Გვერდი 1

გეოლოგიური ციკლი (ნივთიერებების დიდი მიმოქცევა ბუნებაში) არის ნივთიერებათა ციკლი, რომლის მამოძრავებელი ძალაა ეგზოგენური და ენდოგენური გეოლოგიური პროცესები.

გეოლოგიური ცირკულაცია - ნივთიერებების მიმოქცევა, რომელთა მამოძრავებელი ძალაა ეგზოგენური და ენდოგენური გეოლოგიური პროცესები.

გეოლოგიური ციკლის საზღვრები ბევრად უფრო ფართოა, ვიდრე ბიოსფეროს საზღვრები, მისი ამპლიტუდა იპყრობს დედამიწის ქერქის ფენებს ბიოსფეროს მიღმა. და, რაც მთავარია, ცოცხალი ორგანიზმები ამ ციკლის პროცესებში მეორეხარისხოვან როლს ასრულებენ.

ამრიგად, გეოლოგიური ციკლინივთიერებები წარმოიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების მონაწილეობის გარეშე და ანაწილებს მატერიას ბიოსფეროსა და დედამიწის ღრმა ფენებს შორის.

გეოლოგიური ციკლის დიდ ციკლში ყველაზე მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მატერიის მცირე ციკლები, როგორც ბიოსფერული, ასევე ტექნოსფერული, როდესაც ნივთიერება დიდი ხნის განმავლობაში გამორთულია დიდი გეოქიმიური ნაკადიდან, გარდაიქმნება სინთეზის გაუთავებელ ციკლებში და. დაშლა.

გეოლოგიური ცირკულაციის დიდ ციკლში ყველაზე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მატერიის მცირე ციკლები, როგორც ბიოსფერული, ასევე ტექნოსფერული, როდესაც ნივთიერება დიდი ხნის განმავლობაში გამორთულია დიდი გეოქიმიური ნაკადიდან, გარდაიქმნება სინთეზის გაუთავებელ ციკლებში და. დაშლა.

ეს ნახშირბადი მონაწილეობს ნელ გეოლოგიურ ციკლში.

სწორედ ეს ნახშირბადი მონაწილეობს ნელ გეოლოგიურ ციკლში. დედამიწაზე სიცოცხლე და ატმოსფეროს აირისებრი ბალანსი მხარს უჭერს ნახშირბადის შედარებით მცირე რაოდენობას, რომელიც შეიცავს მცენარეთა (5 10 ტ) და ცხოველურ (5 109 ტ) ქსოვილებს, რომლებიც მონაწილეობენ მცირე (ბიოგენურ) ციკლში. თუმცა, ამჟამად ადამიანი ინტენსიურად ხურავს ნივთიერებების ციკლს, მათ შორის ნახშირბადს. მაგალითად, დადგენილია, რომ ყველა შინაური ცხოველის მთლიანი ბიომასა უკვე აღემატება ყველა ველური ხმელეთის ცხოველის ბიომასას. კულტივირებული მცენარეების ფართობები უახლოვდება ბუნებრივი ბიოგეოცენოზის არეალებს და მრავალი კულტურული ეკოსისტემა მათი პროდუქტიულობის თვალსაზრისით, რომელიც მუდმივად იზრდება ადამიანის მიერ, მნიშვნელოვნად აღემატება ბუნებრივს.

ყველაზე ფართო დროში და სივრცეში არის ეგრეთ წოდებული მატერიის გეოლოგიური ციკლი.

ბუნებაში არსებობს ნივთიერებების მიმოქცევის 2 ტიპი: ნივთიერებათა დიდი ანუ გეოლოგიური ციკლი ხმელეთსა და ოკეანეს შორის; მცირე ან ბიოლოგიური - ნიადაგსა და მცენარეებს შორის.

მცენარის მიერ ნიადაგიდან ორთქლის მდგომარეობაში ამოღებული წყალი შედის ატმოსფეროში, შემდეგ გაცივდება, კონდენსირდება და კვლავ უბრუნდება ნიადაგს ან ოკეანეში ნალექის სახით. გეოლოგიური წყლის ციკლი უზრუნველყოფს მექანიკურ გადანაწილებას, დალექვას, მყარი ნატანის დაგროვებას ხმელეთზე და წყლის ობიექტების ფსკერზე, აგრეთვე ნიადაგების მექანიკური განადგურების პროცესში და კლდეები. თუმცა ქიმიური ფუნქციაწყალი ხორციელდება ცოცხალი ორგანიზმების ან მათი მეტაბოლური პროდუქტების მონაწილეობით. ბუნებრივი წყლები, ნიადაგების მსგავსად, რთული ბიოინერტული ნივთიერებაა.

ადამიანის გეოქიმიური აქტივობა მასშტაბით ხდება ბიოლოგიურ და გეოლოგიურ პროცესებთან შედარებით. გეოლოგიურ ციკლში მკვეთრად იზრდება დენუდაციის კავშირი.

ფაქტორი, რომელიც მთავარ კვალს ტოვებს ზოგადი ხასიათიდა ბიოლოგიური. ამავდროულად, გეოლოგიური წყლის ციკლი მუდმივად ცდილობს ყველა ეს ელემენტი მშრალი მიწის ფენებიდან ოკეანის აუზში გარეცხოს. ამიტომ, მცენარეული საკვები ელემენტების მიწაში შენახვა მოითხოვს მათ გადაქცევას აბსოლუტურად წყალში უხსნად. ამ მოთხოვნას აკმაყოფილებს ცოცხალი ორგანული.

პლანეტაზე ყველა ნივთიერება მიმოქცევის პროცესშია. მზის ენერგია იწვევს მატერიის ორ ციკლს დედამიწაზე: დიდი (გეოლოგიური, ბიოსფერული)და მცირე (ბიოლოგიური).

ბიოსფეროში ნივთიერებების დიდი მიმოქცევა ხასიათდება ორი მნიშვნელოვანი პუნქტით: იგი ხორციელდება მთელს ტერიტორიაზე. გეოლოგიური განვითარებადედამიწა და არის თანამედროვე პლანეტარული პროცესი, რომელიც წამყვან მონაწილეობას იღებს შემდგომი განვითარებაბიოსფერო.

გეოლოგიური ციკლი დაკავშირებულია ქანების წარმოქმნასთან და განადგურებასთან და შემდგომში განადგურების პროდუქტების გადაადგილებასთან - დამღუპველი მასალისა და ქიმიური ელემენტების. ამ პროცესებში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა და აგრძელებს მიწის და წყლის ზედაპირის თერმულ თვისებებს: შთანთქმას და არეკვლას. მზის სხივები, თბოგამტარობა და სითბოს სიმძლავრე. დედამიწის ზედაპირის არასტაბილური ჰიდროთერმული რეჟიმი ერთად პლანეტარული სისტემაატმოსფერული ცირკულაცია განსაზღვრავდა ნივთიერებების გეოლოგიურ მიმოქცევას, რაც დედამიწის განვითარების საწყის ეტაპზე, ენდოგენურ პროცესებთან ერთად, დაკავშირებული იყო კონტინენტების, ოკეანეების და თანამედროვე გეოსფეროს წარმოქმნასთან. ბიოსფეროს ჩამოყალიბებასთან ერთად ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის პროდუქტები შედიოდა დიდ ციკლში. გეოლოგიური ციკლი ამარაგებს ცოცხალ ორგანიზმებს საკვები ნივთიერებებით და დიდწილად განსაზღვრავს მათი არსებობის პირობებს.

მთავარი ქიმიური ელემენტები ლითოსფეროები: ჟანგბადი, სილიციუმი, ალუმინი, რკინა, მაგნიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი და სხვა - მონაწილეობენ დიდ მიმოქცევაში, გადადიან ზედა მანტიის ღრმა ნაწილებიდან ლითოსფეროს ზედაპირზე. კრისტალიზაციის დროს წარმოქმნილი ცეცხლოვანი ქანები

მაგმა, რომელიც დედამიწის სიღრმიდან შევიდა ლითოსფეროს ზედაპირზე, განიცდის დაშლას და ამინდს ბიოსფეროში. ამინდის პროდუქტები გადადის მობილურ მდგომარეობაში, წყლებითა და ქარით გადაიყვანება დაბალ რელიეფურ ადგილებში, იშლება მდინარეებში, ოკეანეში და ქმნიან დანალექი ქანების სქელ ფენებს, რომლებიც დროთა განმავლობაში იძირება სიღრმეში. ამაღლებული ტემპერატურადა წნევა, განიცდის მეტამორფოზას, ანუ "ხელახლადნებას". ამ ხელახალი დნობის დროს ჩნდება ახალი მეტამორფული კლდე, რომელიც შედის დედამიწის ქერქის ზედა ჰორიზონტებში და ხელახლა შედის ნივთიერებების მიმოქცევაში. (სურ. 32).

ბრინჯი. 32. ნივთიერებათა გეოლოგიური (დიდი) მიმოქცევა

ადვილად მოძრავი ნივთიერებები – აირები და ბუნებრივი წყლებირომლებიც ქმნიან პლანეტის ატმოსფეროს და ჰიდროსფეროს. ლითოსფეროს მასალა გაცილებით ნელა მოძრაობს. ზოგადად, ნებისმიერი ქიმიური ელემენტის ყოველი ცირკულაცია დედამიწაზე ნივთიერებების ზოგადი დიდი მიმოქცევის ნაწილია და ყველა მათგანი ერთმანეთთან მჭიდრო კავშირშია. ცოცხალი მატერიაბიოსფერო ამ ციკლში შესანიშნავ საქმეს აკეთებს ქიმიური ელემენტების გადანაწილებაში, რომლებიც მუდმივად ცირკულირებენ ბიოსფეროში, გადადიან გარე გარემოდან ორგანიზმებში და ისევ გარე გარემოში.

ნივთიერებების მცირე, ან ბიოლოგიური მიმოქცევა- ეს

ნივთიერებების ცირკულაცია მცენარეებს, ცხოველებს, სოკოებს, მიკროორგანიზმებსა და ნიადაგს შორის. ბიოლოგიური ციკლის არსი არის ორი საპირისპირო, მაგრამ ურთიერთდაკავშირებული პროცესის ნაკადი - ორგანული ნივთიერებების შექმნა და მათი განადგურება. ორგანული ნივთიერებების გაჩენის საწყისი ეტაპი განპირობებულია მწვანე მცენარეების ფოტოსინთეზით, ანუ ცოცხალი ნივთიერების წარმოქმნით ნახშირორჟანგიდან, წყლისგან და მზის ენერგიის გამოყენებით მარტივი მინერალური ნაერთებისგან. მცენარეები (მწარმოებლები) ხსნარში ამოიღებენ გოგირდის, ფოსფორის, კალციუმის, კალიუმის, მაგნიუმის, მანგანუმის, სილიციუმის, ალუმინის, თუთიის, სპილენძის და სხვა ელემენტების მოლეკულებს ნიადაგიდან. ბალახოვანი ცხოველები (პირველი რიგის მომხმარებლები) ამ ელემენტების ნაერთებს უკვე საკვების სახით შთანთქავენ მცენარეული წარმოშობა. მტაცებლები (მეორე რიგის მომხმარებლები) იკვებებიან ბალახოვანი ცხოველებით, მოიხმარენ მეტს რთული შემადგენლობაცილების, ცხიმების, ამინომჟავების და სხვა ნივთიერებების ჩათვლით. მკვდარი მცენარეების და ცხოველური ნაშთების ორგანული ნივთიერებების მიკროორგანიზმების (დაშლის) განადგურების პროცესში, მარტივი მინერალური ნაერთები შედიან ნიადაგსა და წყლის გარემოში, რომლებიც ხელმისაწვდომია მცენარეების ასიმილაციისთვის და იწყება ბიოლოგიური ციკლის შემდეგი რაუნდი. (სურ. 33).

