Všetky látky na planéte sú v procese obehu. Slnečná energia spôsobuje na Zemi dva cykly hmoty: veľké (geologické, biosférické) a malý (biologický).

Veľký obeh látok v biosfére sa vyznačuje dvoma dôležitými bodmi: uskutočňuje sa v celom rozsahu geologický vývoj Zem a je moderným planetárnym procesom, ktorý zohráva vedúcu úlohu v ďalšom rozvoji biosféry.

Geologický cyklus je spojený so vznikom a deštrukciou hornín a následným pohybom produktov deštrukcie – troskového materiálu a chemických prvkov. Významnú úlohu v týchto procesoch zohrávali a zohrávajú tepelné vlastnosti povrchu pôdy a vody: absorpcia a odraz slnečného žiarenia, tepelná vodivosť a tepelná kapacita. Nestabilný hydrotermálny režim zemského povrchu spolu s planetárnym atmosférickým obehovým systémom determinovali geologický obeh látok, ktorý v počiatočnom štádiu vývoja Zeme spolu s endogénnymi procesmi súvisel so vznikom kontinentov, oceánov a moderných geosféry. S vytvorením biosféry boli produkty životnej činnosti organizmov zahrnuté do veľkého cyklu. Geologický cyklus zásobuje živé organizmy živinami a do značnej miery určuje podmienky ich existencie.

Hlavné chemické prvky litosféry: kyslík, kremík, hliník, železo, horčík, sodík, draslík a iné - podieľajú sa na veľkom obehu, prechádzajúcom z hlbokých častí vrchného plášťa na povrch litosféry. Vyvrelá hornina, ktorá vznikla počas kryštalizácie magmy, ktorá sa dostala na povrch litosféry z hlbín Zeme, podlieha rozkladu a zvetrávaniu v biosfére. Produkty zvetrávania prechádzajú do pohyblivého stavu, sú odnášané vodami, vetrom do nízko reliéfnych oblastí, padajú do riek, oceánu a vytvárajú hrubé vrstvy sedimentárnych hornín, ktoré časom klesajú do hĺbky v oblastiach s zvýšená teplota a tlaku, prechádzajú metamorfózou, t.j. "pretavením". Pri tomto pretavovaní sa objavuje nová metamorfovaná hornina, ktorá sa dostáva do horných horizontov zemskej kôry a opäť vstupuje do obehu látok. (ryža.).

Najintenzívnejšie a najrýchlejšie prechádzajú ľahko mobilné látky - plyny a prírodné vody, ktoré tvoria atmosféru a hydrosféru planéty. Materiál litosféry koluje oveľa pomalšie. Vo všeobecnosti je každá cirkulácia akéhokoľvek chemického prvku súčasťou všeobecnej veľkej cirkulácie látok na Zemi a všetky sú úzko prepojené. Živá hmota biosféry v tomto cykle robí skvelú prácu pri prerozdeľovaní chemických prvkov, ktoré neustále cirkulujú v biosfére, prechádzajú z vonkajšieho prostredia do organizmov a späť do vonkajšie prostredie.

Malý alebo biologický obeh látok- toto je

obeh látok medzi rastlinami, živočíchmi, hubami, mikroorganizmami a pôdou. Podstatou biologického cyklu je prúdenie dvoch protikladných, ale vzájomne súvisiacich procesov – tvorby organických látok a ich ničenia. Prvé štádium Vznik organických látok je spôsobený fotosyntézou zelených rastlín, t.j. tvorbou živej hmoty z oxidu uhličitého, vody a jednoduchých minerálnych zlúčenín pomocou slnečnej energie. Rastliny (producenti) extrahujú z pôdy v roztoku molekuly síry, fosforu, vápnika, draslíka, horčíka, mangánu, kremíka, hliníka, zinku, medi a ďalších prvkov. Bylinožravé živočíchy (konzumenti I. rádu) absorbujú zlúčeniny týchto prvkov už vo forme potravy rastlinného pôvodu. Dravce (konzumenti druhého rádu) sa živia bylinožravými zvieratami, pričom konzumujú potravu komplexnejšieho zloženia vrátane bielkovín, tukov, aminokyselín a iných látok. V procese ničenia organických látok odumretých rastlín a živočíšnych zvyškov mikroorganizmami (rozkladačmi) sa do pôdy a vodného prostredia dostávajú jednoduché minerálne zlúčeniny, dostupné na asimiláciu rastlinami a začína sa ďalšie kolo biologického cyklu. (obr. 33).

Vznik a vývoj noosféry

Evolúcia organického sveta na Zemi prešla niekoľkými etapami.Prvá je spojená so vznikom biologického cyklu látok v biosfére. Druhý sprevádzala formácia mnohobunkové organizmy. Tieto dve fázy sa nazývajú biogenéza.Tretia fáza je spojená so vzhľadom ľudská spoločnosť, pod vplyvom ktorej v moderných podmienkach prebieha evolúcia biosféry a jej premena na sféru myseľ-noosféra (z gr.-myseľ,-ball). Noosféra – nový stav biosféry, kedy primeranú činnosťčlovek sa stáva hlavným faktorom, ktorý určuje jeho vývoj. Termín „noosféra“ zaviedol E. Leroy. VI Vernadsky prehĺbil a rozvinul doktrínu noosféry. Napísal: "Noosféra je nový geologický fenomén na našej planéte. V nej sa človek stáva hlavnou geologickou silou." V. I. Vernadskij vyčlenil nevyhnutné predpoklady pre vznik noosféry: 1. Ľudstvo sa stalo jednotným celkom 2. Možnosť okamžitej výmeny informácií 3. Skutočná rovnosť ľudí. 6. Vylúčenie vojen zo života spoločnosti. Vytvorenie týchto predpokladov je možné v dôsledku explózie vedeckého myslenia v dvadsiatom storočí.

Téma - 6. Príroda - človek: systematický prístup. Cieľ prednášky: Vytvoriť holistický pohľad na systémové postuláty ekológie.

Hlavné otázky: 1. Pojem systém a komplexné biosystémy 2. Vlastnosti biologických systémov 3. Systémové postuláty: zákon univerzálnej komunikácie, environmentálnych zákonov B. Commoner, Právo veľké čísla, Le Chatelierov princíp, Zákon spätnej väzby v prírode a zákon stálosti množstva živej hmoty. 4. Modely interakcií v systémoch " príroda je človek“ a „človek-ekonomika-biota-životné prostredie“.

Ekologický systém je hlavným predmetom ekológie. Ekológia je vo svojej podstate systémová a svojou teoretickou formou je blízka všeobecnej teórii systémov. Podľa všeobecnej teórie systémov je systém skutočný alebo mysliteľný súbor častí, ktorých integrálne vlastnosti sú určené interakciou medzi časťami (prvkami) systému. V reálnom živote je systém definovaný ako súbor objektov spojených určitou formou pravidelnej interakcie alebo vzájomnej závislosti na vykonávanie danej funkcie. V materiáli sú určité hierarchie - usporiadané postupnosti časopriestorovej podriadenosti a komplikácie systémov. Všetky odrody nášho sveta môžu byť reprezentované ako tri postupne vznikajúce hierarchie. Ide o hlavnú, prírodnú, fyzikálno-chemicko-biologickú (P, X, B) hierarchiu a dve vedľajšie, ktoré vznikli na jej základe, sociálnu (S) a technickú (T) hierarchiu. Existencia tých druhých z hľadiska súboru spätných väzieb určitým spôsobom ovplyvňuje hlavnú hierarchiu. Kombinovanie systémov z rôznych hierarchií vedie k „zmiešaným“ triedam systémov. Kombináciou systémov z fyzikálno-chemickej časti hierarchie (F, X - "prostredie") so živými systémami biologickej časti hierarchie (B - "biota") teda vzniká zmiešaná trieda systémov tzv. ekologické. Spojenie systémov z hierarchií C

("človek") a T ("technológia") vedie k triede ekonomických, príp technické a ekonomické, systémov.

Ryža. . Hierarchie materiálové systémy:

F, X - fyzikálne a chemické, B - biologické, C - sociálne, T - technické

Malo by byť zrejmé, že vplyv ľudskej spoločnosti na prírodu, vyjadrený v diagrame, sprostredkovaný technológiou a technológiami (technogenéza), sa vzťahuje na celú hierarchiu prírodných systémov: spodnú vetvu - do abiotického prostredia, hornú - na biota biosféry. Nižšie sa budeme zaoberať nepredvídateľnosťou environmentálnych a technických a ekonomických aspektov tejto interakcie.

Všetky systémy majú niektoré spoločné vlastnosti:

1. Každý systém má špecifické štruktúra, určený formou časopriestorových spojení alebo interakcií medzi prvkami systému. Samotný štrukturálny poriadok neurčuje organizáciu systému. Systém je možné zavolať organizovaný ak je jej existencia buď nevyhnutná na udržanie nejakej funkčnej (vykonávajúcej určitú prácu) štruktúry, alebo naopak závisí od činnosti takejto štruktúry.

2. Podľa zásada nevyhnutnej rozmanitosti systém nemôže pozostávať z rovnakých prvkov zbavených individuality. Dolná hranica diverzity sú aspoň dva prvky (protón a elektrón, proteín a nukleová kyselina, „on“ a „ona“), horná hranica je nekonečno. Rozmanitosť je najdôležitejšou informačnou charakteristikou systému. Odlišuje sa od počtu druhov prvkov a dá sa merať 3. Vlastnosti systému nemožno pochopiť len na základe vlastností jeho častí. Rozhodujúca je interakcia medzi prvkami. Z jednotlivých častí stroja pred montážou nie je možné posúdiť činnosť stroja. Pri oddelenom štúdiu niektorých foriem húb a rias nie je možné predpovedať existenciu ich symbiózy vo forme lišajníka. Kombinovaný účinok dvoch alebo viacerých rôznych faktorov na organizmus sa takmer vždy líši od súčtu ich samostatných účinkov. Stupeň neredukovateľnosti vlastností systému na súčet vlastností jednotlivých prvkov, z ktorých sa skladá, určuje vznik systémov.

4. Alokácia systému rozdeľuje jeho svet na dve časti – systém samotný a jeho prostredie. V závislosti od prítomnosti (neprítomnosti) výmeny hmoty, energie a informácií s prostredím sú v zásade možné: izolovaný systémy (nie je možná výmena); ZATVORENÉ systémy (nemožná výmena hmoty); OTVORENÉ systémov (výmena hmoty a energie je možná). Výmena energie určuje výmenu informácií. V prírode sú len otvorené dynamický systémov, medzi vnútorné prvky ktoré a prvky prostredia uskutočňujú prenos hmoty, energie a informácií. akýkoľvek živý systém- od vírusu po biosféru - je otvorený dynamický systém.

