Головна
ГоловнаЕкологіяЗагальна екологія → 
« Попередня Наступна »
Воронков Н. А.. Екологія загальна, соціальна, прикладна: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. Посібник для вчителів. - М.: Лгар. - 424 с., 1999 - перейти до змісту підручника

II.2. Кругообіг речовин і їх порушення людиною

Розрізняють два види кругообігів речовин: великий, або геологічний (між сушею і океаном), і малий, або біологічний (в межах екосистем). Самостійність малого круговороту відносна: він є елементом геологічного кругообігу. Про зміну останнього під впливом антропогенних факторів можна судити з виносу з суші в океан продуктів руйнування грунтів. За останні 50 років винос збільшився з 3 млрд. т / рік у 40-50-х роках до 45-50 млрд. т в кінці століття.

Малі кругообіг найчастіше порушуються в результаті невідповідності між кількістю речовин, що поставляються в середу, і можливостями організмів по їх розкладанню або концентрування. Накопичення людиною речовин сягає настільки значних обсягів, що навіть легко руйнуються з них (наприклад, відходи тваринницьких комплексів, побутові стоки та ін) довгий час не включаються до кругообіги, граючи роль шкідливих відходів. Речовини, чужі організмам-деструкторів (грунти, що вилучаються з глибинних шарів землі, золовідвали, отруйні з'єднання і т. п.), вимикаються з кругообігів на більш тривалий час.

Кругообіг вуглецю. З рис 9 видно, що міститься в атмосфері вуглець (у вигляді С02) в процесі фотосинтезу включається в органічну речовину рослин і далі в ланцюзі харчування. Вивільнення вуглецю з органічної речовини відбувається в процесі дихання організмів. Основна маса вуглецю вивільняється з мертвої органічної речовини організмами-редуцентами (в основному бактеріями і грибами). Невелика частина органічної речовини і що міститься в ньому вуглецю, за термінологією В. І. Вернадського, вислизає від кругообігу і «йде в геологію» у вигляді торфу, вугілля, нафти і карбонатних відкладень у водних екосистемах.

Основне порушення циклів вуглецю пов'язано з вивільненням його з геологічних структур (горючі копалини, вапняки), а також в результаті зміни площ і продуктивності лісових та інших рослинних угруповань, руйнування органічної речовини грунтів і вивільнення з вічній грунтів при їх відтаванні (у вигляді метану) і т. п. Частина цього вуглецю накопичується в атмосфері у формі вуглекислого газу і метану, обумовлюючи парниковий ефект.

122

Схема круговороту вуглецю

Рис.9

Світло

Фотосинтез - органічна речовина рЯСТРНІЙ

Органічне речовина] тварин

зі, h-

Органічна речовина грунтів

Вулканічна діяльність

Вивільнення С02 людиною

[

Вапняки, коралові рифи і ін

Поховання ("Відхід у геологію ")

Кругообіг азоту. Схема круговороту азоту представлена ??на рис.10. Основним джерелом даного елемента є атмосфера, звідки в грунт, а потім в рослинні організми азот потрапляє тільки в результаті перетворення в усвояемое з'єднання-нітрати (Ш3). Останні утворюються в основному в результаті

123

діяльності організмів-азотофіксаторів. До них відносяться окремі види бактерій, синьо-зелених водоростей і грибів (акти-номіцетов).

Частково нітрати утворюються при грозових розрядах і при фотохімічних реакціях в атмосфері, звідки з опадами вони потрапляють у грунт.

Друге джерело азоту для рослин - результат розкладання органічних речовин і, зокрема, білків (протеїнів) особливою групою організмів-аммонификаторов. При цьому на початку утворюється аміак (МН3), який в результаті діяльності бактерій-нітріфі-Катор перетвориться в нітрити (І02) і нітрати (ТЮ3). Частина азоту рослинами засвоюється у вигляді іонів амонію і сечовини, що утворюються в результаті розкладання органічних речовин.

Рис.10

Схема круговороту азоту

Сечовина

Продукція рослин і тварин

Органічний азот рослин і тварин (МН2)

Амоніфікація

А.