რომ ენდოგენურიპროცესებში შედის: მაგმატიზმი, მეტამორფიზმი (მაღალი ტემპერატურისა და წნევის მოქმედება), ვულკანიზმი, დედამიწის ქერქის მოძრაობა (მიწისძვრები, მთის აგება).

რომ ეგზოგენური- ამინდი, ზღვების, ოკეანეების, ცხოველების, მცენარეული ორგანიზმების და განსაკუთრებით ადამიანის ატმოსფერული და ზედაპირული წყლების აქტივობა - ტექნოგენეზი.

ურთიერთქმედება შიდა და გარე პროცესებიფორმები მატერიის დიდი გეოლოგიური ციკლი.

ენდოგენური პროცესების დროს წარმოიქმნება მთის სისტემები, მაღლობები, ოკეანეური დეპრესიები, ეგზოგენური პროცესების დროს ნადგურდება ცეცხლოვანი ქანები, განადგურების პროდუქტები გადადის მდინარეებში, ზღვებში, ოკეანეებში და წარმოიქმნება დანალექი ქანები. დედამიწის ქერქის მოძრაობის შედეგად დანალექი ქანები ღრმა ფენებში იძირება, განიცდიან მეტამორფიზმის პროცესებს (მაღალი ტემპერატურისა და წნევის მოქმედება) და წარმოიქმნება მეტამორფული ქანები. ღრმა ფენებში ისინი გადაიქცევა მდნარად ...
მდგომარეობა (მაგმატიზაცია). შემდეგ ვულკანური პროცესების შედეგად ისინი ლითოსფეროს ზედა ფენებში, მის ზედაპირზე ცეცხლოვანი ქანების სახით შედიან. ასე წარმოიქმნება ნიადაგწარმომქმნელი ქანები და სხვადასხვა ფორმებირელიეფი.

კლდეები, საიდანაც წარმოიქმნება ნიადაგი, ეწოდება ნიადაგწარმომქმნელი ან მშობელი. ფორმირების პირობების მიხედვით იყოფა სამ ჯგუფად: ცეცხლოვანი, მეტამორფული და დანალექი.

ცეცხლოვანი ქანებიშედგება სილიციუმის, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na ნაერთებისგან. ამ ნაერთების თანაფარდობიდან გამომდინარე განასხვავებენ მჟავე და ფუძე ქანებს.

მჟავას (გრანიტები, ლიპარიტები, პეგმატიტები) აქვს სილიციუმის დიოქსიდის მაღალი შემცველობა (63%-ზე მეტი), კალიუმის და ნატრიუმის ოქსიდები (7-8%), კალციუმის და მაგნიუმის ოქსიდები (2-3%). ისინი ღია და ყავისფერი ფერისაა. ასეთი ქანებისგან წარმოქმნილი ნიადაგები ფხვიერი აგებულებით, მაღალი მჟავიანობით და უნაყოფოა.

ძირითადი ანთებითი ქანები (ბაზალტები, დუნიტები, პერიოდიტები) ხასიათდება SiO 2-ის დაბალი შემცველობით (40-60%), CaO და MgO-ს (20%-მდე), რკინის ოქსიდების (10-20%) გაზრდილი შემცველობით, Na 2 O და K 2 O 30%-ზე ნაკლები ნაკლები.

ძირითადი ქანების ამინდის პროდუქტებზე წარმოქმნილ ნიადაგებს აქვთ ტუტე და ნეიტრალური რეაქცია, ბევრი ჰუმუსი და მაღალი ნაყოფიერება.

ცეცხლოვანი ქანები ქანების მთლიანი მასის 95%-ს შეადგენენ, მაგრამ, როგორც ნიადაგწარმომქმნელი ქანები, მცირე ფართობებს იკავებენ (მთაში).

მეტამორფული ქანები, წარმოიქმნება ცეცხლგამძლე და დანალექი ქანების გადაკრისტალიზაციის შედეგად. ეს არის მარმარილო, გნაისი, კვარცი. დაიკავეთ პატარა სპეციფიკური სიმძიმეროგორც ნიადაგწარმომქმნელი ქანები.

დანალექი ქანები. მათი ფორმირება განპირობებულია ანთებითი და მეტამორფული ქანების ამინდობის პროცესებით, წყლის, მყინვარული და ჰაერის ნაკადებით ამინდის პროდუქტების გადაცემით და მიწის ზედაპირზე, ოკეანეების, ზღვების, ტბების ფსკერზე, მდინარეების ჭალაში.

მათი შემადგენლობის მიხედვით დანალექი ქანები იყოფა კლასტურ, ქიმიოგენურ და ბიოგენურებად.

კლასტიკური საბადოებიგანსხვავდება ნამსხვრევებისა და ნაწილაკების ზომით: ეს არის ლოდები, ქვები, ხრეში, დამსხვრეული ქვა, ქვიშა, თიხნარი და თიხები.

ქიმიოგენური საბადოებიწარმოიქმნება მარილების ნალექის შედეგად წყალხსნარები in ზღვის ყურეებიტბები ცხელ კლიმატში ან ქიმიური რეაქციების შედეგად.

ესენია ჰალოიდები (კლდე და კალიუმის მარილი), სულფატები (თაბაშირი, ანჰიდრიდი), კარბონატები (კირქვა, მერგელი, დოლომიტები), სილიკატები, ფოსფატები. ბევრი მათგანი არის ნედლეული ცემენტის, ქიმიური სასუქების წარმოებისთვის და გამოიყენება სასოფლო-სამეურნეო მადნად.

ბიოგენური საბადოებიწარმოიქმნება მცენარეებისა და ცხოველების ნაშთების დაგროვებისგან. ესენია: კარბონატული (ბიოგენური კირქვები და ცარცი), სილიციუმის (დოლომიტი) და ნახშირბადოვანი ქანები (ქვანახშირი, ტორფი, საპროპელი, ნავთობი, გაზი).

დანალექი ქანების ძირითადი გენეტიკური ტიპებია:

1. ელუვიური საბადოები- მათი წარმოქმნის ფურცელზე დარჩენილი ქანების გამოფიტვის პროდუქტები. ელუვიუმი მდებარეობს წყალგამყოფების მწვერვალებზე, სადაც გამორეცხვა სუსტად არის გამოხატული.

2. დელუვიური დეპოზიტები- ეროზიის პროდუქტები, რომლებიც დალექილია წვიმის დროებითი ნაკადებით და დნება წყლის ფერდობების ქვედა ნაწილში.

3. პროლუვიური საბადოები- წარმოიქმნება დროებითი მთის მდინარეებით და ფერდობების ძირში ატმოსფერული პროდუქტების გადატანისა და დეპონირების შედეგად.

4. ალუვიური საბადოები- წარმოიქმნება ამინდის პროდუქტების დეპონირების შედეგად მდინარის წყლებით, რომლებიც შედის მათში ზედაპირული ჩამონადენით.

5. ტბის საბადოები– ტბების ქვედა ნალექები. ორგანული ნივთიერებების მაღალი შემცველობის (15-20%) სილას საპროპელებს უწოდებენ.

6. ზღვის ნალექები- ზღვების ქვედა ნალექები. ზღვების უკან დახევის (გადასვლის) დროს ისინი ნიადაგწარმომქმნელი ქანების სახით რჩებიან.

7. მყინვარული (მყინვარული) ან მორენის საბადოები- მყინვარის მიერ გადაადგილებული და დეპონირებული სხვადასხვა კლდეების ამინდობის პროდუქტები. ეს არის დაუხარისხებელი მსხვილმარცვლოვანი წითელ-ყავისფერი ან ნაცრისფერი მასალა ქვების, ლოდების და კენჭების ჩანართებით.

8. ფლუვიოგლაციური (წყალ-მყინვარული) საბადოებიმყინვარის დნობის დროს წარმოქმნილი დროებითი ნაკადულები და დახურული წყალსაცავები.

9. საფარის თიხებიმიეკუთვნება ექსტრამყინვარულ საბადოებს და განიხილება, როგორც ზედაპირული წყლების მყინვარული დნობის წყალდიდობები. ისინი ზემოდან 3-5 მ-ის ფენით ზემოდან ზემოდან ეფარებათ, მოყვითალო-ყავისფერი ფერისაა, კარგად დალაგებული, არ შეიცავს ქვებსა და ლოდებს. საფარის თიხნარებზე ნიადაგი უფრო ნაყოფიერია, ვიდრე მადაზე.

10. ლუსები და ლოსისმაგვარი თიხნარებიხასიათდება ღია ყვითელი შეფერილობით, სილისა და სილის ფრაქციების მაღალი შემცველობით, ფხვიერი აგებულებით, მაღალი ფორიანობით, კალციუმის კარბონატების მაღალი შემცველობით. მათზე წარმოიქმნა ნაყოფიერი რუხი ტყე, წაბლის მიწები, ჩერნოზემები და რუხი მიწები.

11. ეოლის საბადოებიწარმოიქმნება ქარის მოქმედების შედეგად. ქარის დესტრუქციული მოქმედება შედგება კოროზიისაგან (ქანების დაფქვა, ქვიშა) და დეფლაცია (აფეთქება და ტრანსპორტირება ქარით. პატარა ნაწილაკებინიადაგები). ორივე ეს პროცესი ერთად აღებული წარმოადგენს ქარის ეროზიას.

შინაარსის ამსახველი ძირითადი სქემები, ფორმულები და ა.შ.პრეზენტაცია ამინდის ტიპების ფოტოებით.

კითხვები თვითკონტროლისთვის:

1. რა არის ამინდი?

2. რა არის მაგმატიზაცია?

3. რა განსხვავებაა ფიზიკურ და ქიმიურ ამინდს შორის?

4. როგორია მატერიის გეოლოგიური ციკლი?

5. აღწერეთ დედამიწის აგებულება?

6. რა არის მაგმა?

7. რა ფენებისგან შედგება დედამიწის ბირთვი?

8. რა არის ჯიშები?

9. როგორ კლასიფიცირდება ჯიშები?

10. რა არის ლოსი?

11. რა არის ფრაქცია?

12. რა მახასიათებლებს ეწოდება ორგანოლეპტიკური?

