Kichik (biologik) qon aylanishi

Biosferadagi tirik materiyaning massasi nisbatan kichik. Agar u yer yuzasiga tarqalgan bo'lsa, u holda atigi 1,5 sm qatlam olinadi.4.1-jadvalda biosfera va Yerning boshqa geosferalarining ayrim miqdoriy xususiyatlari taqqoslanadi. Sayyoramizning boshqa qobiqlarining 10-6 massasidan kamroq qismini tashkil etuvchi biosfera beqiyos darajada xilma-xillikka ega va tarkibini million marta tezroq yangilaydi.

4.1-jadval

Biosferani Yerning boshqa geosferalari bilan solishtirish

*Tirik moddaning tirik vazniga asoslangan

4.4.1. Biosferaning funktsiyalari

Biosfera biotasi tufayli sayyoradagi kimyoviy o'zgarishlarning asosiy qismi amalga oshiriladi. Shuning uchun V.I.ning hukmi. Vernadskiy tirik materiyaning ulkan transformatsion geologik roli haqida. Organik evolyutsiya davomida tirik organizmlar o'z organlari, to'qimalari, hujayralari, qonlari, butun atmosferasi, Jahon okeanining butun hajmi, tuproq massasining katta qismi, mineral moddalarning katta massasi o'zlari orqali o'tgan. ularning a'zolari, to'qimalari, hujayralari, qonlari, ming marta (turli sikllar uchun 103 dan 105 martagacha). Va ular nafaqat sog'inibgina qolmay, balki er yuzidagi muhitni o'z ehtiyojlariga mos ravishda o'zgartirdilar.

Quyosh energiyasini kimyoviy aloqalar energiyasiga aylantirish qobiliyati tufayli o'simliklar va boshqa organizmlar sayyoralar miqyosida bir qator fundamental biogeokimyoviy funktsiyalarni bajaradilar.

gaz funktsiyasi. Tirik mavjudotlar fotosintez va nafas olish jarayonlarida doimo atrof-muhit bilan kislorod va karbonat angidrid almashadilar. O'simliklar sayyoramizning geokimyoviy evolyutsiyasida qaytaruvchi muhitdan oksidlovchi muhitga o'tishda va zamonaviy atmosferaning gaz tarkibini shakllantirishda hal qiluvchi rol o'ynadi. O'simliklar barcha zamonaviy tirik organizmlar uchun maqbul bo'lgan O2 va CO2 kontsentratsiyasini qat'iy nazorat qiladi.

konsentratsiya funktsiyasi. Tirik organizmlar o'z tanasi orqali katta hajmdagi havo va tabiiy eritmalarni o'tkazib, biogen migratsiyani (kimyoviy moddalar harakati) va kimyoviy elementlar va ularning birikmalarini kontsentratsiyasini amalga oshiradilar. Bu organik biosintez, marjon orollarining shakllanishi, qobiq va skeletlarning qurilishi, cho'kindi ohaktosh qatlamlarining paydo bo'lishi, ma'lum metall rudalarining konlari, temir-marganets tugunlarining to'planishi, okean tubida va boshqalarga taalluqlidir. Dastlabki bosqichlar. biologik evolyutsiya suv muhitida sodir bo'ldi. Organizmlar suyultirilgan suvli eritmadan o'zlariga kerakli moddalarni ajratib olishni o'rgandilar, ularning tanadagi konsentratsiyasini ko'p marta ko'paytirdilar.

Tirik moddaning oksidlanish-qaytarilish funktsiyasi elementlarning biogen migratsiyasi va moddalar konsentratsiyasi bilan chambarchas bog'liq. Tabiatdagi ko'pgina moddalar barqaror va normal sharoitda oksidlanishga uchramaydi, masalan, molekulyar azot eng muhim biogen elementlardan biridir. Ammo tirik hujayralar shunday kuchli katalizatorlar - fermentlarga egaki, ular abiotik muhitda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan ko'plab oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarini millionlab marta tezroq amalga oshirishga qodir.

Biosferaning tirik materiyasining axborot funktsiyasi. Aynan birinchi ibtidoiy tirik mavjudotlarning paydo bo'lishi bilan sayyorada faol ("tirik") ma'lumotlar paydo bo'ldi, bu "o'lik" ma'lumotlardan farq qiladi, bu strukturaning oddiy aksidir. Organizmlar energiya oqimini dastur rolini o'ynaydigan faol molekulyar tuzilish bilan bog'lash orqali ma'lumot olish imkoniyatiga ega bo'ldi. Molekulyar axborotni idrok etish, saqlash va qayta ishlash qobiliyati tabiatda rivojlangan evolyutsiyani boshdan kechirdi va eng muhim ekologik tizimni tashkil etuvchi omilga aylandi. Biota genetik ma'lumotlarining umumiy zaxirasi 1015 bitga baholanadi. Global biotaning barcha hujayralarida metabolizm va energiya bilan bog'liq bo'lgan molekulyar ma'lumotlar oqimining umumiy quvvati 1036 bit / s ga etadi (Gorshkov va boshqalar, 1996).

4.4.2. Biologik siklning tarkibiy qismlari.

Biologik aylanish biosferaning barcha komponentlari (ya’ni tuproq, havo, suv, hayvonlar, mikroorganizmlar va boshqalar) o‘rtasida amalga oshiriladi. Bu tirik organizmlarning majburiy ishtiroki bilan sodir bo'ladi.

Biosferaga tushadigan quyosh radiatsiyasi yiliga taxminan 2,5 * 1024 J energiya olib yuradi. Uning faqat 0,3% fotosintez jarayonida bevosita organik moddalarning kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylanadi, ya'ni. biologik tsiklda ishtirok etadi. Yerga tushadigan quyosh energiyasining 0,1 - 0,2 foizi esa sof birlamchi ishlab chiqarishga to'g'ri keladi. Ushbu energiyaning keyingi taqdiri oziq-ovqat organik moddalarining trofik zanjirlar kaskadlari orqali o'tishi bilan bog'liq.

Biologik aylanishni shartli ravishda o'zaro bog'liq bo'lgan tarkibiy qismlarga bo'lish mumkin: moddalar aylanishi va energiya aylanishi.

4.4.3. Energiya aylanishi. Biosferada energiya almashinuvi

Ekotizimni doimiy ravishda energiya, materiya va ma'lumot almashinadigan tirik organizmlar to'plami deb ta'riflash mumkin. Energiyani ish qilish qobiliyati sifatida aniqlash mumkin. Energiyaning xossalari, jumladan, ekotizimlardagi energiya harakati termodinamika qonunlari bilan tavsiflanadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni yoki energiyaning saqlanish qonuni energiya yo'qolib ketmaydi va yangidan yaratilmaydi, u faqat bir ko'rinishdan ikkinchi shaklga o'tadi, deydi.

Termodinamikaning ikkinchi qonuni entropiya faqat yopiq tizimda ortishi mumkinligini aytadi. Ekotizimlardagi energiyaga kelsak, quyidagi formula qulaydir: energiyaning o'zgarishi bilan bog'liq jarayonlar, agar energiya konsentrlangan shakldan diffuz shaklga o'tsa, ya'ni degradatsiyaga uchrasa, o'z-o'zidan sodir bo'lishi mumkin. Foydalanish uchun yaroqsiz bo'lib qoladigan energiya miqdorining o'lchovi yoki energiya buzilganda sodir bo'ladigan tartib o'zgarishining o'lchovi entropiyadir. Tizimning tartibi qanchalik baland bo'lsa, uning entropiyasi shunchalik past bo'ladi.

Boshqacha aytganda, tirik materiya koinot, quyosh energiyasini qabul qiladi va yerdagi jarayonlarning (kimyoviy, mexanik, issiqlik, elektr) energiyasiga aylantiradi. Bu energiya va noorganik moddalarni biosferadagi moddalarning uzluksiz aylanishiga jalb qiladi. Biosferadagi energiya oqimi bir yo'nalishga ega - Quyoshdan o'simliklar (avtotroflar) orqali hayvonlarga (geterotroflar). Doimiy muhim ekologik ko'rsatkichlar (gomeostaz) bilan barqaror holatda bo'lgan tabiiy tegmagan ekotizimlar eng tartibli tizimlar bo'lib, eng past entropiya bilan tavsiflanadi.

4.4.4. Tabiatdagi moddalarning aylanishi

Tirik moddaning paydo bo'lishi va uning parchalanishi kimyoviy elementlarning biologik aylanishi deb ataladigan yagona jarayonning ikki tomonidir. Hayot - bu organizmlar va atrof-muhit o'rtasidagi kimyoviy elementlarning aylanishi.

Tsiklning sababi - organizmlar tanasi qurilgan elementlarning cheklanganligi. Har bir organizm hayot uchun zarur bo'lgan moddalarni atrof-muhitdan ajratib oladi va foydalanilmay qaytadi. Bunda:

ba'zi organizmlar to'g'ridan-to'g'ri atrof-muhitdan minerallarni iste'mol qiladilar;

boshqalar birinchi navbatda qayta ishlangan va izolyatsiya qilingan mahsulotlardan foydalanadilar;

uchinchisi - ikkinchisi va boshqalar, moddalar atrof-muhitga asl holatiga qaytgunga qadar.

Biosferada bir-birining chiqindi mahsulotlarini ishlata oladigan turli organizmlarning birgalikda yashashi zaruriyati aniq. Biz deyarli chiqindisiz biologik ishlab chiqarishni ko'ramiz.

Tirik organizmlardagi moddalar aylanishi shartli ravishda to'rtta jarayonga qisqartirilishi mumkin:

1. Fotosintez. Fotosintez natijasida o'simliklar quyosh energiyasini o'zlashtiradi va to'playdi va organik moddalarni - birlamchi biologik mahsulotlarni va noorganik moddalardan kislorodni sintez qiladi. Birlamchi biologik mahsulotlar juda xilma-xildir - ular tarkibida uglevodlar (glyukoza), kraxmal, tolalar, oqsillar, yog'lar mavjud.

Eng oddiy uglevod (glyukoza) ning fotosintez sxemasi quyidagi sxemaga ega:

Bu jarayon faqat kun davomida sodir bo'ladi va o'simliklar massasining ko'payishi bilan birga keladi.

Yerda har yili fotosintez natijasida 100 milliard tonnaga yaqin organik moddalar hosil bo?ladi, 200 milliard tonnaga yaqin karbonat angidrid o?zlashtiriladi, 145 milliard tonnaga yaqin kislorod ajralib chiqadi.

Fotosintez Yerda hayot mavjudligini ta'minlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Uning global ahamiyati shundan iboratki, fotosintez termodinamik jarayondagi energiya minimalizm tamoyiliga ko'ra tarqalmaydi, aksincha, to'planib ketadigan yagona jarayondir.

Oqsillarni hosil qilish uchun zarur bo'lgan aminokislotalarni sintez qilish orqali o'simliklar boshqa tirik organizmlardan nisbatan mustaqil ravishda mavjud bo'lishi mumkin. Bu o'simliklarning avtotrofiyasini (oziqlanishda o'zini o'zi ta'minlash) namoyon qiladi. Shu bilan birga, o'simliklarning yashil massasi va fotosintez jarayonida hosil bo'lgan kislorod keyingi guruh tirik organizmlar - hayvonlar, mikroorganizmlar hayotini saqlab turish uchun asosdir. Bu organizmlar guruhining geterotrofiyasini ko'rsatadi.