5. Prevaha vnútorné interakcie v systéme nad vonkajšími a labilita systému vo vzťahu k externému
akcie to definujú schopnosť sebazáchovy vďaka kvalitám organizácie, vytrvalosti a stability. Vonkajší vplyv na systém, ktorý presahuje silu a flexibilitu jeho vnútorných interakcií, vedie k nezvratným zmenám.
a smrť systému. Stabilita dynamického systému je udržiavaná jeho nepretržitou vonkajšou cyklickou prácou. To si vyžaduje prúdenie a premenu energie na toto. tému. Pravdepodobnosť dosiahnutia hlavného cieľa systému – sebazáchovy (aj prostredníctvom sebareprodukcie) je definovaná ako jeho potenciálna efektívnosť.

6. Pôsobenie systému v čase sa nazýva správanie. Zmena správania spôsobená vonkajším faktorom sa označuje ako reakciu systému, a zmena reakcie systému, spojená so zmenou štruktúry a zameraná na stabilizáciu správania, ako jeho zariadenie, alebo prispôsobenie. Konsolidácia adaptačných zmien v štruktúre a väzbách systému v čase, pri ktorom sa zvyšuje jeho potenciálna efektívnosť, sa považuje za vývoj, alebo evolúcia, systémov. Vznik a existencia všetkých hmotných systémov v prírode je spôsobená evolúciou. Dynamické systémy sa vyvíjajú v smere od pravdepodobnejšej k menej pravdepodobnej organizácii, t.j. vývoj postupuje cestou komplikácií organizácie a tvorba subsystémov v štruktúre systému. V prírode sú všetky formy správania systému - od elementárna reakcia pred globálnou evolúciou – v podstate nelineárne. Dôležitou črtou vývoja zložitých systémov je
nerovnosť, nedostatok monotónnosti. Obdobia postupného hromadenia drobných zmien sú niekedy prerušované prudkými kvalitatívnymi skokmi, ktoré výrazne menia vlastnosti systému. Zvyčajne sa spájajú s tzv bifurkačné body- rozdvojenie, rozštiepenie bývalej cesty vývoja. Veľa závisí od voľby jedného alebo druhého pokračovania cesty v bode bifurkácie až po vznik a prosperitu nového sveta častíc, látok, organizmov, spoločností alebo naopak, smrť systému. Dokonca pre rozhodovacie systémy výsledok voľby je často nepredvídateľný a samotný výber v bode rozdvojenia môže byť spôsobený náhodným impulzom. akýkoľvek skutočný systém môžu byť prezentované vo forme nejakej vecnej podobnosti alebo symbolického obrazu, t.j. respektíve analóg alebo znak systémový model. Modelovanie je nevyhnutne sprevádzané určitým zjednodušením a formalizáciou vzťahov v systéme. Táto formalizácia môže byť
realizované vo forme logických (kauzálnych) a/alebo matematických (funkčných) vzťahov.S narastajúcou zložitosťou systémov získavajú nové vznikajúce kvality. Zároveň sú zachované kvality jednoduchších systémov. Preto sa celková rozmanitosť kvalít systému zvyšuje, čím sa stáva komplexnejším (obr. 2.2).

Ryža. 2.2. Vzorce zmien vlastností systémových hierarchií so zvýšením ich úrovne (podľa Fleishmana, 1982):

1 - rozmanitosť, 2 - stabilita, 3 - vznik, 4 - komplexnosť, 5 - neidentita, 6 - prevalencia

V poradí zvyšovania aktivity vo vzťahu k vonkajším vplyvom možno kvality systému zoradiť v nasledujúcom poradí: 1 - stabilita, 2 - spoľahlivosť vďaka uvedomeniu si okolia (odolnosť voči hluku), 3 - ovládateľnosť, 4 - vlastná Organizácia. V tejto sérii má každá nasledujúca kvalita zmysel v prítomnosti predchádzajúcej.

Obtiažnosť Steam štruktúra systému je určená číslom P jeho prvky a počet t

spojenia medzi nimi. Ak sa v akomkoľvek systéme skúma počet súkromných diskrétnych stavov, potom zložitosť systému OD je určená logaritmom počtu väzieb:

C=logm.(2.1)

Systémy sú podmienene klasifikované podľa zložitosti takto: 1) systémy s až tisícimi stavmi (O <С < 3), относятся к jednoduchý; 2) systémy s až miliónom stavov (3< С < 6), являют собой komplexné systémy; 3) systémy s viac ako miliónom stavov (C > 6) sú označené ako veľmi zložité.

Všetky skutočné prírodné biosystémy sú veľmi zložité. Dokonca aj v štruktúre jedného vírusu počet biologicky významných molekulárnych stavov prevyšuje druhú hodnotu.

Biologický (malý) cyklus - obeh látok medzi rastlinami, divou zverou, mikroorganizmami a pôdou. Jeho základom je fotosyntéza, t.j. premena žiarivej energie Slnka zelenými rastlinami a špeciálnymi mikroorganizmami na energiu chemických väzieb organických látok. Fotosyntéza spôsobila objavenie sa kyslíka na Zemi pomocou zelených organizmov, ozónovej vrstvy a podmienok pre biologická evolúcia.[ ...]

Malý biologický cyklus látok má mimoriadny význam pri tvorbe pôdy, pretože je to interakcia biologických a geologických cyklov, ktorá je základom pôdotvorného procesu.[ ...]

Cyklus dusíka je v súčasnosti silne ovplyvnený ľuďmi. Na jednej strane masová výroba dusíkatých hnojív a ich používanie vedie k nadmernému hromadeniu dusičnanov. Dusík dodávaný na polia vo forme hnojív sa stráca v dôsledku odcudzenia plodín, vylúhovania a denitrifikácie. Na druhej strane, keď rýchlosť premeny amoniaku na dusičnany klesá, amónne hnojivá sa hromadia v pôde. Je možné potlačiť aktivitu mikroorganizmov v dôsledku kontaminácie pôdy priemyselným odpadom. Všetky tieto procesy sú však skôr lokálneho charakteru. Oveľa dôležitejšie je uvoľňovanie oxidov dusíka do atmosféry pri spaľovaní paliva v tepelných elektrárňach a v doprave. Dusík "fixovaný" v priemyselných emisiách je toxický, na rozdiel od biologicky fixovaného dusíka. Prirodzenými procesmi sa oxidy dusíka objavujú v atmosfére v malých množstvách ako medziprodukty, no v mestách a priemyselných oblastiach sa ich koncentrácie stávajú nebezpečnými. Dráždia dýchacie orgány a vplyvom ultrafialového žiarenia dochádza k reakciám medzi oxidmi dusíka a uhľovodíkmi za vzniku vysoko toxických a karcinogénnych zlúčenín.[ ...]

Cykly ako forma pohybu hmoty sú tiež vlastné biostrómu, ale tu nadobúdajú svoje vlastné charakteristiky. Horizontálny cyklus predstavuje triáda: narodenie - rozmnožovanie - smrť (rozklad); vertikálne - proces fotosyntézy. Obaja vo formulácii A. I. Perelmana (1975) nachádzajú jednotu v malom biologickom cykle: „... chemické prvky v krajine vytvárajú cykly, počas ktorých opakovane vstupujú do živých organizmov („organizujú sa“) a opúšťajú ich. („mineralizované“)“2.[ ...]

Biologický (biotický) cyklus je fenomén kontinuálneho, cyklického, pravidelného, ​​no časovo a priestorovo nerovnomerného prerozdeľovania hmoty, energie1 a informácií v rámci ekologických systémov rôznych hierarchických úrovní organizácie – od biogeocenózy až po biosféru. Cirkulácia látok v rozsahu celej biosféry sa nazýva veľký kruh (obr. 6.2) a v rámci špecifickej biogeocenózy - malý kruh biotickej výmeny.[ ...]

Akýkoľvek biologický cyklus je charakterizovaný opakovaným začlenením atómov chemické prvky do tiel živých organizmov a ich uvoľnenie do prostredia, odkiaľ sú opäť zachytené rastlinami a zapojené do kolobehu. Malý biologický cyklus je charakterizovaný kapacitou – počtom chemických prvkov, ktoré sú súčasne v zložení živej hmoty v danom ekosystéme, a rýchlosťou – množstvom tvorenej a rozloženej živej hmoty za jednotku času.[ ...]

Malý biologický cyklus látok je založený na procesoch syntézy a deštrukcie organických zlúčenín za účasti živej hmoty. Na rozdiel od veľkého cyklu je malý cyklus charakterizovaný zanedbateľným množstvom energie.[ ...]

Naopak, biologický obeh hmoty prebieha v hraniciach obývanej biosféry a stelesňuje jedinečné vlastnostiživá hmota planéty. Ako súčasť veľkého, malého cyklu sa uskutočňuje na úrovni biogeocenózy, spočíva v tom, že živiny pôdy, voda, uhlík sa hromadia v rastlinnej hmote, vynakladajú sa na stavbu tela a životných procesov oboch. seba a spotrebiteľské organizmy. Produkty rozkladu organickej hmoty pôdnou mikroflórou a mezofaunou (baktérie, huby, mäkkýše, červy, hmyz, prvoky a pod.) sa opäť rozkladajú na minerálne zložky, opäť dostupné pre rastliny, a teda nimi opäť zapojené do toku hmoty. [...]

Opísaný obeh látok na Zemi podporovaný slnečnou energiou - kruhový obeh látok medzi rastlinami, mikroorganizmami, živočíchmi a inými živými organizmami - sa nazýva biologický cyklus látok, alebo malý cyklus. Doba úplného metabolizmu látky v malom cykle závisí od hmotnosti tejto látky a intenzity procesov jej pohybu cyklom a odhaduje sa na niekoľko stoviek rokov.[ ...]

V prírode existujú veľké a malé - (biologické) cykly hmoty, kolobeh vody.[ ...]

Napriek relatívne malej hrúbke vrstvy vodnej pary v atmosfére (0,03 m) zohráva hlavnú úlohu v cirkulácii vody a jej biogeochemickom cykle práve atmosférická vlhkosť. Vo všeobecnosti pre celú zemeguľu existuje jeden zdroj prítoku vody - zrážky - a jeden zdroj prúdenia - výpar, čo je 1030 mm za rok. V živote rastlín má voda obrovskú úlohu pri uskutočňovaní procesov fotosyntézy (najdôležitejší článok v biologickom cykle) a transpirácie. Dôležitú úlohu v kolobehu vody na kontinentoch zohráva evapotranspirácia, čiže množstvo vody vyparenej drevinovou alebo bylinnou vegetáciou, povrch pôdy. Podzemná voda, prenikajúca cez tkanivá rastlín v procese transpirácie, prináša minerálne soli potrebné pre životne dôležitú činnosť samotných rastlín.[ ...]