მთავარი:

1. დობროვოლსკი ვ.ვ. ნიადაგების გეოგრაფია ნიადაგმცოდნეობის საფუძვლებით: სახელმძღვანელო უმაღლესი სკოლებისთვის. - M .: ჰუმანიტარული. რედ. ცენტრი VLADOS, 1999.-384 გვ.

2. ნიადაგმცოდნეობა / რედ. ი.ს. კაურიჩევი. M. Agropromiadat ed. 4. 1989 წ.

3. ნიადაგმცოდნეობა / რედ. ვ.ა. კოვდი, ბ.გ. როზანოვი 2 ნაწილად M. უმაღლესი სკოლა 1988 წ.

4. გლაზოვსკაია მ.ა., გენადიევი ა.ი. ნიადაგების გეოგრაფია ნიადაგმცოდნეობის საფუძვლებით, მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტი. 1995 წ

5. როდე ა.ა., სმირნოვი ვ.ნ. ნიადაგმცოდნეობა. მ უმაღლესი სკოლა, 1972 წ

დამატებითი:

1. გლაზოვსკაია მ.ა. ზოგადი ნიადაგმცოდნეობა და ნიადაგის გეოგრაფია. მ საშუალო სკოლა 1981 წ

2. კოვდა ვ.ა. ნიადაგების დოქტრინის საფუძვლები. M. Science.1973წ

3. ლივეროვსკი ა.ს. სსრკ-ს ნიადაგები. M. აზრი 1974 წ

4. როზანოვი ბ.გ. მიწის საფარიგლობუსი. M. ed. W. 1977 წ

5. ალექსანდროვა ლ.ნ., ნაიდენოვა ო.ა. ლაბორატორიული და პრაქტიკული მეცადინეობები ნიადაგმცოდნეობაში. ლ.აგროპრომიზდატი. 1985 წ

ბიოლოგიური (პატარა) ციკლი - ნივთიერებების მიმოქცევა მცენარეებს, ველურ ბუნებას, მიკროორგანიზმებსა და ნიადაგს შორის. მისი საფუძველია ფოტოსინთეზი, ანუ მზის სხივური ენერგიის ენერგიად გარდაქმნა მწვანე მცენარეებისა და სპეციალური მიკროორგანიზმების მიერ. ქიმიური ობლიგაციებიორგანული ნივთიერებები. ფოტოსინთეზმა გამოიწვია ჟანგბადის გამოჩენა დედამიწაზე მწვანე ორგანიზმების, ოზონის შრის და პირობების დახმარებით. ბიოლოგიური ევოლუცია.[ ...]

ნიადაგის ფორმირებაში განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ნივთიერებების მცირე ბიოლოგიურ ცირკულაციას, რადგან სწორედ ბიოლოგიური და გეოლოგიური ციკლების ურთიერთქმედება უდევს საფუძვლად ნიადაგწარმოქმნის პროცესს.[ ...]

ამჟამად გამოვლენილია აზოტის ციკლი ძლიერი გავლენაადამიანის მხრიდან. ერთის მხრივ, აზოტოვანი სასუქების მასობრივი წარმოება და მათი გამოყენება იწვევს ნიტრატების ჭარბ დაგროვებას. მინდვრებში სასუქების სახით მიწოდებული აზოტი იკარგება მოსავლის გასხვისების, გამორეცხვისა და დენიტრიფიკაციის გამო. მეორე მხრივ, როდესაც ამიაკის ნიტრატებად გარდაქმნის სიჩქარე მცირდება, ნიადაგში გროვდება ამონიუმის სასუქები. შესაძლებელია მიკროორგანიზმების აქტივობის აღკვეთა სამრეწველო ნარჩენებით ნიადაგის დაბინძურების შედეგად. თუმცა, ყველა ეს პროცესი საკმაოდ ლოკალური ხასიათისაა. ბევრად უფრო მნიშვნელოვანია აზოტის ოქსიდების გამოყოფა ატმოსფეროში, როდესაც საწვავი იწვება თბოელექტროსადგურებში და ტრანსპორტში. სამრეწველო ემისიებში „ფიქსირებული“ აზოტი ტოქსიკურია, განსხვავებით ბიოლოგიურად ფიქსირებული აზოტისგან. ბუნებრივი პროცესებიაზოტის ოქსიდები ატმოსფეროში მცირე რაოდენობით ჩნდება როგორც შუალედური პროდუქტები, მაგრამ ქალაქებსა და სამრეწველო რაიონებში მათი კონცენტრაცია საშიში ხდება. ისინი აღიზიანებენ სასუნთქ ორგანოებს და ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ ხდება რეაქციები აზოტის ოქსიდებსა და ნახშირწყალბადებს შორის ძლიერ ტოქსიკური და კანცეროგენული ნაერთების წარმოქმნით.[ ...]

ციკლები, როგორც მატერიის გადაადგილების ფორმა, ასევე თანდაყოლილია ბიოსტრომში, მაგრამ აქ ისინი იძენენ საკუთარ მახასიათებლებს. ჰორიზონტალური ციკლი წარმოდგენილია ტრიადით: დაბადება - გამრავლება - სიკვდილი (დაშლა); ვერტიკალური - ფოტოსინთეზის პროცესი. ორივე მათგანი, A.I. Perelman-ის (1975) ფორმულირებაში, პოულობს ერთიანობას მცირე ბიოლოგიურ ციკლში: „... ქიმიური ელემენტები პეიზაჟში ქმნიან ციკლებს, რომლის დროსაც ისინი არაერთხელ შედიან ცოცხალ ორგანიზმებში („ორგანიზებავენ საკუთარ თავს“) და ტოვებენ მათ. („მინერალიზებული“)“2.[ ...]

ბიოლოგიური (ბიოტიკური) ციკლი არის უწყვეტი, ციკლური, რეგულარული, მაგრამ დროში და სივრცეში არათანაბარი, მატერიის, ენერგიის1 და ინფორმაციის გადანაწილების ფენომენი. ეკოლოგიური სისტემებიორგანიზაციის სხვადასხვა იერარქიული დონე – ბიოგეოცენოზიდან ბიოსფერომდე. ნივთიერებების მიმოქცევას მთელი ბიოსფეროს მასშტაბით ეწოდება დიდი წრე (ნახ. 6.2), ხოლო სპეციფიკური ბიოგეოცენოზის ფარგლებში - ბიოტური გაცვლის მცირე წრე.[ ...]

ნებისმიერ ბიოლოგიურ ციკლს ახასიათებს ქიმიური ელემენტების ატომების განმეორებითი ჩართვა ცოცხალი ორგანიზმების სხეულებში და მათი გათავისუფლება გარემოში, საიდანაც ისინი კვლავ იჭერენ მცენარეებს და ერთვებიან ციკლში. მცირე ბიოლოგიურ ციკლს ახასიათებს სიმძლავრე - ქიმიური ელემენტების რაოდენობა, რომლებიც ერთდროულად იმყოფება ცოცხალი ნივთიერების შემადგენლობაში მოცემულ ეკოსისტემაში, და სიჩქარე - ცოცხალი მატერიის წარმოქმნილი და დაშლილი რაოდენობა დროის ერთეულზე.[ ...]

ნივთიერებების მცირე ბიოლოგიური ციკლი ეფუძნება ორგანული ნაერთების სინთეზისა და განადგურების პროცესებს ცოცხალი ნივთიერების მონაწილეობით. დიდისგან განსხვავებით, მცირე ციკლს ახასიათებს ენერგიის უმნიშვნელო რაოდენობა.[ ...]

პირიქით, მატერიის ბიოლოგიური მიმოქცევა ხდება დასახლებული ბიოსფეროს საზღვრებში და განასახიერებს უნიკალური თვისებებიპლანეტის ცოცხალი მატერია. დიდი, პატარა ციკლის ნაწილი, რომელიც ტარდება ბიოგეოცენოზის დონეზე, მდგომარეობს იმაში, რომ ნუტრიენტებინიადაგი, წყალი, ნახშირბადი გროვდება მცენარეთა ნივთიერებაში, იხარჯება როგორც საკუთარი, ისე ორგანიზმების - მომხმარებლების სხეულისა და სასიცოცხლო პროცესების მშენებლობაზე. ნიადაგის მიკროფლორისა და მეზოფაუნის მიერ ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროდუქტები (ბაქტერიები, სოკოები, მოლუსკები, ჭიები, მწერები, პროტოზოები და ა. [...]

დედამიწაზე აღწერილი ნივთიერებების ცირკულაციას, რომელსაც მხარს უჭერს მზის ენერგია - ნივთიერებების წრიული მიმოქცევა მცენარეებს, მიკროორგანიზმებს, ცხოველებს და სხვა ცოცხალ ორგანიზმებს შორის - ეწოდება ნივთიერებების ბიოლოგიურ ციკლს, ან მცირე ციკლს. ნივთიერების სრული მეტაბოლიზმის დრო მცირე ციკლში დამოკიდებულია ამ ნივთიერების მასაზე და ციკლში მისი გადაადგილების პროცესების ინტენსივობაზე და შეფასებულია რამდენიმე ასეულ წელზე.[ ...]

ბუნებაში არსებობს მატერიის დიდი და მცირე (ბიოლოგიური) ციკლი, წყლის ციკლი.[ ...]

მიუხედავად ატმოსფეროში წყლის ორთქლის ფენის შედარებით მცირე სისქისა (0,03 მ), წყლის მიმოქცევაში და მის ბიოგეოქიმიურ ციკლში მთავარ როლს სწორედ ატმოსფერული ტენიანობა ასრულებს. ზოგადად, მთელი მსოფლიოსთვის არის წყლის შემოდინების ერთი წყარო - ნალექი და ერთი დინების წყარო - აორთქლება, რაც წელიწადში 1030 მმ-ია. მცენარეთა ცხოვრებაში წყლის უზარმაზარი როლი ეკუთვნის ფოტოსინთეზის (ბიოლოგიური ციკლის ყველაზე მნიშვნელოვანი რგოლი) და ტრანსპირაციის პროცესების განხორციელებას. აორთქლება, ანუ ხის ან ბალახოვანი მცენარეულობით აორთქლებული წყლის მასა, ნიადაგის ზედაპირი, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კონტინენტებზე წყლის ციკლში. მიწისქვეშა წყალი, რომელიც შეაღწევს მცენარეთა ქსოვილებში ტრანსპირაციის პროცესში, მოაქვს მინერალური მარილებიაუცილებელია თავად მცენარეების სიცოცხლისთვის.[ ...]

დიდი გეოლოგიური ციკლის საფუძველზე წარმოიშვა ორგანული ნივთიერებების ციკლი - მცირე, რომელიც ეფუძნება ორგანული ნაერთების სინთეზისა და განადგურების პროცესებს. ეს ორი პროცესი უზრუნველყოფს სიცოცხლეს დედამიწაზე. ბიოლოგიური ციკლის ენერგია მხოლოდ 1%-ს იკავებს დედამიწაზე მზის ენერგია, მაგრამ ის აკეთებს უზარმაზარ სამუშაოს ცოცხალი მატერიის შექმნაზე.[ ...]

