Pahina 1

Ang geological cycle (malaking sirkulasyon ng mga sangkap sa kalikasan) ay ang ikot ng mga sangkap, ang puwersang nagtutulak kung saan ay exogenous at endogenous na mga prosesong geological.

Geological na sirkulasyon - ang sirkulasyon ng mga sangkap, ang puwersang nagtutulak kung saan ay exogenous at endogenous na mga prosesong geological.

Ang mga hangganan ng geological cycle ay mas malawak kaysa sa mga hangganan ng biosphere, ang amplitude nito ay nakakakuha ng mga layer ng crust ng lupa na malayo sa biosphere. At, higit sa lahat, ang mga buhay na organismo ay gumaganap ng pangalawang papel sa mga proseso ng siklo na ito.

kaya, geological cycle ang mga substance ay nagpapatuloy nang walang partisipasyon ng mga buhay na organismo at muling namamahagi ng mga bagay sa pagitan ng biosphere at ng mas malalim na mga layer ng Earth.

Ang pinakamahalagang papel sa malaking cycle ng geological cycle ay nilalaro ng maliliit na cycle ng matter, parehong biospheric at technospheric, minsan kung saan ang substance ay pinatay sa mahabang panahon mula sa malaking geochemical flow, na nagbabago sa walang katapusang mga cycle ng synthesis at pagkabulok.

Ang pinakamahalagang papel sa malaking cycle ng geological cycle ay nilalaro ng maliliit na cycle ng matter, parehong biospheric at technospheric, minsan kung saan, ang substance ay pinatay sa mahabang panahon mula sa malaking geochemical flow, na nagbabago sa walang katapusang mga cycle ng synthesis at pagkabulok.

Ang carbon na ito ay nakikibahagi sa mabagal na geological cycle.

Ito ang carbon na nakikibahagi sa mabagal na geological cycle. Ang buhay sa Earth at ang gas na balanse ng atmospera ay sinusuportahan ng medyo maliit na dami ng carbon na nasa halaman (5 10 t) at hayop (5 109 t) na mga tisyu na nakikilahok sa maliit na (biogenic) cycle. Gayunpaman, sa kasalukuyan, ang isang tao ay masinsinang isinasara ang ikot ng mga sangkap, kabilang ang carbon. Halimbawa, tinatantya na ang kabuuang biomass ng lahat ng alagang hayop ay lumampas na sa biomass ng lahat ng ligaw na hayop sa lupa. Ang mga lugar ng mga nilinang halaman ay papalapit na sa mga lugar ng natural na biogeocenoses, at maraming mga kultural na ecosystem sa mga tuntunin ng kanilang produktibidad, na patuloy na pinapataas ng tao, ay higit na nakahihigit sa mga natural.

Ang pinakamalawak sa oras at espasyo ay ang tinatawag na geological cycle ng matter.

Mayroong 2 uri ng sirkulasyon ng mga substance sa kalikasan: isang malaki o geological cycle ng mga substance sa pagitan ng lupa at karagatan; maliit o biyolohikal - sa pagitan ng lupa at halaman.

Ang tubig na nakuha ng halaman mula sa lupa sa estado ng singaw ay pumapasok sa atmospera, pagkatapos, paglamig, condenses at muling bumalik sa lupa o karagatan bilang pag-ulan. Ang geological water cycle ay nagbibigay ng mekanikal na muling pamamahagi, sedimentation, akumulasyon ng mga solidong sediment sa lupa at sa ilalim ng mga anyong tubig, pati na rin sa proseso ng mekanikal na pagkasira ng mga lupa at mga bato. Gayunpaman pag-andar ng kemikal ang tubig ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga nabubuhay na organismo o ng kanilang mga produktong metabolic. Ang mga likas na tubig, tulad ng mga lupa, ay isang kumplikadong bio-inert substance.

Ang geochemical na aktibidad ng tao ay nagiging maihahambing sa sukat sa biological at geological na mga proseso. Sa geological cycle, ang link ng denudation ay tumataas nang husto.

Ang kadahilanan na nag-iiwan ng pangunahing imprint sa pangkalahatang katangian at biyolohikal. Kasabay nito, ang geological water cycle ay patuloy na nagsusumikap na hugasan ang lahat ng mga elementong ito mula sa strata ng tuyong lupa patungo sa basin ng karagatan. Samakatuwid, ang pangangalaga ng mga elemento ng pagkain ng halaman sa loob ng lupa ay nangangailangan ng kanilang conversion sa isang ganap na hindi malulutas sa tubig na anyo. Ang pangangailangang ito ay natutugunan ng isang buhay na organic.

Ang lahat ng mga sangkap sa planeta ay nasa proseso ng sirkulasyon. Ang solar energy ay nagdudulot ng dalawang cycle ng matter sa Earth: malaki (geological, biospheric) at maliit (biological).

Ang malaking sirkulasyon ng mga sangkap sa biosphere ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang mahahalagang punto: ito ay isinasagawa sa kabuuan heolohikal na pag-unlad Earth at ito ay isang makabagong proseso ng planeta na may pangunahing bahagi sa karagdagang pag-unlad biosphere.

Ang geological cycle ay nauugnay sa pagbuo at pagkasira ng mga bato at ang kasunod na paggalaw ng mga produkto ng pagkasira - detrital na materyal at mga elemento ng kemikal. Ang isang mahalagang papel sa mga prosesong ito ay nilalaro at patuloy na ginagampanan ng mga thermal na katangian ng ibabaw ng lupa at tubig: pagsipsip at pagmuni-muni. sinag ng araw, thermal conductivity at kapasidad ng init. Hindi matatag na hydrothermal na rehimen ng ibabaw ng Earth, kasama ang sistema ng planeta Tinukoy ng sirkulasyon ng atmospera ang sirkulasyon ng geological ng mga sangkap, na sa paunang yugto ng pag-unlad ng Earth, kasama ang mga endogenous na proseso, ay nauugnay sa pagbuo ng mga kontinente, karagatan at modernong geospheres. Sa pagbuo ng biosphere, ang mga produkto ng mahahalagang aktibidad ng mga organismo ay kasama sa mahusay na cycle. Ang geological cycle ay nagbibigay sa mga buhay na organismo ng mga sustansya at higit na tinutukoy ang mga kondisyon para sa kanilang pag-iral.

Pangunahin mga elemento ng kemikal lithospheres: oxygen, silicon, aluminum, iron, magnesium, sodium, potassium at iba pa - lumahok sa isang malaking sirkulasyon, na dumadaan mula sa malalim na bahagi ng itaas na mantle hanggang sa ibabaw ng lithosphere. Igneous rock na nabuo sa panahon ng crystallization

Ang magma, na pumasok sa ibabaw ng lithosphere mula sa kailaliman ng Earth, ay sumasailalim sa agnas, weathering sa biosphere. Ang mga produkto ng weathering ay pumapasok sa isang mobile na estado, dinadala ng tubig at hangin sa mga mababang lugar ng tulong, nahuhulog sa mga ilog, karagatan at bumubuo ng makapal na strata ng sedimentary na mga bato, na, sa paglipas ng panahon, lumulubog hanggang sa lalim sa mga lugar na may mataas na temperatura at presyon, sumasailalim sa metamorphosis, ibig sabihin, "remelt". Sa panahon ng muling pagtunaw na ito, lumilitaw ang isang bagong metamorphic na bato, na pumapasok sa itaas na mga horizon ng crust ng lupa at muling pumapasok sa sirkulasyon ng mga sangkap. (Larawan 32).

kanin. 32. Geological (malaking) sirkulasyon ng mga sangkap

Madaling mobile substance - mga gas at natural na tubig na bumubuo sa atmospera at hydrosphere ng planeta. Ang materyal ng lithosphere ay umiikot nang mas mabagal. Sa pangkalahatan, ang bawat sirkulasyon ng anumang elemento ng kemikal ay bahagi ng pangkalahatang malaking sirkulasyon ng mga sangkap sa Earth, at lahat ng mga ito ay malapit na magkakaugnay. Buhay na bagay Ang biosphere sa cycle na ito ay gumagawa ng isang mahusay na trabaho ng muling pamamahagi ng mga elemento ng kemikal na patuloy na nagpapalipat-lipat sa biosphere, na dumadaan mula sa panlabas na kapaligiran sa mga organismo at muli sa panlabas na kapaligiran.

Maliit, o biyolohikal, sirkulasyon ng mga sangkap- Ito

sirkulasyon ng mga sangkap sa pagitan ng mga halaman, hayop, fungi, microorganism at lupa. Ang kakanyahan ng biological cycle ay ang daloy ng dalawang kabaligtaran, ngunit magkakaugnay na mga proseso - ang paglikha ng mga organikong sangkap at ang kanilang pagkasira. Ang paunang yugto sa paglitaw ng mga organikong sangkap ay dahil sa potosintesis ng mga berdeng halaman, ibig sabihin, ang pagbuo ng buhay na bagay mula sa carbon dioxide, tubig, at simpleng mga compound ng mineral gamit ang solar energy. Ang mga halaman (producer) ay kumukuha ng mga molekula ng asupre, posporus, kaltsyum, potasa, magnesiyo, mangganeso, silikon, aluminyo, sink, tanso at iba pang elemento mula sa lupa sa isang solusyon. Ang mga herbivorous na hayop (mga mamimili ng unang order) ay sumisipsip ng mga compound ng mga elementong ito na nasa anyo na ng pagkain pinagmulan ng halaman. Ang mga mandaragit (mga mamimili ng pangalawang order) ay kumakain sa mga herbivorous na hayop, na kumakain ng higit sa kumplikadong komposisyon, kabilang ang mga protina, taba, amino acid at iba pang mga sangkap. Sa proseso ng pagkasira ng mga microorganism (decomposers) ng mga organikong sangkap ng mga patay na halaman at labi ng hayop, ang mga simpleng mineral na compound ay pumapasok sa lupa at kapaligiran ng tubig, na magagamit para sa asimilasyon ng mga halaman, at magsisimula ang susunod na pag-ikot ng biological cycle. (Larawan 33).