2. Nafas olish. Jarayon fotosintezning teskarisidir. Barcha tirik hujayralarda uchraydi. Nafas olish jarayonida organik moddalar kislorod bilan oksidlanadi, natijada karbonat angidrid, suv va energiya hosil bo'ladi.

3. Avtotrof va geterotrof organizmlarning ozuqaviy (trofik) aloqalari. Bunday holda, oziq-ovqat zanjiri bo'g'inlari bo'ylab energiya va materiyaning uzatilishi mavjud bo'lib, biz ilgari batafsilroq muhokama qildik.

4. Transpiratsiya jarayoni. Biologik sikldagi eng muhim jarayonlardan biri.

Sxematik ravishda uni quyidagicha ta'riflash mumkin. O'simliklar ildizlari orqali tuproq namligini o'zlashtiradi. Shu bilan birga, ularga suvda erigan mineral moddalar kiradi, ular so'riladi va namlik atrof-muhit sharoitlariga qarab ko'proq yoki kamroq intensiv ravishda bug'lanadi.

4.4.5. Biogeokimyoviy sikllar

Geologik va biologik tsikllar bir-biriga bog'langan - ular biogeokimyoviy tsikllar (BGCC) deb ataladigan moddalarning aylanishini keltirib chiqaradigan yagona jarayon sifatida mavjud. Elementlarning bunday aylanishi ekotizimdagi organik moddalarning sintezi va parchalanishi bilan bog'liq (4.1-rasm).BHCCda biosferaning hamma elementlari emas, balki faqat biogen elementlar ishtirok etadi. Tirik organizmlar ulardan iborat bo'lib, bu elementlar ko'plab reaktsiyalarga kirishadi va tirik organizmlarda sodir bo'ladigan jarayonlarda ishtirok etadilar. Foiz miqyosida biosferaning tirik moddasining umumiy massasi quyidagi asosiy biogen elementlardan iborat: kislorod - 70%, uglerod - 18%, vodorod - 10,5%, kaltsiy - 0,5%, kaliy - 0,3%, azot - 0. , 3%, (kislorod, vodorod, azot, uglerod barcha landshaftlarda mavjud va tirik organizmlarning asosini tashkil etadi - 98%).

Kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasining mohiyati.

Shunday qilib, biosferada moddalarning biogen aylanishi (ya'ni organizmlarning hayotiy faoliyati natijasida yuzaga keladigan tsikl) va energiyaning bir yo'nalishli oqimi mavjud. Kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasi asosan ikkita qarama-qarshi jarayon bilan belgilanadi:

1. Quyosh energiyasi hisobiga muhit elementlaridan tirik materiyaning hosil bo`lishi.

2. Energiyaning chiqishi bilan birga organik moddalarni yo'q qilish. Shu bilan birga, mineral moddalarning elementlari tirik organizmlarga qayta-qayta kiradi va shu bilan murakkab organik birikmalar, shakllar tarkibiga kiradi va keyin ikkinchisi yo'q qilinganda ular yana mineral shaklga ega bo'ladi.

Tirik organizmlarning bir qismi bo'lgan, ammo biogen bilan bog'liq bo'lmagan elementlar mavjud. Bunday elementlar organizmlardagi og'irlik ulushiga ko'ra tasniflanadi:

Makronutrientlar - massaning kamida 10-2% tarkibiy qismlari;

Iz elementlari - massaning 9 * 10-3 dan 1 * 10-3% gacha bo'lgan komponentlar;

Ultramikroelementlar - massaning 9 * 10-6% dan kam;

Biogen elementlarning biosferaning boshqa kimyoviy elementlari orasidagi o'rnini aniqlash uchun ekologiyada qabul qilingan tasnifni ko'rib chiqaylik. Biosferada sodir bo'ladigan jarayonlarda ko'rsatilgan faollikka ko'ra barcha kimyoviy elementlar 6 guruhga bo'linadi:

Asil gazlar geliy, neon, argon, kripton, ksenondir. Inert gazlar tirik organizmlarning bir qismi emas.

Nobel metallar - ruteniy, radiy, palladiy, osmiy, iridiy, platina, oltin. Bu metallar er qobig'ida deyarli birikmalar hosil qilmaydi.

Tsiklik yoki biogen elementlar (ular migratsiya deb ham ataladi). Yer qobig'idagi bu biogen elementlar guruhi umumiy massaning 99,7% ni, qolgan 5 guruh esa 0,3% ni tashkil qiladi. Shunday qilib, elementlarning asosiy qismi geografik konvertda aylanmani amalga oshiradigan migrantlardir va ba'zi inert elementlar juda kichikdir.

Erkin atomlarning ustunligi bilan ajralib turadigan tarqoq elementlar. Ular kimyoviy reaksiyalarga kirishadi, lekin ularning birikmalari er qobig'ida kamdan-kam uchraydi. Ular ikkita kichik guruhga bo'lingan. Birinchisi - rubidiy, seziy, niobiy, tantal - er qobig'ining chuqurligida birikmalar hosil qiladi va ularning minerallari yuzasida yo'q qilinadi. Ikkinchisi - yod, brom - faqat sirtda reaksiyaga kirishadi.

Radioaktiv elementlar - poloniy, radon, radiy, uran, neptuniy, plutoniy.

Noyob tuproq elementlari - itriy, samarium, evropiy, tuliy va boshqalar.

Yil davomida biokimyoviy aylanishlar taxminan 480 milliard tonna materiyani harakatga keltirdi.

IN VA. Vernadskiy kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasining mohiyatini tushuntiruvchi uchta biogeokimyoviy tamoyilni ishlab chiqdi:

Biosferadagi kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasi doimo uning maksimal namoyon bo'lishiga intiladi.

Turlarning geologik vaqt davomida evolyutsiyasi barqaror hayot shakllarini yaratishga olib keladi, atomlarning biogen migratsiyasini kuchaytiradigan yo'nalishda davom etadi.

Tirik materiya o'z muhiti bilan uzluksiz kimyoviy almashinuvda bo'lib, biosferani qayta yaratuvchi va saqlab turuvchi omil hisoblanadi.

Keling, ushbu elementlarning ba'zilari biosferada qanday harakat qilishini ko'rib chiqaylik.

Uglerod aylanishi. Biotik siklning asosiy ishtirokchisi organik moddalarning asosi sifatida ugleroddir. Ko'pincha uglerod aylanishi fotosintez jarayonida tirik materiya va atmosfera karbonat angidrid o'rtasida sodir bo'ladi. O‘txo‘r hayvonlar uni oziq-ovqat bilan, yirtqichlar esa o‘txo‘r hayvonlardan oladi. Nafas olishda, chirishda, karbonat angidrid atmosferaga qisman qaytariladi, qaytish organik minerallar yondirilganda sodir bo'ladi.

Uglerod atmosferaga qaytmasa, u yashil o'simliklar tomonidan 7-8 yil ichida iste'mol qilinadi. Fotosintez orqali uglerodning biologik aylanish tezligi 300 yil. Atmosferadagi CO2 miqdorini tartibga solishda okeanlar muhim rol o'ynaydi. Agar CO2 miqdori atmosferada ko'tarilsa, uning bir qismi suvda eriydi va kaltsiy karbonat bilan reaksiyaga kirishadi.

Kislorod aylanishi.

Kislorod yuqori kimyoviy faollikka ega, er qobig'ining deyarli barcha elementlari bilan birikmalarga kiradi. U asosan birikmalar shaklida uchraydi. Tirik moddaning har to'rtinchi atomi kislorod atomidir. Atmosferadagi deyarli barcha molekulyar kislorod yashil o'simliklarning faolligi tufayli paydo bo'lgan va doimiy darajada saqlanadi. Nafas olish jarayonida bog'langan va fotosintez jarayonida ajralib chiqadigan atmosfera kislorodi 200 yil ichida barcha tirik organizmlar orqali o'tadi.

Azot aylanishi. Azot barcha oqsillarning ajralmas qismidir. Organik moddalarni tashkil etuvchi element sifatida bog'langan azotning tabiatdagi azotga umumiy nisbati 1:100 000 ni tashkil qiladi. Azot molekulasidagi kimyoviy bog'lanish energiyasi juda yuqori. Shuning uchun azotning boshqa elementlar - kislorod, vodorod bilan birikmasi (azotni biriktirish jarayoni) juda ko'p energiya talab qiladi. Sanoatda azot fiksatsiyasi katalizatorlar ishtirokida -500 ° S haroratda va -300 atm bosimda amalga oshiriladi.

Ma'lumki, atmosferada molekulyar azotning 78% dan ko'prog'i mavjud, ammo bu holatda u yashil o'simliklar uchun mavjud emas. Oziqlantirish uchun o'simliklar faqat azot va azot kislotalarining tuzlaridan foydalanishi mumkin. Ushbu tuzlarning hosil bo'lish yo'llari qanday? Mana ulardan ba'zilari:

Biosferada azot fiksatsiyasi biokatalizning yuqori samaradorligi tufayli normal harorat va bosimda bir necha guruh anaerob bakteriyalar va siyanobakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Bakteriyalar yiliga taxminan 1 milliard tonna azotni bog'langan shaklga aylantiradi deb ishoniladi (sanoat fiksatsiyasining jahon hajmi taxminan 90 million tonnani tashkil qiladi).

Tuproqdagi azot saqlovchi bakteriyalar havodagi molekulyar azotni o'zlashtirishga qodir. Ular tuproqni azotli birikmalar bilan boyitadi, shuning uchun ularning qiymati nihoyatda yuqori.

O'simlik va hayvonot kelib chiqishi organik moddalarning azot o'z ichiga olgan birikmalarining parchalanishi natijasida.

Bakteriyalar ta'sirida azot nitratlar, nitritlar, ammoniy birikmalariga aylanadi. O'simliklarda azotli birikmalar oqsil birikmalarini sintez qilishda ishtirok etadi, ular oziq-ovqat zanjirlarida organizmdan organizmga o'tadi.

Fosfor aylanishi. Protein sintezi mumkin bo'lmagan yana bir muhim element fosfordir. Asosiy manbalar - magmatik jinslar (apatitlar) va cho'kindi jinslar (fosforitlar).

Noorganik fosfor aylanmada tabiiy yuvish jarayonlari natijasida ishtirok etadi. Fosfor tirik organizmlar tomonidan o'zlashtiriladi, ular uning ishtirokida bir qator organik birikmalarni sintez qiladi va ularni turli trofik darajalarga o'tkazadi.

Trofik zanjirlar bo'ylab sayohatni tugatgandan so'ng, organik fosfatlar mikroblar tomonidan parchalanadi va yashil o'simliklar uchun mavjud bo'lgan mineral fosfatlarga aylanadi.

Modda va energiya harakatini ta'minlaydigan biologik aylanish jarayonida chiqindilarni to'plash uchun joy yo'q. Har bir hayot shaklining chiqindilari (ya'ni chiqindilari) boshqa organizmlar uchun ko'payish zaminidir.