მზის ენერგია უზრუნველყოფს მატერიის ორ ციკლს დედამიწაზე: გეოლოგიური, ანუ დიდი და პატარა, ბიოლოგიური (ბიოტიკური).[ ...]

ნიტრიფიკაციის პროცესის დესტაბილიზაცია არღვევს ნიტრატების შეყვანას ბიოლოგიურ ციკლში, რომლის რაოდენობა წინასწარ განსაზღვრავს პასუხს დენტრიფიკატორების კომპლექსში ჰაბიტატის ცვლილებაზე. დენიტრიფიკატორების ფერმენტული სისტემები ამცირებენ სრული აღდგენის სიჩქარეს, ნაკლებად მოიცავს აზოტის ოქსიდს საბოლოო ეტაპზე, რომლის დანერგვა მოითხოვს მნიშვნელოვან ენერგეტიკულ ხარჯებს. შედეგად, ეროზიული ეკოსისტემების მიწისზედა ატმოსფეროში აზოტის ოქსიდის შემცველობამ მიაღწია 79-83%-ს (Kosinova et al., 1993). ზოგიერთი ორგანული ნივთიერების გასხვისება ჩერნოზემებისგან ეროზიის გავლენის ქვეშ აისახება აზოტის ფონდის შევსებაში ფოტო და ჰეტეროტროფული აზოტის ფიქსაციის დროს: აერობული და ანაერობული. ეროზიის ადრეული ეტაპები სწრაფადეს არის ზუსტად ანაერობული აზოტის ფიქსაცია, რომელიც თრგუნავს ორგანული ნივთიერებების ლაბილური ნაწილის პარამეტრების გამო (ხაზიევი და ბაგაუტდინოვი, 1987). ინვერტაზას და კატალაზას ფერმენტების აქტივობა ძლიერ ეროზირებულ ჩერნოზემებში შემცირდა 50%-ზე მეტით არაეროზირებულ ჩერნოზემებთან შედარებით. ნაცრისფერ ტყის ნიადაგებში მათი გამორეცხვის მატებასთან ერთად ინვერტაზას აქტივობა ყველაზე მკვეთრად მცირდება. თუ ოდნავ ეროზიულ ნიადაგებში შეინიშნება აქტივობის თანდათანობითი შესუსტება სიღრმესთან ერთად, მაშინ ძლიერ ეროზიულ ნიადაგებში ინვერტაზური აქტივობა ძალიან დაბალია ან უკვე არ არის გამოვლენილი მიწისქვეშა ფენაში. ეს უკანასკნელი ასოცირდება დღის ზედაპირზე ფერმენტის უკიდურესად დაბალი აქტივობით ილუვიური ჰორიზონტების გაჩენასთან. ფოსფატაზას და განსაკუთრებით კატალაზას აქტივობის მიხედვით, ნიადაგის ეროზიის ხარისხზე აშკარა დამოკიდებულება არ შეინიშნებოდა (Lichko, 1998).[ ...]

ლანდშაფტის გეოქიმია ავლენს მატერიისა და ენერგიის მცირე გეოგრაფიული მიმოქცევის ფარულ, ყველაზე ღრმა მხარეს. მცირე გეოგრაფიული მიმოქცევის კონცეფცია ჯერ კიდევ არ არის საკმარისად განვითარებული ფიზიკური გეოგრაფია. AT ზოგადი ხედიის შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მრავალსტრიქონიანი, სრულიად დახურული წრიული ნაკადი, რომელიც შედგება შემომავალი და გამოსხივებული სითბოსგან, ქიმიური ელემენტების ბიოლოგიური ციკლისგან, მცირე წყლის ციკლისგან (ნალექი - აორთქლება, მიწისქვეშა და მიწისქვეშა ჩამონადენი და შემოდინება), ეოლიური მიგრაცია - შემოტანა. და ამოღება - მინერალური ნივთიერებები. [...]

ნიადაგწარმოქმნის სველი პროცესის შესუსტება განპირობებულია ბიოლოგიური ციკლის დაბალი ინტენსივობით, მცენარეულობის დაბალი პროდუქტიულობით. წლიური ნაგავი ჯამური ბიომასით დაახლოებით იუტ/ჰა არ აღემატება 0,4-0,5 ტ/ჰა-ს. ნარჩენების უმეტესი ნაწილი წარმოდგენილია ფესვების ნარჩენებით. ბიოლოგიურ ციკლში ჩართულია დაახლოებით 70 კგ/ჰა აზოტი და 300 კგ/ჰა ნაცარი.[ ...]

ტროპიკული ტროპიკული ტყეები საკმაოდ უძველესი კულმინაციის ეკოსისტემებია, რომლებშიც საკვები ნივთიერებების ციკლი სრულყოფილებამდეა მიყვანილი - ისინი ცოტათი იკარგებიან და მაშინვე შედიან ორმხრივი ორგანიზმების მიერ განხორციელებულ ბიოლოგიურ ციკლში და არაღრმა. უმეტესწილადჰაეროვანი, ძლიერი მიკორიზით, ხის ფესვებით. ამის წყალობით ტყეები ასე მდიდრულად იზრდება მწირ ნიადაგებზე.[ ...]

ნიადაგის ქიმიური შემადგენლობის ფორმირება ხდება ბუნებაში არსებული ნივთიერებების დიდი გეოლოგიური და მცირე ბიოლოგიური ციკლის გავლენის ქვეშ. ნიადაგიდან ყველაზე ადვილად ამოღებულია ისეთი ელემენტები, როგორიცაა ქლორი, ბრომი, იოდი, გოგირდი, კალციუმი, მაგნიუმი, ნატრიუმი.[ ...]

ბიოგეოქიმიური პროცესების უმაღლესი აქტივობისა და ნივთიერებების მიმოქცევის კოლოსალური მოცულობებისა და მასშტაბების გამო, ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ქიმიური ელემენტები მუდმივ ციკლურ მოძრაობაშია. ზოგიერთი შეფასებით, თუ ვივარაუდებთ, რომ ბიოსფერო არსებობს მინიმუმ 3,5-4 მილიარდი წლის განმავლობაში, მაშინ მსოფლიო ოკეანის მთელმა წყალმა ბიოგეოქიმიური ციკლი გაიარა მინიმუმ 300-ჯერ, ხოლო ატმოსფეროს თავისუფალი ჟანგბადი - მინიმუმ 1 მილიონი ჯერ. ნახშირბადის ციკლი ხდება 8 წელიწადში, აზოტი 110 წელიწადში, ჟანგბადი 2500 წელიწადში. ნახშირბადის ძირითადი მასა, რომელიც კონცენტრირებულია ოკეანის ფსკერის კარბონატულ საბადოებში (1,3 x 1016 ტ), სხვა კრისტალური ქანები (1 x 1016 ტ), ქვანახშირი და ნავთობი (0,34 x 1016 ტ), მონაწილეობს დიდ მიმოქცევაში. ნახშირბადი, რომელიც შეიცავს მცენარეთა (5 x 10 მტ) და ცხოველთა ქსოვილებში (5 x 109 მტ) მონაწილეობს მცირე ციკლში (ბიოგეოქიმიური ციკლი).[ ...]

თუმცა, ხმელეთზე, ოკეანედან მოტანილი ნალექების გარდა, აორთქლება და ნალექი ხდება წყლის ციკლის გასწვრივ, რომელიც ხმელეთზე დახურულია. კონტინენტების ბიოტა რომ არ არსებობდეს, მაშინ ეს დამატებითი ხმელეთის ნალექები გაცილებით ნაკლები იქნებოდა ოკეანედან მოტანილ ნალექზე. მხოლოდ მცენარეული საფარის და ნიადაგის წარმოქმნა იწვევს მიწის ზედაპირიდან დიდი რაოდენობით აორთქლებას. მცენარეული საფარის წარმოქმნით წყალი გროვდება ნიადაგში, მცენარეებსა და ატმოსფეროს კონტინენტურ ნაწილში, რაც იწვევს ხმელეთზე დახურული ცირკულაციის ზრდას. დღეისათვის ხმელეთზე ნალექი საშუალოდ სამჯერ აღემატება მდინარის ჩამონადენს. შესაბამისად, ნალექების მხოლოდ მესამედი მოდის ოკეანედან და ორ მესამედზე მეტი უზრუნველყოფილია ხმელეთზე დახურული წყლის ციკლით. ამრიგად, ხმელეთზე წყალი ხდება ბიოლოგიურად აკუმულაციური, მთავარი ნაწილი წყლის რეჟიმიმიწა იქმნება ბიოტას მიერ და შეიძლება ბიოლოგიურად დარეგულირდეს.[ ...]

მოსახერხებელია პირველი და მეორე ძალების მანიფესტაციის ზოგიერთი ძირითადი მახასიათებლის იდენტიფიცირება, დედამიწაზე მატერიის ციკლების მოქმედების იდეის საფუძველზე: დიდი - გეოლოგიური (გეოწრიული) და პატარა - ბიოლოგიური (ბიოწრიულიდან). [...]

სამხრეთ ტაიგას მცენარეთა თემები უფრო მდგრადია ქიმიური დაბინძურების მიმართ, ვიდრე ჩრდილოეთ ტაიგაში. ჩრდილოეთ ტაიგას ცენოზების დაბალი სტაბილურობა განპირობებულია მათი დაბალი სახეობების მრავალფეროვნებით და მარტივი სტრუქტურით, ქიმიური დაბინძურებისადმი მგრძნობიარე სახეობების არსებობით (ხავსები და ლიქენები), დაბალი პროდუქტიულობა და ბიოლოგიური ციკლის უნარი და აღდგენის ნაკლები უნარი.[ . ..]

თუმცა, ნებისმიერი ეკოსისტემა, განურჩევლად ზომისა, მოიცავს ცოცხალ ნაწილს (ბიოცენოზი) და მის ფიზიკურ, ანუ უსულო გარემოს. ამავდროულად, მცირე ეკოსისტემები არის უფრო დიდი ეკოსისტემების ნაწილი, დედამიწის გლობალურ ეკოსისტემამდე. ანალოგიურად, პლანეტაზე მატერიის ზოგადი ბიოლოგიური ციკლი ასევე შედგება მრავალი მცირე, კერძო ციკლის ურთიერთქმედებისგან.[ ...]

ნიადაგი ხმელეთის ბიოგეოცენოზის განუყოფელი კომპონენტია. იგი ახორციელებს ნივთიერებების დიდი გეოლოგიური და მცირე ბიოლოგიური ციკლების კონიუგაციას (ურთიერთქმედებას). ნიადაგი არის მასალის შემადგენლობის სირთულის უნიკალური gGo ბუნებრივი წარმონაქმნი. ნიადაგის მატერია წარმოდგენილია ოთხით ფიზიკური ფაზები: მყარი (მინერალური და ორგანული ნაწილაკები), თხევადი (ნიადაგის ხსნარი), აირისებრი (ნიადაგის ჰაერი) და ცოცხალი (ორგანიზმები). ნიადაგებს ახასიათებთ რთული სივრცითი ორგანიზება და მახასიათებლების, თვისებებისა და პროცესების დიფერენციაცია.[ ...]