Upang endogenous Kasama sa mga proseso ang: magmatism, metamorphism (ang pagkilos ng mataas na temperatura at presyon), volcanism, ang paggalaw ng crust ng lupa (lindol, pagbuo ng bundok).

Upang exogenous- weathering, ang aktibidad ng atmospheric at surface na tubig ng mga dagat, karagatan, hayop, organismo ng halaman at lalo na ang mga tao - technogenesis.

Interaksyon ng panloob at panlabas na mga proseso mga form mahusay na geological cycle ng bagay.

Sa panahon ng mga endogenous na proseso, nabuo ang mga sistema ng bundok, uplands, oceanic depression, sa panahon ng mga exogenous na proseso, ang mga igneous na bato ay nawasak, ang mga produkto ng pagkasira ay lumilipat sa mga ilog, dagat, karagatan at sedimentary na mga bato. Bilang resulta ng paggalaw ng crust ng lupa, ang mga sedimentary na bato ay lumulubog sa malalim na mga layer, sumasailalim sa mga proseso ng metamorphism (ang pagkilos ng mataas na temperatura at presyon), at ang mga metamorphic na bato ay nabuo. Sa mas malalim na mga layer, sila ay nagiging tinunaw ...
estado (magmatization). Pagkatapos, bilang isang resulta ng mga proseso ng bulkan, pumapasok sila sa itaas na mga layer ng lithosphere, sa ibabaw nito sa anyo ng mga igneous na bato. Ito ay kung paano nabuo ang mga batong bumubuo ng lupa at iba't ibang anyo kaluwagan.

Mga bato, kung saan nabuo ang lupa, ay tinatawag na soil-forming o parent. Ayon sa mga kondisyon ng pagbuo, nahahati sila sa tatlong grupo: igneous, metamorphic at sedimentary.

Mga igneous na bato binubuo ng mga compound ng silikon, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na. Depende sa ratio ng mga compound na ito, ang acidic at pangunahing mga bato ay nakikilala.

Ang acid (granites, liparites, pegmatites) ay may mataas na nilalaman ng silica (higit sa 63%), potassium at sodium oxides (7-8%), calcium at Mg oxides (2-3%). Ang mga ito ay magaan at kayumanggi ang kulay. Ang mga lupang nabuo mula sa naturang mga bato ay may maluwag na istraktura, mataas ang kaasiman at walang katabaan.

Ang mga pangunahing igneous na bato (basalts, dunites, periodites) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang nilalaman ng SiO 2 (40-60%), isang pagtaas ng nilalaman ng CaO at MgO (hanggang sa 20%), mga iron oxide (10-20%), Na 2 O at K 2 O mas mababa sa 30%.

Ang mga lupa na nabuo sa mga produkto ng weathering ng mga pangunahing bato ay may alkaline at neutral na reaksyon, maraming humus at mataas na pagkamayabong.

Ang mga igneous na bato ay bumubuo ng 95% ng kabuuang masa ng mga bato, ngunit bilang mga batong bumubuo ng lupa ay sinasakop nila ang maliliit na lugar (sa mga bundok).

metamorphic na bato, ay nabuo bilang isang resulta ng recrystallization ng igneous at sedimentary rocks. Ito ay marmol, gneiss, kuwarts. Sumakop sa isang maliit tiyak na gravity bilang mga batong bumubuo ng lupa.

Mga sedimentary na bato. Ang kanilang pagbuo ay dahil sa mga proseso ng weathering ng igneous at metamorphic na mga bato, ang paglipat ng mga produkto ng weathering sa pamamagitan ng tubig, glacial at air flow at deposition sa ibabaw ng lupa, sa ilalim ng mga karagatan, dagat, lawa, sa mga baha ng mga ilog.

Ayon sa kanilang komposisyon, ang mga sedimentary na bato ay nahahati sa clastic, chemogenic at biogenic.

mga clastic na deposito naiiba sa laki ng mga labi at mga particle: ito ay mga boulder, bato, graba, durog na bato, buhangin, loams at clay.

Mga deposito ng chemogenic nabuo bilang isang resulta ng pag-ulan ng mga asing-gamot mula sa may tubig na mga solusyon sa mga baybayin ng dagat, mga lawa sa mainit na klima o bilang resulta ng mga reaksiyong kemikal.

Kabilang dito ang mga halides (bato at potassium salt), sulfates (gypsum, anhydride), carbonates (limestone, marl, dolomites), silicates, phosphates. Marami sa mga ito ay mga hilaw na materyales para sa paggawa ng semento, mga kemikal na pataba, at ginagamit bilang mga agricultural ores.

Mga biogenic na deposito nabuo mula sa mga akumulasyon ng mga labi ng mga halaman at hayop. Ang mga ito ay: carbonate (biogenic limestones at chalk), siliceous (dolomite) at carbonaceous na bato (coals, peat, sapropel, oil, gas).

Ang mga pangunahing genetic na uri ng sedimentary rock ay:

1. Eluvial na deposito- mga produkto ng weathering ng mga bato na natitira sa sheet ng kanilang pagbuo. Ang eluvium ay matatagpuan sa tuktok ng mga watershed, kung saan ang washout ay mahinang ipinahayag.

2. mga deluvial na deposito- mga produktong erosion na idineposito ng mga pansamantalang daloy ng ulan at natutunaw na tubig sa ibabang bahagi ng mga dalisdis.

3. proluvial na deposito- nabuo bilang isang resulta ng paglipat at pagtitiwalag ng mga produkto ng weathering sa pamamagitan ng pansamantalang mga ilog ng bundok at mga baha sa paanan ng mga dalisdis.

4. Mga deposito ng alluvial- ay nabuo bilang isang resulta ng pag-aalis ng mga produkto ng weathering sa pamamagitan ng tubig ng ilog na pumapasok sa kanila na may surface runoff.

5. Mga deposito ng lacustrine– ilalim ng mga sediment ng mga lawa. Ang mga silt na may mataas na nilalaman ng organikong bagay (15-20%) ay tinatawag na sapropels.

6. mga sediment ng dagat- mga sediment sa ilalim ng dagat. Sa panahon ng pag-urong (paglabag) ng mga dagat, nananatili sila bilang mga batong bumubuo ng lupa.

7. Mga deposito ng glacial (glacial) o moraine- mga produkto ng weathering ng iba't ibang mga bato, inilipat at idineposito ng glacier. Ito ay isang unsorted coarse-grained red-brown o gray na materyal na may kasamang mga bato, boulder, at pebbles.

8. Mga deposito ng Fluvioglacial (water-glacial). pansamantalang batis at mga saradong reservoir na nabuo sa panahon ng pagkatunaw ng glacier.

9. Takpan ang mga luad nabibilang sa mga extra-glacial na deposito at itinuturing na mga deposito ng mababaw na tubig na malapit sa glacial na baha ng natutunaw na tubig. Nagsasapawan sila ng madder mula sa itaas na may isang layer na 3-5 m. Ang mga ito ay dilaw-kayumanggi sa kulay, maayos na pinagsunod-sunod, hindi naglalaman ng mga bato at malalaking bato. Ang mga lupa sa cover loams ay mas mataba kaysa sa madder.

10. Loesses at loess-like loams ay nailalarawan sa pamamagitan ng maputlang dilaw na kulay, mataas na nilalaman ng silt at silty fractions, maluwag na istraktura, mataas na porosity, mataas na nilalaman ng calcium carbonates. Ang matabang kulay abong kagubatan, mga kastanyas na lupa, chernozem at kulay abong mga lupa ay nabuo sa kanila.

11. Mga deposito ng Aeolian nabuo bilang resulta ng pagkilos ng hangin. Ang mapanirang aktibidad ng hangin ay binubuo ng kaagnasan (honing, sanding ng mga bato) at deflation (pagihip at pagdadala ng hangin maliliit na particle mga lupa). Ang parehong mga prosesong ito na pinagsama-sama ay bumubuo ng pagguho ng hangin.

Mga pangunahing scheme, formula, atbp. na naglalarawan sa nilalaman: pagtatanghal na may mga larawan ng mga uri ng weathering.

Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili:

1. Ano ang weathering?

2. Ano ang magmatization?

3. Ano ang pagkakaiba ng pisikal at kemikal na weathering?

4. Ano ang geological cycle ng matter?

5. Ilarawan ang istruktura ng Daigdig?

6. Ano ang magma?

7. Anong mga layer ang binubuo ng core ng Earth?

8. Ano ang mga lahi?

9. Paano inuri ang mga lahi?

10. Ano ang loess?

11. Ano ang pangkatin?

12. Anong mga katangian ang tinatawag na organoleptic?

Pangunahing:

1. Dobrovolsky V.V. Heograpiya ng mga Lupa na may Mga Batayan ng Agham ng Lupa: Teksbuk para sa Mataas na Paaralan. - M .: Makatao. ed. Center VLADOS, 1999.-384 p.