Аміак (МІ,)

Іон амонію (NN4)

Нітрифікація

1

Нітрити (N0 ;)

Нітрифікація

Нітрати (N0,)

Закис азоту (ІР)

Вільний азот атмосфери

Деннтрфшкація

Азотофіксіруюшіе 'організми

124

Повернення азоту в атмосферу відбувається в процесі діяльності бактерій-денітріфікаторов, що розкладають нітрати до Вільного азоту і кисню.

Значна частка азоту, потрапляючи в океан (в основному зі стоком вод з континентів), використовується водними фотосинтезирующими організмами (насамперед фітопланктоном), а потім, потрапляючи в ланцюзі харчування тварин, частково повертається на сушу з продуктами морського промислу або птахами. Невелика частина азоту, як і вуглець, потрапляє в про садочние з'єднання.

Зміни у кругообігу азоту під впливом антропогенних факторів обумовлено переведенням його в засвоювані форми з атмосферного повітря в результаті техногенних процесів як цілеспрямовано (при отриманні азотних добрив), так і ненавмисно (в результаті високих температур, що створюються, наприклад, двигунами внутрішнього згоряння або промисловими установками). В цілому такі процеси сумірні з діяльністю азотофіксуючих організмів (бульбочкові бактерії і пр.) і природними явищами (грозові розряди, виверження вулканів та ін.) Істотні зміни в циклах азоту відбуваються також в результаті руйнування органічної речовини грунтів, сопропе-лей, гуано і т. п.

Основні негативні наслідки порушення кругообігу азоту проявляються через забруднення оксидами, аміаком та іншими сполуками атмосферного повітря і вод, накопичення нітратів у харчових продуктах.

Кругообіг сірки. Сірка є одним з найбільш агресивних і розповсюджених забруднювачів середовища, особливо воздущ-ною. Схема її кругообігу представлена ??на рис. 11.

Основні порушення кругообігу сірки пов'язані зі спалюванням органічних речовин, переробкою сірковмісних руд (залізних, мідних та ін), порушенням циклів у системі грунту-рослини. Сірка при цьому надходить в атмосферу у вигляді такого токсичного з'єднання, як діоксид (сірчистий ангідрид). Частково у вигляді триоксида, сірководню, сірковуглецю та ін Діоксид сірки відноситься до числа найбільш агресивних забруднювачів.

Він діє на природні та створені людиною об'єкти як в результаті сухого осадження з повітря, так і через кислотні опади. Сірка та її сполуки розглядаються як основний або світової забруднювач середовища.

125

Рис.11

Схема круговороту сірки

В цілому антропогенні надходження сірки в атмосферу складають близько 200-250 млн. / т на рік. Це порівнянно з її надходженням з природних джерел (вулкани, розпад сірковмісних мінералів і органічних речовин, природні пожежі і т. п.).

Кругообіг фосфору. Інший цикл характерний для фосфору (рис.12), у кругообігу якого відсутня газоподібна фаза. Після неодноразового споживання фосфору організмами на суші і у водному середовищі він в кінцевому рахунку виводиться в донні опади. Повернення фосфору з організмами океану не компенсує його потреби на суші. Не компенсуються ці потреби і в результаті використання природних мінеральних сполук. У даному випадку односторонній процес, що закінчується осадовим циклом, загрожує дефіцитом фосфору для організмів. Останній значною мірою заповнюється людиною через внесення мінеральних добрив, що представляють в основному продукти переробки морських осадових порід.

Частина фосфору з океану на сушу надходить з морепродуктами. У тому й іншому випадках основна маса його включається в біогеохімічні цикли, початковою ланкою яких є живі організми. Негативним наслідком порушення

126

Схема круговороту фосфору

Рис.12

Фосфат-іони ( РОЛ

Споживання

рослинами

Фосфор в організмах

Мінералізація органічних речовин

Фосфатредуцірующіе бактерії

Вивільнення людиною 1 - (добрива),

винос тваринами

ня кругообігу фосфору є потрапляння його в водні екосистеми з мінеральними добривами та миючими синтетичними засобами. Поряд з азотом фосфор є основним фактором заростання водойм і забруднення вод органічними речовинами.