პირველი დასკვნის მიხედვით, ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ დაბალ ნარჩენების წარმოებაზე ვიმედოვნოთ. ამრიგად, ტექნოლოგიების განვითარების პირველი ეტაპი უნდა იყოს მათი დაბალი რესურსის ინტენსივობა (როგორც შეყვანისას, ასევე გამომავალში - ეკონომიურობა და უმნიშვნელო გამონაბოლქვი), მეორე ეტაპი იქნება ციკლური წარმოების შექმნა (ზოგიერთის ნარჩენები შეიძლება იყოს ნედლეული სხვებისთვის) და მესამე - გარდაუვალი ნარჩენების გონივრული განკარგვის ორგანიზება და შეუქცევადი ენერგიის ნარჩენების განეიტრალება. მოსაზრება, რომ ბიოსფერო მუშაობს არანარჩენების პრინციპით, მცდარია, რადგან ის ყოველთვის აგროვებს ნივთიერებებს, რომლებიც ტოვებენ ბიოლოგიურ ციკლს, რომლებიც ქმნიან დანალექ ქანებს.[ ...]

ნიადაგის წარმოქმნის არსი, ვ. რ. უილიამსის მიხედვით, განისაზღვრება, როგორც ორგანული ნივთიერებების სინთეზისა და დაშლის პროცესების დიალექტიკური ურთიერთქმედება, რომელიც ხდება ნივთიერებების მცირე ბიოლოგიური ციკლის სისტემაში.[ ...]

Ზე სხვადასხვა ეტაპებიბიოსფეროს განვითარება, მასში მიმდინარე პროცესები არ იყო იგივე, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი მიჰყვებოდნენ მსგავს ნიმუშებს. ნივთიერებების გამოხატული ცირკულაციის არსებობა, ბიოგეოქიმიური ციკლის გლობალური დახურვის კანონის თანახმად, ბიოსფეროს სავალდებულო თვისებაა მისი განვითარების ნებისმიერ ეტაპზე. ალბათ, ეს მისი არსებობის უცვლელი კანონია. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს ნივთიერებების ბიოგეოქიმიური ციკლის დახურვისას ბიოლოგიური და არა გეოქიმიური კომპონენტის წილის ზრდას. თუ ევოლუციის პირველ ეტაპზე ჭარბობდა ზოგადი ბიოსფერული ციკლი - დიდი ბიოსფერული გაცვლის წრე (თავიდან მხოლოდ შიგნით წყლის გარემო, შემდეგ კი დაიყო ორ ქვეციკლად - ხმელეთად და ოკეანედ), შემდეგ კი მომავალში დაიწყო მისი დამსხვრევა. შედარებით ერთგვაროვანი ბიოტას ნაცვლად გაჩნდა ეკოსისტემები და უფრო ღრმად დიფერენცირებული ხდებოდა. სხვადასხვა დონეზეიერარქია და გეოგრაფიული დისლოკაცია. მცირე, ბიოგეოცენოტიკურმა, გაცვლითმა წრეებმა მიიღეს მნიშვნელობა. წარმოიშვა ეგრეთ წოდებული "გაცვლის გაცვლა" - ბიოგეოქიმიური ციკლების ჰარმონიული სისტემა ბიოტური კომპონენტის უმაღლესი მნიშვნელობით.[ ...]

შუა განედებში მზის ენერგიის შემოსავალი არის 48-61 ათასი GJ/ჰა წელიწადში. ყოველწლიურად 15 გჯ/ჰა-ზე მეტი ენერგიის შემოღებით, ხდება გარემოსთვის არახელსაყრელი პროცესები - ნიადაგის ეროზია და დეფლაცია, მცირე მდინარეების შლამი და დაბინძურება, წყლის ობიექტების ევტროფიკაცია და ეკოსისტემებში ბიოლოგიური ციკლის დარღვევა.[ ...]

აღმოსავლეთ ციმბირის რეგიონს ახასიათებს მკაცრი ზამთარი მცირე თოვლით და ძირითადად ზაფხულის ნალექებით, რომლებიც რეცხავს ნიადაგის ფენას. შედეგად, აღმოსავლეთ ციმბირის ჩერნოზემებში ხდება პერიოდული გამორეცხვის რეჟიმი. ბიოლოგიური ციკლი თრგუნავს დაბალი ტემპერატურით. შედეგად ტრანსბაიკალურ ჩერნოზემებში ჰუმუსის შემცველობა დაბალია (4-9%), ხოლო ჰუმუსის ჰორიზონტის სისქე მცირეა. კარბონატების შემცველობა ძალიან დაბალია ან არ არსებობს. მაშასადამე, აღმოსავლეთ ციმბირის ჯგუფის ჩერნოზემებს უწოდებენ დაბალკარბონატულ და არაკარბონატულ (მაგალითად, გაჟღენთილი დაბალკარბონატული ან უკარბონატული ჩერნოზემები, ჩვეულებრივი დაბალკარბონატული ჩერნოზემები).[ ...]

ბევრ ბუნებრივ ეკოსისტემაში გავრცელებული კონცენტრაციის უმნიშვნელო ელემენტების უმეტესობა ორგანიზმებზე მცირე გავლენას ახდენს, შესაძლოა იმიტომ, რომ ორგანიზმები ადაპტირდნენ მათთან. ამრიგად, ამ ელემენტების მიგრაცია ჩვენთვის ნაკლებად საინტერესო იყო, თუ გარემო ძალიან ხშირად არ შედიოდა გარემოში. ქვეპროდუქტებისამთო მრეწველობა, სხვადასხვა დარგები, ქიმიური მრეწველობადა თანამედროვე სოფლის მეურნეობა, მაღალი კონცენტრაციის შემცველი პროდუქტები მძიმე მეტალები, ტოქსიკური ორგანული ნაერთები და სხვა პოტენციურად საშიში ნივთიერებები. ძალიან იშვიათ ელემენტსაც კი, თუ ის გარემოში შეჰყავთ უაღრესად ტოქსიკური ლითონის ნაერთის ან რადიოაქტიური იზოტოპის სახით, შეიძლება შეიძინოს მნიშვნელოვანი ბიოლოგიური მნიშვნელობავინაიდან ასეთი ნივთიერების მცირე რაოდენობასაც კი (გეოქიმიური თვალსაზრისით) შეიძლება ჰქონდეს გამოხატული ბიოლოგიური ეფექტი.[ ...]

დიდი ხანია ცნობილია ვიტამინებისა და ზრდის მასტიმულირებელი სხვა ორგანული ნაერთების ქიმიური ბუნება, აგრეთვე მათი საჭიროება ადამიანებში და შინაურ ცხოველებში; თუმცა, ამ ნივთიერებების კვლევა ეკოსისტემის დონეზე ახლახან დაიწყო. ორგანული საკვები ნივთიერებების შემცველობა წყალში ან ნიადაგში იმდენად დაბალია, რომ მათ უნდა ეწოდოს "მიკროელემენტები" განსხვავებით "მაკროელემენტებისგან", როგორიცაა აზოტი და "მიკროელემენტები", როგორიცაა "კვალი" ლითონები (იხ. თავი 5). ხშირად მათი შემცველობის გაზომვის ერთადერთი გზა არის ბიოლოგიური ნიმუში: გამოიყენება მიკროორგანიზმების სპეციალური შტამები, რომელთა ზრდის ტემპი პროპორციულია ორგანული საკვები ნივთიერებების კონცენტრაციისა. როგორც წინა ნაწილში ხაზგასმულია, კონკრეტული ნივთიერების როლი და მისი დინების სიჩქარე ყოველთვის არ შეიძლება შეფასდეს მისი კონცენტრაციით. ახლა ცხადი ხდება, რომ ორგანული საკვები ნივთიერებები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ საზოგადოების მეტაბოლიზმში და რომ ისინი შეიძლება იყოს შემზღუდველი ფაქტორი. ეს საინტერესო ტერიტორიაუახლოეს მომავალში კვლევები უდავოდ მიიპყრობს მეცნიერთა ყურადღებას. ვიტამინი B12 (კობალამინი) ციკლის შემდეგი აღწერა, რომელიც აღებულია Provasoli-დან (1963 წ.), აჩვენებს, თუ რამდენად ცოტა ვიცით ორგანული საკვები ნივთიერებების ციკლის შესახებ.[ ...]

ვ.რ უილიამსმა (1863-1939) შეიმუშავა სოფლის მეურნეობის ფაქტორების დოქტრინა. სოფლის მეურნეობის პირველი კანონის თანახმად, მცენარეთა სიცოცხლის არც ერთი ფაქტორი არ შეიძლება შეიცვალოს სხვა. გარდა ამისა, მცენარეთა სიცოცხლის ყველა ფაქტორი, რა თქმა უნდა, ექვივალენტურია (მეორე კანონი). გამოვყოთ მისი მნიშვნელოვანი აზრი, რომ ნიადაგი არის მატერიის მცირე - ბიოლოგიური და დიდი - გეოლოგიური ციკლის ურთიერთქმედების შედეგი.[ ...]

ვ. რ. უილიამსმა მჭიდროდ დაუკავშირა თავისი პოზიციები ნიადაგის გენეტიკური მეცნიერების და ნიადაგის ნაყოფიერების შესწავლის სფეროში. პრაქტიკული საკითხებისოფლის მეურნეობა და ისინი საფუძვლად დაედო სოფლის მეურნეობის ბალახოვან სისტემას. ყველაზე მნიშვნელოვანი და ორიგინალური შეხედულებები გამოთქვა V.R. Williams-მა ცოცხალი ორგანიზმების როლზე ნიადაგის ფორმირებაში, ნიადაგის წარმოქმნის პროცესის არსზე და ცალკეული სპეციფიკური პროცესების ბუნებაზე, ნივთიერებების მცირე ბიოლოგიურ ციკლზე, ნიადაგის ნაყოფიერებაზე, ნიადაგის ჰუმუსი და ნიადაგის სტრუქტურა.[ ...]

ეს მიდგომები არსებითად დაკავშირებულია როგორც სტრატეგია და ტაქტიკა, როგორც გრძელვადიანი ქცევის არჩევანი და პირველი პრიორიტეტული გადაწყვეტილებების საზომი. მათი განცალკევება შეუძლებელია: დაბინძურება ადამიანის გარემოგარემო ზიანს აყენებს სხვა ორგანიზმებს და ზოგადად ველურ ბუნებას და დეგრადაციას ბუნებრივი სისტემებიასუსტებს მათ უნარს ბუნებრივად გაასუფთავონ გარემო. მაგრამ ყოველთვის უნდა გვესმოდეს, რომ შეუძლებელია ადამიანის გარემოს ხარისხის შენარჩუნება ბუნებრივი ეკოლოგიური მექანიზმების მონაწილეობის გარეშე. დაბალბინძურების ტექნოლოგიებს რომც დავეუფლოთ, ვერაფერს მივაღწევთ, თუ ამავდროულად არ შევაჩერებთ ბუნების პრევენციას გარემოს შემადგენლობის დარეგულირებაში, გაწმენდასა და საცხოვრებლად გახადაში. ყველაზე სუფთა ტექნოლოგიები და გარემოს დაცვის ყველაზე მოწინავე მოწყობილობები არ გვიშველის, თუ ტყეების გაჩეხვა გაგრძელდება, მრავალფეროვნება შემცირდება. სახეობაარღვევს ბუნებაში ნივთიერებების ციკლს. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ ეკოლოგიური თვალსაზრისით, „დაცვის“ ცნება თავიდანვე მცდარია, რადგან აქტივობები უნდა იყოს აგებული ისე, რომ თავიდან აიცილოს ყველა ეფექტი და შედეგი, რომლისგანაც უნდა „დაცვა“. მოგვიანებით.[...]