2. Agham ng lupa / Ed. I.S. Kaurichev. M. Agropromiadat ed. 4. 1989.

3. Agham ng lupa / Ed. V.A. Kovdy, B.G. Rozanov sa 2 bahagi M. Higher School 1988.

4. Glazovskaya M.A., Gennadiev A.I. Heograpiya ng mga Lupa na may Mga Batayan ng Agham ng Lupa, Moscow State University. 1995

5. Rode A.A., Smirnov V.N. Agham ng lupa. M. Higher School, 1972

Karagdagang:

1. Glazovskaya M.A. Pangkalahatang agham ng lupa at heograpiya ng lupa. M. High School 1981

2. Kovda V.A. Mga pundasyon ng doktrina ng mga lupa. M. Agham. 1973

3. Liverovsky A.S. Mga lupa ng USSR. M. Naisip 1974

4. Rozanov B. G. takip ng lupa ang globo. M. ed. W. 1977

5. Aleksandrova L.N., Naydenova O.A. Laboratory at praktikal na mga klase sa agham ng lupa. L. Agropromizdat. 1985

Biological (maliit) cycle - ang sirkulasyon ng mga sangkap sa pagitan ng mga halaman, wildlife, microorganism at lupa. Ang batayan nito ay photosynthesis, ibig sabihin, ang conversion ng nagniningning na enerhiya ng Araw sa enerhiya ng mga berdeng halaman at mga espesyal na microorganism. mga bono ng kemikal mga organikong sangkap. Ang photosynthesis ay nagdulot ng paglitaw ng oxygen sa Earth sa tulong ng mga berdeng organismo, ang ozone layer at ang mga kondisyon para sa biyolohikal na ebolusyon.[ ...]

Ang maliit na biological cycle ng mga substance ay partikular na kahalagahan sa pagbuo ng lupa, dahil ito ay ang interaksyon ng biological at geological cycle na sumasailalim sa proseso ng pagbuo ng lupa.[ ...]

Ang nitrogen cycle ay kasalukuyang nakalantad malakas na impact mula sa gilid ng tao. Sa isang banda, ang mass production ng nitrogen fertilizers at ang paggamit nito ay humahantong sa labis na akumulasyon ng nitrates. Ang nitrogen na ibinibigay sa mga bukid sa anyo ng mga pataba ay nawawala dahil sa crop alienation, leaching at denitrification. Sa kabilang banda, kapag ang rate ng conversion ng ammonia sa nitrates ay bumababa, ang ammonium fertilizers ay naiipon sa lupa. Posibleng sugpuin ang aktibidad ng mga mikroorganismo bilang resulta ng kontaminasyon ng lupa sa basurang pang-industriya. Gayunpaman, ang lahat ng mga prosesong ito ay medyo lokal sa kalikasan. Higit na mas mahalaga ay ang paglabas ng mga nitrogen oxide sa atmospera kapag ang gasolina ay sinusunog sa mga thermal power plant at sa transportasyon. Ang nitrogen na "fixed" sa mga industrial emissions ay nakakalason, hindi katulad ng biologically fixed nitrogen. natural na proseso lumilitaw ang mga nitrogen oxide sa atmospera sa maliit na dami bilang mga intermediate na produkto, ngunit sa mga lungsod at industriyal na lugar, nagiging mapanganib ang kanilang mga konsentrasyon. Naiirita ng mga ito ang mga organ sa paghinga, at sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, nagaganap ang mga reaksyon sa pagitan ng mga nitrogen oxide at hydrocarbon na may pagbuo ng lubhang nakakalason at carcinogenic compound.[ ...]

Ang mga cycle bilang isang anyo ng paggalaw ng bagay ay likas din sa biostrome, ngunit dito sila ay nakakuha ng kanilang sariling mga katangian. Ang pahalang na cycle ay kinakatawan ng isang triad: kapanganakan - pagpaparami - kamatayan (agnas); patayo - ang proseso ng photosynthesis. Pareho sa kanila, sa pagbabalangkas ng A. I. Perelman (1975), ay nakakahanap ng pagkakaisa sa isang maliit na biological cycle: "... ang mga elemento ng kemikal sa landscape ay gumagawa ng mga siklo, kung saan paulit-ulit silang pumapasok sa mga nabubuhay na organismo ("organisahin ang kanilang mga sarili") at iniwan ang mga ito. ( “mineralized”)”2.[ ...]

Ang biological (biotic) cycle ay isang phenomenon ng tuluy-tuloy, paikot, regular, ngunit hindi pantay sa oras at espasyo, muling pamamahagi ng bagay, enerhiya1 at impormasyon sa loob mga sistemang ekolohikal iba't ibang hierarchical na antas ng organisasyon - mula sa biogeocenosis hanggang sa biosphere. Ang sirkulasyon ng mga sangkap sa sukat ng buong biosphere ay tinatawag na isang malaking bilog (Larawan 6.2), at sa loob ng isang tiyak na biogeocenosis - isang maliit na bilog ng biotic exchange.[ ...]

Ang anumang biological cycle ay nailalarawan sa pamamagitan ng paulit-ulit na pagsasama ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal sa mga katawan ng mga nabubuhay na organismo at ang kanilang paglabas sa kapaligiran, mula sa kung saan sila ay muling nakuha ng mga halaman at kasangkot sa cycle. Ang isang maliit na biological cycle ay nailalarawan sa pamamagitan ng kapasidad - ang bilang ng mga elemento ng kemikal na sabay-sabay sa komposisyon ng mga buhay na bagay sa isang partikular na ekosistema, at bilis - ang dami ng nabubuhay na bagay na nabuo at nabubulok sa bawat yunit ng oras.[ ...]

Ang maliit na biological cycle ng mga sangkap ay batay sa mga proseso ng synthesis at pagkasira ng mga organikong compound na may partisipasyon ng nabubuhay na bagay. Hindi tulad ng isang malaki, ang isang maliit na cycle ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hindi gaanong halaga ng enerhiya.[ ...]

Sa kabaligtaran, ang biological na sirkulasyon ng bagay ay nagaganap sa loob ng mga hangganan ng tinatahanang biosphere at katawanin. natatanging katangian buhay na bagay ng planeta. Ang pagiging bahagi ng isang malaki, maliit na cycle ay isinasagawa sa antas ng biogeocenosis, ito ay nakasalalay sa katotohanan na sustansya Ang mga lupa, tubig, carbon ay naipon sa sangkap ng mga halaman, ay ginugol sa pagbuo ng katawan at mga proseso ng buhay ng parehong kanilang sarili at mga organismo - mga mamimili. Ang mga produkto ng agnas ng organikong bagay sa pamamagitan ng microflora at mesofauna ng lupa (bakterya, fungi, molluscs, worm, insekto, protozoa, atbp.) Ay muling nabubulok sa mga sangkap ng mineral, na magagamit muli sa mga halaman at samakatuwid ay muli nilang kasangkot sa daloy ng bagay. [...]

Ang inilarawan na sirkulasyon ng mga sangkap sa Earth, na sinusuportahan ng solar energy - ang pabilog na sirkulasyon ng mga sangkap sa pagitan ng mga halaman, mikroorganismo, hayop at iba pang mga nabubuhay na organismo - ay tinatawag na biological cycle ng mga sangkap, o isang maliit na cycle. Ang oras ng kumpletong metabolismo ng isang sangkap sa isang maliit na cycle ay nakasalalay sa masa ng sangkap na ito at ang intensity ng mga proseso ng paggalaw nito sa pamamagitan ng cycle at tinatantya sa ilang daang taon.[ ...]

Mayroong malaki at maliit - (biological) cycle ng matter sa kalikasan, ang water cycle.[ ...]

Sa kabila ng medyo maliit na kapal ng layer ng singaw ng tubig sa atmospera (0.03 m), ito ay atmospheric moisture na gumaganap ng pangunahing papel sa sirkulasyon ng tubig at biogeochemical cycle nito. Sa pangkalahatan, para sa buong mundo mayroong isang mapagkukunan ng pag-agos ng tubig - ulan - at isang mapagkukunan ng daloy - pagsingaw, na 1030 mm bawat taon. Sa buhay ng mga halaman, ang isang malaking papel ng tubig ay kabilang sa pagpapatupad ng mga proseso ng photosynthesis (ang pinakamahalagang link sa biological cycle) at transpiration. Ang evapotranspiration, o ang masa ng tubig na sumingaw ng makahoy o mala-damo na mga halaman, ang ibabaw ng lupa, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa ikot ng tubig sa mga kontinente. Ang tubig sa lupa, na tumatagos sa mga tisyu ng halaman sa proseso ng transpiration, ay nagdadala mga mineral na asing-gamot kinakailangan para sa buhay ng mga halaman mismo.[ ...]

Sa batayan ng isang malaking geological cycle, isang siklo ng mga organikong sangkap ang lumitaw - isang maliit, na batay sa mga proseso ng synthesis at pagkasira ng mga organikong compound. Ang dalawang prosesong ito ay nagbibigay ng buhay sa Earth. Ang enerhiya ng biological cycle ay 1% lamang ang nakuha ng Earth enerhiyang solar, ngunit siya ang gumagawa ng napakalaking gawain ng paglikha ng buhay na bagay.[ ...]