Nazariy jihatdan, biosfera doimo biomassa ishlab chiqarish va uning parchalanishi o'rtasidagi muvozanatni saqlashi kerak. Biroq, ma'lum geologik davrlarda, ma'lum tabiiy sharoitlar, kataklizmlar tufayli barcha biologik mahsulotlar assimilyatsiya qilinmagan va o'zgartirilmaganda, biologik tsiklning muvozanati buziladi. Bunday hollarda biologik mahsulotlarning ortiqcha qoldiqlari hosil bo'lib, ular saqlanib qolgan va er qobig'ida, suv ustunida, cho'kindilarda to'plangan va abadiy muzlik zonasida tugagan. Shunday qilib, ko'mir, neft, gaz, ohaktosh konlari paydo bo'ldi. Shuni ta'kidlash kerakki, ular biosferani axlat qilmaydi. Fotosintez jarayonida to'plangan Quyosh energiyasi organik minerallarda to'plangan. Endi organik fotoalbom yoqilg'ilarni yoqish orqali odam bu energiyani chiqaradi.

Yer biosferasi ma'lum darajada moddalarning mavjud aylanishi va energiya oqimi bilan tavsiflanadi. Moddalar aylanishi - bu moddalarning atmosfera, gidrosfera va litosferada sodir bo'ladigan jarayonlarda, shu jumladan Yer biosferasining bir qismi bo'lgan qatlamlarida takroriy ishtirok etishidir. Moddaning aylanishi Quyoshdan tashqi energiya va Yerdan ichki energiyani uzluksiz etkazib berish bilan amalga oshiriladi.

Harakatlantiruvchi kuchiga qarab, moddalarning aylanishi doirasida geologik (katta aylanish), biologik (biogeokimyoviy, kichik aylanish) va antropogen sikllarni ajratish mumkin.

Geologik aylanish (biosferada moddalarning katta aylanishi)

Ushbu aylanish materiyani biosfera va Yerning chuqurroq ufqlari o'rtasida qayta taqsimlaydi. Bu jarayonning harakatlantiruvchi kuchi ekzogen va endogen geologik jarayonlardir. Endogen jarayonlar Yerning ichki energiyasi ta'sirida sodir bo'ladi. Bu radioaktiv parchalanish, minerallarning paydo bo'lishining kimyoviy reaktsiyalari va boshqalar natijasida ajralib chiqadigan energiyadir.Endogen jarayonlarga, masalan, tektonik harakatlar, zilzilalar kiradi. Bu jarayonlar katta relyef shakllarining (materiklar, okean pastliklari, tog'lar va tekisliklar) shakllanishiga olib keladi. Ekzogen jarayonlar Quyoshning tashqi energiyasi ta'sirida boradi. Bularga atmosfera, gidrosfera, tirik organizmlar va odamlarning geologik faoliyati kiradi. Bu jarayonlar yirik relyef shakllarining (daryo vodiylari, adirlar, jarlar va boshqalar) tekislanishiga olib keladi.

Geologik tsikl millionlab yillar davomida davom etadi va tog 'jinslari vayron bo'lishi va parchalanish mahsulotlari (shu jumladan suvda eriydigan ozuqa moddalari) suv oqimi orqali Jahon okeaniga olib boriladi, ular dengiz qatlamlarini hosil qiladi va faqat qisman quruqlikka qaytadi. yog'ingarchilik. Geotektonik o'zgarishlar, materiklarning cho'kishi va dengiz tubining ko'tarilish jarayonlari, dengiz va okeanlarning uzoq vaqt davomida harakatlanishi bu qatlamlarning quruqlikka qaytishiga va jarayonning yana boshlanishiga olib keladi. Moddalarning bu aylanishining ramzi aylana emas, balki spiraldir, chunki. aylanishning yangi tsikli eskisini aynan takrorlamaydi, balki yangi narsalarni kiritadi.

Katta tsikl atmosfera orqali quruqlik va okean o'rtasidagi suvning aylanishini (gidrologik aylanishni) o'z ichiga oladi (3.2-rasm).

Umuman olganda, suv aylanishi sayyoramizdagi tabiiy sharoitlarni shakllantirishda katta rol o'ynaydi. O'simliklar tomonidan suvning transpiratsiyasi va uning biogeokimyoviy aylanish jarayonida so'rilishini hisobga oladigan bo'lsak, Yerdagi suvning barcha zaxiralari parchalanadi va 2 million yil davomida tiklanadi.

Guruch. 3. 2. Biosferadagi suv aylanishi.

Gidrologik tsiklda gidrosferaning barcha qismlari o'zaro bog'langan. Unda har yili 500 ming km3 dan ortiq suv ishtirok etadi. Bu jarayonning harakatlantiruvchi kuchi quyosh energiyasidir. Quyosh energiyasi ta'sirida suv molekulalari isitiladi va gaz holida atmosferaga ko?tariladi (kuniga 875 km3 chuchuk suv bug?lanadi). Ular ko'tarilgach, ular asta-sekin soviydi, kondensatsiyalanadi va bulutlarni hosil qiladi. Etarlicha sovutgandan so'ng, bulutlar okeanga qaytib tushadigan turli xil yog'ingarchilik shaklida suv chiqaradi. Erga tushgan suv ikki xil yo'lni bosib o'tishi mumkin: yoki tuproqqa singib ketadi (infiltratsiya) yoki oqadi (yuzaki oqim). Er yuzasida suv okeanga yoki bug'lanish sodir bo'ladigan boshqa joylarga olib boradigan daryolar va daryolarga oqadi. Tuproqqa singib ketgan suv uning yuqori qatlamlarida (gorizontlarida) saqlanib qolishi va transpiratsiya orqali atmosferaga qaytishi mumkin. Bunday suv kapillyar deb ataladi. Og'irlik kuchi ta'sirida olib ketilib, g'ovak va yoriqlar bo'ylab o'tib ketadigan suv gravitatsion suv deyiladi. Gravitatsiyaviy suv barcha bo'shliqlarni to'ldiradigan tosh yoki zich loydan o'tib bo'lmaydigan qatlamga tushadi. Bunday zahiralar yer osti suvlari deb ataladi va ularning yuqori chegarasi er osti suvlari darajasidir. Er osti suvlari sekin oqib o'tadigan er osti jins qatlamlari suvli qatlamlar deyiladi. Gravitatsiya ta'sirida er osti suvlari "chiqish yo'li" ni topgunga qadar (masalan, ko'llar, daryolar, hovuzlarni oziqlantiradigan tabiiy buloqlarni hosil qiladi, ya'ni er usti suvlarining bir qismiga aylanadi) suv qatlami bo'ylab harakatlanadi. Shunday qilib, suv aylanishi uchta asosiy "halqa" ni o'z ichiga oladi: sirt oqimi, bug'lanish-transpiratsiya, er osti suvlari. Har yili Yerdagi suv aylanishida 500 ming km3 dan ortiq suv ishtirok etadi va u tabiiy sharoitlarni shakllantirishda katta rol o'ynaydi.

Biologik (biogeokimyoviy) aylanish

(biosferada moddalarning kichik aylanishi)

Moddalarning biologik aylanishining harakatlantiruvchi kuchi tirik organizmlarning faoliyatidir. U kattaroq qismidir va biosferada ekotizim darajasida sodir bo'ladi. Kichkina tsikl o'simliklar (avtotroflar) moddasida ozuqa moddalari, suv va uglerod to'planishi, bu o'simliklarni iste'mol qiladigan o'simliklar va boshqa organizmlar (odatda hayvonlar - geterotroflar) tanasi va hayotiy jarayonlarga sarflanishidan iborat. Destruktorlar va mikroorganizmlar (bakteriyalar, zamburug'lar, qurtlar) ta'sirida organik moddalarning parchalanish mahsulotlari yana mineral komponentlarga parchalanadi. Ushbu noorganik moddalar avtotroflar tomonidan organik moddalarni sintez qilish uchun qayta ishlatilishi mumkin.

Biogeokimyoviy sikllarda zahira fondi (tirik organizmlar bilan bog?liq bo?lmagan moddalar) va ayirboshlash fondi (organizmlar va ularning yaqin atrof-muhiti o?rtasidagi bevosita almashinuv orqali bog?langan moddalar) farqlanadi.

Zaxira fondining joylashishiga qarab biogeokimyoviy sikllar ikki turga bo'linadi:

Atmosfera va gidrosferadagi moddalarning zahira fondiga ega bo'lgan gaz tipidagi aylanishlar (uglerod, kislorod, azot aylanishlari).

Yer qobig'ida zahira fondi bo'lgan cho'kindi tipdagi tsikllar (fosfor, kaltsiy, temir va boshqalarning aylanishi).

Katta ayirboshlash fondiga ega bo'lgan gaz turidagi tsikllar yanada mukammaldir. Bundan tashqari, ular tezda o'z-o'zini boshqarishga qodir. Cho'kindi tipidagi tsikllar unchalik mukammal emas, ular ko'proq inertdir, chunki moddaning asosiy qismi er qobig'ining zaxira fondida tirik organizmlar uchun mavjud bo'lmagan shaklda joylashgan. Bunday tsikllar har xil turdagi ta'sirlar bilan osonlikcha buziladi va almashinadigan materialning bir qismi tsiklni tark etadi. U aylanmaga faqat geologik jarayonlar natijasida yoki tirik materiya tomonidan ajratib olinishi natijasida qaytishi mumkin.

Biologik tsiklning intensivligi atrof-muhit harorati va suv miqdori bilan belgilanadi. Masalan, tropik yomg'irli o'rmonlarda biologik tsikl tundraga qaraganda kuchliroqdir.

Asosiy biogen moddalar va elementlarning aylanishlari

Uglerod aylanishi

Erdagi barcha hayot uglerodga asoslangan. Tirik organizmning har bir molekulasi uglerod skeleti asosida qurilgan. Uglerod atomlari doimiy ravishda biosferaning bir qismidan ikkinchi qismiga ko?chib o?tadi (3. 3. rasm).

Guruch. 3. 3. Uglerod aylanishi.

Erdagi asosiy uglerod zahiralari atmosferada mavjud bo'lgan va okeanlarda erigan karbonat angidrid (CO2) ko'rinishida. O'simliklar fotosintez jarayonida karbonat angidrid molekulalarini o'zlashtiradi. Natijada, uglerod atomi turli xil organik birikmalarga aylanadi va shuning uchun o'simliklarning tuzilishiga kiradi. Quyida bir nechta variant mavjud:

· o'simliklardagi uglerod qoldiqlari ® o'simlik molekulalari parchalanuvchilar tomonidan iste'mol qilinadi (o'lik organik moddalar bilan oziqlanadigan va bir vaqtning o'zida oddiy noorganik birikmalarga parchalanadigan organizmlar) ® uglerod atmosferaga CO2 sifatida qaytariladi;

· o'simliklar o'txo'rlar tomonidan iste'mol qilinadi ® uglerod hayvonlarning nafas olishi va o'limdan keyin parchalanishi paytida atmosferaga qaytariladi; yoki o'txo'r hayvonlarni yirtqichlar yeydi va keyin uglerod yana xuddi shu tarzda atmosferaga qaytadi;

· o'limdan keyin o'simliklar fotoalbom yoqilg'iga aylanadi (masalan, ko'mirga) ® uglerod yoqilg'i, vulqon otilishi va boshqa geotermal jarayonlardan foydalangandan so'ng atmosferaga qaytariladi.

Dengiz suvida asl CO2 molekulasi erishi bo'lsa, bir nechta variant ham mumkin: karbonat angidrid oddiygina atmosferaga qaytishi mumkin (Jahon okeani va atmosfera o'rtasidagi o'zaro gaz almashinuvining bunday turi doimiy ravishda sodir bo'ladi); uglerod dengiz o'simliklari yoki hayvonlarining to'qimalariga kirishi mumkin, keyin u asta-sekin okeanlar tubida cho'kindi shaklida to'planadi va oxir-oqibat ohaktoshga aylanadi yoki yana cho'kindilardan dengiz suviga o'tadi.