В цілому темпи міграції окремих речовин в природних екосистемах та під впливом діяльності людини важко порівняти , наприклад, людство вивільняє з геологічних структур і використовує за один тільки рік таку кількість горючих копалин, які природа накопичувала приблизно протягом мільйона років. Збільшення споживання ресурсів людиною триватиме, особливо у зв'язку з переходом на шлях промислового розвитку нових (що розвиваються) держав. Отже, основним реальним шляхом зменшення негативних впливів цих процесів на природу і надра є корінна зміна способу життя людей, перехід на нові взаємини з природою, зокрема, за рахунок зменшення відмінностей у темпах технічного і соціального прогресу.

127

« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
Інформація, релевантна "II.2. Круговороти речовин і їх порушення людиною"
  1. ВИСНОВОК
    кругообігів речовин - вуглецю, води, кисню, азоту, фосфору та ін Вони поглинають воду і випаровують її. Завдяки організмам здійснюється кругообіг вуглекислого газу, який тісно пов'язаний з кругообігом кисню. Кисень засвоюється всіма організмами при диханні і перетворюється на вуглекислий газ, який використовується рослинами для фотосинтезу, в якості побічного продукту при цьому виділяється
  2. круговорот газоподібних і осадових ЦИКЛОВ
    кругообіг підрозділяють на 2 основних типи: кругообіг газоподібних речовин і осадові цикли. Кругообіг газоподібних речовин - полягає у переміщенні поживних речовин з атмосфери та гідросфери в живі організми і назад; вони швидкоплинні й тривають від кількох годин до декількох днів. Осадові цикли включають рух поживних речовин між земною корою (грунт, гірські
  3. 7.5. Ноосфера
    кругообігу води? 6. Що потрібно зробити, щоб нормалізувати біосферний кругообіг азоту? 7. Чим відрізняється круговорот фосфору від кругообігів азоту і вуглецю? 8. У чому небезпека руйнування озонового шару? Як можна уникнути цього? 9. Які фактори викликають кислотні дощі, як ці дощі впливають на різні екосистеми ? Питання для обговорення Яку роль у
  4. круговорот біогенних елементів та їх модифікацій.
    кругообіг речовин. Кругообіг речовин - багаторазове участь речовин в процесах, що протікають в атмосфері, гідросфері, літосфері в тому числі і в тих їх частинах, які входять до складу біосфери. Основних кругообігів речовин у природі 2: великий (геологічний) і малий (біохімічний). Великий (геологічний) кругообіг речовин у природі обумовлений взаємодією сонячної
  5. 2.1. Програмна лекція 2.1. по модулю 2 "Основи традиційної екології": Теоретична екологія. Круговороти
    круговорот. Кругообіг речовин. Біосферний круговорот. Продуктивність рослинного покриву. Коефіцієнт екологічної продуктивності. 2.2.2 . Рушійна сила кругообігів. 2.2.3. Два протилежних процесу, що лежать в основі кругообігу. 2.2.4. Енергетична основа існування біологічних кругообігів. 2.2.5. Висхідна і спадна гілки біологічних
  6. ПИТАННЯ З ЕКОЛОГІЇ
    кругообігів в біосфері. Біогеохімічні принципи Вернадського В. І. 28. Глобальні та локальні кругообіг води в біосфері. 29. Біогеохимічний цикл вуглецю. 30. Біогеохимічний цикл азоту. 31. Біогеохімічні цикли фосфору, сірки і мінеральних речовин. 32. Особливості кругообігу ксенобіотиків в біосфері. 33. Порушення біогеохімічних кругообігів людиною. Повернення речовин в
  7. 1. Екологічна система. Біогеоценоз
    круговороті. Екосистема / \ біотична абиотический компонент (співтовариство) (матерія + енергія) Ознаки екосистем: 1) незалежність від зовнішніх джерел речовини і енергії, але не від сонячного світла. Енергія - це здатність здійснювати роботу. 2) здатність забезпечувати круговорот речовини. Приклади екосистем: ліс, озеро, окремо стоїть дуб. Біосфера - найбільша
  8. ГЛОБАЛЬНИЙ біологічнимкруговоротом