Nagbibigay ang solar energy ng dalawang cycle ng matter sa Earth: geological, o malaki, at maliit, biological (biotic).[ ...]

Ang destabilization ng proseso ng nitrification ay nakakagambala sa pagpasok ng mga nitrates sa biological cycle, ang halaga nito ay paunang tinutukoy ang tugon sa isang pagbabago sa tirahan sa complex ng mga denitrifier. Ang mga sistema ng enzymatic na denitrifier ay binabawasan ang rate ng kumpletong pagbawi, mas mababa ang kinasasangkutan ng nitrous oxide sa huling yugto, ang pagpapatupad nito ay nangangailangan ng makabuluhang gastos sa enerhiya. Bilang resulta, ang nilalaman ng nitrous oxide sa itaas na kapaligiran ng lupa ng mga eroded ecosystem ay umabot sa 79 - 83% (Kosinova et al., 1993). Ang alienation ng ilang mga organikong bagay mula sa chernozems sa ilalim ng impluwensya ng erosion ay makikita sa muling pagdadagdag ng nitrogen fund sa kurso ng photo- at heterotrophic nitrogen fixation: aerobic at anaerobic. Mga unang yugto ng pagguho mabilis ito ay tiyak na anaerobic nitrogen fixation na pinigilan dahil sa mga parameter ng labile na bahagi ng organikong bagay (Khaziev at Bagautdinov, 1987). Bumaba ng higit sa 50% ang aktibidad ng mga invertase at catalase enzyme sa mga chernozem na lubhang nabubulok kumpara sa mga hindi nabubulok na chernozem. Sa mga kulay abong lupa sa kagubatan, habang tumataas ang kanilang paghuhugas, ang aktibidad ng invertase ay bumababa nang husto. Kung sa bahagyang eroded na mga lupa ay may unti-unting pagpapahina ng aktibidad na may lalim, kung gayon sa mabigat na eroded na mga lupa, ang aktibidad ng invertase ay napakababa o hindi pa nakikita sa ilalim ng ibabaw na layer. Ang huli ay nauugnay sa paglitaw ng mga illuvial horizon na may napakababang aktibidad ng enzyme sa ibabaw ng araw. Ayon sa aktibidad ng phosphatase at, lalo na, catalase, walang malinaw na pag-asa sa antas ng pagguho ng lupa na naobserbahan (Lichko, 1998).[ ...]

Ang landscape geochemistry ay nagpapakita ng nakatagong, pinakamalalim na bahagi ng maliit na heograpikal na sirkulasyon ng bagay at enerhiya. Ang konsepto ng isang maliit na geographic na sirkulasyon ay hindi pa sapat na nabuo sa pisikal na heograpiya. AT pangkalahatang pananaw maaari itong katawanin bilang isang multi-stringed na hindi ganap na saradong pabilog na daloy, na binubuo ng papasok at radiated na init, ang biological cycle ng mga elemento ng kemikal, isang maliit na ikot ng tubig (pag-ulan - pagsingaw, ground at underground runoff at inflow), aeolian migration - nagdadala sa at pagtanggal - mineral matter. [...]

Ang pagpapahina ng proseso ng sod ng pagbuo ng lupa ay dahil sa mababang intensity ng biological cycle, mababang produktibidad ng mga halaman. Ang taunang basura na may kabuuang biomass na humigit-kumulang Yut/ha ay hindi lalampas sa 0.4-0.5 t/ha. Ang bulto ng magkalat ay kinakatawan ng mga latak ng ugat. Humigit-kumulang 70 kg/ha ng nitrogen at 300 kg/ha ng mga elemento ng abo ang kasangkot sa biological cycle.[ ...]

Ang mga tropikal na rainforest ay medyo sinaunang climax ecosystem kung saan ang nutrient cycling ay dinala sa pagiging perpekto - sila ay maliit na nawala at agad na pumasok sa biological cycle na isinasagawa ng mga mutualistic na organismo at mababaw, para sa pinaka-bahagi mahangin, na may malakas na mycorrhiza, mga ugat ng puno. Ito ay dahil dito na ang mga kagubatan ay lumalago nang husto sa mahirap na mga lupa.[ ...]

Ang pagbuo ng kemikal na komposisyon ng lupa ay isinasagawa sa ilalim ng impluwensya ng isang malaking geological at maliit na biological cycle ng mga sangkap sa kalikasan. Ang pinakamadaling alisin sa lupa ay ang mga elemento tulad ng chlorine, bromine, iodine, sulfur, calcium, magnesium, sodium.[ ...]

Dahil sa pinakamataas na aktibidad ng mga proseso ng biogeochemical at ang napakalaking dami at kaliskis ng sirkulasyon ng mga sangkap, ang mga biologically makabuluhang elemento ng kemikal ay nasa patuloy na paikot na paggalaw. Ayon sa ilang mga pagtatantya, kung ipagpalagay natin na ang biosphere ay umiral nang hindi bababa sa 3.5-4 bilyong taon, kung gayon ang lahat ng tubig ng World Ocean ay dumaan sa biogeochemical cycle ng hindi bababa sa 300 beses, at ang libreng oxygen ng kapaligiran - sa hindi bababa sa 1 milyong beses. Ang cycle ng carbon ay nangyayari sa 8 taon, nitrogen sa 110 taon, oxygen sa 2500 taon. Ang pangunahing masa ng carbon na puro sa mga deposito ng carbonate ng sahig ng karagatan (1.3 x 1016 t), iba pang mga mala-kristal na bato (1 x 1016 t), karbon at langis (0.34 x 1016 t), ay nakikilahok sa isang malaking ikot. Ang carbon na nasa halaman (5 x 10 mt) at tissue ng hayop (5 x 109 mt) ay nakikilahok sa isang maliit na cycle (biogeochemical cycle).[ ...]

Gayunpaman, sa lupa, bilang karagdagan sa pag-ulan na dinala mula sa karagatan, ang pagsingaw at pag-ulan ay nangyayari kasama ang ikot ng tubig, na sarado sa lupa. Kung ang biota ng mga kontinente ay hindi umiiral, kung gayon ang karagdagang pag-ulan sa lupa ay magiging mas mababa kaysa sa pag-ulan na dinala mula sa karagatan. Tanging ang pagbuo ng vegetation cover at lupa ay humahantong sa isang malaking halaga ng pagsingaw mula sa ibabaw ng lupa. Sa pagbuo ng vegetation cover, ang tubig ay naipon sa lupa, halaman at kontinental na bahagi ng atmospera, na humahantong sa pagtaas ng saradong sirkulasyon sa lupa. Sa kasalukuyan, ang pag-ulan sa lupa ay, sa karaniwan, tatlong beses na mas mataas kaysa sa runoff ng ilog. Dahil dito, isang-katlo lamang ng pag-ulan ang dinadala mula sa karagatan at higit sa dalawang-katlo ang ibinibigay ng saradong siklo ng tubig sa lupa. Kaya, ang tubig sa lupa ay nagiging biologically accumulative, pangunahing bahagi rehimen ng tubig ang lupa ay nabuo sa pamamagitan ng biota at maaaring i-regulate sa pamamagitan ng biologically.[ ...]

Maginhawang kilalanin ang ilan sa mga pangunahing tampok ng pagpapakita ng una at pangalawang pwersa, batay sa ideya ng pagkilos ng mga siklo ng bagay sa Earth: malaki - geological (geocircle) at maliit - biological (biocircle mula sa). [...]

Ang mga komunidad ng halaman sa southern taiga ay mas lumalaban sa kemikal na polusyon kaysa sa hilagang taiga. Ang mababang katatagan ng hilagang taiga cenoses ay dahil sa kanilang mababang pagkakaiba-iba ng mga species at mas simpleng istraktura, ang pagkakaroon ng mga species na sensitibo sa kemikal na polusyon (mosses at lichens), mababang produktibidad at kapasidad ng biological cycle, at mas kaunting kakayahang makabawi.[ . ..]

Gayunpaman, ang anumang ecosystem, anuman ang laki, ay may kasamang buhay na bahagi (biocenosis) at ang pisikal nito, iyon ay, walang buhay, kapaligiran. Kasabay nito, ang maliliit na ecosystem ay bahagi ng mas malalaking ecosystem, hanggang sa pandaigdigang ecosystem ng Earth. Katulad nito, ang pangkalahatang biological cycle ng matter sa planeta ay binubuo rin ng interaksyon ng maraming mas maliliit, pribadong cycle.[ ...]

Ang lupa ay isang mahalagang bahagi ng terrestrial biogeocenoses. Nagsasagawa ito ng conjugation (interaksyon) ng malalaking geological at maliit na biological cycle ng mga substance. Ang lupa ay isang natatanging gGo ng pagiging kumplikado ng komposisyon ng materyal natural na pagbuo. Ang lupa ay kinakatawan ng apat mga pisikal na yugto: solid (mineral at organikong mga particle), likido (soil solution), gas (soil air) at buhay (organismo). Ang mga lupa ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang kumplikadong spatial na organisasyon at pagkakaiba-iba ng mga katangian, katangian at proseso.[ ...]