Na základe veľkého geologického cyklu vznikol cyklus organických látok - malý, ktorý je založený na procesoch syntézy a deštrukcie organických zlúčenín. Tieto dva procesy poskytujú život na Zemi. Energia biologického cyklu je len 1% zachytená Zemou solárna energia, ale je to ona, kto robí obrovskú prácu pri vytváraní živej hmoty.[ ...]

Slnečná energia poskytuje dva cykly hmoty na Zemi: geologický alebo veľký a malý biologický (biotický).[ ...]

Destabilizácia procesu nitrifikácie narúša vstup dusičnanov do biologického cyklu, ktorých množstvo predurčuje reakciu na zmenu biotopu v komplexe denitrifikátorov. Enzýmové systémy denitrifikátorov znižujú rýchlosť úplnej obnovy, pričom v konečnom štádiu menej zahŕňajú oxid dusný, ktorého realizácia si vyžaduje značné energetické náklady. V dôsledku toho obsah oxidu dusného v nadzemnej atmosfére erodovaných ekosystémov dosiahol 79 - 83 % (Kosinova et al., 1993). Odcudzenie niektorých organických látok z černozemí vplyvom erózie sa prejavuje v dopĺňaní dusíkatého fondu v priebehu foto- a heterotrofnej fixácie dusíka: aeróbnej a anaeróbnej. Počiatočné štádiá erózie rýchlo je to práve anaeróbna fixácia dusíka, ktorá je v dôsledku parametrov labilnej časti organickej hmoty potlačená (Khaziev a Bagautdinov, 1987). Aktivita enzýmov invertázy a katalázy u vysokoerodovaných černozemí klesla o viac ako 50 % v porovnaní s neerodovanými černozemami. V sivých lesných pôdach pri zvyšovaní ich obmývania najvýraznejšie klesá aktivita invertázy. Ak v mierne erodovaných pôdach dochádza k postupnému útlmu aktivity s hĺbkou, potom v silne erodovaných pôdach je aktivita invertázy veľmi nízka alebo nie je zistená už v podpovrchovej vrstve. Ten je spojený so vznikom iluviálnych horizontov s extrémne nízkou aktivitou enzýmov na dennom povrchu. Podľa aktivity fosfatázy a najmä katalázy nebola pozorovaná jasná závislosť od stupňa erózie pôdy (Lichko, 1998).[ ...]

Krajinná geochémia odhaľuje skrytú, najhlbšiu stránku malého geografického obehu hmoty a energie. Koncept malého geografického obehu ešte nie je dostatočne rozvinutý fyzická geografia. AT všeobecný pohľad možno ho znázorniť ako viacvláknový nie úplne uzavretý kruhový tok, pozostávajúci z prichádzajúceho a vyžarovaného tepla, biologického cyklu chemických prvkov, malého vodného cyklu (zrážky – vyparovanie, prízemný a podzemný odtok a prítok), eolickej migrácie – prinášania v a odstraňovaní - minerálnej hmoty. [...]

Oslabenie procesu tvorby pôdy je spôsobené nízkou intenzitou biologického cyklu, nízkou produktivitou vegetácie. Ročná podstielka s celkovou biomasou cca Yut/ha nepresahuje 0,4-0,5 t/ha. Väčšinu podstielky predstavujú zvyšky koreňov. Do biologického cyklu sa zapája asi 70 kg/ha prvkov dusíka a 300 kg/ha popola.[ ...]

Tropické dažďové pralesy sú pomerne staré klimaxové ekosystémy, v ktorých bol kolobeh živín dovedený k dokonalosti – sú málo stratené a okamžite vstupujú do biologického cyklu uskutočňovaného vzájomnými organizmami a sú plytké, z väčšej časti vzdušné, so silnou mykorízou, korene stromov. Práve vďaka tomu lesy tak bujne rastú na vzácnych pôdach.[ ...]

Tvorba chemického zloženia pôdy sa uskutočňuje pod vplyvom veľkého geologického a malého biologického cyklu látok v prírode. Najľahšie sa z pôdy odstraňujú prvky ako chlór, bróm, jód, síra, vápnik, horčík, sodík.[ ...]

V dôsledku najvyššej aktivity biogeochemických procesov a kolosálnych objemov a mier cirkulácie látok sú biologicky významné chemické prvky v neustálom cyklickom pohybe. Podľa niektorých odhadov, ak predpokladáme, že biosféra existuje najmenej 3,5 až 4 miliardy rokov, potom všetka voda svetového oceánu prešla biogeochemickým cyklom najmenej 300-krát a voľný kyslík v atmosfére - pri najmenej 1 milión krát. Cyklus uhlíka nastáva za 8 rokov, dusíka za 110 rokov, kyslíka za 2500 rokov. Hlavná masa uhlíka sústredená v karbonátových ložiskách oceánskeho dna (1,3 x 1016 t), ostatné kryštalické horniny (1 x 1016 t), uhlie a ropa (0,34 x 1016 t) sa zúčastňuje veľkého cyklu. Uhlík obsiahnutý v rastlinných (5 x 10 mt) a živočíšnych tkanivách (5 x 109 mt) sa zúčastňuje malého cyklu (biogeochemického cyklu).[ ...]

Na súši však popri zrážkach prinesených z oceánu dochádza k vyparovaniu a zrážaniu pozdĺž vodného cyklu, ktorý je na súši uzavretý. Ak by biota kontinentov neexistovala, potom by tieto dodatočné zrážky na pevnine boli oveľa menšie ako zrážky prinesené z oceánu. Len tvorba vegetačného krytu a pôdy vedie k veľkému množstvu výparu z povrchu krajiny. S tvorbou vegetačného krytu sa voda hromadí v pôde, rastlinách a kontinentálnej časti atmosféry, čo vedie k zvýšeniu uzavretého obehu na súši. V súčasnosti sú zrážky na súši v priemere trikrát vyššie ako odtoky z riek. V dôsledku toho len jedna tretina zrážok pochádza z oceánu a viac ako dve tretiny poskytuje uzavretý kolobeh vody na súši. Voda na zemi sa tak stáva biologicky akumulatívna, hlavnú časť vodného režimu krajiny tvorí biota a možno ju biologicky regulovať.[ ...]

Je vhodné identifikovať niektoré z hlavných čŕt prejavu prvej a druhej sily, založené na myšlienke pôsobenia cyklov hmoty na Zemi: veľké - geologické (geokruh) a malé - biologické (z biokruhu). [...]

Rastlinné spoločenstvá južnej tajgy sú odolnejšie voči chemickému znečisteniu ako spoločenstvá severnej tajgy. Nízka stabilita cenóz severnej tajgy je spôsobená ich nízkou druhovou diverzitou a jednoduchšou štruktúrou, prítomnosťou druhov citlivých na chemické znečistenie (machy a lišajníky), nízkou produktivitou a kapacitou biologického cyklu a menšou schopnosťou regenerácie.[ . ..]

Každý ekosystém, bez ohľadu na veľkosť, však zahŕňa živú časť (biocenózu) a jej fyzické, teda neživé prostredie. Malé ekosystémy sú zároveň súčasťou stále väčších, až globálny ekosystém Zem. Podobne aj všeobecný biologický cyklus hmoty na planéte pozostáva z interakcie mnohých menších, súkromných cyklov.[ ...]

Pôda je integrálnou súčasťou terestrických biogeocenóz. Vykonáva konjugáciu (interakciu) veľkých geologických a malých biologických cyklov látok. Pôda je prírodný útvar, ktorý je jedinečný zložitosťou svojho materiálového zloženia. Pôdna hmota je zastúpená štyrmi fyzické fázy: pevné (minerálne a organické častice), kvapalné (pôdny roztok), plynné (pôdny vzduch) a živé (organizmy). Pôdy sa vyznačujú zložitou priestorovou organizáciou a diferenciáciou znakov, vlastností a procesov.[ ...]

Podľa prvého dôsledku môžeme počítať len s nízkoodpadovou produkciou. Prvou etapou vo vývoji technológií by preto mala byť ich nízka zdrojová náročnosť (na vstupe aj na výstupe – šetrnosť a nevýznamné emisie), druhou etapou bude vytvorenie cyklickej výroby (odpad niektorých môže byť napr. suroviny pre ostatných) a tretí - organizácia primeranej likvidácie nevyhnutných zvyškov a neutralizácia neodstrániteľného energetického odpadu. Predstava, že biosféra funguje na bezodpadovom princípe, je mylná, pretože sa v nej vždy hromadia látky opúšťajúce biologický cyklus, ktoré tvoria sedimentárne horniny.[ ...]

Podstata tvorby pôdy je podľa V. R. Williamsa definovaná ako dialektická interakcia procesov syntézy a rozkladu organickej hmoty, ku ktorej dochádza v systéme malého biologického cyklu látok.[ ...]

V rôznych štádiách vývoja biosféry neboli procesy v nej rovnaké, napriek tomu, že prebiehali podľa podobných vzorov. Prítomnosť výraznej cirkulácie látok podľa zákona o globálnom uzavretí biogeochemického cyklu je povinný majetok biosféra v ktorejkoľvek fáze jej vývoja. Pravdepodobne ide o nemenný zákon jeho existencie. Osobitná pozornosť by sa mala venovať zvýšeniu podielu biologickej, a nie geochemickej zložky na uzatváraní biogeochemického cyklu látok. Ak v prvých štádiách evolúcie prevládal všeobecný biosférický cyklus - veľký biosférický kruh výmeny (najskôr iba vo vodnom prostredí a potom rozdelený na dva podcykly - pevninu a oceán), neskôr sa začal fragmentovať. Namiesto relatívne homogénnej bioty sa objavovali a čoraz hlbšie diferencovali ekosystémy. rôzne úrovne hierarchia a geografická dislokácia. Kúpené dôležitosti malé, biogeocenotické, výmenné kruhy. Vznikla takzvaná „výmena výmen“ – harmonický systém biogeochemických cyklov s najvyššou hodnotou biotickej zložky.[ ...]

V stredných zemepisných šírkach je príjem energie zo Slnka 48-61 tisíc GJ/ha ročne. Pri výrobe dodatočná energia viac ako 15 GJ/ha ročne dochádza k procesom nepriaznivým pre životné prostredie - erózia a deflácia pôdy, zanášanie a znečistenie malých riek, eutrofizácia vodných plôch a narušenie biologického cyklu v ekosystémoch.[ ...]

Východosibírska oblasť je charakteristická tuhými zimami s malým množstvom snehu a hlavne letnými zrážkami, ktoré obmývajú pôdnu vrstvu. Výsledkom je, že vo východosibírskych černozemoch dochádza k pravidelnému preplachovaniu. Biologický cyklus je potláčaný nízkymi teplotami. V dôsledku toho je obsah humusu v transbajkalských černozemiach nízky (4-9 %) a hrúbka humusového horizontu je malá. Obsah uhličitanov je veľmi nízky alebo chýba. Preto sa černozeme východosibírskej skupiny nazývajú nízkokarbonátové a nekarbonátové (napríklad lúhované nízkokarbonátové alebo nekarbonátové černozeme, obyčajné nízkokarbonátové černozeme).[ ...]