CO2 aylanish tezligi taxminan 300 yil.

Insonning uglerod aylanishiga aralashuvi (ko'mir, neft, gazni yoqish, dehumifikatsiya qilish) atmosferada CO2 miqdorining oshishiga va issiqxona effektining rivojlanishiga olib keladi. Hozirgi vaqtda uglerod aylanishini o'rganish atmosferani o'rganish bilan shug'ullanadigan olimlarning muhim vazifasiga aylandi.

Kislorod aylanishi

Kislorod Yer yuzida eng keng tarqalgan element (dengiz suvida kislorod 85,82%, atmosfera havosi 23,15%, yer qobig'ida 47,2%). Kislorodli birikmalar hayotni saqlab qolish uchun ajralmasdir (ular metabolik jarayonlarda va nafas olishda muhim rol o'ynaydi, organizmlar "qurilgan" oqsillar, yog'lar, uglevodlarning bir qismidir). Kislorodning asosiy massasi bog'langan holatda (atmosferadagi molekulyar kislorod miqdori yer qobig'idagi umumiy kislorod miqdorining atigi 0,01% ni tashkil qiladi).

Kislorod ko'plab kimyoviy birikmalar tarkibida bo'lganligi sababli uning biosferadagi aylanishi juda murakkab va asosan atmosfera va tirik organizmlar o'rtasida sodir bo'ladi. Atmosferadagi kislorod konsentratsiyasi fotosintez orqali saqlanadi, buning natijasida yashil o'simliklar quyosh nurlari ta'sirida karbonat angidrid va suvni uglevodlarga va kislorodga aylantiradi. Kislorodning asosiy qismi quruqlikdagi o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi - deyarli 3/4 , qolgan qismi - okeanlarning fotosintetik organizmlari. Kislorodning kuchli manbai quyoshning ultrabinafsha nurlari ta'sirida atmosferaning yuqori qatlamlarida suv bug'ining fotokimyoviy parchalanishidir. Bundan tashqari, kislorod suvning bir qismi bo'lgan eng muhim aylanishni amalga oshiradi. Ozondan ultrabinafsha nurlanish ta'sirida oz miqdorda kislorod hosil bo'ladi.

Kislorodning aylanish tezligi taxminan 2 ming yil.

O?rmonlarning kesilishi, tuproq eroziyasi, yer yuzidagi turli kon ishlari fotosintezning umumiy massasini kamaytiradi va katta maydonlarda kislorod aylanishini kamaytiradi. Bundan tashqari, assimilyatsiya natijasida hosil bo'lgan kislorodning 25% har yili sanoat va maishiy ehtiyojlar uchun sarflanadi.

azot aylanishi

Azotning biogeokimyoviy aylanishi avvalgi davrlar kabi biosferaning barcha sohalarini qamrab oladi (3.4-rasm).

Guruch. 3. 4. Azot aylanishi.

Azot er atmosferasining ikki atomli molekulalar shaklida bog'lanmagan bir qismidir (atmosferaning umumiy hajmining taxminan 78% azot). Bundan tashqari, azot o'simlik va hayvonlarda oqsil shaklida bo'ladi. O'simliklar tuproqdan nitratlarni o'zlashtirib, oqsillarni sintez qiladi. U erda nitratlar tuproqda mavjud atmosfera azot va ammoniy birikmalaridan hosil bo'ladi. Atmosfera azotini o'simliklar va hayvonlar foydalanishi mumkin bo'lgan shaklga aylantirish jarayoni azot fiksatsiyasi deb ataladi. Organik moddalarning parchalanishi paytida ulardagi azotning muhim qismi ammiakga aylanadi, u tuproqda yashovchi nitrifikator bakteriyalar ta'sirida keyin nitrat kislotaga oksidlanadi. Bu kislota tuproqdagi karbonatlar (masalan, kaltsiy karbonat CaCO3) bilan reaksiyaga kirishib, nitratlar hosil qiladi. Azotning bir qismi har doim parchalanish paytida erkin shaklda atmosferaga chiqariladi. Bundan tashqari, erkin azot organik moddalarning yonishi, o'tin, ko'mir va torfning yonishi paytida chiqariladi. Bundan tashqari, havo etarli bo'lmagan holda, nitratlardan kislorod olib, ularni erkin azotning chiqishi bilan yo'q qiladigan bakteriyalar mavjud. Denitrifikator bakteriyalarning faolligi yashil o'simliklar uchun mavjud bo'lgan shakldagi azotning bir qismi (nitratlar) etib bo'lmaydigan holga kelishiga olib keladi (erkin azot). Shunday qilib, o'lik o'simliklarning bir qismi bo'lgan barcha azotdan uzoqda tuproqqa qaytadi (uning bir qismi asta-sekin erkin shaklda chiqariladi).

Azot yo'qotilishini qoplaydigan jarayonlarga, birinchi navbatda, atmosferada sodir bo'ladigan elektr zaryadlari kiradi, ularda doimo ma'lum miqdorda azot oksidi hosil bo'ladi (ikkinchisi suv bilan nitrat kislotasini beradi, u tuproqda nitratlarga aylanadi). . Tuproqdagi azot birikmalarini to'ldirishning yana bir manbai - atmosfera azotini o'zlashtirishga qodir bo'lgan azotobakteriyalarning hayotiy faoliyati. Bu bakteriyalarning ba'zilari dukkaklilar oilasiga mansub o'simliklarning ildizlariga joylashib, xarakterli shishlar - tugunlar paydo bo'lishiga olib keladi. Tugunli bakteriyalar atmosfera azotini o'zlashtirib, uni azotli birikmalarga aylantiradi va o'simliklar, o'z navbatida, ikkinchisini oqsillarga va boshqa murakkab moddalarga aylantiradi. Shunday qilib, tabiatda azotning uzluksiz aylanishi sodir bo'ladi.

Har yili o'rim-yig'im bilan o'simliklarning oqsilga boy qismlari (masalan, g'alla) dalalardan olib tashlanishi sababli, tuproq o'simliklardagi eng muhim ozuqa moddalarining yo'qolishini qoplaydigan o'g'itlarni qo'llashni "talab qiladi". bu. Asosiy foydalanish: kaltsiy nitrat (Ca (NO) 2), ammoniy selitra (NH4NO3), natriy nitrat (NANO3) va kaliy nitrat (KNO3). Bundan tashqari, kimyoviy o'g'itlar o'rniga dukkaklilar oilasidan o'simliklarning o'zlari ishlatiladi. Agar tuproqqa qo'llaniladigan sun'iy azotli o'g'itlar miqdori haddan tashqari ko'p bo'lsa, u holda nitratlar ham inson tanasiga kirib, ular juda zaharli va saraton kasalligini keltirib chiqaradigan nitritlarga aylanishi mumkin.

Fosfor aylanishi

Fosforning asosiy qismi o'tgan geologik davrlarda hosil bo'lgan jinslarda mavjud. Yer qobig'idagi fosfor miqdori 8 - 10 dan 20% gacha (og'irlik bo'yicha) va bu erda tabiiy fosfatlar - apatitlar va fosforitlar tarkibiga kiruvchi minerallar (fluorapatit, xlorapatit va boshqalar) shaklida topiladi. Fosfor biogeokimyoviy siklga tog’ jinslarining parchalanishi natijasida kirishi mumkin. Eroziya jarayonlari fosforni dengizga mineral apatit shaklida olib keladi. Fosforning o'zgarishida tirik organizmlar muhim rol o'ynaydi. Organizmlar fosforni tuproq va suv eritmalaridan ajratib oladi. Bundan tashqari, fosfor oziq-ovqat zanjirlari orqali uzatiladi. Organizmlarning nobud bo'lishi bilan fosfor tuproqqa va dengiz loylariga qaytadi va dengiz fosfat konlari shaklida to'planadi, bu esa o'z navbatida fosforga boy jinslarning paydo bo'lishi uchun sharoit yaratadi (3. 5-rasm). ).

Guruch. 3.5. Fosforning biosferadagi aylanishi (P.Dyuvino, M.Tang bo?yicha, 1973; o?zgarishlar bilan).

Fosforli o'g'itlarni noto'g'ri ishlatish bilan suv va shamol eroziyasi (suv yoki shamol ta'sirida vayron bo'lishi) natijasida tuproqdan ko'p miqdorda fosfor chiqariladi. Bu, bir tomondan, fosforli o'g'itlarning ortiqcha iste'mol qilinishiga va fosforli rudalarning kamayishiga olib keladi.

Boshqa tomondan, uni o'tkazish suv yo'llarida fosforning ko'payishi suv o'simliklari biomassasining tez o'sishiga, "suv havzalarining gullashiga" va ularning evtrofikatsiyasiga (oziq moddalar bilan boyitish) olib keladi.

O'simliklar tuproqdan ko'p miqdorda fosfor olib ketishi va tuproqdagi fosfor birikmalarini tabiiy ravishda to'ldirish juda kam bo'lganligi sababli, fosforli o'g'itlarni tuproqqa qo'llash hosildorlikni oshirishning eng muhim choralaridan biridir. Dunyoda har yili taxminan 125 million tonna fosfat rudasi qazib olinadi. Uning asosiy qismi fosforli o'g'itlar ishlab chiqarishga sarflanadi.

Oltingugurt aylanishi

Oltingugurtning asosiy zahira fondi cho'kindilarda, tuproqda va atmosferada joylashgan. Oltingugurtning biogeokimyoviy aylanishda ishtirok etishida asosiy rol mikroorganizmlarga tegishli. Ulardan ba'zilari qaytaruvchi moddalar, boshqalari esa oksidlovchi moddalardir (3. 6-rasm).

Guruch. 3. 6. Oltingugurt aylanishi (Yu. Odum bo'yicha, 1975).

Tabiatda temir, qo'rg'oshin, rux va boshqalarning turli sulfidlari ko'p miqdorda ma'lum.Sulfid oltingugurt biosferada oksidlanib, sulfat oltingugurtga aylanadi. Sulfatlar o'simliklar tomonidan so'riladi. Tirik organizmlarda oltingugurt aminokislotalar va oqsillarning bir qismidir, o'simliklarda esa, bundan tashqari, u efir moylarining bir qismidir va hokazo. Tuproqlarda va dengiz loylarida organizm qoldiqlarini yo'q qilish jarayonlari oltingugurtning murakkab o'zgarishi bilan birga keladi (mikroorganizmlar ko'plab oraliq oltingugurt birikmalarini hosil qiladi). Tirik organizmlar nobud bo?lgandan so?ng oltingugurtning bir qismi mikroorganizmlar ta'sirida tuproqda H2S ga kamayadi, ikkinchi qismi sulfatlargacha oksidlanadi va yana aylanishga kiradi. Atmosferada hosil bo'lgan vodorod sulfidi oksidlanadi va yog'ingarchilik bilan birga tuproqqa qaytadi. Bundan tashqari, vodorod sulfidi "ikkilamchi" sulfidlarni qayta hosil qilishi mumkin va sulfat oltingugurt gips hosil qiladi. O'z navbatida, sulfidlar va gips yana yo'q qilinadi va oltingugurt o'z migratsiyasini tiklaydi.