Ayon sa unang corollary, maaari lamang tayong umasa sa mababang produksyon ng basura. Samakatuwid, ang unang yugto sa pag-unlad ng mga teknolohiya ay dapat na ang kanilang mababang intensity ng mapagkukunan (kapwa sa input at sa output - pagtitipid at hindi gaanong mga emisyon), ang pangalawang yugto ay ang paglikha ng isang cyclical na produksyon (ang basura ng ilan ay maaaring hilaw na materyales para sa iba) at ang pangatlo - ang organisasyon ng isang makatwirang pagtatapon ng hindi maiiwasang mga nalalabi at neutralisasyon ng hindi naaalis na basura ng enerhiya. Ang paniwala na ang biosphere ay gumagana sa prinsipyo ng non-waste ay mali, dahil palagi itong nag-iipon ng mga substance na umaalis sa biological cycle na bumubuo ng sedimentary rocks.[ ...]

Ayon kay V. R. Williams, ang kakanyahan ng pagbuo ng lupa ay tinukoy bilang ang dialectical na interaksyon ng mga proseso ng synthesis at decomposition ng organikong bagay, na nangyayari sa sistema ng isang maliit na biological cycle ng mga sangkap.[ ...]

Sa iba't ibang yugto pag-unlad ng biosphere, ang mga proseso sa loob nito ay hindi pareho, sa kabila ng katotohanan na sinundan nila ang mga katulad na pattern. Ang pagkakaroon ng isang binibigkas na sirkulasyon ng mga sangkap, ayon sa batas ng pandaigdigang pagsasara ng biogeochemical cycle, ay isang ipinag-uutos na pag-aari ng biosphere sa anumang yugto ng pag-unlad nito. Marahil, ito ay isang hindi nababagong batas ng pagkakaroon nito. Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa pagtaas ng bahagi ng biological, at hindi ang geochemical, na bahagi sa pagsasara ng biogeochemical cycle ng mga sangkap. Kung sa mga unang yugto ng ebolusyon ay nanaig ang pangkalahatang biospheric cycle - isang malaking biospheric na bilog ng palitan (sa una lamang sa loob ng kapaligirang pantubig, at pagkatapos ay nahahati sa dalawang subcycle - lupa at karagatan), pagkatapos ay sa hinaharap ay nagsimula itong durugin. Sa halip na isang medyo homogenous na biota, lumitaw ang mga ecosystem at naging mas malalim ang pagkakaiba. iba't ibang antas hierarchy at heograpikal na dislokasyon. Nagkaroon ng kahalagahan ang maliliit, biogeocenotic, exchange circle. Ang tinatawag na "palitan ng mga palitan" ay lumitaw - isang maayos na sistema ng mga biogeochemical cycle na may pinakamataas na halaga ng biotic na bahagi.[ ...]

Sa kalagitnaan ng latitude, ang kita ng enerhiya mula sa Araw ay 48-61 thousand GJ/ha kada taon. Sa pagpapakilala ng karagdagang enerhiya na higit sa 15 GJ / ha bawat taon, nangyayari ang mga prosesong hindi kanais-nais para sa kapaligiran - pagguho ng lupa at deflation, silting at polusyon ng maliliit na ilog, eutrophication ng mga anyong tubig, at mga paglabag sa biological cycle sa mga ekosistema.[ ...]

Ang rehiyon ng Silangang Siberia ay nailalarawan sa pamamagitan ng matinding taglamig na may kaunting niyebe at pangunahin ang pag-ulan sa tag-araw, na naghuhugas sa layer ng lupa. Bilang isang resulta, sa East Siberian chernozems, isang panaka-nakang flushing regime ay nagaganap. Ang biological cycle ay pinipigilan ng mababang temperatura. Bilang isang resulta, ang nilalaman ng humus sa Trans-Baikal chernozems ay mababa (4-9%) at ang kapal ng humus horizon ay maliit. Ang nilalaman ng carbonates ay napakababa o wala. Samakatuwid, ang mga chernozem ng pangkat ng East Siberian ay tinatawag na low-carbonate at non-carbonate (halimbawa, leached low-carbonate o non-carbonate chernozems, ordinaryong low-carbonate na chernozems).[ ...]

Karamihan sa mga menor de edad na elemento sa mga konsentrasyon na karaniwan sa maraming natural na ecosystem ay may kaunting epekto sa mga organismo, marahil dahil ang mga organismo ay umangkop sa kanila. Kaya, ang paglilipat ng mga elementong ito ay hindi gaanong interesado sa amin, kung ang kapaligiran ay hindi masyadong madalas na nakapasok sa kapaligiran. by-products industriya ng pagmimina, iba't ibang industriya, industriya ng kemikal at moderno Agrikultura, mga produktong naglalaman ng mataas na konsentrasyon mabigat na bakal, nakakalason na mga organikong compound at iba pang potensyal mapanganib na mga sangkap. Kahit na ang isang napakabihirang elemento, kung ito ay ipinakilala sa kapaligiran sa anyo ng isang lubhang nakakalason na metal compound o isang radioactive isotope, ay maaaring makakuha ng isang mahalagang biological na kahalagahan, dahil kahit na ang maliit (mula sa geochemical point of view) na halaga ng naturang substance ay maaaring magkaroon ng binibigkas na epekto ng biyolohikal.[ ...]

Ang kemikal na kalikasan ng mga bitamina at iba pang mga organikong compound na nagpapasigla sa paglago, pati na rin ang pangangailangan para sa mga ito sa mga tao at alagang hayop, ay matagal nang kilala; gayunpaman, ang pananaliksik sa mga sangkap na ito sa antas ng ecosystem ay nagsimula pa lamang. Ang nilalaman ng mga organikong sustansya sa tubig o lupa ay napakababa kaya dapat itong tawaging "micronutrients" kumpara sa "macronutrients" tulad ng nitrogen at "micronutrients" tulad ng "trace" na mga metal (tingnan ang Kabanata 5). Kadalasan ang tanging paraan upang sukatin ang kanilang nilalaman ay isang biological sample: ang mga espesyal na strain ng microorganism ay ginagamit, ang rate ng paglago kung saan ay proporsyonal sa konsentrasyon ng mga organic na nutrients. Gaya ng binigyang-diin sa nakaraang seksyon, ang papel ng isang partikular na substansiya at ang bilis ng daloy nito ay hindi palaging mahuhusgahan ng konsentrasyon nito. Nagiging malinaw na ngayon na ang mga organikong sustansya ay may mahalagang papel sa metabolismo ng komunidad at na maaaring sila ay isang salik na naglilimita. Ito kawili-wiling lugar ang pananaliksik sa malapit na hinaharap ay walang alinlangan na maakit ang atensyon ng mga siyentipiko. Ang sumusunod na paglalarawan ng bitamina B12 (cobalamin) cycling, na kinuha mula sa Provasoli (1963), ay nagpapakita kung gaano kaunti ang alam natin tungkol sa organic nutrient cycling.[ ...]

Si V.R. Williams (1863-1939) ay bumuo ng doktrina ng mga salik ng agrikultura. Ayon sa unang batas ng agrikultura, wala sa mga salik ng buhay ng halaman ang maaaring palitan ng iba. At, bukod sa, ang lahat ng mga kadahilanan ng buhay ng halaman, siyempre, ay katumbas (ang pangalawang batas). Isa-isahin natin ang kanyang mahalagang ideya na ang lupa ay resulta ng interaksyon ng isang maliit - biyolohikal at malaki - geological cycle ng bagay.[ ...]

Malapit na ikinonekta ni V. R. Williams ang kanyang mga posisyon sa larangan ng genetic na agham ng lupa at ang pag-aaral ng pagkamayabong ng lupa sa praktikal na bagay agrikultura at ilagay ang mga ito sa batayan ng sistema ng agrikultura ng damo. Ang pinakamahalaga at orihinal na pananaw ay ipinahayag ni V. R. Williams sa papel ng mga nabubuhay na organismo sa pagbuo ng lupa, sa kakanyahan ng proseso ng pagbuo ng lupa at sa likas na katangian ng mga indibidwal na partikular na proseso, sa maliit na biological cycle ng mga sangkap, sa pagkamayabong ng lupa, lupa. humus at istraktura ng lupa.[ ...]

Ang mga diskarte na ito ay mahalagang nauugnay bilang isang diskarte at taktika, bilang isang pagpipilian ng pangmatagalang pag-uugali at isang sukatan ng mga unang-priyoridad na desisyon. Hindi sila mapaghiwalay: polusyon kapaligiran ng tao ang kapaligiran ay nakakapinsala sa iba pang mga organismo at wildlife sa pangkalahatan, at pagkasira natural na mga sistema nagpapahina sa kanilang kakayahang natural na linisin ang kapaligiran. Ngunit dapat palaging maunawaan na imposibleng mapanatili ang kalidad ng kapaligiran ng tao nang walang pakikilahok ng mga natural na mekanismo ng ekolohiya. Kahit na master natin ang mga teknolohiyang mababa ang polusyon, wala tayong makakamit kung kasabay nito ay hindi tayo titigil sa pagpigil sa kalikasan na i-regulate ang komposisyon ng kapaligiran, linisin ito at gawing matitirahan. Ang pinakamalinis na teknolohiya at ang pinaka-advanced na mga kagamitan sa pangangalaga sa kapaligiran ay hindi magliligtas sa atin kung magpapatuloy ang deforestation, bumababa ang pagkakaiba-iba uri ng hayop makagambala sa ikot ng mga sangkap sa kalikasan. Dapat itong bigyang-diin na mula sa isang ekolohikal na pananaw, ang konsepto ng "proteksyon" ay may depekto sa simula pa lamang, dahil ang mga aktibidad ay dapat itayo sa paraang maiwasan ang lahat ng mga epekto at resulta kung saan ang isa ay kailangang "protektahan" mamaya.[ ...]