Väčšina minoritných prvkov v koncentráciách bežných v mnohých prírodných ekosystémoch má na organizmy malý vplyv, možno preto, že sa im organizmy prispôsobili. Migrácie týchto prvkov nás teda málo zaujímali, ak sa prostredie nedostávalo do prostredia príliš často. vedľajších produktovťažobný priemysel, rôzne priemyselné odvetvia, chemický priemysel a moderné poľnohospodárstvo, produkty obsahujúce vysoké koncentrácie ťažkých kovov, toxických organických zlúčenín a iných potenciálne nebezpečných látok. Ešte viac vzácny prvok ak sa dostane do životného prostredia vo forme vysoko toxickej zlúčeniny kovu alebo rádioaktívneho izotopu, môže nadobudnúť dôležitý biologický význam, pretože aj malé (z geochemického hľadiska) množstvo takejto látky môže mať výrazný biologický účinok.[ ...]

Chemická povaha vitamíny a iné organické zlúčeniny stimulujúce rast, ako aj ich potreba u ľudí a domácich zvierat, sú už dlho známe; výskum týchto látok na úrovni ekosystému sa však práve začal. Obsah organických živín vo vode alebo v pôde je taký nízky, že by sa mali nazývať „mikroživiny“ na rozdiel od „makronutrientov“, ako je dusík, a „mikroživín“, ako sú „stopové“ kovy (pozri kapitolu 5). často jediná cesta na meranie ich obsahu je biologická vzorka: používajú sa špeciálne kmene mikroorganizmov, ktorých rýchlosť rastu je úmerná koncentrácii organických živín. Ako bolo zdôraznené v predchádzajúcej časti, úlohu konkrétnej látky a jej prietok nemožno vždy posudzovať podľa jej koncentrácie. Teraz sa ukazuje, že organické živiny hrajú dôležitú úlohu v metabolizme komunity a že môžu byť limitujúcim faktorom. Táto najzaujímavejšia oblasť výskumu nepochybne pritiahne pozornosť vedcov v blízkej budúcnosti. Nasledujúci popis kolobehu vitamínu B12 (kobalamínu), prevzatý z Provasoliho (1963), ukazuje, ako málo vieme o organickom kolobehu živín.[ ...]

V.R. Williams (1863-1939) vyvinul doktrínu faktorov poľnohospodárstva. Podľa prvého zákona o poľnohospodárstve žiadny z faktorov života rastlín nemôže byť nahradený iným. A okrem toho, všetky faktory života rastlín sú, samozrejme, ekvivalentné (druhý zákon). Poďme to zdôrazniť dôležitá myšlienkaže pôda je výsledkom vzájomného pôsobenia malého – biologického a veľkého – geologického cyklu hmoty.[ ...]

V. R. Williams svoje pozície v oblasti genetickej vedy o pôde a štúdia úrodnosti pôdy úzko spojil s praktické záležitosti poľnohospodárstvo a dať ich do základu trávnatého systému poľnohospodárstva. Najdôležitejšie a najoriginálnejšie názory vyjadril V. R. Williams o úlohe živých organizmov pri tvorbe pôdy, o podstate pôdotvorného procesu a charaktere jednotlivých špecifických procesov, o malom biologickom kolobehu látok, o úrodnosti pôdy, pôde humus a štruktúra pôdy.[ ...]

Tieto prístupy v podstate súvisia ako stratégia a taktika, ako voľba dlhodobého správania a miera prvoradých rozhodnutí. Nedajú sa oddeliť: znečistenie ľudské prostredieživotné prostredie poškodzuje ostatné organizmy a voľne žijúce zvieratá vo všeobecnosti a degradácia prírodných systémov oslabuje ich schopnosť prirodzene čistiť prostredie. Vždy však treba chápať, že nie je možné zachovať kvalitu životného prostredia človeka bez účasti prirodzených ekologických mechanizmov. Aj keď ovládame nízko znečisťujúce technológie, nič nedosiahneme, ak zároveň neprestaneme brániť prírode regulovať zloženie prostredia, čistiť ho a robiť ho obývateľným. Najčistejšie technológie a najmodernejšie zariadenia na ochranu životného prostredia nás nezachránia, ak bude odlesňovanie pokračovať, diverzita sa zníži druhov narúšať kolobeh látok v prírode. Treba zdôrazniť, že z ekologického hľadiska je koncept „ochrany“ chybný už od začiatku, keďže aktivity treba budovať tak, aby sa predišlo všetkým efektom a dôsledkom, pred ktorými by sa bolo treba „chrániť“ neskôr.[ ...]

Asi 99 % všetkej hmoty v biosfére premieňajú živé organizmy a celková biomasa živej hmoty Zeme sa odhaduje len na 2,4 1012 ton sušiny, čo je 10-9 diel hmotnosti Zeme. Ročná reprodukcia biomasy je asi 170 miliárd ton sušiny. Celková biomasa rastlinných organizmov je 2500-krát väčšia ako u živočíchov, ale druhová diverzita zoosféry je 6-krát bohatšia ako vo fytosfére. Ak by sme všetky živé organizmy rozložili do jednej vrstvy, potom by sa na povrchu Zeme vytvoril biologický obal s hrúbkou len 5 mm. No napriek malej veľkosti bioty práve ona určuje miestne pomery na povrchu zemskej kôry. Jeho existencia je zodpovedná za vznik voľného kyslíka v atmosfére, tvorbu pôd a kolobeh prvkov v prírode.[ ...]

Huby sme už opísali vyššie a jej plodnicu vlastne nazývame huba, ale to je len časť obrovský organizmus. Ide o rozsiahlu sieť mikroskopických vlákien (útesy), ktoré sa nazývajú mycélium (mycélium) a prenikajú sutinou, najmä drevom, listovým opadom atď. Mycélium pri svojom raste uvoľňuje značné množstvo enzýmov, ktoré rozkladajú drevo do stavu pripravenosti na použitie a postupne sa mycélium úplne rozloží mŕtve drevo. Je zaujímavé, ako píše B. Nebel (1993), že huby sa vyskytujú na anorganickej pôde, keďže ich mycélium je schopné zo svojej hrúbky vytiahnuť aj veľmi nízke koncentrácie organických látok. Baktérie fungujú podobným spôsobom, ale na mikroskopickej úrovni. Veľmi dôležitá pre udržanie stability biologického cyklu je schopnosť húb a niektorých baktérií vytvárať obrovské množstvá spór (reprodukčných buniek). Tieto mikroskopické častice sú prenášané prúdmi vzduchu v atmosfére na veľmi veľké vzdialenosti, čo im umožňuje šíriť sa všade a dať životaschopné potomstvo v akomkoľvek priestore za prítomnosti optimálne podmienkyživotne dôležitá činnosť.

Komu endogénne procesy zahŕňajú: magmatizmus, metamorfizmus (pôsobenie vysokých teplôt a tlaku), vulkanizmus, pohyb zemskej kôry (zemetrasenia, budovanie hôr).

Komu exogénne- zvetrávanie, činnosť atmosférických a povrchová voda moria, oceány, živočíchy, rastlinné organizmy a najmä človek – technogenéza.

Formuje sa interakcia vnútorných a vonkajších procesov veľký geologický cyklus hmoty.

Endogénne procesy tvoria horské systémy, pahorkatiny, oceánske priekopy, s exogénnymi - dochádza k deštrukcii vyvrelých hornín, pohybu produktov deštrukcie do riek, morí, oceánov a k tvorbe sedimentárnych hornín. V dôsledku pohybu zemskej kôry sedimentárne horniny klesajú do hlbokých vrstiev, prechádzajú procesmi metamorfózy (pôsobením vysokých teplôt a tlaku) a vznikajú metamorfované horniny. V hlbších vrstvách sa menia na roztavené ...
stav (magmatizácia). Potom sa v dôsledku vulkanických procesov dostávajú do horných vrstiev litosféry, na jej povrch vo forme magmatické horniny. Tak vznikajú pôdotvorné horniny a rôzne formy terénu.

Skaly, z ktorých pôda vzniká, sa nazývajú pôdotvorné alebo materské. Podľa podmienok vzniku sa delia do troch skupín: magmatické, metamorfné a sedimentárne.

Magmatický skaly pozostávajú zo zlúčenín kremíka, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. V závislosti od pomeru týchto zlúčenín sa rozlišujú kyslé a zásadité horniny.

Kyseliny (granity, liparity, pegmatity) majú vysoký obsah oxidu kremičitého (viac ako 63%), oxidov draslíka a sodíka (7-8%), oxidov vápnika a Mg (2-3%). Sú svetlej a hnedej farby. Pôdy vytvorené z takýchto hornín majú sypkú štruktúru, vysokú kyslosť a sú neúrodné.

Hlavné vyvreliny (čadiče, dunity, periodity) sa vyznačujú nízkym obsahom SiO 2 (40-60%), zvýšeným obsahom CaO a MgO (do 20%), oxidov železa (10-20%), Na20 a K20 menej ako 30 %.

Pôdy vytvorené na produktoch zvetrávania hlavných hornín majú zásaditú a neutrálnu reakciu, veľa humusu a vysokú úrodnosť.

Vyvrelé horniny tvoria 95% celkovej hmoty hornín, ale ako pôdotvorné horniny zaberajú malé plochy (v horách).

metamorfované horniny, vznikajú ako výsledok rekryštalizácie vyvrelých a sedimentárnych hornín. Sú to mramor, rula, kremeň. Zaberajú malý podiel ako pôdotvorné horniny.

Sedimentárne horniny. Ich vznik je podmienený procesmi zvetrávania vyvrelých a premenených hornín, prenosom produktov zvetrávania vodnými, ľadovcovými a vzdušnými prúdmi a ukladaním na zemskom povrchu, na dne oceánov, morí, jazier, v nivách riek.

Podľa zloženia sa sedimentárne horniny delia na klastické, chemogénne a biogénne.

klastické usadeniny líšia sa veľkosťou úlomkov a častíc: sú to balvany, kamene, štrk, drvený kameň, piesky, hliny a íly.

Chemogénne usadeniny vznikajú v dôsledku zrážania solí z vodných roztokov v morských zálivoch, jazerách v horúcom podnebí alebo v dôsledku chemických reakcií.

Patria sem halogenidy (kamenná a draselná soľ), sírany (sadra, anhydrid), uhličitany (vápenec, slieň, dolomity), silikáty, fosforečnany. Mnohé z nich sú surovinami na výrobu cementu, chemických hnojív a využívajú sa ako poľnohospodárske rudy.

