ar. D?n??en bu ortam hepsine uygun de?il. Pek ?ok canl?, ?zellikle de ilkel ya?am bi?imleri, de?i?en ko?ullara kolayl?kla uyum sa?l?yor. Karma??k organizmalar?n b?y?k ?o?unlu?u i?in yeni ortam uygun de?ildir. Buralar? terk ediyorlar ya da ?l?yorlar. Yani do?an?n herhangi bir d?n???m? her zaman bir?ok organizman?n ?l?m?ne yol a?ar.

yemek. Bu zoolojik t?r?n yiyecek yelpazesi muhtemelen gezegendeki en geni? t?rd?r. ?nsan inan?lmaz bir ?rifajd?r (polifagd?r) ve neredeyse her ?eyi yer. Men?s?ndeki hayvanlar?n listesi olduk?a geni?; geleneksel inekler, koyunlar ve k?mes hayvanlar?n?n yan? s?ra termitler, ?ekirgeler, ?ekirgeler, ??yanlar ve baz? ?r?mcekler de yer al?yor. ?e?itli b?ceklerin larvalar? - ar?lar, a?a? b?cekleri - bir?ok insan taraf?ndan bir incelik olarak yenir. Afrika sakinleri, bulundu?u yerde goliath b?ce?inin devasa larvalar?n? hevesle yiyorlar. ?e?itli kertenkeleler, y?lanlar, kaplumba?alar ve kurba?alar da insan beslenmesinde sa?lam bir ?ekilde yerle?mi?tir. Suyun sakinleri - bal?k ve kabuklu deniz ?r?nleri - Cro-Magnon insan?n?n zaman?ndan beri geleneksel yiyecekler olmu?tur. Ancak burada da t?r?n diyeti geni?ledi; balinalardan baz? denizanalar?na ve euphausidlere kadar ?ok say?da hayvan da dahil.

Hayvanlar?n, ?zellikle de insanlara g?da konusunda rakip olanlar?n diyetlerini inceleyen ekolojistler, bir?o?unda ?arp?c? bir yiyecek ?e?itlili?ine dikkat ?ekiyor. ?rne?in, Bat? Sibirya'n?n g?ney kesimindeki k?yl?lerin mahsullerini yok eden tipik bir polifag su faresi, 300'den fazla bitki t?r?n? yeme yetene?ine sahiptir. Bu hayvan incelendik?e ona uygun besin listeleri giderek daha uzun hale getiriliyor. Ot?ul bir hayvan (birincil t?ketici) rol?ndeki insan, di?er t?m t?rleri ?ok geride b?rakt?. Hen?z hi? kimse gezegendeki besin bitkilerinin tam bir listesini derlemedi, ancak uzunluklar?n? tahmin etmek kolayd?r. B?ylece Japon mutfa??nda yakla??k 300 bitki t?r?n?n ?i?ek tomurcuklar? ?e?itli yemeklerin haz?rlanmas?nda kullan?l?yor. ?in mutfa?? daha da sofistike ve ?e?itlidir. Peki buraya tropik b?lge sakinlerinin yemek kitaplar?ndaki besin bitki t?rlerinin listesini de eklersek!?

?nsanlar giderek artan yo?unlukta hem hayvanlar? hem de bitkileri besin ama?l? kullanmaktad?r. Baz? hayvanlar? do?rudan yemiyorsa, onlar? besledi?i hayvanlara yedirir veya onlarla tarlalar? g?breler. ?nsan israf??d?r ve s?kl?kla lezzetli t?rleri bile yiyeceklerin yan? s?ra yem ve hatta g?bre olarak kullan?r. ?rne?in, levrek avc?l???n?n tarihi - neredeyse 2 metre uzunlu?unda ve 50 - 70 kg a??rl???nda bal?klar. Atlantik somonuna g?re lezzet bak?m?ndan ?st?nd?r. Bu levrek, 17. y?zy?l?n ba??nda New England k?y?lar?nda b?y?k miktarlarda yakaland?. Bu avlar?n ?o?u yerel sakinlerin arazilerini g?brelemek i?in kullan?ld?. S?m?rge ?ift?ileri bu bal???n y?zlerce tonunu m?s?r tarlalar?na g?md?ler. Newfoundland b?lgesinde, 19. y?zy?l?n ba?lar?nda tarlalar? g?brelemek i?in tonlarca Atlantik somonu kullan?ld?. Ayn? ?ey morina ve mersin bal?klar?n?n a??r? avlanmas?nda da ya?and?. Uskumru, ringa bal???, kapelin ve di?er deniz bal?klar?n? g?bre ve hayvan yemine d?n??t?rmek i?in devasa fabrikalar in?a edildi. 18. y?zy?l?n ba?lar?nda Newfoundland'da, morina bal??? avlarken yem olarak ve evcil hayvanlar? beslerken devasa ?stakoz deniz kerevitlerinin eti (a??rl?klar? 10 - 12 kg'a kadar) kullan?l?yordu. Her patates tarlas? bu kabuklular?n kabuklar?yla doluydu, ??nk? g?bre i?in her patates fidanl???n?n alt?na 2-3 ?stakoz yerle?tirildi. 20. y?zy?l?n ortalar?na kadar bu dev ve ?ok lezzetli kerevitler Newfoundland'?n baz? b?lgelerinde b?y?kba? hayvanlarla besleniyordu. Rusya gibi ayd?n bir ?lke bile 20. y?zy?l?n sonuna kadar savurgan davrand?. 1998 y?l?nda televizyonda, Rusya'n?n Uzak Do?u'sunda y?zlerce ton lezzetli somon bal???n?n buldozerler taraf?ndan nas?l topra?a g?m?ld??? televizyonda g?sterildi. ?nsanlar avlad?klar? ?r?nleri ??pe atamad?!

?nsan, hiper?rybiyont'a d?n???m?n? biyolojik mekanizmalarla de?il, teknik yollarla sa?lam??t?r ve dolay?s?yla biyolojik adaptasyon potansiyelini b?y?k ?l??de kaybetmi?tir. ?nsan?n, kendisinin sebep oldu?u ?evresel de?i?iklikler sonucunda ya?am alan?ndan ilk ayr?lma adaylar? aras?nda yer almas?n?n nedeni budur. Dolay?s?yla ?nemli bir sonu? var: E?er modern insan ni?i ?ncelikle ak?ll? faaliyetin, ?evre ?zerindeki g?c?n sonucuysa, bu nedenle, bu de?i?imin arkas?ndaki ana itici g?? zihin olmal?d?r.

©2015-2019 sitesi
T?m haklar? yazarlar?na aittir. Bu site yazarl?k iddias?nda bulunmaz, ancak ?cretsiz kullan?m sa?lar.
Sayfa olu?turulma tarihi: 2016-04-26