Humigit-kumulang 99% ng lahat ng bagay sa biosphere ay binago ng mga buhay na organismo, at ang kabuuang biomass ng buhay na bagay ng Earth ay tinatantya lamang sa 2.4 1012 tonelada ng tuyong bagay, na 10-9 bahagi ng masa ng Earth. Ang taunang pagpaparami ng biomass ay humigit-kumulang 170 bilyong tonelada ng tuyong bagay. Ang kabuuang biomass ng mga organismo ng halaman ay 2500 beses na mas malaki kaysa sa mga hayop, ngunit ang pagkakaiba-iba ng mga species ng zoosphere ay 6 na beses na mas mayaman kaysa sa phytosphere. Kung ilalatag natin ang lahat ng nabubuhay na organismo sa isang layer, pagkatapos ay isang biological cover na may kapal na 5 mm lamang ang bubuo sa ibabaw ng Earth. Ngunit sa kabila ng maliit na sukat ng biota, ito ang tumutukoy sa mga lokal na kondisyon sa ibabaw ng crust ng lupa. Ang pagkakaroon nito ay responsable para sa paglitaw ng libreng oxygen sa atmospera, ang pagbuo ng mga lupa at ang cycle ng mga elemento sa kalikasan.[ ...]

Inilarawan na natin ang mga kabute sa itaas, at talagang tinatawag nating kabute ang namumunga nitong katawan, ngunit ito ay bahagi lamang malaking organismo. Ito ay isang malawak na network ng mga microscopic fibers (reef), na tinatawag na mycelium (mycelium) at tumagos sa detritus, pangunahin sa kahoy, dahon ng basura, atbp. Ang Mycelium, habang ito ay lumalaki, ay naglalabas ng malaking bilang ng mga enzyme na nabubulok ang kahoy sa isang estado na handa na. para sa paggamit, at unti-unti, ang mycelium ay ganap na nabubulok ang patay na kahoy. Ito ay kagiliw-giliw, tulad ng isinulat ni B. Nebel (1993), na ang mga fungi ay matatagpuan sa hindi organikong lupa, dahil ang kanilang mycelium ay nakakakuha ng kahit na napakaliit na konsentrasyon ng mga organikong sangkap mula sa kapal nito. Ang bakterya ay gumagana sa katulad na paraan, ngunit sa isang mikroskopikong antas. Napakahalaga para sa pagpapanatili ng katatagan ng biological cycle ay ang kakayahan ng fungi at ilang bacteria na bumuo ng malaking halaga ng spores (reproductive cells). Ang mga microscopic na particle na ito ay dinadala ng mga agos ng hangin sa atmospera sa napakalaking distansya, na nagpapahintulot sa kanila na kumalat kahit saan at magbigay ng mabubuhay na mga supling sa anumang espasyo sa pagkakaroon ng pinakamainam na kondisyon mahahalagang aktibidad.

Ang biosphere ng Earth ay nailalarawan sa isang tiyak na paraan sa pamamagitan ng umiiral na sirkulasyon ng mga sangkap at ang daloy ng enerhiya. Ang cycle ng mga substance ay ang paulit-ulit na partisipasyon ng mga substance sa mga prosesong nagaganap sa atmospera, hydrosphere at lithosphere, kabilang ang mga layer na bahagi ng biosphere ng Earth. Ang sirkulasyon ng bagay ay isinasagawa sa patuloy na supply ng panlabas na enerhiya mula sa Araw at panloob na enerhiya Lupa.

Depende sa puwersang nagtutulak, sa loob ng sirkulasyon ng mga sangkap, maaaring makilala ng isa ang mga geological (malaking sirkulasyon), biological (biogeochemical, maliit na sirkulasyon) at anthropogenic na mga siklo.

Geological cycle (mahusay na sirkulasyon ng mga sangkap sa biosphere)

Ang sirkulasyon na ito ay muling namamahagi ng bagay sa pagitan ng biosphere at mas malalim na horizon ng Earth. puwersang nagtutulak ang prosesong ito ay exogenous at endogenous na prosesong geological. Ang mga endogenous na proseso ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng panloob na enerhiya ng Earth. Ito ang enerhiya na inilabas bilang isang resulta radioactive decay, mga kemikal na reaksyon ng pagbuo ng mga mineral, atbp. Kasama sa mga endogenous na proseso, halimbawa, mga tectonic na paggalaw, mga lindol. Ang mga prosesong ito ay humahantong sa pagbuo malalaking anyo kaluwagan (kontinente, karagatan, kabundukan at kapatagan). Mga exogenous na proseso daloy sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na enerhiya ng Araw. Kabilang dito ang heolohikal na aktibidad ng atmospera, hydrosphere, mga buhay na organismo at mga tao. Ang mga prosesong ito ay humahantong sa pagpapakinis ng malalaking anyong lupa (mga lambak ng ilog, burol, bangin, atbp.).

Ang geological cycle ay nagpapatuloy sa milyun-milyong taon at binubuo sa katotohanan na ang mga bato ay nawasak, at ang mga produkto ng weathering (kabilang ang mga sustansya na nalulusaw sa tubig) ay dinadala ng mga daloy ng tubig patungo sa Karagatang Pandaigdig, kung saan sila ay bumubuo ng marine strata at bahagyang bumalik sa lupa na may pag-ulan. Ang mga geotectonic na pagbabago, ang mga proseso ng paghupa ng mga kontinente at ang pagtaas ng seabed, ang paggalaw ng mga dagat at karagatan sa mahabang panahon ay humantong sa katotohanan na ang mga strata na ito ay bumalik sa lupa at ang proseso ay nagsisimula muli. Ang simbolo ng sirkulasyon ng mga sangkap na ito ay isang spiral, hindi isang bilog, dahil. ang bagong cycle ng sirkulasyon ay hindi eksaktong inuulit ang luma, ngunit nagpapakilala ng bago.

Upang malaking cycle ay tumutukoy sa siklo ng tubig (hydrological cycle) sa pagitan ng lupa at karagatan sa pamamagitan ng atmospera (Larawan 3.2).

Ang ikot ng tubig sa kabuuan ay may malaking papel sa paghubog natural na kondisyon sa ating planeta. Isinasaalang-alang ang transpiration ng tubig ng mga halaman at ang pagsipsip nito sa biogeochemical cycle, ang buong supply ng tubig sa Earth ay nabubulok at naibalik sa loob ng 2 milyong taon.

kanin. 3. 2. Ikot ng tubig sa biosphere.

Sa hydrological cycle, ang lahat ng bahagi ng hydrosphere ay magkakaugnay. Mahigit sa 500 libong km3 ng tubig ang lumahok dito bawat taon. Ang puwersang nagtutulak sa likod ng prosesong ito ay solar energy. Ang mga molekula ng tubig sa ilalim ng pagkilos ng solar energy ay pinainit at tumataas sa anyo ng gas papunta sa atmospera (875 km3 ng sariwang tubig ay sumingaw araw-araw). Habang tumataas, unti-unti silang lumalamig, namumuo at bumubuo ng mga ulap. Pagkatapos ng sapat na paglamig, ang mga ulap ay naglalabas ng tubig sa anyo ng iba't ibang mga pag-ulan na bumabalik sa karagatan. Ang tubig na nahulog sa lupa ay maaaring sumunod sa dalawa iba't ibang paraan: maaaring magbabad sa lupa (infiltration) o tumakbo (surface runoff). Sa ibabaw, ang tubig ay dumadaloy sa mga sapa at ilog na humahantong sa karagatan o iba pang mga lugar kung saan nagaganap ang pagsingaw. Ang tubig na hinihigop sa lupa ay maaaring mapanatili sa itaas na mga layer nito (mga abot-tanaw) at ibalik sa atmospera sa pamamagitan ng transpiration. Ang nasabing tubig ay tinatawag na capillary. Ang tubig na dinadala ng gravity at tumagos pababa sa mga pores at bitak ay tinatawag na gravitational water. Ang gravity water ay tumatagos pababa sa isang hindi maarok na layer ng bato o siksik na luad, na pinupuno ang lahat ng mga void. Ang ganitong mga reserba ay tinatawag na tubig sa lupa, at ang kanilang itaas na hangganan– antas tubig sa lupa. Ang mga layer ng bato sa ilalim ng lupa kung saan mabagal na dumadaloy ang tubig sa lupa ay tinatawag na aquifers. Sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, ang tubig sa lupa ay gumagalaw sa aquifer hanggang sa makahanap ito ng "daan palabas" (halimbawa, bumubuo ng mga natural na bukal na nagpapakain sa mga lawa, ilog, pond, ibig sabihin, maging bahagi ng tubig sa ibabaw). Kaya, ang ikot ng tubig ay kinabibilangan ng tatlong pangunahing "mga loop": surface runoff, evaporation-transpiration, groundwater. Mahigit sa 500 libong km3 ng tubig ang kasangkot sa ikot ng tubig sa Earth bawat taon, at ito ay gumaganap ng isang malaking papel sa paghubog ng mga natural na kondisyon.