Biogénne ložiská vznikol z nahromadenia zvyškov rastlín a živočíchov. Sú to: karbonátové (biogénne vápence a krieda), kremičité (dolomit) a uhlíkaté horniny (uhlie, rašelina, sapropel, ropa, plyn).

Hlavné genetické typy sedimentárne horniny sú:

1. Eluviálne usadeniny- produkty zvetrávania hornín zostávajúce na vrstve ich formovania. Eluvium sa nachádza na vrcholoch povodí, kde je vymývanie slabo vyjadrené.

2. deluviálne usadeniny- produkty erózie ukladané dočasnými prúdmi dažďov a roztopená voda v spodnej časti zjazdoviek.

3. proluviálne ložiská- vznikli v dôsledku prenosu a usadzovania produktov zvetrávania dočasnými horskými riekami a záplavami na úpätí svahov.

4. Aluviálne nánosy- vznikajú v dôsledku ukladania produktov zvetrávania riečnymi vodami, ktoré sa do nich dostávajú s povrchovým odtokom.

5. Lakustrínne usadeniny– sedimenty dna jazier. Silty s vysokým obsahom organických látok (15-20%) sa nazývajú sapropely.

6. morské sedimenty- dnové sedimenty morí. Počas ústupu (transgresie) morí zostávajú ako pôdotvorné horniny.

7. Ľadovcové (ľadovcové) alebo morénové usadeniny- produkty zvetrávania rôznych hornín, premiestnených a uložených ľadovcom. Ide o netriedený hrubý klastický materiál červenohnedej resp sivej farby s inklúziami kameňov, balvanov, kamienkov.

8. Fluvioglaciálne (vodo-ľadovcové) ložiská dočasné toky a uzavreté nádrže, ktoré vznikli počas topenia ľadovca.

9. Krycie hliny patria k extraglaciálnym ložiskám a považujú sa za ložiská plytkých vôd v blízkosti ľadovcových záplav roztopenej vody. Zhora prekrývajú madder vrstvou 3-5 m. Sú žltohnedej farby, dobre triedené, neobsahujú kamene a balvany. Pôdy na krycích hlinitách sú úrodnejšie ako na madderoch.

10. Spraše a spraše podobné hliny sa vyznačujú bledožltou farbou, vysokým obsahom kalu a kalových frakcií, sypkou štruktúrou, vysokou pórovitosťou, vysokým obsahom uhličitanov vápenatých. Vznikol na nich úrodný sivý les, gaštanové pôdy, černozeme a sivé pôdy.

11. Liparské ložiská vznikajú v dôsledku pôsobenia vetra. Deštruktívna činnosť vetra pozostáva z korózie (honovanie, pieskovanie hornín) a deflácie (fúkanie a transport vetrom malé častice pôdy). Oba tieto procesy spolu predstavujú veternú eróziu.

Základné schémy, vzorce atď. znázorňujúce obsah: prezentácia s fotografiami typov zvetrávania.

Otázky na sebakontrolu:

1. Čo je to zvetrávanie?

2. Čo je to magmatizácia?

3. Aký je rozdiel medzi fyzikálnym a chemickým zvetrávaním?

4. Aký je geologický cyklus hmoty?

5. Opíšte stavbu Zeme?

6. Čo je magma?

7. Z akých vrstiev pozostáva jadro Zeme?

8. Čo sú plemená?

9. Ako sa klasifikujú plemená?

10. Čo je to spraš?

11. Čo je to frakcia?

12. Aké vlastnosti sa nazývajú organoleptické?

Hlavné:

1. Dobrovoľský V.V. Geografia pôd so základmi pedológie: Učebnica pre stredné školy. - M .: Humanit. vyd. Stred VLADOS, 1999.-384 s.

2. Pedológia / Ed. JE. Kaurichev. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.

3. Pedológia / Ed. V.A. Kovdy, B.G. Rozanov v 2 častiach Vyššia škola M. 1988.

4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. Geografia pôd so základmi pedológie, Moskovská štátna univerzita. 1995

5. Rode A.A., Smirnov V.N. Veda o pôde. Vyššia škola M., 1972

ďalšie:

1. Glazovskaya M.A. Všeobecná pedológia a pôdna geografia. Stredná škola M. 1981

2. Kovda V.A. Základy náuky o pôdach. M. Science, 1973

3. Liverovsky A.S. Pôdy ZSSR. M. Myšlienka 1974

4. Rozanov B. G. Pôdna pokrývka zemegule. M. vyd. W. 1977

5. Aleksandrová L.N., Naydenová O.A. Laboratórne a praktické hodiny pôdnej vedy. L. Agropromizdat. 1985

Základom sebestačného života na Zemi sú biogeochemické cykly. Všetky chemické prvky používané v životných procesoch organizmov vykonávajú neustále pohyby, presúvajú sa zo živých tiel na zlúčeniny neživej prírody a naopak. Možnosť opakovaného využitia tých istých atómov robí život na Zemi prakticky večným, za predpokladu, že je neustále dodávané správne množstvo energie.

Typy cyklov látok. Biosféru Zeme určitým spôsobom charakterizuje existujúca cirkulácia látok a tok energie. Cirkulácia látok – mnohonásobná účasť látok na procesoch prebiehajúcich v atmosfére, hydrosfére a litosfére vrátane tých vrstiev, ktoré sú súčasťou biosféry Zeme. Obeh látok sa uskutočňuje nepretržitým tokom (prúdením) vonkajšej energie Slnka a vnútornej energie Zeme.

V závislosti od hnacej sily, s určitou mierou konvencie, v rámci obehu látok možno rozlíšiť geologické, biologické a antropogénne cykly. Pred objavením sa človeka na Zemi boli vykonané iba prvé dve.

Geologický cyklus (veľký obeh látok v prírode) – obeh látok hnacia silačo sú exogénne a endogénne geologické procesy.

Endogénne procesy(procesy vnútornej dynamiky) prebiehajú vplyvom vnútornej energie Zeme. Ide o energiu uvoľnenú v dôsledku rádioaktívneho rozpadu, chemických reakcií tvorby minerálov, kryštalizácie hornín atď. Medzi endogénne procesy patria: tektonické pohyby, zemetrasenia, magmatizmus, metamorfóza. Exogénne procesy(procesy vonkajšej dynamiky) prebiehajú pod vplyvom vonkajšej energie Slnka. Exogénne procesy zahŕňajú zvetrávanie hornín a minerálov, odstraňovanie produktov deštrukcie z niektorých oblastí zemskej kôry a ich presun do nových oblastí, usadzovanie a hromadenie produktov deštrukcie s tvorbou sedimentárnych hornín. Exogénne procesy zahŕňajú geologickú aktivitu atmosféry, hydrosféry (rieky, dočasné toky, podzemné vody, moria a oceány, jazerá a močiare, ľad), ako aj živých organizmov a ľudí.

Najväčšie formy (kontinenty a oceánske depresie) a veľké formy (hory a roviny) vznikli v dôsledku endogénne procesy a stredné a malé tvary terénu ( riečne údolia, kopce, rokliny, duny atď.), navrstvené na väčšie formy v dôsledku exogénnych procesov. Endogénne a exogénne procesy sú teda vo svojom pôsobení opačné. Prvé vedú k vzniku veľkých terénnych útvarov, druhé k ich vyhladzovaniu.

Vyvreté horniny sa v dôsledku zvetrávania premieňajú na sedimentárne horniny. V mobilných zónach zemskej kôry sa ponoria hlboko do Zeme. Tam pod vplyvom vysoké teploty a tlaku sa pretavia a tvoria magmu, ktorá vystupujúc na povrch a tuhnutím vytvára vyvreliny.

Geologická cirkulácia látok teda prebieha bez účasti živých organizmov a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a hlbšie vrstvy Zeme.

Biologický (biogeochemický) cyklus (malý cyklus látok v biosfére) – kolobeh látok, ktorých hybnou silou je činnosť živých organizmov. Na rozdiel od veľkého geologického cyklu, malý biogeochemický cyklus látok prebieha v biosfére. Hlavným zdrojom energie cyklu je slnečné žiarenie, ktoré generuje fotosyntézu. V ekosystéme sú organické látky syntetizované autotrofmi z anorganických látok. Potom ich pohltia heterotrofy. V dôsledku vylučovania počas životnej činnosti alebo po smrti organizmov (autotrofov aj heterotrofov) dochádza k mineralizácii organických látok, teda k premene na látky anorganické. Tieto anorganické látky môžu byť znovu použité na syntézu organických látok pomocou autotrofov.

V biogeochemických cykloch by sa mali rozlišovať dve časti:

1) rezervný fond - ide o časť látky, ktorá nie je spojená so živými organizmami;

2) výmenný fond - veľa menšina látka, ktorá sa priamo vymieňa medzi organizmami a ich bezprostredným prostredím. V závislosti od umiestnenia rezervného fondu možno biogeochemické cykly rozdeliť do dvoch typov:

1) Cykly typu plynu s rezervným fondom látok v atmosfére a hydrosfére (cykly uhlíka, kyslíka, dusíka).

2) Sedimentárne gyry s rezervným fondom v zemskej kôre (cirkulácia fosforu, vápnika, železa a pod.).

Dokonalejšie sú cykly plynového typu, pretože majú veľký výmenný fond, čo znamená, že sú schopné rýchlej samoregulácie. Sedimentárne cykly sú menej dokonalé, sú inertnejšie, keďže väčšina hmoty je obsiahnutá v rezervnom fonde zemskej kôry vo forme „neprístupnej“ pre živé organizmy. Takéto cykly sú ľahko narušené rôznymi druhmi vplyvov a časť vymieňaného materiálu opúšťa cyklus. Opätovne sa môže vrátiť do obehu iba v dôsledku geologických procesov alebo ťažbou živou hmotou. Zo zemskej kôry je však oveľa ťažšie extrahovať látky potrebné pre živé organizmy ako z atmosféry.

Intenzita biologického cyklu je primárne určená teplotou životné prostredie a množstvo vody. Takže napríklad biologický cyklus prebieha intenzívnejšie vo vlhkých tropických lesoch ako v tundre.

S príchodom človeka vznikla antropogénna cirkulácia, čiže metabolizmus látok. Antropogénny cyklus (výmena) – obeh (výmena) látok, ktorých hybnou silou je ľudská činnosť. Má dve zložky: biologický, spojené s fungovaním človeka ako živého organizmu, a technický, spojené s ekonomickými aktivitami ľudí (technogénny cyklus).

Geologické a biologické cykly sú do značnej miery uzavreté, čo sa nedá povedať o antropogénnom cykle. Preto často hovoria nie o antropogénnom cykle, ale o antropogénnom metabolizme. Otvorenosť antropogénneho obehu látok vedie k vyčerpanie prírodné zdroje a znečistenia životného prostredia hlavné príčiny všetkých environmentálnych problémov ľudstva.