Bundan tashqari, SO2, SO3, H2S va elementar oltingugurt shaklida oltingugurt vulqonlar tomonidan atmosferaga chiqariladi.

Oltingugurt aylanishi inson aralashuvi bilan buzilishi mumkin. Buning sababi - ko'mirning yonishi va kimyo sanoati chiqindilari, natijada oltingugurt dioksidi hosil bo'lib, fotosintez jarayonlarini buzadi va o'simliklarning nobud bo'lishiga olib keladi.

Shunday qilib, biogeokimyoviy tsikllar biosferaning gomeostazini ta'minlaydi. Biroq, ular asosan inson ta'siriga bog'liq. Va insonning eng kuchli atrof-muhitga qarshi harakatlaridan biri tabiiy tsikllarning buzilishi va hatto yo'q qilinishi bilan bog'liq (ular asiklik bo'ladi).

Antropogen sikl

Antropogen tsiklning harakatlantiruvchi kuchi inson faoliyatidir. Bu tsikl ikkita komponentni o'z ichiga oladi: biologik, insonning tirik organizm sifatida ishlashi bilan bog'liq va texnik, odamlarning iqtisodiy faoliyati bilan bog'liq. Antropogen sikl geologik va biologik sikllardan farqli ravishda yopiq emas. Bu ochiqlik tabiiy resurslarning kamayishiga va tabiiy muhitning ifloslanishiga olib keladi.

Erdagi o'z-o'zini ta'minlaydigan hayotning asosi biogeokimyoviy sikllar. Organizmlarning hayotiy jarayonlarida ishlatiladigan barcha kimyoviy elementlar tirik jismlardan jonsiz tabiat birikmalariga o'tib, doimiy harakatlarni amalga oshiradi. Bir xil atomlardan qayta-qayta foydalanish imkoniyati, to'g'ri miqdorda energiya doimiy ravishda ta'minlangan holda, Yerdagi hayotni amalda abadiy qiladi.

Moddalar aylanishlarining turlari. Yer biosferasi ma'lum darajada moddalarning mavjud aylanishi va energiya oqimi bilan tavsiflanadi. Moddalarning aylanishi – atmosferada, gidrosferada va litosferada sodir bo'ladigan jarayonlarda, shu jumladan Yer biosferasining bir qismi bo'lgan qatlamlarda moddalarning ko'p ishtiroki. Moddalarning aylanishi Quyoshning tashqi energiyasi va Yerning ichki energiyasining uzluksiz oqimi (oqimi) bilan amalga oshiriladi.

Harakatlantiruvchi kuchga qarab, ma'lum darajadagi konventsiya bilan moddalarning aylanishi doirasida geologik, biologik va antropogen tsikllarni ajratish mumkin. Er yuzida odam paydo bo'lishidan oldin faqat birinchi ikkitasi amalga oshirilgan.

Geologik aylanish (tabiatdagi moddalarning katta aylanishi) – harakatlantiruvchi kuchi ekzogen va endogen geologik jarayonlar bo'lgan moddalarning aylanishi.

Endogen jarayonlar(ichki dinamika jarayonlari) Yerning ichki energiyasi ta'sirida sodir bo'ladi. Bu radioaktiv parchalanish, minerallarning hosil bo?lishining kimyoviy reaksiyalari, tog? jinslarining kristallanishi va hokazolar natijasida ajralib chiqadigan energiyadir.Endogen jarayonlarga: tektonik harakatlar, zilzilalar, magmatizm, metamorfizmlar kiradi. Ekzogen jarayonlar(tashqi dinamika jarayonlari) Quyoshning tashqi energiyasi ta'sirida boradi. Ekzogen jarayonlarga tog’ jinslari va foydali qazilmalarning parchalanishi, yer qobig’ining ayrim joylaridan parchalanish mahsulotlarining olib tashlanishi va ularning yangi hududlarga ko’chirilishi, cho’kindi jinslarning hosil bo’lishi bilan parchalanish mahsulotlarining cho’kishi va to’planishi kiradi. Ekzogen jarayonlarga atmosfera, gidrosfera (daryolar, vaqtinchalik oqimlar, yer osti suvlari, dengiz va okeanlar, ko'llar va botqoqliklar, muzlar), shuningdek, tirik organizmlar va odamlarning geologik faolligi kiradi.

Eng yirik relyef shakllari (materiklar va okean tubsizligi) va yirik relyef shakllari (tog‘lar va tekisliklar) endogen jarayonlar natijasida, yirik relyef shakllariga qo‘shilgan o‘rta va kichik relyef shakllari (daryolar vodiylari, adirlar, jarlar, qumtepalar va boshqalar) orqali shakllangan. ekzogen jarayonlar. Shunday qilib, endogen va ekzogen jarayonlar o'z ta'sirida qarama-qarshidir. Birinchisi yirik relyef shakllarining shakllanishiga, ikkinchisi esa ularning tekislanishiga olib keladi.

Magmatik jinslar nurash natijasida cho'kindi jinslarga aylanadi. Er qobig'ining harakatchan zonalarida ular Yerga chuqur kirib boradi. U erda yuqori harorat va bosim ta'sirida ular qayta eritilib, magma hosil qiladi, ular yer yuzasiga ko'tarilib, qotib, magmatik jinslarni hosil qiladi.

Shunday qilib, moddalarning geologik aylanishi tirik organizmlar ishtirokisiz davom etadi va moddalarni biosfera va Yerning chuqur qatlamlari o'rtasida qayta taqsimlaydi.

Biologik (biogeokimyoviy) sikl (biosferadagi moddalarning kichik aylanishi) – harakatlantiruvchi kuchi tirik organizmlar faoliyati bo'lgan moddalarning aylanishi. Katta geologik sikldan farqli o'laroq, moddalarning kichik biogeokimyoviy aylanishi biosferada sodir bo'ladi. Tsiklning asosiy energiya manbai quyosh radiatsiyasi bo'lib, fotosintez hosil qiladi. Ekotizimda organik moddalar noorganik moddalardan avtotroflar tomonidan sintezlanadi. Keyin ular geterotroflar tomonidan iste'mol qilinadi. Organik moddalar hayot faoliyati davomida yoki organizmlar vafot etgandan keyin (ham avtotroflar, ham geterotroflar) ajralish natijasida minerallashuvga, ya'ni noorganik moddalarga aylanadi. Ushbu noorganik moddalar avtotroflar tomonidan organik moddalarni sintez qilish uchun qayta ishlatilishi mumkin.

Biogeokimyoviy tsikllarda ikkita qismni ajratish kerak:

1) zaxira fondi - bu tirik organizmlar bilan bog'liq bo'lmagan moddaning bir qismi;

2) ayirboshlash fondi - organizmlar va ularning yaqin atrof-muhit o'rtasida bevosita almashinadigan materiyaning ancha kichik qismi. Zaxira fondining joylashishiga qarab biogeokimyoviy sikllar ikki turga bo'linadi:

1) Gaz tipidagi aylanishlar atmosfera va gidrosferadagi moddalarning zaxira fondi bilan (uglerod, kislorod, azot davrlari).

2) Cho‘kindi girdobi yer qobig'idagi zaxira fondi bilan (fosfor, kaltsiy, temir va boshqalarning aylanishi).

Gaz tipidagi tsikllar yanada mukammaldir, chunki ular katta almashinuv fondiga ega, ya'ni ular tez o'z-o'zini tartibga solishga qodir. Cho'kindi aylanishlar unchalik mukammal emas, ular ko'proq inertdir, chunki moddaning asosiy qismi er qobig'ining zaxira fondida tirik organizmlar uchun "o'tib bo'lmaydigan" shaklda joylashgan. Bunday tsikllar turli xil ta'sirlar bilan osonlikcha buziladi va almashinadigan materialning bir qismi tsiklni tark etadi. U aylanmaga faqat geologik jarayonlar natijasida yoki tirik materiya tomonidan ajratib olinishi natijasida qaytishi mumkin. Biroq, tirik organizmlar uchun zarur bo'lgan moddalarni atmosferadan ko'ra yer qobig'idan ajratib olish ancha qiyin.

Biologik tsiklning intensivligi birinchi navbatda atrof-muhit harorati va suv miqdori bilan belgilanadi. Masalan, biologik tsikl tundraga qaraganda nam tropik o'rmonlarda intensivroq davom etadi.

Inson paydo bo'lishi bilan moddalarning antropogen aylanishi yoki metabolizmi paydo bo'ldi. Antropogen sikl (almashinuv) – harakatlantiruvchi kuchi inson faoliyati bo'lgan moddalarning aylanishi (almashinishi). U ikkita komponentdan iborat: biologik, insonning tirik organizm sifatida ishlashi bilan bog'liq va texnik, odamlarning iqtisodiy faoliyati bilan bog'liq (texnogen sikl).

Geologik va biologik tsikllar asosan yopiq bo'lib, antropogen tsikl haqida gapirib bo'lmaydi. Shuning uchun ular ko'pincha antropogen tsikl haqida emas, balki antropogen metabolizm haqida gapirishadi. Moddalarning antropogen aylanishining ochiqligiga olib keladi tabiiy resurslarning kamayishi va atrof-muhitning ifloslanishi - insoniyatning barcha ekologik muammolarining asosiy sabablari.

Asosiy biogen moddalar va elementlarning aylanishlari. Tirik organizmlar uchun eng muhim moddalar va elementlarning aylanish davrlarini ko'rib chiqing. Suv aylanishi yirik geologik, biogen elementlarning (uglerod, kislorod, azot, fosfor, oltingugurt va boshqa biogen elementlar) aylanishlari esa kichik biogeokimyoviyga tegishli.

Suv aylanishi atmosfera orqali quruqlik va okean o'rtasidagi katta geologik tsiklni anglatadi. Suv okeanlar yuzasidan bug'lanadi va yo quruqlikka ko'chiriladi, u erda yog'ingarchilik shaklida tushadi, u yana er usti va er osti oqimi shaklida okeanga qaytadi yoki yog'ingarchilik shaklida er yuzasiga tushadi. okean. Har yili Yerdagi suv aylanishida 500 ming km 3 dan ortiq suv ishtirok etadi. Umuman olganda, suv aylanishi sayyoramizdagi tabiiy sharoitlarni shakllantirishda katta rol o'ynaydi. O'simliklar tomonidan suvning transpiratsiyasi va uning biogeokimyoviy aylanish jarayonida so'rilishini hisobga oladigan bo'lsak, Yerdagi suvning barcha zaxiralari 2 million yil ichida parchalanadi va tiklanadi.

Uglerod aylanishi. Ishlab chiqaruvchilar atmosferadan karbonat angidridni ushlaydi va uni organik moddalarga aylantiradi, iste'molchilar uglerodni ishlab chiqaruvchilar va quyi tartibli iste'molchilar tanasi bilan organik moddalar shaklida o'zlashtiradi, parchalovchilar organik moddalarni minerallashtiradi va uglerodni karbonat angidrid shaklida atmosferaga qaytaradi. . Okeanlarda uglerod aylanishi murakkablashadi, chunki o'lik organizmlar tarkibidagi uglerodning bir qismi tubiga cho'kadi va cho'kindi jinslarda to'planadi. Uglerodning bu qismi biologik sikldan chiqariladi va moddalarning geologik aylanishiga kiradi.

