Круговороты

водород,  кислород,  азот.  Кислород  поступает  в  атмосферу  в  результате

фотосинтеза и расходуется  организмами  при  дыхании.  Азот  извлекается  из

атмосферы благодаря деятельности азотофиксирующих бактерий и возвращается  в

неё другими бактериями.

      Круговороты   элементов   и    веществ    осуществляются    за    счёт

саморегулирующих  процессов,  в  которых  участвуют  все   составные   части

экосистем.  Эти  процессы  являются  безотходными.  В  природе  нет   ничего

бесполезного или вредного, даже от  вулканических  извержений  есть  польза,

так  как  с  вулканическими  газами  в  воздух  поступают  нужные  элементы,

например, азот.

      Существует  закон глобального замыкания  биогеохимического круговорота  в

биосфере, действующий на всех этапах её развития, как и правило увеличения

замкнутости биогеохимического  круговорота  в  ходе  сукцессии.  В  процессе

эволюции биосферы увеличивается  роль биологического компонента  в  замыкании

биогеохимического  круговорота.  Ещё  большую   роль   на   биогеохимический

круговорот оказывает  человек. Но его роль осуществляется  в  противоположном

направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ,  и в этом

проявляется его геологическая  сила, разрушительная по отношению  к  биосфере

на сегодняшний день.

      Когда 2 млрд. лет тому  назад  на  Земле   появилась  жизнь,  атмосфера

состояла из вулканических  газов. В ней было много углекислого  газа  и  мало

кислорода (если вообще был), и первые организмы были  анаэробными.  Так  как

продукция  в  среднем  превосходила  дыхание,  за  геологическое   время   в

атмосфере накапливался кислород и уменьшалось содержание  углекислого газа.

Сейчас содержание углекислого  газа в атмосфере  увеличивается  в  результате

сжигания больших количеств  горючих ископаемых  и  уменьшения  поглотительной

способности «зелёного  пояса».  Последнее  является  результатом  уменьшения

количества самих зелёных  растений,  а  также  связано  с  тем,  что  пыль  и

загрязняющие частицы  в атмосфере отражают поступающие в атмосферу лучи.

      В   результате   антропогенной   деятельности   степень    замкнутости

биогеохимических круговоротов уменьшается. Хотя  она  довольно  высока  (для

различных элементов и  веществ  она  не  одинакова),  но  тем не  менее не

абсолютна, что и показывает  пример  возникновения кислородной атмосферы.

Иначе  невозможна  была   бы   эволюция   (наивысшая   степень   замкнутости

биогеохимических  круговоротов  наблюдается  в  тропических  экосистемах   –

наиболее древних и консервативных).

      Таким образом,  следует говорить не об изменении  человеком того, что не

должно меняться, а скорее о  влиянии  человека  на  скорость  и  направление

изменений и на расширение их границ, нарушающее правило меры  преобразования

природы. Последнее формулируется  следующим  образом:  в  ходе  эксплуатации

природных  систем  нельзя  превышать  некоторые  пределы,  позволяющие  этим

системам сохранять свойства самоподдержания. Нарушение меры  как в сторону

увеличения,  так  и  в   сторону   уменьшения   приводит   к   отрицательным

результатам. Например, избыток  вносимых удобрений столь же вреден,  сколь  и

недостаток. Это чувство  меры утеряно современным человеком,  считающим,  что

в биосфере ему всё позволено.

      Надежды   на  преодоление   экологических   трудностей   связывают,   в

частности,   с   разработкой   и   введением   в   эксплуатацию    замкнутых

технологических циклов. Создаваемые  человеком циклы  превращения  материалов

считается желательным устраивать так, чтобы они  были  подобны  естественным

циклам  круговорота  веществ.  Тогда  одновременно  решались   бы   проблемы

обеспечения  человечества  невосполнимыми  ресурсами   и   проблема   охраны

природной среды от загрязнения, поскольку ныне только 1 – 2% веса  природных

ресурсов утилизируется в конечном продукте.

      Теоретически  замкнутые циклы  превращения   вещества  возможны.  Однако

полная  и  окончательная  перестройка  индустрии  по  принципу   круговорота

вещества в природе  не  реальна.  Хотя  бы  временное нарушение замкнутости

технологического  цикла  практически  неизбежно,  например,   при   создании

синтетического материала  с новыми, неизвестными  природе  свойствами.  Такое

вещество вначале всесторонне  апробируется на практике, и только потом  могут

быть разработаны способы  его разложения с целью внедрения  составных  частей

в природные круговороты.

Рассмотрим современный техногенный круговорот веществ

Из 120 Гт ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой, только 9 Гт (7,5 %) преобразуется в процессе производства в материальную продукцию. Более 80 % этого количества возвращается в основные фонды производства. Только 1,6 Гт составляют личное потребление людей, причем 2/3 этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания.

Из окружающей среды все  люди потребляют 3,6 Гт питьевой воды и 1,2 Гт кислорода. В атмосферу возвращается 1,6 Гт выдыхаемых углекислого газа и паров воды; при этом выделяется 18 ЭДж теплоты. В водоемы и на поверхность Земли поступает 4 Гт жидких и 0,8 Гт твердых отходов. Материальный нетто-баланс человечества как биологического вида (без современного общественного производства) необычайно велик и во много раз превосходит материальный бюджет любого другого вида животных, но в целом почти вписывается в глобальный биотический круговорот и создает лишь часть современных экологических проблем. Надо помнить также, что человек контролирует большую массу растений и животных многих видов, которые вне человеческого хозяйства либо вообще не могли бы существовать, либо вносили бы незначительный вклад в экосферный обмен веществ. Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, энергетикой и промышленным производством.

Два вида круговорота вещества (малый и большой) в биосфере

 Под круговоротом в  биосфере понимают повторяющиеся  процессы превращений и пространственных  перемещений веществ, имеющие  определенное поступательное движение, выражающееся в качественных и количественных различиях отдельных циклов.

Выделяют 2 круговорота –  большой (геологический) и малый (биотический).

Большой (геологический) круговорот веществ протекает от нескольких тысяч до нескольких миллионов лет, включая в себя такие процессы, как круговорот воды и денудация суши.

Большой(геологический)обусловлен взаимод-ем  солнечной энергии с энергией земли ; осуществляет распределение вещ-ва между биосферой и более глубок. Горизонтами земли.

Заключ в том, что горные породы разруш-ся ы выветриваются. Продукты выветр и смываются в миров океан, где образ-ся морские платы. Лишь часть вещ возвращ на сушу вместе с осадками, которые извлек-ся из воды расст-ми и живыми организмами.

ДУНУДАЦИЯ суши складывается из общего изъятия вещества суши (52990 млн.т/год), общего приноса вещества на сушу (4043 млн.т/год) и составляет 48947 млн.т/год. Антропогенное вмешательство ведет к ускорению денудации, приводя, например, к землетрясениям в зонах водохранилищ, построенных в сейсмоактивных районах.

 МАЛЫЙ (биотический)  круговорот веществ происходит на уровне биогеоценоза или биогеохимического цикла и заключается в том, что питательные вещества почвы, воды и углерода усваивается растениями с образованием органического вещества, которое поставлено в трофическую цепь.

Малый(биогеохимический) часть большого, происх. на уровне  биогеоценоза и заключаются в том, что питательные вещества почвы, воды и усваиваются растениями с образованием орг. вещ-в , котор  постав-ся  в трофич цепь.

Продукты  распада всех уровней переробатыванием  редуцентами вновь до минеральных соединений.