Cykly hlavnej živiny a prvky. Zvážte cykly najvýznamnejších látok a prvkov pre živé organizmy. Vodný cyklus patrí k veľkým geologickým a kolobeh biogénnych prvkov (uhlík, kyslík, dusík, fosfor, síra a iné biogénne prvky) - k malým biogeochemickým.

Vodný cyklus medzi pevninou a oceánom cez atmosféru sa vzťahuje na veľký geologický cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oceánov a buď sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku, alebo padá ako zrážky na povrch oceánu. Na kolobehu vody na Zemi sa ročne zúčastňuje viac ako 500 tisíc km 3 vody. Vodný cyklus ako celok zohráva veľkú úlohu pri formovaní prírodných podmienok na našej planéte. Ak vezmeme do úvahy transpiráciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, celá zásoba vody na Zemi sa rozpadne a obnoví sa za 2 milióny rokov.

Cyklus uhlíka. Producenti zachytávajú oxid uhličitý z atmosféry a premieňajú ho na organické látky, konzumenti absorbujú uhlík vo forme organických látok telami producentov a konzumentov nižších rádov, rozkladače mineralizujú organické látky a vracajú uhlík do atmosféry vo forme oxidu uhličitého. . V oceánoch je kolobeh uhlíka komplikovaný tým, že časť uhlíka obsiahnutá v mŕtvych organizmoch klesá na dno a hromadí sa v sedimentárnych horninách. Táto časť uhlíka je vylúčená z biologického cyklu a vstupuje do geologického kolobehu látok.

Lesy sú hlavným zásobníkom biologicky viazaného uhlíka, obsahujú až 500 miliárd ton tohto prvku, čo sú 2/3 jeho zásoby v atmosfére. Zásah človeka do uhlíkového cyklu (spaľovanie uhlia, ropy, plynu, odvlhčovanie) vedie k zvýšeniu obsahu CO 2 v atmosfére a rozvoju skleníkového efektu.

Cyklus CO 2, teda čas, ktorý potrebuje všetok oxid uhličitý v atmosfére prejsť živou hmotou, je asi 300 rokov.

Cyklus kyslíka. Cyklus kyslíka prebieha hlavne medzi atmosférou a živými organizmami. Voľný kyslík (0^) sa v podstate dostáva do atmosféry ako výsledok fotosyntézy zelených rastlín a je spotrebovaný v procese dýchania zvieratami, rastlinami a mikroorganizmami a pri mineralizácii organických zvyškov. Z vody a ozónu sa vplyvom ultrafialového žiarenia tvorí malé množstvo kyslíka. Veľké množstvo kyslíka sa spotrebuje na oxidačné procesy v zemskej kôre, pri sopečných erupciách atď. Hlavný podiel kyslíka produkujú suchozemské rastliny - takmer 3/4, zvyšok - fotosyntetické organizmy oceánov. Rýchlosť cyklu je asi 2 tisíc rokov.

Zistilo sa, že 23% kyslíka, ktorý sa tvorí v procese fotosyntézy, sa ročne spotrebuje na priemyselné a domáce potreby a toto číslo sa neustále zvyšuje.

Cyklus dusíka. Zásoba dusíka (N 2) v atmosfére je obrovská (78 % jej objemu). Rastliny však nedokážu absorbovať voľný dusík, ale iba vo viazanej forme, hlavne vo forme NH 4 + alebo NO 3 -. Voľný dusík z atmosféry je viazaný baktériami viažucimi dusík a premieňaný na formy dostupné pre rastliny. V rastlinách je dusík fixovaný v organickej hmote (v bielkovinách, nukleových kyselinách atď.) a prenáša sa pozdĺž potravinových reťazcov. Po smrti živých organizmov rozkladače mineralizujú organické látky a premieňajú ich na amónne zlúčeniny, dusičnany, dusitany, ako aj na voľný dusík, ktorý sa vracia späť do atmosféry.

Dusičnany a dusitany sú vysoko rozpustné vo vode a môžu migrovať do podzemných vôd a rastlín a prenášať sa cez potravinové reťazce. Ak je ich množstvo príliš veľké, čo sa často pozoruje pri nesprávnom používaní dusíkatých hnojív, voda a potraviny sú znečistené a spôsobujú ľudské choroby.

Cyklus fosforu. Väčšina fosforu je obsiahnutá v horninách vytvorených v minulých geologických epochách. Fosfor je súčasťou biogeochemického cyklu v dôsledku zvetrávania hornín. V suchozemských ekosystémoch rastliny extrahujú fosfor z pôdy (hlavne vo forme PO 4 3–) a zahrnú ho do organických zlúčenín (bielkoviny, nukleové kyseliny, fosfolipidy atď.) alebo ho nechajú v anorganickej forme. Ďalej sa fosfor prenáša cez potravinové reťazce. Po smrti živých organizmov a s ich výlučkami sa fosfor vracia späť do pôdy.

Pri nesprávnom používaní fosforečných hnojív, vodnej a veternej erózii pôd sa z pôdy odstraňuje veľké množstvo fosforu. Na jednej strane to vedie k nadmernej spotrebe fosforečných hnojív a vyčerpaniu zásob rúd obsahujúcich fosfor (fosfority, apatity a pod.). Na druhej strane tok z pôdy do vodných útvarov veľké množstváživiny ako fosfor, dusík, síra atď., spôsobujú rýchly rozvoj siníc a iných vodných rastlín („kvitnutie“ vody) a eutrofizácia nádrží. Väčšina fosforu sa však odnáša do mora.

Vo vodných ekosystémoch je fosfor prijímaný fytoplanktónom a prenášaný cez potravinový reťazec až k morským vtákom. Ich exkrementy buď okamžite padajú späť do mora, alebo sa najskôr nahromadia na brehu a potom sa aj tak spláchnu do mora. Z umierajúcich morských živočíchov, najmä rýb, sa fosfor opäť dostáva do mora a do kolobehu, no niektoré kostry rýb siahajú do veľkých hĺbok a fosfor v nich obsiahnutý sa opäť dostáva do sedimentárnych hornín, to znamená, že sa odpojí od biogeochemických cyklu.

Cyklus síry. Hlavný rezervný fond síry sa nachádza v sedimentoch a pôde, no na rozdiel od fosforu existuje rezervný fond v atmosfére. Hlavnú úlohu v zapojení síry do biogeochemického cyklu majú mikroorganizmy. Niektoré z nich sú redukčné činidlá, iné sú oxidačné činidlá.

V horninách sa síra vyskytuje vo forme sulfidov (FeS 2 a pod.), v roztokoch - vo forme iónu (SO 4 2–), v plynnej fáze vo forme sírovodíka (H 2 S) resp. oxid siričitý (SO 2). V niektorých organizmoch sa síra hromadí v čistej forme a keď odumrú, na dne morí sa vytvoria ložiská pôvodnej síry.

V suchozemských ekosystémoch sa síra dostáva do rastlín z pôdy najmä vo forme síranov. V živých organizmoch sa síra nachádza v bielkovinách, vo forme iónov atď. Po smrti živých organizmov sa časť síry obnoví v pôde mikroorganizmami na H 2 S, druhá časť sa oxiduje na sírany a opäť sa zaradí do kolobehu. Vzniknutý sírovodík uniká do atmosféry, tam oxiduje a so zrážkami sa vracia do pôdy.

Spaľovanie fosílnych palív (najmä uhlia) ľuďmi, ako aj emisie z chemického priemyslu vedú k hromadeniu oxidu siričitého (SO 2 ) v atmosfére, ktorý pri reakcii s vodnou parou padá na zem vo forme kyseliny dážď.

Biogeochemické cykly nie sú také veľké ako geologické cykly a sú do značnej miery ovplyvnené človekom. Ekonomická činnosť narúša ich izoláciu, stávajú sa acyklickými.

Cyklus síry a fosforu je typickým sedimentárnym bio-geochemickým cyklom. Takéto cykly sa ľahko prerušia rôznymi druhmi vplyvov a časť vymeneného materiálu opustí cyklus. Do obehu sa môže vrátiť iba v dôsledku geologických procesov alebo extrakciou biofilných zložiek živou hmotou.[ ...]

Obeh látok a premena energie zabezpečujú dynamickú rovnováhu a stabilitu biosféry ako celku a jej jednotlivých častí. Zároveň sa vo všeobecnom jedinom cykle rozlišuje cyklus pevných látok a vody, ku ktorému dochádza v dôsledku pôsobenia abiotické faktory(veľký geologický cyklus), ako aj malý biotický cyklus látok v pevných, kvapalných a plynné fázy, vyskytujúce sa za účasti živých organizmov.[ ...]

Cyklus uhlíka. Uhlík je pravdepodobne jedným z najčastejšie spomínaných chemických prvkov pri zvažovaní geologických, biologických a vnútorných posledné roky a technické problémy.[ ...]

Cirkulácia látok je opakovaná účasť látok na procesoch prebiehajúcich v atmosfére, hydrosfére, litosfére vrátane tých vrstiev, ktoré sú súčasťou biosféry planéty. Zároveň sa rozlišujú dva hlavné cykly: veľký (geologický) a malý (biogénny a biochemický).[ ...]

Geologické a biologické cykly sú do značnej miery uzavreté, čo sa nedá povedať o antropogénnom cykle. Preto často hovoria nie o antropogénnom cykle, ale o antropogénnom metabolizme. Otvorenosť antropogénneho obehu látok vedie k vyčerpávaniu prírodných zdrojov a znečisťovaniu prírodného prostredia – hlavných príčin všetkých environmentálnych problémov ľudstva.[ ...]

Cykly hlavných biogénnych látok a prvkov. Zvážte cykly najvýznamnejších látok a prvkov pre živé organizmy (obr. 3-8). Vodný cyklus patrí k veľkému geologickému; a cykly biogénnych prvkov (uhlík, kyslík, dusík, fosfor, síra a iné biogénne prvky) - až po malú biogeochémiu.[ ...]

Cirkulácia vody medzi pevninou a oceánom cez atmosféru sa vzťahuje na veľký geologický cyklus. Voda sa vyparuje z povrchu oceánov a buď sa prenáša na pevninu, kde padá vo forme zrážok, ktoré sa opäť vracajú do oceánu vo forme povrchového a podzemného odtoku, alebo padá ako zrážky na povrch oceánu. Na kolobehu vody na Zemi sa každoročne zúčastňuje viac ako 500 tisíc km3 vody. Vodný cyklus ako celok zohráva veľkú úlohu pri formovaní prírodných podmienok na našej planéte. Ak vezmeme do úvahy transpiráciu vody rastlinami a jej absorpciu v biogeochemickom cykle, celá zásoba vody na Zemi sa rozpadne a obnoví sa za 2 milióny rokov.[ ...]