O'rmonlar biologik bog'langan uglerodning asosiy rezervuari bo'lib, ularda 500 milliard tonnagacha ushbu element mavjud, bu uning atmosferadagi zahirasining 2/3 qismini tashkil qiladi. Insonning uglerod aylanishiga aralashuvi (ko'mir, neft, gazni yoqish, dehumifikatsiya qilish) atmosferada CO 2 miqdorining oshishiga va issiqxona effektining rivojlanishiga olib keladi.

CO 2 aylanish tezligi, ya'ni atmosferadagi barcha karbonat angidridning tirik materiyadan o'tishi uchun ketadigan vaqt taxminan 300 yilni tashkil qiladi.

Kislorod aylanishi. Kislorodning aylanishi asosan atmosfera va tirik organizmlar o'rtasida bo'ladi. Asosan erkin kislorod (0^) yashil o?simliklarning fotosintezi natijasida atmosferaga kirib, hayvonlar, o?simliklar va mikroorganizmlarning nafas olish jarayonida hamda organik qoldiqlarning minerallashuvi jarayonida iste'mol qilinadi. Kichik miqdordagi kislorod ultrabinafsha nurlanish ta'sirida suv va ozondan hosil bo'ladi. Ko'p miqdorda kislorod yer qobig'idagi oksidlanish jarayonlariga, vulqon otilishi paytida va hokazolarga sarflanadi. Kislorodning asosiy ulushi quruqlikdagi o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi - deyarli 3/4, qolgan qismi - okeanlarning fotosintetik organizmlari. Tsikl tezligi taxminan 2 ming yil.

Aniqlanishicha, fotosintez jarayonida hosil bo‘ladigan kislorodning 23 foizi har yili sanoat va maishiy ehtiyojlar uchun sarflanadi va bu ko‘rsatkich muttasil ortib bormoqda.

Azot aylanishi. Atmosferadagi azot zahirasi (N 2) juda katta (uning hajmining 78%). Biroq, o'simliklar erkin azotni o'zlashtira olmaydi, lekin faqat bog'langan shaklda, asosan NH 4 + yoki NO 3 - shaklida. Atmosferadagi erkin azot azotni biriktiruvchi bakteriyalar bilan bog'lanadi va o'simliklar uchun mavjud bo'lgan shakllarga aylanadi. O'simliklarda azot organik moddalarda (oqsillarda, nuklein kislotalarda va boshqalarda) mahkamlanadi va oziq-ovqat zanjirlari bo'ylab uzatiladi. Tirik organizmlar nobud bo'lgandan so'ng, parchalovchilar organik moddalarni mineralizatsiya qiladi va ularni ammoniy birikmalariga, nitratlar, nitritlarga, shuningdek atmosferaga qaytariladigan erkin azotga aylantiradi.

Nitratlar va nitritlar suvda yaxshi eriydi va er osti suvlari va o'simliklarga ko'chib o'tishi va oziq-ovqat zanjirlari orqali o'tishi mumkin. Agar ularning miqdori haddan tashqari ko'p bo'lsa, bu ko'pincha azotli o'g'itlarni noto'g'ri ishlatish bilan kuzatiladi, suv va oziq-ovqat ifloslanadi va inson kasalliklarini keltirib chiqaradi.

Fosfor aylanishi. Fosforning asosiy qismi o'tgan geologik davrlarda hosil bo'lgan jinslarda mavjud. Fosfor tog' jinslarining nurashi natijasida biogeokimyoviy aylanishga kiradi. Quruqlik ekotizimlarida o?simliklar fosforni tuproqdan ajratib oladi (asosan PO 4 3– shaklida) va uni organik birikmalar (oqsillar, nuklein kislotalar, fosfolipidlar va boshqalar) tarkibiga kiritadi yoki noorganik holda qoldiradi. Bundan tashqari, fosfor oziq-ovqat zanjirlari orqali uzatiladi. Tirik organizmlarning o'limidan keyin va ularning sekretsiyasi bilan fosfor tuproqqa qaytadi.

Fosforli o'g'itlarni noto'g'ri ishlatish, tuproqning suv va shamol eroziyasi bilan tuproqdan ko'p miqdorda fosfor chiqariladi. Bu, bir tomondan, fosforli o'g'itlarning ortiqcha iste'mol qilinishiga va fosforli rudalar (fosforitlar, apatitlar va boshqalar) zahiralarining kamayishiga olib keladi. Boshqa tomondan, tuproqdan fosfor, azot, oltingugurt va boshqalar kabi ko'p miqdorda biogen elementlarning suv havzalariga kirib borishi siyanobakteriyalar va boshqa suv o'simliklarining tez rivojlanishiga (suvning gullashiga) sabab bo'ladi. evtrofikatsiya suv omborlari. Ammo fosforning katta qismi dengizga olib ketiladi.

Suv ekotizimlarida fosfor fitoplankton tomonidan so'riladi va oziq-ovqat zanjiri orqali dengiz qushlariga uzatiladi. Ularning najaslari darhol dengizga tushadi yoki avval qirg'oqda to'planadi, keyin esa baribir dengizga yuviladi. O'layotgan dengiz hayvonlaridan, ayniqsa baliqlardan fosfor yana dengizga va tsiklga kiradi, lekin baliq skeletlarining bir qismi katta chuqurlikka kiradi va ulardagi fosfor yana cho'kindi jinslarga kiradi, ya'ni biogeokimyoviy ta'siridan o'chiriladi. tsikl.

Oltingugurt aylanishi. Oltingugurtning asosiy zahira fondi cho'kindi va tuproqda joylashgan, ammo fosfordan farqli o'laroq atmosferada zahira fondi mavjud. Oltingugurtning biogeokimyoviy aylanishda ishtirok etishida asosiy rol mikroorganizmlarga tegishli. Ulardan ba'zilari qaytaruvchi moddalar, boshqalari esa oksidlovchi moddalardir.

Tog' jinslarida oltingugurt sulfidlar (FeS 2 va boshqalar), eritmalarda - ion (SO 4 2–), gazsimon fazada vodorod sulfidi (H 2 S) shaklida yoki oltingugurt dioksidi (SO 2). Ba'zi organizmlarda oltingugurt sof shaklda to'planadi va ular o'lganda, dengiz tubida mahalliy oltingugurt konlari hosil bo'ladi.

Quruqlik ekotizimlarida oltingugurt tuproqdan o'simliklarga asosan sulfatlar shaklida kiradi. Tirik organizmlarda oltingugurt oqsillarda, ionlar shaklida va boshqalarda uchraydi. Tirik organizmlar nobud bo?lgandan so?ng oltingugurtning bir qismi tuproqda mikroorganizmlar tomonidan H 2 S ga qayta tiklanadi, ikkinchi qismi sulfatlargacha oksidlanadi va yana aylanishga kiradi. Olingan vodorod sulfidi atmosferaga chiqib, u erda oksidlanadi va yog'ingarchilik bilan birga tuproqqa qaytadi.

Inson tomonidan qazib olinadigan yoqilg'ining (ayniqsa, ko'mir) yonishi, shuningdek, kimyo sanoati chiqindilari atmosferada oltingugurt dioksidi (SO 2) to'planishiga olib keladi, bu suv bug'lari bilan reaksiyaga kirishib, kislota shaklida erga tushadi. yomg'ir.

Biogeokimyoviy sikllar geologik sikllar kabi katta emas va asosan inson ta'sirida. Iqtisodiy faoliyat ularning izolyatsiyasini buzadi, ular asiklik bo'ladi.

1-sahifa

Katta geologik tsikl cho'kindi jinslarni er qobig'iga chuqur kirib, uzoq vaqt davomida ulardagi elementlarni biologik aylanish tizimidan o'chirib qo'yishni o'z ichiga oladi. Geologik tarix jarayonida o?zgargan cho?kindi jinslar yana Yer yuzasida tirik organizmlar, suv va havo faoliyati ta'sirida asta-sekin nobud bo?ladi va yana biosfera aylanishiga kiradi.

Katta geologik tsikl yuz minglab yoki millionlab yillar davomida sodir bo'ladi. U quyidagilardan iborat: tog 'jinslari vayron bo'ladi, parchalanadi va oxir-oqibat okeanlarga suv oqimi bilan yuviladi. Bu erda ular cho'kindi jinslarni hosil qilib, tubiga cho'kadi va faqat qisman odamlar yoki boshqa hayvonlar tomonidan suvdan olib tashlangan organizmlar bilan quruqlikka qaytadi.

Katta geologik siklning asosida mineral birikmalarni tirik materiya ishtirokisiz sayyora miqyosida bir joydan ikkinchi joyga ko‘chirish jarayoni yotadi.

Kichik aylanishdan tashqari, katta, geologik aylanish ham mavjud. Ba'zi moddalar Yerning chuqur qatlamlariga (dengizlarning pastki cho'kindilari orqali yoki boshqa yo'l bilan) kiradi, bu erda turli xil mineral va organik birikmalar hosil bo'lishi bilan sekin o'zgarishlar sodir bo'ladi. Geologik aylanish jarayonlari asosan Yerning ichki energiyasi, uning faol yadrosi tomonidan quvvatlanadi. Xuddi shu energiya moddalarning Yer yuzasiga chiqishiga yordam beradi. Shunday qilib, moddalarning katta aylanishi yopiladi. Bu millionlab yillar davom etadi.

Moddalarning katta geologik aylanishining tezligi va intensivligiga kelsak, hozirgi vaqtda qanchalik aniq ma'lumotlar berilishi mumkinligidan qat'i nazar, faqat taxminiy hisob-kitoblar mavjud, keyin esa faqat umumiy tsiklning ekzogen komponenti uchun, ya'ni. mantiyadan yer qobig'iga moddalarning kirib kelishini hisobga olmagan holda.

Bu uglerod katta geologik tsiklda ishtirok etadi. Bu uglerod kichik biotik sikl jarayonida biosfera va umuman hayotning gaz balansini saqlaydi.

Dunyoning ba'zi daryolarining qattiq oqimi.

Biosfera va texnosfera tarkibiy qismlarining Yer moddalarining katta geologik aylanishiga qo'shgan hissasi juda katta: inson ishlab chiqarish faoliyati sohasining kengayishi hisobiga texnosfera komponentlarining doimiy progressiv o'sishi mavjud.

Er yuzasidagi asosiy texnobio-geokimyoviy oqim moddalarning katta geologik aylanishi doirasida quruqlikning 70% okeanga va 30% - yopiq drenajsiz chuqurliklarga, lekin har doim yuqoridan pastroq balandliklarga yo'naltirilganligi sababli, tortishish kuchlarining ta'siri natijasida, mos ravishda, er qobig'i materiyaning balanddan past balandliklarga, quruqlikdan okeanga farqlanishi. Teskari oqimlar (atmosfera transporti, inson faoliyati, tektonik harakatlar, vulqonizm, organizmlar migratsiyasi) materiyaning bu umumiy pastga siljishini ma'lum darajada murakkablashtiradi, mahalliy migratsiya davrlarini yaratadi, lekin uni umuman o'zgartirmaydi.

Atmosfera orqali quruqlik va okean o'rtasidagi suvning aylanishi katta geologik tsiklni anglatadi. Suv okeanlar yuzasidan bug'lanadi va yo quruqlikka ko'chiriladi, u erda yog'ingarchilik shaklida tushadi, u yana er usti va er osti oqimi shaklida okeanga qaytadi yoki yog'ingarchilik shaklida er yuzasiga tushadi. okean. Har yili Yerdagi suv aylanishida 500 ming km3 dan ortiq suv ishtirok etadi. Umuman olganda, suv aylanishi sayyoramizdagi tabiiy sharoitlarni shakllantirishda katta rol o'ynaydi. O'simliklar tomonidan suvning transpiratsiyasi va uning biogeokimyoviy aylanish jarayonida so'rilishini hisobga oladigan bo'lsak, Yerdagi suvning barcha zaxiralari 2 million yil ichida parchalanadi va tiklanadi.