ბიოსფეროში არსებული მატერიის დაახლოებით 99% გარდაიქმნება ცოცხალი ორგანიზმების მიერ, ხოლო დედამიწის ცოცხალი მატერიის მთლიანი ბიომასა შეფასებულია მხოლოდ 2,4 1012 ტონა მშრალ ნივთიერებაზე, რაც დედამიწის მასის 10-9 ნაწილს შეადგენს. ბიომასის წლიური რეპროდუქცია დაახლოებით 170 მილიარდი ტონა მშრალი ნივთიერებაა. მცენარეთა ორგანიზმების მთლიანი ბიომასა 2500-ჯერ აღემატება ცხოველებს, მაგრამ ზოოსფეროს სახეობრივი მრავალფეროვნება 6-ჯერ უფრო მდიდარია ვიდრე ფიტოსფერო. თუ ყველა ცოცხალ ორგანიზმს ერთ ფენად დავდებთ, მაშინ დედამიწის ზედაპირზე მხოლოდ 5 მმ სისქის ბიოლოგიური საფარი წარმოიქმნება. მაგრამ ბიოტას მცირე ზომის მიუხედავად, სწორედ ის განსაზღვრავს ლოკალურ პირობებს დედამიწის ქერქის ზედაპირზე. მისი არსებობა პასუხისმგებელია ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის გამოჩენაზე, ნიადაგების წარმოქმნასა და ბუნებაში ელემენტების ციკლზე.[ ...]

ზემოთ უკვე აღვწერეთ სოკო და მის ნაყოფ სხეულს სოკოს ვუწოდებთ, მაგრამ ეს მხოლოდ ნაწილია. უზარმაზარი ორგანიზმი. ეს არის მიკროსკოპული ბოჭკოების (რიფების) ფართო ქსელი, რომელსაც ეწოდება მიცელიუმი (მიცელიუმი) და აღწევს დეტრიტებში, ძირითადად ხეში, ფოთლების ნარჩენებში და ა. გამოსაყენებლად და თანდათანობით, მიცელიუმი მთლიანად ანადგურებს მკვდარ ხეს. საინტერესოა, როგორც ბ.ნებელი (1993) წერს, რომ სოკოები გვხვდება არაორგანულ ნიადაგზე, ვინაიდან მათ მიცელიუმს შეუძლია მისი სისქიდან ორგანული ნივთიერებების ძალიან დაბალი კონცენტრაციის გამოყვანაც კი. ბაქტერიები ფუნქციონირებენ ანალოგიურად, მაგრამ მიკროსკოპულ დონეზე. ბიოლოგიური ციკლის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად ძალიან მნიშვნელოვანია სოკოების და ზოგიერთი ბაქტერიის უნარი შექმნან უზარმაზარი სპორები (რეპროდუქციული უჯრედები). ეს მიკროსკოპული ნაწილაკები ატმოსფეროში ატმოსფეროში ჰაერის ნაკადებით გადადიან ძალიან მნიშვნელოვან დისტანციებზე, რაც მათ საშუალებას აძლევს ყველგან გავრცელდეს და სიცოცხლისუნარიანი შთამომავლობა მისცეს ნებისმიერ სივრცეში, თანდასწრებით. ოპტიმალური პირობებისასიცოცხლო აქტივობა.

დედამიწის ბიოსფერო გარკვეულწილად ხასიათდება ნივთიერებების არსებული მიმოქცევით და ენერგიის ნაკადით. ნივთიერებების ციკლი არის ნივთიერებების განმეორებითი მონაწილეობა ატმოსფეროში, ჰიდროსფეროში და ლითოსფეროში მიმდინარე პროცესებში, მათ შორის იმ ფენებში, რომლებიც დედამიწის ბიოსფეროს ნაწილია. მატერიის მიმოქცევა ხორციელდება მზისგან გარე ენერგიის უწყვეტი მიწოდებით და შინაგანი ენერგიაᲓედამიწა.

მამოძრავებელი ძალიდან გამომდინარე, ნივთიერებების მიმოქცევაში შეიძლება განვასხვავოთ გეოლოგიური (დიდი ცირკულაცია), ბიოლოგიური (ბიოგეოქიმიური, მცირე ცირკულაციის) და ანთროპოგენური ციკლები.

გეოლოგიური ციკლი (ნივთიერებების დიდი მიმოქცევა ბიოსფეროში)

ეს მიმოქცევა ანაწილებს მატერიას ბიოსფეროსა და დედამიწის ღრმა ჰორიზონტს შორის. მამოძრავებელი ძალაეს არის ეგზოგენური და ენდოგენური გეოლოგიური პროცესები. ენდოგენური პროცესები ხდება დედამიწის შიდა ენერგიის გავლენის ქვეშ. ეს არის შედეგად გამოთავისუფლებული ენერგია რადიოაქტიური დაშლამინერალების წარმოქმნის ქიმიური რეაქციები და ა.შ. ენდოგენური პროცესები მოიცავს, მაგალითად, ტექტონიკურ მოძრაობებს, მიწისძვრებს. ეს პროცესები იწვევს ფორმირებას დიდი ფორმებირელიეფი (კონტინენტები, ოკეანის დეპრესიები, მთები და ვაკეები). ეგზოგენური პროცესებიდინება მზის გარე ენერგიის გავლენის ქვეშ. მათ შორისაა ატმოსფეროს, ჰიდროსფეროს, ცოცხალი ორგანიზმებისა და ადამიანების გეოლოგიური აქტივობა. ეს პროცესები იწვევს დიდი რელიეფის (მდინარის ხეობები, ბორცვები, ხევები და ა.შ.) გლუვებას.

გეოლოგიური ციკლი გრძელდება მილიონობით წლის განმავლობაში და მდგომარეობს იმაში, რომ კლდეები განადგურებულია და ამინდის პროდუქტები (წყალში ხსნადი საკვები ნივთიერებების ჩათვლით) წყლის ნაკადებით გადაიტანება მსოფლიო ოკეანეში, სადაც ისინი ქმნიან საზღვაო ფენებს და მხოლოდ ნაწილობრივ ბრუნდებიან მიწაზე. ნალექები. გეოტექტონიკური ცვლილებები, კონტინენტების ჩაძირვის პროცესები და ზღვის ფსკერის აწევა, ზღვებისა და ოკეანეების მოძრაობა დიდი ხნის განმავლობაში იწვევს იმ ფაქტს, რომ ეს ფენები ხმელეთზე ბრუნდებიან და პროცესი თავიდან იწყება. ნივთიერებების ამ ცირკულაციის სიმბოლოა სპირალი და არა წრე, რადგან. მიმოქცევის ახალი ციკლი ზუსტად არ იმეორებს ძველს, მაგრამ შემოაქვს რაღაც ახალს.

რომ დიდი ციკლიეხება წყლის ციკლს (ჰიდროლოგიურ ციკლს) ხმელეთსა და ოკეანეს შორის ატმოსფეროს გავლით (ნახ. 3.2).

წყლის ციკლი მთლიანობაში დიდ როლს თამაშობს ფორმირებაში ბუნებრივი პირობებიჩვენს პლანეტაზე. მცენარეების მიერ წყლის ტრანსპირაციის და ბიოგეოქიმიურ ციკლში მისი შთანთქმის გათვალისწინებით, დედამიწაზე წყლის მთელი მარაგი იშლება და აღდგება 2 მილიონი წლის განმავლობაში.

ბრინჯი. 3. 2. წყლის ციკლი ბიოსფეროში.

ჰიდროლოგიურ ციკლში ჰიდროსფეროს ყველა ნაწილი ურთიერთდაკავშირებულია. მასში ყოველწლიურად 500 ათას კმ3-ზე მეტი წყალი მონაწილეობს. ამ პროცესის მამოძრავებელი ძალა მზის ენერგიაა. მზის ენერგიის ზემოქმედებით წყლის მოლეკულები თბება და გაზის სახით ამოდის ატმოსფეროში (დღიურად ორთქლდება 875 კმ3 მტკნარი წყალი). ამოსვლასთან ერთად თანდათან ცივდებიან, კონდენსდებიან და ღრუბლებს ქმნიან. საკმარისი გაგრილების შემდეგ, ღრუბლები გამოყოფენ წყალს სხვადასხვა ნალექის სახით, რომელიც ისევ ოკეანეში ჩავარდება. მიწაზე დაცემული წყალი შეიძლება მოჰყვეს ორს სხვადასხვა გზები: ან ჩაყარეთ ნიადაგში (ინფილტრაცია) ან ჩამოიწურეთ (ზედაპირი ჩამონადენი). ზედაპირზე წყალი მიედინება ნაკადულებსა და მდინარეებში, რომლებიც მიდიან ოკეანეში ან სხვა ადგილებში, სადაც ხდება აორთქლება. ნიადაგში აბსორბირებული წყალი შეიძლება შენარჩუნდეს მის ზედა ფენებში (ჰორიზონტებში) და დაბრუნდეს ატმოსფეროში ტრანსპირაციის გზით. ასეთ წყალს კაპილარული ეწოდება. წყალს, რომელიც გატაცებულია გრავიტაციით და ჩაედინება ფორებსა და ბზარებში, გრავიტაციულ წყალს უწოდებენ. გრავიტაციული წყალი ჩაედინება კლდის ან მკვრივი თიხის შეუღწევად ფენაში და ავსებს ყველა სიცარიელეს. ასეთ რეზერვებს მიწისქვეშა წყლებს უწოდებენ და მათ ზედა ზღვარი- დონე მიწისქვეშა წყალი. მიწისქვეშა ქანების ფენებს, რომლებშიც მიწისქვეშა წყლები ნელა მიედინება, წყალმცენარეები ეწოდება. გრავიტაციის გავლენით, მიწისქვეშა წყლები მოძრაობს წყალშემცველი ფენის გასწვრივ, სანამ არ იპოვის "გასასვლელს" (მაგალითად, წარმოქმნის ბუნებრივ წყაროებს, რომლებიც კვებავს ტბებს, მდინარეებს, აუზებს, ანუ ხდება ზედაპირული წყლის ნაწილი). ამრიგად, წყლის ციკლი მოიცავს სამ ძირითად „მარყუჟს“: ზედაპირული ჩამონადენი, აორთქლება-ტრანსპირაცია, მიწისქვეშა წყლები. დედამიწაზე წყლის ციკლში ყოველწლიურად 500 ათას კმ3-ზე მეტი წყალი მონაწილეობს და ის დიდ როლს ასრულებს ბუნებრივი პირობების ფორმირებაში.