Cyklus fosforu. Väčšina fosforu je obsiahnutá v horninách vytvorených v minulých geologických epochách. Fosfor je súčasťou biogeochemického cyklu v dôsledku zvetrávania hornín.[ ...]

Plynové cykly sú dokonalejšie, pretože majú veľký výmenný fond, čo znamená, že sú schopné rýchlej samoregulácie. Sedimentárne cykly sú menej dokonalé, sú inertnejšie, keďže väčšina hmoty je obsiahnutá v rezervnom fonde zemskej kôry vo forme „neprístupnej“ pre živé organizmy. Takéto cykly sú ľahko narušené rôznymi druhmi vplyvov a časť vymieňaného materiálu opúšťa cyklus. Opätovne sa môže vrátiť do obehu iba v dôsledku geologických procesov alebo ťažbou živou hmotou. Získať látky potrebné pre živé organizmy zo zemskej kôry je však oveľa ťažšie ako z atmosféry.[ ...]

Geologický cyklus sa zreteľne prejavuje na príklade kolobehu vody a cirkulácie atmosféry. Odhaduje sa, že až polovica energie pochádzajúcej zo Slnka sa spotrebuje na odparovanie vody. Jeho vyparovanie z povrchu Zeme je kompenzované zrážkami. Zároveň sa z oceánu vyparí viac vody, ako sa vráti so zrážkami a na súši sa deje pravý opak – viac zrážok spadne, ako sa voda vyparí. Jeho prebytok prúdi do riek a jazier a odtiaľ opäť do oceánu. V priebehu geologického cyklu sa stav agregácie vody opakovane mení (kvapalná; tuhá - sneh, ľad; plynná - para). Jeho najväčšia cirkulácia sa pozoruje v stave pary. Spolu s vodou sa v geologickom cykle v globálnom meradle prenášajú z jedného miesta na druhé aj iné prvky. minerály.[ ...]

Vodný cyklus. Na začiatku úseku sa uvažovalo o jeho geologickom obehu. V podstate ide o procesy odparovania vody z povrchu Zeme a oceánu a zrážok na nich. V rámci jednotlivých ekosystémov dochádza k ďalším procesom, ktoré komplikujú veľký vodný cyklus (záchyt, evapotranspirácia a infiltrácia).[ ...]

Geologické cykly. Vzájomné usporiadanie a obrys kontinentov a oceánskeho dna sa neustále mení. V rámci horných obalov Zeme dochádza k nepretržitému postupnému nahrádzaniu niektorých hornín inými, nazývanému veľký obeh hmoty. Geologické procesy formovania a ničenia pohorí sú najväčšie energetické procesy v biosfére Zeme.[ ...]

OBEH LÁTOK (na Zemi) - opakovane opakované procesy premeny a pohybu látok v prírode, majúce viac-menej cyklický charakter. Generál K.v. pozostáva zo samostatných procesov (kolobeh vody, dusíka, uhlíka a iných látok a chemických prvkov), ktoré nie sú úplne reverzibilné, pretože látka je rozptýlená, odstránená, pochovaná, zmenené zloženie atď. Existujú biologické, biogeochemické, geologické Q.v., ako aj cykly jednotlivých chemických prvkov (obr. 15) a vody. Činnosť človeka v súčasnom štádiu vývoja zvyšuje najmä intenzitu K.v. a má vplyv úmerný sile rozsahu prirodzených planetárnych procesov.[ ...]

BIOGEOCHEMICKÝ CYKLUS je pohyb a premena chemických prvkov prostredníctvom inertnej a organickej prírody za aktívnej účasti živej hmoty. Chemické prvky cirkulujú v biosfére rôznymi dráhami biologického cyklu: sú absorbované živou hmotou a nabité energiou, potom živú hmotu opúšťajú a nahromadenú energiu odovzdávajú vonkajšiemu prostrediu. Takéto viac-menej uzavreté cesty nazval V.I. Vernadsky „biogeochemické cykly.“ Tieto cykly možno rozdeliť na dva hlavné typy: 1) obeh plynné látky s rezervným fondom v atmosfére alebo hydrosfére (oceáne) a 2) sedimentačný cyklus s rezervným fondom v zemskej kôre. Živá hmota hrá aktívnu úlohu vo všetkých biogeochemických cykloch. V.I.Vernadskij (1965, s. 127) pri tejto príležitosti napísal: „Živá hmota pokrýva a reštrukturalizuje všetky chemické procesy biosféry, jej efektívna energia je obrovská. Živá hmota je najmocnejšia geologická sila, ktorá časom rastie.“ Medzi hlavné cykly patria cykly uhlíka, kyslíka, dusíka, fosforu, síry a biogénnych katiónov. Nižšie uvádzame ako príklad hlavné črty kolobehu typických biofilných prvkov (uhlík, kyslík a fosfor), ktoré zohrávajú podstatnú úlohu v živote biosféry.[ ...]

Geologický cyklus (veľký obeh látok v prírode) je kolobeh látok, ktorých hybnou silou sú exogénne a endogénne geologické procesy.[ ...]

kvôli geologické zmeny Na povrchu Zeme môže byť z tohto obehu vylúčená časť látky biosféry. Napríklad také biogénne sedimenty ako uhlie, ropa sú v hrúbke zemskej kôry zachované po mnoho tisícročí, ale v zásade nie je vylúčené ich opätovné zaradenie do biosférického cyklu.[ ...]

Poznanie kolobehov hmoty na Zemi má veľký praktický význam, pretože výrazne ovplyvňujú ľudský život a zároveň sú človekom ovplyvňované. Dôsledky týchto vplyvov sa stali porovnateľnými s výsledkami geologických procesov. Existujú nové spôsoby migrácie prvkov, existujú nové chemické zlúčeniny, výrazne zmeniť rýchlosť obratu látok v biosfére.[ ...]

Veľký obeh látok v prírode (geologický) je spôsobený interakciou slnečnej energie s hlbokú energiu Zem a prerozdeľuje látky medzi biosféru a hlbšie horizonty Zeme. K tejto cirkulácii v systéme „vyvreté horniny – sedimentárne horniny – metamorfované horniny (premenené teplotou a tlakom) – vyvreté horniny“ dochádza v dôsledku procesov magmatizmu, metamorfózy, litogenézy a dynamiky zemskej kôry (obr. 6.2). Symbolom obehu látok je špirála: každý nový cyklus obehu presne neopakuje ten starý, ale zavádza niečo nové, čo časom vedie k veľmi významným zmenám.[ ...]

Veľký geologický cyklus zahŕňa sedimentárne horniny hlboko v zemskej kôre, ktoré na dlhú dobu vypínajú prvky v nich obsiahnuté zo systému biologickej cirkulácie. V priebehu geologickej histórie sa premenené sedimentárne horniny, opäť na povrchu Zeme, postupne ničia činnosťou živých organizmov, vody a vzduchu a opäť sa zaraďujú do kolobehu biosféry.[ ...]

Geologický cyklus látok teda prebieha bez účasti živých organizmov a prerozdeľuje hmotu medzi biosféru a ďalšie hlboké vrstvy Zem.[ ...]

Geologický cyklus a obeh hornín teda pozostáva z: 1) zvetrávania, 2) tvorby sedimentov, 3) tvorby usadených hornín, 4) metamorfózy, 5) magmatizácie. Výstup na denný povrch magmy a vznik vyvrelín opakuje celý cyklus od začiatku. Celý cyklus môže byť prerušený v rôznych štádiách (3 alebo 4), ak sa v dôsledku tektonických zdvihov a denudácie horniny dostanú na povrch a podliehajú opakovanému zvetrávaniu.[ ...]

Veľký význam má geologická aktivita baktérií. Najviac berú baktérie Aktívna účasť v kolobehu látok v prírode tomu podliehajú všetky organické zlúčeniny a významná časť anorganických významné zmeny. A tento obeh látok je základom existencie života na Zemi.[ ...]

V hydrosfére je pozastavenie uhlíkového cyklu spojené s inkorporáciou CO2 do CaCO3 (vápenec, krieda, koraly). V tomto variante uhlík vypadáva z obehu pre celé geologické epochy a nie je zahrnutý v koncepte biosféry. Nárast organogénnych hornín nad hladinu mora však vedie k obnoveniu kolobehu uhlíka v dôsledku vyplavovania vápencov a podobných hornín atmosférickými zrážkami, ako aj biogénne - pôsobením lišajníkov, koreňov rastlín.[ ...]

Odstránenie časti uhlíka z prirodzeného kolobehu ekosystému a „rezervácia“ v podobe fosílnych zásob organickej hmoty v útrobách Zeme je dôležitá vlastnosť zvažovaný proces. Vo vzdialených geologických epochách významnú časť fotosyntetizovanej organickej hmoty nevyužívali konzumenti ani rozkladači, ale hromadili sa vo forme detritu. Neskôr boli vrstvy sutín pochované pod vrstvami rôznych minerálnych sedimentov, kde sa vplyvom vysokých teplôt a tlaku v priebehu miliónov rokov zmenili na ropu, uhlie a zemný plyn(v závislosti od východiskového materiálu, trvania a podmienok pobytu v zemi). Podobné procesy prebiehajú aj v súčasnosti, ale oveľa menej intenzívne. Ich výsledkom je tvorba rašeliny.[ ...]

CYKLUS BIOGEOCHEMICKÝ [z gr. kyklos - kruh], biogeochemická cirkulácia - cyklické procesy výmeny a premeny chemického prvku medzi zložkami biosféry (od anorganickej formy cez živú hmotu opäť k anorganickej). Vykonáva sa s využitím prevažne slnečnej energie (ifotosyntéza) a čiastočne energie chemických reakcií (chemosyntéza). Pozri obeh látok. Biologický obeh látok. Geologický cyklus hmoty.[ ...]

Všetky známe a mnohé ďalšie geologické procesy zostávajúce „v zákulisí“, grandiózne konečné výsledky, po prvé, sú vzájomne prepojené a po druhé sú hlavným mechanizmom, ktorý zabezpečuje rozvoj litosféry, ktorý pokračuje dodnes, jej účasť na neustálom obehu a premene hmoty a energie, udržiava fyzický stav litosféry, ktorý pozorujeme. [...]

Všetky tieto planetárne procesy na Zemi sú úzko prepojené a tvoria spoločný, globálny cyklus látok, ktoré prerozdeľujú energiu prichádzajúcu zo Slnka. Vykonáva sa systémom malých cyklov. Tektonické procesy sú spojené s veľkými a malými cyklami, v dôsledku sopečnej činnosti a pohybu oceánskych platní v zemskej kôre. V dôsledku toho sa na Zemi uskutočňuje veľký geologický cyklus látok.[ ...]