Uning formulasiga ko'ra, moddalarning biologik aylanishi tabiatdagi moddalarning katta geologik aylanishi traektoriyasining bir qismida rivojlanadi.

Yuzaki va er osti suvlari bilan moddalarning o'tishi hajm jihatidan asosiy geokimyoviy farqlash omilidir, ammo yagona emas va agar biz umuman er yuzasida moddalarning katta geologik aylanishi haqida gapiradigan bo'lsak, unda oqimlar juda muhim rol o'ynaydi. undagi roli, xususan, okean va atmosfera transporti.

Moddalarning katta geologik aylanishining tezligi va intensivligiga kelsak, hozirda hech qanday aniq ma'lumot berishning iloji yo'q, faqat taxminiy hisob-kitoblar mavjud, keyin esa faqat umumiy tsiklning ekzogen komponenti uchun, ya'ni. mantiyadan yer qobig'iga moddalarning kirib kelishini hisobga olmagan holda. Moddalarning katta geologik aylanishining ekzogen komponenti doimiy ravishda er yuzasini denudatsiya qilish jarayonidir.

oziq-ovqat tarmog'i

Odatda, zanjirning har bir bo'g'ini uchun siz bitta emas, balki "oziq-ovqat - iste'molchi" munosabati bilan bog'liq bo'lgan bir nechta boshqa aloqalarni belgilashingiz mumkin. Demak, o'tni nafaqat sigirlar, balki boshqa hayvonlar ham iste'mol qiladi, sigir esa nafaqat odamlar uchun ozuqa hisoblanadi. Bunday aloqalarning o'rnatilishi oziq-ovqat zanjirini yanada murakkab tuzilishga aylantiradi - oziq-ovqat tarmog'i.

Trofik daraja

Trofik daraja - bu ma'lum ekotizimning trofik zanjiridagi ishlab chiqaruvchilardan masofani bildiruvchi an'anaviy birlik. Ba'zi hollarda oziq-ovqat tarmog'ida individual bog'lanishlarni shunday darajalarga guruhlash mumkinki, bir darajadagi bog'lanishlar keyingi daraja uchun faqat oziq-ovqat sifatida ishlaydi. Bu guruhlanish trofik daraja deb ataladi.

Ekotizimlardagi moddalar va energiya oqimlarining aylanishi

Oziqlanish moddalar va energiyani harakatga keltirishning asosiy usuli hisoblanadi. Ekotizimdagi organizmlar hayotni ta'minlash uchun zarur bo'lgan energiya va ozuqa moddalarining umumiyligi bilan bog'langan. Yerdagi tirik organizmlarning aksariyati uchun asosiy energiya manbai Quyoshdir. Fotosintetik organizmlar (yashil o'simliklar, siyanobakteriyalar, ba'zi bakteriyalar) quyosh nuri energiyasidan bevosita foydalanadi. Shu bilan birga, karbonat angidrid va suvdan murakkab organik moddalar hosil bo'lib, ularda quyosh energiyasining bir qismi kimyoviy energiya shaklida saqlanadi. Organik moddalar nafaqat o'simlikning o'zi, balki ekotizimdagi boshqa organizmlar uchun ham energiya manbai bo'lib xizmat qiladi. Oziq-ovqat tarkibidagi energiyaning chiqishi nafas olish jarayonida sodir bo'ladi. Nafas olish vositalari - karbonat angidrid, suv va noorganik moddalar - yashil o'simliklar tomonidan qayta ishlatilishi mumkin. Natijada, bu ekotizimdagi moddalar cheksiz aylanishni amalga oshiradi. Shu bilan birga, oziq-ovqat tarkibidagi energiya aylanmaydi, lekin asta-sekin issiqlik energiyasiga aylanadi va ekotizimni tark etadi. Shuning uchun ekotizim mavjudligining zaruriy sharti tashqaridan doimiy ravishda energiya oqimidir. Shunday qilib, ekotizim asosini avtotrof organizmlar - ishlab chiqaruvchilar (produserlar, yaratuvchilar) tashkil etadi, ular fotosintez jarayonida energiyaga boy oziq-ovqat - birlamchi organik moddalarni yaratadilar. Quruqlik ekotizimlarida eng muhim rol yuqori o'simliklarga tegishli bo'lib, ular organik moddalarni hosil qilish orqali ekotizimdagi barcha trofik munosabatlarni keltirib chiqaradi, ko'plab hayvonlar, zamburug'lar va mikroorganizmlar uchun substrat bo'lib xizmat qiladi va biotopning mikroiqlimiga faol ta'sir qiladi. . Suv ekotizimlarida suv o'tlari birlamchi organik moddalarning asosiy ishlab chiqaruvchilari hisoblanadi. Tayyor organik moddalar geterotroflar yoki iste'molchilar (iste'molchilar) tomonidan energiya olish va to'plash uchun ishlatiladi. Geterotroflarga o?txo?r hayvonlar (1-tartib iste'molchilar), o?txo?r shakllar hisobiga yashovchi go?shtxo?rlar (2-tartib iste'molchilar), boshqa yirtqich hayvonlarni iste'mol qiluvchilar (3-tartib iste'molchilar) va boshqalar ishlab chiqaruvchilar va iste'molchilarning oddiy noorganikgacha bo?lgan organik qoldiqlari kiradi. keyin ishlab chiqaruvchilar tomonidan qo'llaniladigan birikmalar. Parchalanuvchilar asosan mikroorganizmlar - bakteriyalar va zamburug'lardir. Er usti ekotizimlarida o'lik o'simliklarning organik moddalarini umumiy aylanmada (ular birlamchi o'rmon hosilining 90% gacha iste'mol qiladi) ishtirok etadigan tuproq parchalanuvchilari ayniqsa muhimdir. Shunday qilib, ekotizimdagi har bir tirik organizm boshqa organizmlar va abiotik muhit sharoitlari bilan murakkab ekologik munosabatlar tizimida ma'lum bir ekologik o'rinni (joyni) egallaydi.

Biologik va geologik aylanishlar.

Noorganik komponentlardan organik moddalarning fotosintezi jarayonlari millionlab yillar davom etadi va bunday vaqt davomida kimyoviy elementlar bir shakldan ikkinchisiga o'tgan bo'lishi kerak. Biroq, bu ularning biosferadagi aylanishi tufayli sodir bo'lmaydi. Har yili fotosintez qiluvchi organizmlar 350 milliard tonnaga yaqin karbonat angidridni o?zlashtiradi, atmosferaga 250 milliard tonnaga yaqin kislorod chiqaradi va 140 milliard tonna suvni parchalab, 230 milliard tonnadan ortiq organik moddalarni (quruq vazn bo?yicha) hosil qiladi. Ko'p miqdorda suv o'simliklar va suv o'tlari orqali transport funktsiyasini ta'minlash va bug'lanish jarayonida o'tadi. Bu okeanning sirt qatlamining suvi plankton tomonidan 40 kun ichida, qolgan barcha okean suvlari esa taxminan bir yil ichida filtrlanishiga olib keladi. Atmosferadagi barcha karbonat angidrid bir necha yuz yil, kislorod esa bir necha ming yil ichida yangilanadi. Har yili fotosintezga 6 mlrd.t azot, 210 mlrd.t.fosfor va ko?p miqdordagi boshqa elementlar (kaliy, natriy, kalsiy, magniy, oltingugurt, temir va boshqalar) kiradi. Ushbu tsikllarning mavjudligi ekotizimga ma'lum bir barqarorlikni beradi.

Ikkita asosiy tsikl mavjud: katta (geologik) va kichik (biotik). Millionlab yillar davom etadigan katta tsikl tog 'jinslarining vayron bo'lishi va nurash mahsulotlari (shu jumladan suvda eriydigan ozuqa moddalari) suv oqimi orqali Jahon Okeaniga olib borilishidan iborat bo'lib, ular dengiz qatlamlarini hosil qiladi va faqat qisman quruqlikka qaytadi. yog'ingarchilik.. Geotektonik o'zgarishlar, materiklarning cho'kishi va dengiz tubining ko'tarilish jarayonlari, dengiz va okeanlarning uzoq vaqt davomida harakatlanishi bu qatlamlarning quruqlikka qaytishiga va jarayonning yana boshlanishiga olib keladi. Kichik tsikl (katta tsiklning bir qismi) ekotizim darajasida sodir bo'ladi va o'simliklarning moddalarida ozuqa moddalari, suv va uglerod to'planishi, tanani qurish va bu o'simliklarning hayotiy jarayonlariga sarflanishidan iborat. bu o'simliklarni iste'mol qiladigan boshqa organizmlar (odatda hayvonlar). Destruktorlar va mikroorganizmlar (bakteriyalar, zamburug'lar, qurtlar) ta'sirida organik moddalarning parchalanish mahsulotlari o'simliklar uchun mavjud bo'lgan va ular tomonidan moddalar oqimida ishtirok etadigan mineral komponentlarga qayta parchalanadi. Quyosh energiyasi va kimyoviy reaksiyalar energiyasidan foydalangan holda kimyoviy moddalarning noorganik muhitdan o'simlik va hayvon organizmlari orqali noorganik muhitga aylanishi biogeokimyoviy aylanish deb ataladi. Bunday tsikllarda deyarli barcha kimyoviy elementlar va birinchi navbatda tirik hujayraning qurilishida ishtirok etadiganlar ishtirok etadi. Demak, inson tanasi kislorod (62,8%), uglerod (19,37%), vodorod (9,31%), azot (5,14%), kaltsiy (1,38%), fosfor (0,64%) va yana 30 ga yaqin elementlardan iborat.

Insonning roli.

Inson harakat kuchi va cheklovchi omillar sonini o'zgartirishi, shuningdek, atrof-muhit omillarining optimal qiymatlari chegaralarini kengaytirishi yoki aksincha toraytirishi mumkin. Masalan, o'rim-yig'im muqarrar ravishda o'simliklarning mineral oziqlanishida tuproqlarning kamayishi va ularning bir qismini cheklovchi omillar toifasiga o'tkazish bilan bog'liq. Melioratsiyaning har xil turlari (sug'orish, drenajlash, o'g'itlash va boshqalar) omillarni optimallashtiradi va ularning cheklovchi ta'sirini yo'q qiladi. Inson o'z muhitining sharoitlarini (kiyim-kechak, uy-joy, yangi materiallar va boshqalar) moslashtirish orqali o'zining moslashish imkoniyatlarini beqiyos kengaytirdi va shu bilan tabiiy muhitga va u ifodalovchi resurslarga bog'liqlikni keskin kamaytirdi. Masalan, inson ratsionida yovvoyi tabiatning oziq-ovqat resurslari atigi 10-15% ni tashkil qiladi. Oziq-ovqatga bo‘lgan ehtiyojning qolgan qismi madaniy xo‘jalik hisobidan qondiriladi. Atrof-muhit omillariga bog'liqlikning kamayishi oqibati insonning butun sayyora bo'ylab kengayishi va aholi sonini tartibga solishning tabiiy mexanizmlarini yo'q qilishdir.