ბიოლოგიური (ბიოგეოქიმიური) მიმოქცევა

(ნივთიერებების მცირე ცირკულაცია ბიოსფეროში)

ნივთიერებების ბიოლოგიური ციკლის მამოძრავებელი ძალა ცოცხალი ორგანიზმების აქტივობაა. ის უფრო დიდის ნაწილია და ადგილი აქვს ბიოსფეროს ეკოსისტემის დონეზე. მცირე ციკლი შედგება იმაში, რომ საკვები ნივთიერებები, წყალი და ნახშირბადი გროვდება მცენარეებში (ავტოტროფებში), იხარჯება სხეულების მშენებლობაზე და სასიცოცხლო პროცესებზე, როგორც მცენარეებზე, ასევე სხვა ორგანიზმებზე (ჩვეულებრივ, ცხოველები - ჰეტეროტროფები), რომლებიც ჭამენ ამ მცენარეებს. ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროდუქტები დესტრუქტორებისა და მიკროორგანიზმების (ბაქტერიები, სოკოები, ჭიები) მოქმედებით კვლავ იშლება მინერალურ კომპონენტებად. ესენი არაორგანული ნივთიერებებიშეიძლება ხელახლა იქნას გამოყენებული ავტოტროფების მიერ ორგანული ნივთიერებების სინთეზისთვის.

ბიოგეოქიმიურ ციკლებში განასხვავებენ სარეზერვო ფონდს (ნივთიერებები, რომლებიც არ უკავშირდება ცოცხალ ორგანიზმებს) და გაცვლის ფონდს (ნივთიერებები, რომლებიც დაკავშირებულია ორგანიზმებსა და მათ უშუალო გარემოს შორის პირდაპირი გაცვლით).

სარეზერვო ფონდის ადგილმდებარეობის მიხედვით, ბიოგეოქიმიური ციკლები იყოფა ორ ტიპად:

გაზის ტიპის ციკლები ატმოსფეროში და ჰიდროსფეროში ნივთიერებების სარეზერვო ფონდით (ნახშირბადის, ჟანგბადის, აზოტის ციკლები).

დანალექი ტიპის ციკლები დედამიწის ქერქში სარეზერვო ფონდით (ფოსფორის, კალციუმის, რკინის და სხვ. მიმოქცევა).

გაზის ტიპის ციკლები, რომლებსაც აქვთ დიდი გაცვლითი ფონდი, უფრო სრულყოფილია. გარდა ამისა, მათ შეუძლიათ სწრაფი თვითრეგულირება. დანალექი ტიპის ციკლები ნაკლებად სრულყოფილია, ისინი უფრო ინერტულია, რადგან მატერიის ძირითადი ნაწილი დედამიწის ქერქის სარეზერვო ფონდშია ცოცხალი ორგანიზმებისთვის მიუწვდომელი სახით. ასეთი ციკლები ადვილად ირღვევა სხვადასხვა სახის გავლენით და გაცვლილი მასალის ნაწილი ტოვებს ციკლს. მას შეუძლია კვლავ მიმოქცევაში დაბრუნდეს მხოლოდ გეოლოგიური პროცესების ან ცოცხალი ნივთიერების მოპოვების შედეგად.

ბიოლოგიური ციკლის ინტენსივობა განისაზღვრება ტემპერატურის მიხედვით გარემოდა წყლის რაოდენობა. მაგალითად, ბიოლოგიური ციკლი უფრო ინტენსიურად მიმდინარეობს სველში ტროპიკული ტყეებივიდრე ტუნდრაში.

ძირითადი ბიოგენური ნივთიერებებისა და ელემენტების ციკლები

ნახშირბადის ციკლი

დედამიწაზე მთელი სიცოცხლე ნახშირბადზეა დაფუძნებული. ცოცხალი ორგანიზმის თითოეული მოლეკულა აგებულია ნახშირბადის ჩონჩხის საფუძველზე. ნახშირბადის ატომები მუდმივად მიგრირებენ ბიოსფეროს ერთი ნაწილიდან მეორეში (ნახ. 3. 3.).

ბრინჯი. 3. 3. ნახშირბადის ციკლი.

დედამიწაზე ნახშირბადის ძირითადი მარაგი არის ნახშირორჟანგის (CO2) სახით, რომელიც შეიცავს ატმოსფეროში და იხსნება ოკეანეებში. მცენარეები შთანთქავენ ნახშირორჟანგის მოლეკულებს ფოტოსინთეზის დროს. შედეგად, ნახშირბადის ატომი გარდაიქმნება სხვადასხვა ორგანულ ნაერთად და ამით შედის მცენარეთა სტრუქტურაში. ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე ვარიანტი:

· ნახშირბადის ნარჩენები მცენარეებში ® მცენარის მოლეკულებს ჭამს დამშლელები (ორგანიზმები, რომლებიც იკვებებიან მკვდარი ორგანული ნივთიერებებით და ამავე დროს არღვევენ მას მარტივ არაორგანულ ნაერთებად) ® ნახშირბადი ატმოსფეროში უბრუნდება CO2-ის სახით;

· მცენარეებს ჭამენ ბალახისმჭამელები ® ნახშირბადი უბრუნდება ატმოსფეროში ცხოველების სუნთქვის დროს და სიკვდილის შემდეგ მათი დაშლისას; ან ბალახისმჭამელებს შეჭამენ მტაცებლები და შემდეგ ნახშირბადი ისევ ატმოსფეროში დაბრუნდება იმავე გზით;

მცენარეები კვდებიან და გადაიქცევიან წიაღისეულ საწვავად (მაგ. ქვანახშირი) ® ნახშირბადი ბრუნდება ატმოსფეროში საწვავის გამოყენების შემდეგ. ვულკანის ამოფრქვევადა სხვა გეოთერმული პროცესები.

ზღვის წყალში CO2-ის ორიგინალური მოლეკულის დაშლის შემთხვევაში, შესაძლებელია რამდენიმე ვარიანტიც: ნახშირორჟანგი შეიძლება უბრალოდ დაბრუნდეს ატმოსფეროში (ამ ტიპის გაზის ურთიერთგაცვლა მსოფლიო ოკეანესა და ატმოსფეროს შორის მუდმივად ხდება); ნახშირბადი შეიძლება შევიდეს ზღვის მცენარეების ან ცხოველების ქსოვილებში, შემდეგ ის თანდათან დაგროვდება ნალექის სახით ოკეანეების ფსკერზე და საბოლოოდ გადაიქცევა კირქვად ან კვლავ გადავა ნალექებიდან ზღვის წყალში.

CO2 ციკლის მაჩვენებელი დაახლოებით 300 წელია.

ნახშირბადის ციკლში ადამიანის ჩარევა (ქვანახშირის, ნავთობის, გაზის წვა, დეჰუმიფიკაცია) იწვევს ატმოსფეროში CO2-ის შემცველობის ზრდას და სათბურის ეფექტის განვითარებას. ამჟამად, ნახშირბადის ციკლის შესწავლა გახდა მნიშვნელოვანი ამოცანაატმოსფეროს შესწავლაში ჩართული მეცნიერებისთვის.

ჟანგბადის ციკლი

ჟანგბადი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია დედამიწაზე (ზღვის წყალი შეიცავს 85,82% ჟანგბადს, ატმოსფერულ ჰაერს 23,15% და 47,2% დედამიწის ქერქში). ჟანგბადის ნაერთები შეუცვლელია სიცოცხლის შესანარჩუნებლად (თამაში არსებითი როლიმეტაბოლიზმისა და სუნთქვის პროცესებში შედის ცილების, ცხიმების, ნახშირწყლების ნაწილი, რომელთაგანაც ორგანიზმები „შენდება“). ჟანგბადის ძირითადი მასა არის შეკრული მდგომარეობა(ატმოსფეროში მოლეკულური ჟანგბადის რაოდენობა არის მხოლოდ 0,01%. ზოგადი შინაარსიჟანგბადი დედამიწის ქერქში).

ვინაიდან ჟანგბადი გვხვდება ბევრში ქიმიური ნაერთები, ბიოსფეროში მისი ცირკულაცია ძალზე რთულია და ძირითადად ხდება ატმოსფეროსა და ცოცხალ ორგანიზმებს შორის. ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია შენარჩუნებულია ფოტოსინთეზის საშუალებით, რის შედეგადაც მწვანე მცენარეები მზის სხივების გავლენით ნახშირორჟანგს და წყალს ნახშირწყლებად და ჟანგბადად გარდაქმნიან. ჟანგბადის ძირითად ნაწილს აწარმოებენ მიწის მცენარეები - თითქმის ¾, დანარჩენს - ოკეანეების ფოტოსინთეზური ორგანიზმები. ჟანგბადის ძლიერი წყაროა წყლის ორთქლის ფოტოქიმიური დაშლა ზედა ატმოსფეროში მზის ულტრაიისფერი სხივების გავლენის ქვეშ. გარდა ამისა, ჟანგბადი ქმნის ყველაზე მნიშვნელოვან ციკლს, არის წყლის ნაწილი. ულტრაიისფერი გამოსხივების გავლენის ქვეშ ოზონიდან წარმოიქმნება მცირე რაოდენობით ჟანგბადი.

ჟანგბადის ციკლის სიჩქარე დაახლოებით 2 ათასი წელია.

კლებულობს ტყეების განადგურება, ნიადაგის ეროზია, სხვადასხვა მაღაროების სამუშაოები ზედაპირზე მთლიანი მასაფოტოსინთეზი და ამცირებს ჟანგბადის ციკლს დიდ ფართობზე. გარდა ამისა, ასიმილაციის შედეგად წარმოქმნილი ჟანგბადის 25% ყოველწლიურად იხარჯება სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო საჭიროებისთვის.

აზოტის ციკლი

ბიოგეოქიმიური აზოტის ციკლი, ისევე როგორც წინა ციკლები, მოიცავს ბიოსფეროს ყველა უბანს (სურ. 3.4).

ბრინჯი. 3. 4. აზოტის ციკლი.