Pôda je integrálnou súčasťou terestrických biogeocenóz. Vykonáva konjugáciu (interakciu) veľkých geologických a malých biologických cyklov látok. Pôda je prírodný útvar, ktorý je jedinečný zložitosťou svojho materiálového zloženia. Pôdna hmota je reprezentovaná štyrmi fyzikálnymi fázami: tuhá (minerálne a organické častice), kvapalná (pôdny roztok), plynná (pôdny vzduch) a živá (organizmy). Pôdy sa vyznačujú zložitou priestorovou organizáciou a diferenciáciou znakov, vlastností a procesov.[ ...]

Vďaka neustálemu fungovaniu systému „atmosféra-pôda-rastliny-živočíchy-mikroorganizmy“ sa vyvinul bio-geochemický cyklus mnohých chemických prvkov a ich zlúčenín, ktorý pokrýva zem, atmosféru a vnútrozemské vody. Jeho celkové charakteristiky sú porovnateľné s celkovým riečnym odtokom pôdy, celkovým prítokom hmoty z vrchného plášťa do biosféry planéty. Preto je živá hmota na Zemi faktorom po mnoho miliónov rokov. geologický význam.[ ...]

Biota biosféry určuje prevažnú časť chemických premien na planéte. Preto úsudok V.I. Vernadského o obrovskej transformačnej geologickej úlohe živej hmoty. V priebehu organickej evolúcie prešli živé organizmy tisíckrát (pre rôzne cykly od 103 do 105) cez seba, cez svoje orgány, tkanivá, bunky, krv, celú atmosféru, celý objem svetového oceánu, väčšinu pôdna masa, obrovská masa minerálnych látok. A nielenže to „premeškali, ale aj celé pozemské prostredie upravili podľa svojich potrieb.[ ...]

Samozrejme, všetky neobnoviteľné zdroje sú vyčerpateľné. Patria sem prevažná väčšina fosílií: horské materiály, rudy, minerály, ktoré vznikli v geologickej histórii Zeme, ako aj produkty starovekej biosféry, ktoré vypadli z biotického cyklu a pochovali sa v hlbinách – fosílne palivá a sedimentárne uhličitany. . Niektoré nerastné suroviny stále pomaly vznikajú pri geochemických procesoch v hlbinách oceánu, prípadne na povrchu zemskej kôry. Pokiaľ ide o nerasty, dostupnosť a kvalita zdroja, ako aj kvantitatívny pomer medzi neznámymi, ale odhadovanými zdrojmi (77), odhadovaným potenciálom (77), skutočne preskúmanými (P) a prevádzkovými (E) zásobami, sú veľké. dôležitosť a zvyčajne N > P > P > E (obr. 6.6).[ ...]

Štúdium oceánu ako fyzického a chemický systém napredoval oveľa rýchlejšie ako jeho štúdium ako biologického systému. Pôvodne špekulatívne hypotézy o pôvode a geologickej histórii oceánov nadobudli pevný základ teoretický základ.[ ...]

Živé organizmy sú celkovo veľmi silným regulátorom tokov hmoty na zemskom povrchu, selektívne zadržiavajú určité prvky v biologickom cykle. Každý rok sa do biologického cyklu zapojí 6-20-krát viac dusíka ako do geologického cyklu a 3-30-krát viac fosforu; síra sa naopak, naopak, podieľa 2-4 krát viac v geologickom cykle ako v biologickom (tab. 4).[ ...]

Komplexný systém spätná väzba prispela nielen k zvýšeniu druhovej diferenciácie, ale aj k vytvoreniu určitých prírodných komplexov, ktoré majú špecifické črty v závislosti od podmienok prostredia a geologickej histórie konkrétnej časti biosféry. Akákoľvek kombinácia v biosfére prirodzene prepojených organizmov a anorganických zložiek životného prostredia, v ktorej sa uskutočňuje obeh látok, sa nazýva ekologický systém alebo ekosystém.[ ...]

Syntetické čistiace prostriedky (detergenty, tenzidy). Tvoria rozsiahlu skupinu umelých povrchovo aktívnych látok, ktoré sa vyrábajú po celom svete v obrovské množstvá. Tieto látky sa vo veľkých množstvách dostávajú do geologického prostredia s domácnosťami odpadových vôd. Väčšina z nich nepatrí medzi jedovaté látky, syntetické čistiace prostriedky však môžu ničiť rôzne ekosystémy, narúšať prirodzené procesy geochemický obeh látok v pôdach a podzemných vodách.[ ...]

Hlavná masa uhlíka je akumulovaná v karbonátových ložiskách oceánskeho dna (1,3 - 101 Wt), kryštalických horninách (1,0 1016 t), uhlí a rope (3,4 1015 t). Práve tento uhlík sa podieľa na pomalom geologickom cykle. Život na Zemi a plynová bilancia atmosféry sú podporované relatívne malými množstvami uhlíka obsiahnutými v rastlinných (5 10 t) a živočíšnych (5 109 t) tkanivách zúčastňujúcich sa na malom (biogénnom) cykle. V súčasnosti však človek intenzívne uzatvára kolobeh látok vrátane uhlíka. Napríklad sa odhaduje, že celková biomasa všetkých domácich zvierat už prevyšuje biomasu všetkých voľne žijúcich suchozemských zvierat. Plochy kultúrnych rastlín sa približujú k oblastiam prirodzených biogeocenóz a mnohé kultúrne ekosystémy svojou produktivitou, neustále zvyšovanou človekom, výrazne prevyšujú prirodzené.[ ...]

Vniknutie do vodných útvarov s odpadovými vodami, fosfáty saturujú a niekedy presýtia ich ekologické systémy. V prirodzených podmienkach sa fosfor vracia späť na súš prakticky len s trusom a po uhynutí rybožravých vtákov. Absolútna väčšina fosforečnany tvoria spodné sedimenty a cyklus vstupuje do najpomalšej fázy. Len geologické procesy, ktoré prebiehajú milióny rokov, môžu skutočne zdvihnúť oceánske ložiská fosfátov, po ktorých je možné fosfor znovu zaradiť do opísaného cyklu.[ ...]

Hodnoty charakterizujúce ročné odstraňovanie sedimentov z každého kontinentu sú uvedené v tabuľke. 17. Je ľahké vidieť, že najväčšia strata pôdy je charakteristická pre Áziu – kontinent s najstaršími civilizáciami a najsilnejším využívaním zeme. Hoci je rýchlosť procesu premenlivá, v obdobiach minimálnej geologickej aktivity dochádza v nížinách a v oceánoch k akumulácii rozpustených minerálnych živín na úkor vysočín. V tomto prípade sú mimoriadne dôležité lokálne biologické mechanizmy návratu, vďaka ktorým strata látok neprevyšuje ich príjem z podložných hornín (o tom sa hovorilo pri uvažovaní o cykle vápnika). Inými slovami, čím dlhšie vitálne prvky zostanú v danej oblasti a znova a znova ich využívajú po sebe nasledujúce generácie organizmov, tým menej nového materiálu bude treba zvonku. Žiaľ, ako sme už poznamenali v časti o fosfore, ľudia často narúšajú túto rovnováhu, zvyčajne neúmyselne, ale jednoducho preto, že úplne nechápu zložitosť symbiózy medzi životom a anorganickou hmotou, ktorá sa vyvinula počas mnohých tisícročí. V súčasnosti sa napríklad predpokladá (hoci ešte nie je dokázané), že priehrady, ktoré bránia lososom vstúpiť do riek za účelom neresenia, znižujú nielen produkciu lososov, ale aj nesťahovavých rýb, zveri a dokonca aj produkciu dreva v niektorých severných častiach Západného Spojeného kráľovstva. štátov. Keď sa lososy trú a umierajú v hlbinách pevniny, zanechávajú za sebou zásoby cenných živín vrátených z mora. Odvoz veľkého množstva dreva z lesa (a minerály, ktoré obsahuje, sa do pôdy nevracajú, na rozdiel od toho, čo sa deje v prírode, keď sa popadané stromy rozkladajú), nepochybne ochudobňuje aj pahorkatiny, zvyčajne v situáciách, keď chýba zásoba živín. chudobný.[ ...]

Piatou funkciou je biogeochemická činnosť ľudstva, pokrývajúca stále väčšie množstvo hmoty zemskej kôry pre potreby priemyslu, dopravy a poľnohospodárstva. Táto funkcia trvá špeciálne miesto v dejinách zemegule a zaslúži si starostlivú pozornosť a štúdium. Celá živá populácia našej planéty – živá hmota – je teda v neustálom kolobehu biofilných chemických prvkov. Biologický cyklus látok v biosfére je spojený s veľkým geologickým cyklom (obr. 12.20).[ ...]

Ďalším procesom, ktorý poháňa uhlík, je tvorba humusu saprofágmi a následná mineralizácia látky hubami a baktériami. Ide o veľmi pomalý proces, ktorého rýchlosť je určená množstvom kyslíka, chemické zloženie pôdy, jej teploty. Pri nedostatku kyslíka a vysokej kyslosti sa uhlík hromadí v rašeline. Podobnými procesmi vo vzdialených geologických epochách sa vytvorili ložiská uhlia a ropy, ktoré zastavili proces kolobehu uhlíka.[ ...]

Ako príklad uveďme environmentálnu úlohu lesného ekosystému. Lesné produkty a biomasa sú zásoby organickej hmoty a uloženej energie, ktoré vznikajú v procese fotosyntézy rastlinami. Intenzita fotosyntézy určuje rýchlosť absorpcie oxidu uhličitého a uvoľňovania kyslíka do atmosféry. Pri tvorbe 1 tony rastlinných produktov sa teda v priemere absorbuje 1,5-1,8 tony CO2 a uvoľní sa 1,2-1,4 tony 02. Hlavným zásobníkom biogénneho uhlíka je biomasa vrátane odumretej organickej hmoty. Časť tejto organickej hmoty sa z cyklu odstráni dlho, tvoriace geologické ložiská.[ ...]

Vladimír Ivanovič Vernadskij (1863-1945) - veľký ruský vedec, akademik, zakladateľ biogeochémie a doktríny biosféry. Je právom považovaný za jedného z najväčších univerzalistov svetovej vedy. Vedecké záujmy V.I. Vernadského sú mimoriadne široké. Významne prispel k mineralógii, geochémii, rádiogeológii, kryštalografii; uskutočnil prvé štúdie vzorcov zloženia, štruktúry a migrácie interagujúcich prvkov a štruktúr zemskej kôry, hydrosféry a atmosféry. V roku 1923 sformuloval teóriu o vedúcej úlohe živých organizmov v geochemických procesoch. V roku 1926 v knihe "Biosféra" od V.I. predložil Vernadsky nový koncept biosféra a úloha živej hmoty v kozmickom a pozemskom obehu hmoty. Premeny prírody ako výsledok ľudskej činnosti vidí V.I. Vernadského ako mocný planetárny proces („Vedecké myslenie ako geologický fenomén“, 1936) a ako príležitosť pre biosféru prerásť do noosféry – sféry mysle.