Biological (biogeochemical) na sirkulasyon

(maliit na sirkulasyon ng mga sangkap sa biosphere)

Ang puwersang nagtutulak ng biological cycle ng mga sangkap ay ang aktibidad ng mga buhay na organismo. Ito ay bahagi ng isang mas malaki at nagaganap sa loob ng biosphere sa antas ng ecosystem. Ang isang maliit na cycle ay binubuo sa katotohanan na ang mga nutrients, tubig at carbon ay naipon sa bagay ng mga halaman (autotrophs), ay ginugol sa pagbuo ng mga katawan at mga proseso ng buhay, parehong mga halaman at iba pang mga organismo (karaniwan ay mga hayop - heterotrophs) na kumakain ng mga halaman na ito. Ang mga produkto ng agnas ng organikong bagay sa ilalim ng pagkilos ng mga destructors at microorganism (bakterya, fungi, worm) ay muling nabubulok sa mga sangkap ng mineral. Ang mga ito mga di-organikong sangkap maaaring magamit muli para sa synthesis ng mga organikong sangkap ng mga autotroph.

Sa mga biogeochemical cycle, ang isang reserbang pondo (mga sangkap na hindi nauugnay sa mga buhay na organismo) at isang pondo ng palitan (mga sangkap na konektado sa pamamagitan ng direktang pagpapalitan sa pagitan ng mga organismo at ng kanilang agarang kapaligiran) ay nakikilala.

Depende sa lokasyon ng reserbang pondo, ang mga biogeochemical cycle ay nahahati sa dalawang uri:

Mga siklo ng uri ng gas na may reserbang pondo ng mga sangkap sa atmospera at hydrosphere (mga siklo ng carbon, oxygen, nitrogen).

Mga siklo ng sedimentary type na may reserbang pondo sa crust ng lupa (circulation ng phosphorus, calcium, iron, atbp.).

Ang mga cycle ng uri ng gas, na mayroong malaking exchange fund, ay mas perpekto. At bukod sa, sila ay may kakayahang mabilis na regulasyon sa sarili. Ang mga sedimentary-type cycle ay hindi gaanong perpekto, sila ay mas hindi gumagalaw, dahil ang karamihan sa bagay ay nakapaloob sa reserbang pondo ng crust ng lupa sa isang anyo na hindi naa-access sa mga nabubuhay na organismo. Ang ganitong mga pag-ikot ay madaling naaabala ng iba't ibang uri ng mga impluwensya, at ang bahagi ng ipinagpapalit na materyal ay umaalis sa ikot. Maaari itong bumalik muli sa sirkulasyon bilang resulta lamang ng mga prosesong geological o sa pamamagitan ng pagkuha ng buhay na bagay.

Ang intensity ng biological cycle ay tinutukoy ng temperatura kapaligiran at ang dami ng tubig. Halimbawa, ang biological cycle ay nagpapatuloy nang mas intensive sa basa tropikal na kagubatan kaysa sa tundra.

Mga siklo ng pangunahing biogenic na sangkap at elemento

Ang siklo ng carbon

Ang lahat ng buhay sa mundo ay batay sa carbon. Ang bawat molekula ng isang buhay na organismo ay binuo batay sa isang carbon skeleton. Ang mga carbon atom ay patuloy na lumilipat mula sa isang bahagi ng biosphere patungo sa isa pa (Larawan 3. 3.).

kanin. 3. 3. Carbon cycle.

Ang mga pangunahing reserbang carbon sa Earth ay nasa anyo ng carbon dioxide (CO2) na nakapaloob sa atmospera at natunaw sa mga karagatan. Ang mga halaman ay sumisipsip ng mga molekula ng carbon dioxide sa panahon ng photosynthesis. Bilang resulta, ang carbon atom ay na-convert sa iba't ibang mga organikong compound at sa gayon ay kasama sa istraktura ng mga halaman. Ang mga sumusunod ay ilang mga pagpipilian:

· nananatili ang carbon sa mga halaman ® ang mga molekula ng halaman ay kinakain ng mga nabubulok (mga organismo na kumakain ng patay na organikong bagay at kasabay nito ay hinahati ito sa mga simpleng inorganic compound) ® ang carbon ay ibinalik sa atmospera bilang CO2;

· Ang mga halaman ay kinakain ng mga herbivore ® ang carbon ay ibinalik sa atmospera sa panahon ng paghinga ng mga hayop at habang sila ay nabubulok pagkatapos ng kamatayan; o ang mga herbivore ay kakainin ng mga carnivore at pagkatapos ay babalik muli ang carbon sa atmospera sa parehong paraan;

Ang mga halaman ay namamatay at nagiging fossil fuel (hal. karbon) ® ang carbon ay ibinabalik sa atmospera pagkatapos gamitin ang gasolina, pagsabog ng bulkan at iba pang prosesong geothermal.

Sa kaso ng pagkatunaw ng orihinal na molekula ng CO2 sa tubig dagat, posible rin ang ilang mga opsyon: ang carbon dioxide ay maaaring bumalik lamang sa atmospera (ang ganitong uri ng mutual gas exchange sa pagitan ng World Ocean at ang atmospera ay patuloy na nangyayari); Ang carbon ay maaaring pumasok sa mga tisyu ng mga halaman o hayop sa dagat, pagkatapos ay unti-unti itong maipon sa anyo ng mga sediment sa ilalim ng karagatan at kalaunan ay magiging limestone o muling dadaan mula sa mga sediment patungo sa tubig dagat.

Ang CO2 cycle rate ay humigit-kumulang 300 taon.

Ang interbensyon ng tao sa carbon cycle (pagsunog ng karbon, langis, gas, dehumification) ay humahantong sa pagtaas ng nilalaman ng CO2 sa kapaligiran at pag-unlad ng greenhouse effect. Sa kasalukuyan, ang pag-aaral ng carbon cycle ay naging mahalagang gawain para sa mga siyentipikong kasangkot sa pag-aaral ng atmospera.

Ikot ng oxygen

Ang oxygen ay ang pinakakaraniwang elemento sa Earth (ang tubig sa dagat ay naglalaman ng 85.82% oxygen, atmospheric air 23.15%, at 47.2% sa crust ng lupa). Ang mga compound ng oxygen ay kailangang-kailangan para sa pagpapanatili ng buhay (laro mahalagang papel sa mga proseso ng metabolismo at paghinga, ay bahagi ng mga protina, taba, carbohydrates, kung saan ang mga organismo ay "itinayo"). Ang pangunahing masa ng oxygen ay nasa estadong nakatali(ang dami ng molekular na oxygen sa atmospera ay 0.01% lamang ng pangkalahatang nilalaman oxygen sa crust ng lupa).

Dahil ang oxygen ay matatagpuan sa marami mga kemikal na compound, ang sirkulasyon nito sa biosphere ay napakasalimuot at higit sa lahat ay nangyayari sa pagitan ng atmospera at mga buhay na organismo. Ang konsentrasyon ng oxygen sa atmospera ay pinananatili sa pamamagitan ng photosynthesis, bilang isang resulta kung saan ang mga berdeng halaman, sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw, ay nagko-convert ng carbon dioxide at tubig sa carbohydrates at oxygen. Ang karamihan ng oxygen ay ginawa ng mga halaman sa lupa - halos ¾, ang natitira - sa pamamagitan ng mga photosynthetic na organismo ng karagatan. Ang isang malakas na mapagkukunan ng oxygen ay ang photochemical decomposition ng singaw ng tubig sa itaas na kapaligiran sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet rays ng araw. Bilang karagdagan, ang oxygen ang gumagawa ng pinakamahalagang siklo, bilang bahagi ng tubig. Ang isang maliit na halaga ng oxygen ay nabuo mula sa ozone sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation.

Ang rate ng ikot ng oxygen ay halos 2 libong taon.

Deforestation, pagguho ng lupa, iba't ibang mga minahan sa ibabaw ay bumababa kabuuang masa photosynthesis at bawasan ang siklo ng oxygen sa malalaking lugar. Bilang karagdagan, 25% ng oxygen na nabuo bilang isang resulta ng asimilasyon ay natupok taun-taon para sa mga pang-industriya at domestic na pangangailangan.

ikot ng nitrogen

Ang biogeochemical nitrogen cycle, tulad ng mga nakaraang cycle, ay sumasaklaw sa lahat ng bahagi ng biosphere (Larawan 3.4).

kanin. 3. 4. Nitrogen cycle.

Ang nitrogen ay kasama sa atmospera ng lupa hindi nakatali sa anyo diatomic na mga molekula(humigit-kumulang 78% ng kabuuang dami ng atmospera ay nitrogen). Bilang karagdagan, ang nitrogen ay matatagpuan sa mga halaman at hayop sa anyo ng mga protina. Ang mga halaman ay nag-synthesize ng mga protina sa pamamagitan ng pagsipsip ng mga nitrates mula sa lupa. Ang mga nitrates ay nabuo doon mula sa atmospheric nitrogen at ammonium compounds na nasa lupa. Ang proseso ng pag-convert ng atmospheric nitrogen sa isang form na magagamit ng mga halaman at hayop ay tinatawag na nitrogen fixation. Kapag ang mga organikong bagay ay nabubulok, ang isang makabuluhang bahagi ng nitrogen na nakapaloob sa kanila ay nagiging ammonia, na, sa ilalim ng impluwensya ng nitrifying bacteria na naninirahan sa lupa, ay pagkatapos ay na-oxidized sa ammonia. nitric acid. Ang acid na ito, na tumutugon sa mga carbonate sa lupa (halimbawa, calcium carbonate CaCO3), ay bumubuo ng mga nitrates. Ang ilan sa nitrogen ay palaging inilalabas sa panahon ng pagkabulok sa libreng anyo sa atmospera. Bilang karagdagan, ang libreng nitrogen ay inilabas sa panahon ng pagkasunog ng mga organikong sangkap, sa panahon ng pagkasunog ng kahoy na panggatong, karbon, at pit. Bilang karagdagan, may mga bakterya na, na may hindi sapat na pag-access sa hangin, ay maaaring kumuha ng oxygen mula sa mga nitrates, na sinisira ang mga ito sa pagpapalabas ng libreng nitrogen. Ang aktibidad ng denitrifying bacteria ay humahantong sa ang katunayan na ang bahagi ng nitrogen mula sa form na magagamit sa berdeng mga halaman (nitrates) ay nagiging hindi naa-access (libreng nitrogen). Kaya, malayo sa lahat ng nitrogen na bahagi ng mga patay na halaman ay bumalik sa lupa (bahagi nito ay unti-unting inilabas sa isang libreng anyo).