Inson oziq-ovqat zanjirlari va ekologik piramidalarning ushbu tamoyilini ham o'z populyatsiyasiga, ham boshqa turlarga (navlarga, zotlarga), ayniqsa, madaniy xo'jalikda etishtiriladigan turlarga nisbatan o'zgartirdi. Tabiiy ekotizimlar bilan bu nomuvofiqlik qo'shimcha energiya tizimlarini o'zlashtirish va investitsiyalar tufayli mumkin bo'ldi. Ekologik piramidalar qoidalarini buzish asossiz qimmatga tushadi. Bu muqarrar ravishda moddalar aylanishining o'zgarishi, chiqindilarning to'planishi va atrof-muhitning ifloslanishi bilan birga keladi. Misol tariqasida ekologik muammolari bilan chorvachilik komplekslarini nomlash mumkin. Piramidalar qoidalarining buzilishi, shuningdek, insonning iste'molchi manfaatlarining, umuman olganda, biologik resurslar chegarasidan chiqib ketganligi bilan bog'liq. Uning qiziqishlari oldingi geologik davrlardagi mahsulotlarni (resurslarni) o'z ichiga oladi va ishlab chiqarilgan ko'plab mahsulotlar boshi berk ko'chaga aylanadi (chiqindilar va ifloslantiruvchi moddalar). Er yuzidagi odamlar faqat biologik tur sifatida har kuni taxminan 2 million tonna oziq-ovqat, 10 milliard m3 kislorod talab qiladi. Bundan tashqari, qariyb 30 million tonna moddalar qazib olinadi va qayta ishlanadi, 30 million tonnaga yaqin yoqilg'i yoqiladi, 2 milliard m3 suv va 65 milliard m3 kislorod texnik ehtiyojlarga sarflanadi.

O'zlarining hamma narsani yeydigan tabiati tufayli odamlar tobora ko'proq turli xil organizmlarni iste'mol qila boshlaydilar, bu o'ljani tutish yoki o'simliklarni qidirishning turli usullarini talab qiladi. Albatta, siz o'ljani yeyish mumkin bo'lgan usullarni ham o'ylab topishingiz kerak. Kechki ovqatga quyonni qovurish boshqa, meduza pishirish esa boshqa narsa. Faqat murakkab aql, masalan, ildizlari achchiq va hatto gidrosiyan kislotasini o'z ichiga olgan kassavani iste'mol qilish haqida o'ylashi mumkin. Biroq, Braziliya bo'ylab, nafaqat u erda, kassava Rossiyada kartoshka iste'mol qilish bilan taqqoslanadigan miqdorda etishtiriladi va iste'mol qilinadi. Ammo uni qayta ishlash texnologiyasini ishlab chiqish juda qiyin masala edi.

Turli xil organizmlarni iste'mol qilish, odam ko'plab oziq-ovqat zanjirlariga kiradi, qo'shimcha organik moddalarni olib tashlaydi va bu zanjirlarni o'zi bilan tugatadi. U hamma joyda eng yuqori darajadagi yirtqich bo'lib chiqadi. Shunday qilib, inson ko'plab ekotizimlarda oziq-ovqat zanjirlarini qisqartira boshladi va bunday zanjir qanchalik qisqa bo'lsa, materiya va energiya aylanishi tezroq bo'ladi.

Shuningdek, inson faoliyati tabiiy yashash joylarining kuchli o'zgarishi bilan bog'liq. Zamonaviy inson atrof-muhit sharoitlariga mos ravishda o'zgarishni emas, balki bu shartlarni o'zi o'zgartirishni afzal ko'radi. Shuning uchun u atrof-muhitni o'zgartirish uchun katta intellektual va texnik kuch sarflaydi. O'tloqning bo'sh joyini haydab, kerakli o'simliklarni ekib, shudgor allaqachon atrof-muhitni tubdan o'zgartirdi. O'tloqdagi ko'plab o'simliklardan u bittasini qoldirdi, hatto bu ko'pincha bu erda boshqa birovnikidir. Bu erda yuzlab yillar davomida shakllangan tuproq va uning faunasi bir necha soat ichida o'zgargan. Natijada, deyarli barcha hayvon turlarining resursi yo'q bo'lib ketdi va ularning ozuqa o'simliklari yo'qoldi. O'zgartirilgan joy ko'plab mahalliy o'simliklar uchun yaroqsiz bo'lib qoldi va boshqalar uchun etib bo'lmaydi. Ekin egasi o'z dalasini himoya qiladi, uni gerbitsidlar bilan sug'oradi, raqobatdosh iste'molchilar bilan kurashadi.

Esingizda bo'lsa, ekotizimlarda odam yolg'iz emas, balki juda ko'p sonli qo'shnilar - o'simlik va hayvon organizmlari bilan yashaydi. Ularning hammasi ham bu o'zgartirilgan muhitga mos kelmaydi. Ko'pchilik, ayniqsa, ibtidoiy hayot shakllari o'zgaruvchan sharoitlarga osongina moslashadi. Murakkab organizmlarning aksariyati uchun yangi muhit mos emas. Ular bu yerlarni tark etadilar yoki o'lishadi. Shunday qilib, tabiatning har qanday o'zgarishi doimo ko'plab organizmlarning o'limiga olib keladi..

Ovqatlanish. Ushbu zoologik turning oziq-ovqat assortimenti, ehtimol, sayyoradagi eng kengdir. Odam hayratlanarli evrifag (polieter) va deyarli hamma narsani eydi. Uning menyusidagi hayvonlar ro'yxati juda katta bo'lib, ular an'anaviy sigirlar, qo'ylar va parrandalar bilan bir qatorda termitlar, chigirtkalar, nodlar va qirg'oqlar va ba'zi o'rgimchaklarni o'z ichiga oladi. Nozik taom sifatida ko'plab xalqlar turli hasharotlarning lichinkalarini - asalarilar, yog'och qo'ng'izlarni iste'mol qiladilar. Afrika aholisi ishtahasi bilan go'liat qo'ng'izining ulkan lichinkalarini eyishadi, u erda joylashgan. Turli xil kaltakesaklar, ilonlar, toshbaqalar va qurbaqalar ham odamlarning ratsionida mustahkam o'rin olgan. Suv aholisi - baliq va qisqichbaqasimonlar - Cro-Magnon davridan beri an'anaviy oziq-ovqat bo'lib kelgan. Biroq, bu erda ham turning ratsioni kengaydi, jumladan kitlardan tortib ba'zi meduzalar va evfauzidlargacha bo'lgan hayvonlarning katta massasi.

Hayvonlarning, ayniqsa odamlarga raqobatdosh bo'lgan hayvonlarning dietasini o'rganayotgan ekologlar, ularning ko'pchiligi hayratlanarli darajada heterofag ekanligini ta'kidlashadi. Misol uchun, G'arbiy Sibirning janubiy qismida dehqonlarning ekinlarini yo'q qiladigan odatiy polifag - suv qal'asi 300 dan ortiq o'simlik turlarini eyishga qodir. Ushbu hayvon o'rganilganda, unga mos keladigan ozuqalarning uzoqroq ro'yxatlari tuziladi. Inson o'txo'r hayvon (asosiy iste'molchi) rolida boshqa barcha turlardan ancha ustun edi. Hozirgacha hech kim sayyoradagi oziq-ovqat o'simliklarining to'liq ro'yxatini tuzmagan, ammo ularning uzunligini taxmin qilish qiyin emas. Shunday qilib, yapon oshxonasida 300 ga yaqin o'simlik turlarining gul kurtaklari turli xil idishlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Xitoy oshxonasi yanada murakkab va xilma-xildir. Va agar siz bu erga tropik zona aholisining oshxona kitoblaridan oziq-ovqat o'simliklari turlarining ro'yxatini qo'shsangiz!?

Hayvonlar ham, o'simliklar ham odamlar tomonidan oziq-ovqat maqsadlari uchun intensivlik bilan foydalaniladi. Agar u to'g'ridan-to'g'ri ba'zi hayvonlarni iste'mol qilmasa, u ularni o'zining oziq-ovqat hayvonlariga boqadi yoki ular bilan dalalarni urug'lantiradi. Bir kishi isrofgar va ko'pincha hatto nozik turlari, oziq-ovqat bilan birga, em-xashak, hatto o'g'it sifatida ruxsat etiladi. Misol uchun, dengiz chiziqli perch uchun baliq ovlash tarixi - uzunligi deyarli 2 metr va vazni 50 - 70 kg bo'lgan baliq. Ta'mga ko'ra, u Atlantika lososidan ustun turadi. Bu perch 17-asrning boshlarida Yangi Angliya qirg'oqlarida juda ko'p miqdorda ushlangan. Ushbu ovlarning aksariyati mahalliy aholining tomorqalarini urug'lantirish uchun ishlatilgan. Kolonist dehqonlar bu baliqning yuzlab tonnasini makkajo'xori dalalariga ko'mib tashladilar. Nyufaundlend hududida 19-asrning boshlarida dalalarni urug'lantirish uchun ko'p tonna Atlantika lososlari ishlatilgan. Treska va mersin baliqlarini ortiqcha ovlash bilan ham xuddi shunday bo'ldi. Skumbriya, seld, kapelin va boshqa dengiz baliqlarini o?g?it va chorva yemiga qayta ishlovchi yirik zavodlar qurildi. 18-asr boshlarida Nyufaundlendda yirik dengiz omar qisqichbaqalarining go'shti (ular og'irligi 10-12 kg gacha) treska baliq ovlashda, shuningdek uy hayvonlarini boqish uchun o'lja sifatida ishlatilgan. Har bir kartoshka maydonida bu qisqichbaqasimonlarning qobig'i bo'lgan, chunki o'g'it uchun har bir kartoshka tupining ostiga 2-3 omar ekilgan. 20-asrning o'rtalariga qadar bu gigant va juda mazali kerevitlar Nyufaundlendning ba'zi hududlarida qoramollarni boqishgan. Hatto Rossiya kabi ma'rifatli davlat ham 20-asrning oxirigacha isrofgarchilik qildi. 1998 yilda televizorda uning unchalik to'liq bo'lmagan aholisiga Rossiyaning Uzoq Sharqida buldozerlar bilan yuzlab tonna mazali losos baliqlari erga ko'milganligi ko'rsatildi. Odamlar ovlarini tashlab keta olmadilar!

Inson o'zining giperevribiontga aylanishini biologik mexanizmlar orqali emas, balki texnik vositalar orqali ta'minladi va shuning uchun u biologik moslashish imkoniyatlarini sezilarli darajada yo'qotdi. Inson o'zi keltirib chiqaradigan ekologik o'zgarishlar natijasida hayot maydonini tark etishga birinchi nomzodlar qatoriga kirishining sababi ham shu. Bundan muhim xulosa kelib chiqadi: agar zamonaviy inson uyasi birinchi navbatda oqilona faoliyat, atrof-muhit ustidan hokimiyat natijasi bo'lsa, demak, ong uning o'zgarishi uchun asosiy harakatlantiruvchi kuch bo'lishi kerak.

©2015-2019 sayti
Barcha huquqlar ularning mualliflariga tegishli. Ushbu sayt mualliflik huquqiga da'vo qilmaydi, lekin bepul foydalanishni ta'minlaydi.
Sahifaning yaratilgan sanasi: 2016-04-26