Круговорот веществ в природе

Обычно в качестве основных параметров, характеризующих состояние окружающей природной среды, выделяют следующие:

1.   Энергетический:

Е = Е0 + DЕ,

где Е0 – запас энергии в системе в момент времени t0;

DЕ – энергетический баланс системы за время Dt, т.е. в период от t = t0 до t = t0 + Dt .

2.   Водный:

W = W0 + DW,

где W0 – запас воды в системе в момент времени t0;

DW – водный баланс системы  за время Dt, т.е. в период от t = t0 до t = t0 + Dt .

3.   Биологический:

В = В0 + DВв - DВm,

где B0 – начальная биомасса;

DВв – биологическая продуктивность;

DВm – минерализация органики за время Dt .

4.   Биогеохимический:

G = G0 + DGв - DGg,

где G0 – запас химических элементов в системе;

DGв и DGg – изменение запаса химических элементов вследствие биологического и геологического круговоротов веществ.

Эти параметры состояния окружающей среды могут быть количественно определены экспериментальным путём для каждой точки, района, крупного региона, природной зоны или ландшафтно-географического пояса, наконец, для земного шара в целом; они количественно характеризуют состояние и пространственную неоднородность среды.

Геохимический параметр состояния окружающей среды также существенно изменился, особенно в отношении биологического и геологического круговоротов. Под влиянием человеческой деятельности происходят большие изменения в распределении химических элементов в биосфере, природная и антропогенная трансформация веществ, а также переход химических элементов из одних соединений в другие. Природный биологический круговорот веществ нарушен человеком на площади, достигающей почти половины всей поверхности суши: антропогенные пустыни, индустриальные и городские земли, пашни, сады, вторичные низкопродуктивные леса, истощённые пастбища и т.д.

Нарушению геологического круговорота веществ способствовали такие факторы:

1.   Эрозия почвенного покрова и возрастания твёрдого стока в океан;

2.   Перемещение огромных масс земной коры;

3.   Извлечение из недр значительных количеств руд, горючих и других ископаемых;

4.   Перераспределение солей в почвах, грунтовых и речных водах под влиянием орошаемого земледелия;

5.   Применение минеральных удобрений и ядохимикатов;

6.   Загрязнение среды сельскохозяйственными, промышленными и коммунальными отходами;

7.   Поступление в природную среду энергетических загрязнений.

Таким образом, исследование изменений параметров состояния окружающей природной среды (хотя и на качественном уровне) позволяет сделать вывод об отсутствии в настоящее время глобального экологического кризиса. В то же время есть все основания считать теперешнее состояние биосферы нарушенным и аномальным. Такое состояние может перейти в кризисное, если человечество не проведёт специальные мероприятия по оздоровлению окружающей его среды.

 

 11. Заключение

Экологические системы (экосистемы) имеют много биогеохимических циклов, как часть системы, например, круговорот воды, круговорот углерода, круговорот азота и др. Все химические элементы, входящие в организмы являются частью биогеохимических циклов. Помимо того, что часть живых организмов, эти химические элементы также переключаться между абиотическими факторами таких экосистем, как вода (гидросфера), земельный участок ( литосфера ), и или воздухом ( атмосферой ). Жизни факторов планета может быть отнесен к общим названием биосферы. Все питательные вещества, такие как углерод, азот, кислород, фосфор и сера используемых в экосистемах живые организмы являются частью замкнутой системы, поэтому эти вещества подвергаются вторичной переработке, а не теряется и пополняется постоянно, например, в открытой системе.

Поток энергии в экосистеме является открытой системой, солнце постоянно дает планете энергии в виде света, когда он в конечном счете используется и теряется в виде тепла по всему трофические уровни в пищевой сети. Углерод используется, чтобы сделать углеводов, жиров и белков, основные источники энергии пищи. Эти соединения окисляются до выпуска углекислого газа, которые могут быть захвачены растениями, чтобы сделать органических соединений. Химической реакции питается от световой энергии солнца.

Вполне возможно, для экосистемы для получения энергии без солнечного света. Углерод должно сочетаться с водородом и кислородом для того, чтобы использоваться в качестве источника энергии, и этот процесс зависит от солнечного света. Экосистемы в глубокое море, где нет солнечного света может проникнуть, использования серы. Сероводород возле гидротермальных источников могут быть использованы организмы, такие как гигантский червь трубки. В цикл серы, серы может быть навсегда перерабатываться в качестве источника энергии. Энергия может быть выпущен через окисление и снижение сернистых соединений (например, окисляющие элементарной серы для сульфита, а затем в сульфат ).

Хотя Земля постоянно получает энергию от Солнца, ее химический состав существенно фиксированной, в качестве дополнительного Дело в том, лишь изредка добавлены метеоритов. Потому что это химический состав не пополнялся, как энергетика, все процессы, которые зависят от этих химических веществ должны быть переработаны. Эти циклы включают в себя как биосферы живых и неживых литосферы, атмосферы и гидросферы.

Наиболее известные и важные биохимические циклы, например, включают круговорот углерода, круговорот азота, кислорода цикла, цикл фосфора, серы цикл и круговорот воды. Есть много биогеохимических циклов, которые в настоящее время изучаются в первый раз, как изменение климата и человеческое воздействие резко изменить скорость, интенсивность и баланс этих относительно неизвестным циклов. Эти вновь изучали биохимические циклы включают цикл ртути и человека вызванных циклом атразин, которые могут повлиять на определенные виды.

Биогеохимические циклы всегда связаны с горячими состояния равновесия: равновесие в круговорот элементов между отсеками. Тем не менее, общий баланс может включать в себя отсеки распределенные в глобальном масштабе.

Как биогеохимические циклы описывают движения веществ на весь земной шар, изучение этих по сути своей. Углеродного цикла может быть связано с исследованиями в экологии и атмосферных наук. Биохимической динамике бы также быть связаны с области геологии и почвоведения (почвенные исследования).

 

Использованная литература.

 

 

1.   М.Д. Гольдфейн, Н.В. Кожевников, А.В. Трубников, С.Я. Шулов – «Проблемы жизни в окружающей среде. Учебное пособие». Химия. 1996г, №16.

2.   А.А. Горелов. «Структура и функции экосистем». Экология. 1998г.