აზოტი შედის დედამიწის ატმოსფეროფორმაში შეუზღუდავი დიატომიური მოლეკულები(ატმოსფეროს მთლიანი მოცულობის დაახლოებით 78% არის აზოტი). გარდა ამისა, აზოტი გვხვდება მცენარეებსა და ცხოველებში ცილების სახით. მცენარეები სინთეზირებენ ცილებს ნიადაგიდან ნიტრატების შთანთქმით. ნიტრატები იქ წარმოიქმნება ნიადაგში არსებული ატმოსფერული აზოტისა და ამონიუმის ნაერთებისგან. ატმოსფერული აზოტის მცენარეებისა და ცხოველების გამოსაყენებელ ფორმაში გადაქცევის პროცესს აზოტის ფიქსაცია ეწოდება. როდესაც ორგანული ნივთიერებები ლპება, მათში შემავალი აზოტის მნიშვნელოვანი ნაწილი გადაიქცევა ამიაკად, რომელიც ნიადაგში მცხოვრები ნიტრიფიცირებული ბაქტერიების გავლენით შემდეგ იჟანგება ამიაკად. აზოტის მჟავა. ეს მჟავა, რომელიც რეაგირებს ნიადაგის კარბონატებთან (მაგალითად, კალციუმის კარბონატი CaCO3), წარმოქმნის ნიტრატებს. აზოტის ნაწილი ყოველთვის გამოიყოფა დაშლის დროს ატმოსფეროში თავისუფალი სახით. გარდა ამისა, თავისუფალი აზოტი გამოიყოფა ორგანული ნივთიერებების წვის დროს, შეშის, ქვანახშირის და ტორფის წვის დროს. გარდა ამისა, არსებობს ბაქტერიები, რომლებსაც ჰაერის არასაკმარისი წვდომით შეუძლიათ ნიტრატებიდან ჟანგბადის მიღება, ანადგურებენ მათ თავისუფალი აზოტის გამოყოფით. დენიტრიფიკაციის ბაქტერიების აქტივობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ აზოტის ნაწილი მწვანე მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომი ფორმისგან (ნიტრატები) მიუწვდომელი ხდება (თავისუფალი აზოტი). ამრიგად, ყველა აზოტი, რომელიც იყო მკვდარი მცენარეების ნაწილი, უბრუნდება ნიადაგს (მისი ნაწილი თანდათანობით თავისუფალ ფორმაში გამოიყოფა).

პროცესები, რომლებიც ანაზღაურებს აზოტის დანაკარგს, პირველ რიგში მოიცავს ატმოსფეროში წარმოქმნილ ელექტრო გამონადენებს, რომელშიც ყოველთვის წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდების გარკვეული რაოდენობა (ეს უკანასკნელი წყალთან ერთად იძლევა აზოტის მჟავას, რომელიც ნიადაგში ნიტრატებად იქცევა). . ნიადაგში აზოტის ნაერთების შევსების კიდევ ერთი წყაროა ეგრეთ წოდებული აზოტობაქტერიების სასიცოცხლო აქტივობა, რომლებსაც შეუძლიათ ატმოსფერული აზოტის ათვისება. ამ ბაქტერიების ნაწილი მკვიდრდება პარკოსნების ოჯახის მცენარეების ფესვებზე, რაც იწვევს დამახასიათებელი შეშუპებების - კვანძების წარმოქმნას. კვანძოვანი ბაქტერიები, ატმოსფერული აზოტის შეთვისებით, ამუშავებენ მას აზოტის ნაერთებად, მცენარეები კი ამ უკანასკნელს ცილებად და სხვა ნაერთებად გარდაქმნიან. რთული ნივთიერებები. ამრიგად, ბუნებაში, უწყვეტი მიმოქცევააზოტი.

იმის გამო, რომ ყოველწლიურად მოსავლის აღებასთან ერთად მცენარეების ყველაზე ცილებით მდიდარი ნაწილები (მაგალითად, მარცვლეული) ამოღებულია მინდვრებიდან, ნიადაგი „მოითხოვს“ სასუქების შეტანას, რომლებიც ანაზღაურებენ მასში დანაკარგს. აუცილებელი ელემენტებიმცენარის კვება. ძირითადი გამოყენებაა კალციუმის ნიტრატი (Ca(NO)2), ამონიუმის ნიტრატი (NH4NO3), ნატრიუმის ნიტრატი (NANO3) და კალიუმის ნიტრატი (KNO3). ასევე, ქიმიური სასუქების ნაცვლად გამოიყენება თავად პარკოსანთა ოჯახის მცენარეები. თუ ნიადაგზე შეტანილი ხელოვნური აზოტის სასუქების რაოდენობა ზედმეტად დიდია, მაშინ ნიტრატები ასევე შედიან ადამიანის ორგანიზმში, სადაც ისინი გადაიქცევიან ნიტრიტებად, რომლებიც ძალიან ტოქსიკურია და შეიძლება გამოიწვიოს კიბო.

ფოსფორის ციკლი

ფოსფორის ძირითად ნაწილს შეიცავს გასულ გეოლოგიურ ეპოქებში წარმოქმნილი ქანები. ფოსფორის შემცველობა დედამიწის ქერქში 8 - 10-დან 20%-მდეა (წონით) და ის აქ გვხვდება მინერალების სახით (ფტორპატიტი, ქლორაპატიტი და სხვ.), რომლებიც შედიან ბუნებრივი ფოსფატების - აპატიტებისა და ფოსფორიტების შემადგენლობაში. ფოსფორი შეიძლება შევიდეს ბიოგეოქიმიურ ციკლში ქანების ამინდის შედეგად. ეროზიული პროცესები ფოსფორს ზღვაში ატარებს მინერალური აპატიტის სახით. ფოსფორის გარდაქმნაში დიდი როლითამაშობენ ცოცხალი ორგანიზმები. ორგანიზმები ფოსფორს იღებენ ნიადაგიდან და წყლის ხსნარებიდან. გარდა ამისა, ფოსფორი გადადის კვებითი ჯაჭვების მეშვეობით. ორგანიზმების სიკვდილის შემდეგ ფოსფორი უბრუნდება ნიადაგს და ზღვების შლამს და კონცენტრირდება ზღვის ფოსფატის საბადოების სახით, რაც თავის მხრივ ქმნის პირობებს ფოსფორით მდიდარი ქანების შესაქმნელად (ნახ. 3.5. ).

ბრინჯი. 3.5. ფოსფორის ციკლი ბიოსფეროში (P. Duvigno, M. Tang, 1973; ცვლილებებით).

ზე არასწორი გამოყენებაფოსფატური სასუქები, წყლისა და ქარის ეროზიის შედეგად (განადგურება წყლის ან ქარის მოქმედებით) ნიადაგიდან გამოიყოფა დიდი რაოდენობით ფოსფორი. ერთის მხრივ, ეს იწვევს ფოსფორიანი სასუქების გადაჭარბებულ მოხმარებას და ფოსფორის შემცველი მადნების ამოწურვას.

მეორეს მხრივ, ფოსფორის შემცველობა იზრდება წყლის გზებიმისი გადატანა იწვევს წყლის მცენარეების ბიომასის სწრაფ ზრდას, „რეზერვუარების აყვავებას“ და მათ ევტროფიკაციას (კვებითი ელემენტებით გამდიდრებას).

ვინაიდან მცენარეები ნიადაგიდან ატარებენ ფოსფორის მნიშვნელოვან რაოდენობას, ხოლო ნიადაგის ფოსფორის ნაერთების ბუნებრივი შევსება უკიდურესად უმნიშვნელოა, ფოსფორის სასუქების გამოყენება ნიადაგში პროდუქტიულობის გაზრდის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ღონისძიებაა. მსოფლიოში ყოველწლიურად მოიპოვება დაახლოებით 125 მილიონი ტონა. ფოსფატის საბადო. უმეტესი ნაწილი იხარჯება ფოსფატური სასუქების წარმოებაზე.

გოგირდის ციკლი

გოგირდის ძირითადი სარეზერვო ფონდი გვხვდება ნალექებში, ნიადაგსა და ატმოსფეროში. მთავარი როლიბიოგეოქიმიურ ციკლში გოგირდის ჩართვაში მიეკუთვნება მიკროორგანიზმები. ზოგიერთი მათგანი აღმდგენი აგენტია, სხვები ჟანგვის აგენტები (ნახ. 3. 6.).

ბრინჯი. 3. 6. გოგირდის ციკლი (იუ. ოდუმის მიხედვით, 1975 წ.).

ბუნებაში დიდი რაოდენობით ცნობილია რკინის, ტყვიის, თუთიის და ა.შ სხვადასხვა სულფიდები.სულფიდური გოგირდი ბიოსფეროში იჟანგება სულფატ გოგირდად. სულფატებს მცენარეები იღებენ. ცოცხალ ორგანიზმებში გოგირდი ამინომჟავებისა და ცილების ნაწილია, ხოლო მცენარეებში, გარდა ამისა, ეთერზეთების ნაწილი და ა.შ. ნიადაგებში და ზღვების შლამებში ორგანიზმების ნაშთების განადგურების პროცესებს თან ახლავს გოგირდის რთული გარდაქმნები (მიკროორგანიზმები ქმნიან უამრავ შუალედურ გოგირდოვან ნაერთს). ცოცხალი ორგანიზმების სიკვდილის შემდეგ გოგირდის ნაწილი მიკროორგანიზმების მიერ ნიადაგში აღდგება H2S-მდე, მეორე ნაწილი იჟანგება სულფატებად და კვლავ შედის ციკლში. ატმოსფეროში წარმოქმნილი წყალბადის სულფიდი იჟანგება და ნალექით უბრუნდება ნიადაგს. გარდა ამისა, წყალბადის სულფიდს შეუძლია ხელახლა შექმნას "მეორადი" სულფიდები, ხოლო სულფატის გოგირდი ქმნის თაბაშირს. თავის მხრივ, სულფიდები და თაბაშირი კვლავ განადგურებულია და გოგირდი განაახლებს მიგრაციას.

გარდა ამისა, გოგირდს SO2, SO3, H2S და ელემენტარული გოგირდის სახით ვულკანები ატმოსფეროში გამოყოფენ.

გოგირდის ციკლი შეიძლება დაირღვეს ადამიანის ჩარევით. ამის მიზეზია ნახშირის წვა და ქიმიური მრეწველობის გამონაბოლქვი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება გოგირდის დიოქსიდი, რომელიც არღვევს ფოტოსინთეზის პროცესებს და იწვევს მცენარეულობის სიკვდილს.

ამრიგად, ბიოგეოქიმიური ციკლები უზრუნველყოფს ბიოსფეროს ჰომეოსტაზს. თუმცა, ისინი დიდწილად ექვემდებარებიან ადამიანის გავლენას. და ადამიანის ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი ანტიეკოლოგიური მოქმედება დაკავშირებულია ბუნებრივი ციკლების დარღვევასთან და თუნდაც განადგურებასთან (ისინი ხდება აციკლური).

ანთროპოგენური ციკლი

ანთროპოგენური ციკლის მამოძრავებელი ძალა ადამიანის საქმიანობაა. ეს ციკლი მოიცავს ორ კომპონენტს: ბიოლოგიურს, რომელიც დაკავშირებულია ადამიანის, როგორც ცოცხალი ორგანიზმის ფუნქციონირებასთან, და ტექნიკური, რომელიც დაკავშირებულია ადამიანების ეკონომიკურ საქმიანობასთან. ანთროპოგენური ციკლი, გეოლოგიური და ბიოლოგიური ციკლებისგან განსხვავებით, არ არის დახურული. ეს ღიაობა იწვევს ბუნებრივი რესურსების ამოწურვას და ბუნებრივი გარემოს დაბინძურებას.