Ang mga proseso na nagbabayad para sa pagkawala ng nitrogen ay kasama, una sa lahat, ang mga paglabas ng kuryente na nagaganap sa kapaligiran, kung saan ang isang tiyak na halaga ng mga nitrogen oxide ay palaging nabuo (ang huli na may tubig ay nagbibigay ng nitric acid, na nagiging nitrates sa lupa) . Ang isa pang pinagmumulan ng muling pagdadagdag ng mga nitrogen compound sa lupa ay ang mahalagang aktibidad ng tinatawag na azotobacteria, na may kakayahang mag-assimilate ng atmospheric nitrogen. Ang ilan sa mga bakteryang ito ay tumira sa mga ugat ng mga halaman mula sa pamilya ng legume, na nagiging sanhi ng pagbuo ng mga katangian ng pamamaga - mga nodule. Ang nodule bacteria, na sumisipsip ng atmospheric nitrogen, ay nagpoproseso nito sa mga nitrogen compound, at ang mga halaman, naman, ay ginagawang mga protina at iba pang mga compound. kumplikadong mga sangkap. Kaya, sa kalikasan, tuloy-tuloy na sirkulasyon nitrogen.

Dahil sa ang katunayan na sa bawat taon na may pag-aani ang pinaka-mayaman sa protina na mga bahagi ng mga halaman (halimbawa, butil) ay inalis mula sa mga bukid, ang lupa ay "nangangailangan" na mag-aplay ng mga pataba na nagbabayad para sa pagkawala nito. mahahalagang elemento nutrisyon ng halaman. Ang pangunahing gamit ay calcium nitrate (Ca(NO)2), ammonium nitrate (NH4NO3), sodium nitrate (NANO3), at potassium nitrate (KNO3). Gayundin, sa halip na mga kemikal na pataba, ang mga halaman mismo mula sa pamilya ng legume ang ginagamit. Kung ang dami ng artipisyal na nitrogen fertilizers na inilapat sa lupa ay labis na malaki, kung gayon ang mga nitrates ay pumapasok din sa katawan ng tao, kung saan maaari silang maging nitrite, na lubhang nakakalason at maaaring maging sanhi ng kanser.

Ikot ng posporus

Ang bulk ng phosphorus ay nakapaloob sa mga bato na nabuo sa mga nakalipas na panahon ng geological. Ang nilalaman ng posporus sa crust ng lupa ay mula 8 - 10 hanggang 20% ​​(sa timbang) at ito ay matatagpuan dito sa anyo ng mga mineral (fluorapatite, chlorapatite, atbp.), na bahagi ng natural na mga pospeyt - apatite at phosphorite. Ang posporus ay maaaring pumasok sa biogeochemical cycle bilang resulta ng rock weathering. Ang mga proseso ng pagguho ay nagdadala ng posporus sa dagat sa anyo ng mineral apatite. Sa pagbabagong-anyo ng posporus malaking papel nilalaro ng mga buhay na organismo. Kinukuha ng mga organismo ang posporus mula sa mga lupa at mga solusyon sa tubig. Dagdag pa, ang posporus ay inililipat sa pamamagitan ng mga kadena ng pagkain. Sa pagkamatay ng mga organismo, ang posporus ay bumalik sa lupa at sa mga silt ng dagat, at puro sa anyo ng mga deposito ng marine phosphate, na lumilikha ng mga kondisyon para sa paglikha ng mga batong mayaman sa phosphorus (Larawan 3. 5. ).

kanin. 3.5. Ang cycle ng phosphorus sa biosphere (ayon kay P. Duvigno, M. Tang, 1973; may mga pagbabago).

Sa maling paggamit phosphate fertilizers, bilang resulta ng pagguho ng tubig at hangin (pagkasira sa ilalim ng pagkilos ng tubig o hangin), ang isang malaking halaga ng posporus ay inalis mula sa lupa. Sa isang banda, ito ay humahantong sa labis na pagkonsumo ng phosphorus fertilizers at pagkaubos ng phosphorus-containing ores.

Sa kabilang banda, isang tumaas na nilalaman ng phosphorus sa mga daluyan ng tubig ang paglipat nito ay nagdudulot ng mabilis na pagtaas sa biomass ng mga halamang nabubuhay sa tubig, "namumulaklak ng mga reservoir" at ang kanilang eutrophication (pagpayaman sa mga sustansya).

Dahil ang mga halaman ay nagdadala ng isang malaking halaga ng posporus mula sa lupa, at ang natural na muling pagdadagdag ng mga compound ng posporus sa lupa ay lubhang hindi gaanong mahalaga, ang paglalagay ng mga pataba ng posporus sa lupa ay isa sa mga pinakamahalagang hakbang upang mapataas ang produktibo. Humigit-kumulang 125 milyong tonelada ang mina taun-taon sa mundo. phosphate ore. Karamihan sa mga ito ay ginugugol sa paggawa ng mga phosphate fertilizers.

Ikot ng asupre

Ang pangunahing reserbang pondo ng asupre ay matatagpuan sa mga sediment, lupa at atmospera. ang pangunahing tungkulin sa paglahok ng asupre sa biogeochemical cycle ay nabibilang sa mga microorganism. Ang ilan sa kanila ay mga ahente ng pagbabawas, ang iba ay mga ahente ng oxidizing (Larawan 3. 6.).

kanin. 3. 6. Sulfur cycle (ayon kay Yu. Odum, 1975).

Sa kalikasan, ang iba't ibang sulfide ng iron, lead, zinc, atbp ay kilala sa maraming dami. Ang sulfide sulfur ay na-oxidize sa biosphere upang maging sulfate sulfur. Ang mga sulpate ay kinukuha ng mga halaman. Sa mga buhay na organismo, ang asupre ay bahagi ng mga amino acid at protina, at sa mga halaman, bilang karagdagan, ito ay bahagi ng mahahalagang langis, atbp. Ang mga proseso ng pagkasira ng mga labi ng mga organismo sa mga lupa at sa mga silt ng dagat ay sinamahan ng mga kumplikadong pagbabagong-anyo ng asupre (ang mga microorganism ay lumilikha ng maraming intermediate sulfur compound). Matapos ang pagkamatay ng mga nabubuhay na organismo, ang bahagi ng asupre ay nabawasan sa lupa ng mga mikroorganismo sa H2S, ang iba pang bahagi ay na-oxidized sa mga sulfate at muling kasama sa cycle. Ang hydrogen sulfide na nabuo sa atmospera ay na-oxidized at ibinabalik sa lupa na may pag-ulan. Bilang karagdagan, ang hydrogen sulfide ay maaaring muling bumuo ng "pangalawang" sulfides, at ang sulfate sulfur ay lumilikha ng gypsum. Sa turn, ang mga sulfide at gypsum ay muling nawasak, at ang asupre ay nagpapatuloy sa paglipat nito.

Bilang karagdagan, ang asupre sa anyo ng SO2, SO3, H2S at elemental na asupre ay inilabas sa kapaligiran ng mga bulkan.

Ang cycle ng asupre ay maaaring maputol sa pamamagitan ng interbensyon ng tao. Ang dahilan nito ay ang pagsunog ng karbon at mga emisyon mula sa industriya ng kemikal, na nagreresulta sa pagbuo ng sulfur dioxide, na nakakagambala sa mga proseso ng photosynthesis at humahantong sa pagkamatay ng mga halaman.

Kaya, ang mga biogeochemical cycle ay nagbibigay ng homeostasis ng biosphere. Gayunpaman, sila ay higit na napapailalim sa impluwensya ng tao. At ang isa sa mga pinakamakapangyarihang anti-environmental na aksyon ng isang tao ay nauugnay sa paglabag at kahit na pagkasira ng mga natural na siklo (sila ay naging acyclic).

Anthropogenic cycle

Ang puwersang nagtutulak ng anthropogenic cycle ay aktibidad ng tao. Kasama sa siklo na ito ang dalawang bahagi: biological, na nauugnay sa paggana ng isang tao bilang isang buhay na organismo, at teknikal, na nauugnay sa mga aktibidad sa ekonomiya ng mga tao. Ang anthropogenic cycle, hindi katulad ng geological at biological cycle, ay hindi sarado. Ang pagiging bukas na ito ay nagdudulot ng pagkaubos ng likas na yaman at polusyon sa likas na kapaligiran.