    круговорот речовин - послідовна, безперервна циркуляція хімічних елементів, яка відбувається за рахунок сонячного випромінювання і підтримується сукупністю організмів, об'єднаних за допомогою ланцюгів живлення. (По біологічному довіднику за ред.І.Г.Підоплічко К.М., Ситника, 1974). Біологічний кругообіг речовин складається з процесів утворення органічних речовин з
  9. ВИСНОВОК
    круговорот, є головним законом функціонування екосистеми. Результатом роботи екосистеми є біологічна продукція. Вона підрозділяється на первинну (утворену продуцентами) і вторинну (результат переробки первинної біологічної продукції консументами). Швидкість роботи екосистеми - біологічна продуктивність - вимірюється у вагових одиницях продукції на одиницю
  10. Збудження
    речовин. Тут ми повинні керуватися одними фізіологічними міркуваннями. § 215. Не можна, мабуть, сумніватися в тому, що з точки зору абсолютної етики прийом яких би то не було збуджуючих речовин предосудителен; принаймні, це слід сказати про щоденному їх споживанні. § 216. Прийняття збуджуючих законно тільки при хворобливому стані і старості, і то тільки в
  11.  7.3. Кругообіг речовин в біосфері
      круговороті речовин в екосистемах і в біосфері беруть участь практично всі хімічні елементи. Найбільш важливими для біосфери і людини є кругообіг води, кисню, вуглецю, азоту, фосфору. Кругообіг вуглецю (рис. 10) - один з найважливіших біосферних процесів, оскільки вуглець становить основу органічних речовин. У кругообігу бере участь приблизно 1/3 загальної кількості
  12.  6.3. Кругообіг речовин і потік енергії в екосистемі
      кругообіг речовин. На рис. 6 показана схема кругообігу речовин і потоку енергії в фотоавтотрофної наземної екосистемі. Зелені рослини поглинають вуглекислий газ з атмосфери і елементи мінерального живлення з грунту і продукують органічна речовина, яка далі по харчових ланцюгах передається консументам і повертається редуцентамі в атмосферу і грунт. Харчова ланцюг - це
  13.  Кругообігу ВОДИ, вуглецю, азоту, фосфору і сірки.
      кругообігу води на Землі щорічно бере участь більше 5000 тис. км3 води. З урахуванням транспірації води рослинами і поглинання її в біогеохімічному циклі, весь запас води на Землі розпадається і відновлюється за 2 млн. років Кругообіг вуглецю. У кругообігу вуглецю, точніше, найбільш рухомий його форми - вуглекислого газу - чітко простежується його переміщення по трофічних ланцюгах:
  14.  ВИСНОВОК
      круговорот вуглецю - збільшилося надходження діоксиду вуглецю в атмосферу, що стало причиною посилення парникового ефекту. Глобальні наслідки мають порушення людиною кругообігів води, азоту і фосфору. Водозабір для поливу сільськогосподарських культур різко збільшив випаровування, значна частина прісної води втратила свою якість через забруднення. До природної фіксації
  15.  Біотичних ПРОЦЕСИ В БИОСФЕРЕ.
      кругообігу в екосфері хімічних речовин, необхідних для підтримки життя організмів. Сонце - джерело енергії для життя на Землі. Воно висвітлює, обігріває Землю, використовується в процесах фотосинтезу, що забезпечують життєдіяльність рослин і харчуються ними тварин. Сонячна енергія підтримує круговорот найважливіших хімічних елементів і є рушійною силою кліматичних і
  16.  2.4.2. Розрахунок плати за викиди забруднюючих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел
      речовин в розмірах, що не перевищують встановлені природопользователю гранично допустимі нормативи викидів визначається шляхом множення відповідних ставок плати на величину забруднення і підсумовування отриманих творів за видами забруднюючих речовин. f П => С. -М Г руб] при М <М. н.атм / j нл.атм. VrJ Ч ^ г ^. Атм-нл, нл.атм i = lf \ атм-н.г.атм V У, (2.25) де i-