Пути возвращения веществ в круговорот

 

Возвращение веществ в круговорот и циркуляция воды и элементов питания – жизненно-важные процессы в экосистеме, приобретающие большое значение и для существования человека. Можно выделить следующие пути возвращения химических элементов и соединений в круговорот:

· через микробное разложение и детритный комплекс;

· через экскременты животных;

· посредством передачи от растения к растению организмами- симбионтами;

· с физическими процессами, в том числе прямым действием солнечной энергии;

· за счет энергии топлива.

Согласно классическим представлениям, основные агенты регенерации элементов питания – бактерии и грибы. В почвах умеренной зоны такой путь является преобладающим.

Там, где растения (трава и фитопланктон) активно выедаются животными, важную роль играет возвращение веществ через экскременты животных.

Возвращение элементов питания в круговорот симбиотическими организмами, по мнению ряда ученых, имеет особенно важное значение в системах с низким содержанием элементов питания. Элементы могут высвобождаться из остатков растений и животных и их фекальных комочков даже без участия микроорганизмов. Такой способ возврата называют автолизом, или саморастворением. Этим способом в определенных условиях может высвобождаться от 25 до 75 % элементов питания.

Работа по возвращению химических элементов в круговорот всегда требуются определенные затраты энергии. В тех случаях, когда источником энергии для возврата веществ в круговорот служат солнечный свет и органическое вещество, человеку не приходится непосредственно затрачивать ископаемые виды топлива. В ненарушенном состояние природные механизмы рециркуляции в основном реализуют возвращение в круговорот воды и элементов питания. В промышленном производстве возврат элементов в круговорот требует очень больших энергетических и материальных затрат, однако в связи с истощением природных ресурсов часто приходится идти на это.

Оценку миграции вещества внутри экосистемы можно проводить по величине циркуляции между отдельными блоками экосистемы, представленной в виде массы материала на входе и выходе. J. Finn (1976) предложил считать повторно используемую часть вещества суммой его количеств, проходящих в круговороте через каждый отсек системы, и ввел понятие о коэффициентах рециркуляции (CJ):

CJ = R/T,

где R – возврат потока вещества через систему, Т – общий поток вещества через систему.

Коэффициент рециркуляции для различных элементов неодинаковы. Они более высоки для тех элементов, которые считаются очень ценными (золото, платина и др.) и используются повторно на 90 % и более. У второстепенных элементов, потребность в которых невелика, коэффициенты возврата обычно низкие.

Так как энергия проходит все системы насквозь и не используется вторично, то коэффициент ее рециркуляции равен нулю.

Коэффициент рециркуляции в естественных экосистемах возрастает при увеличении разнообразия и усложнении биотических компонентов, по мере обеднения ресурсов среды на входе, по мере накопления на выходе отходов, опасных для жизни в экосистеме, либо при наличии одновременно всех трех процессов.

 

Тесты для проверки

 

Углерод выходит из круговорота веществ, образуя осадочные породы, в форме …

карбоната кальция

сульфата кальция

нитрата кальция

сульфида кальция

 

Организмы, вовлекающие углерод в круговорот веществ в форме углекислого газа, называются …

продуцентами

консументами

хищниками

детритофагами

 

Циркуляция химических элементов между живыми организмами и окружающей средой называется круговоротом…

веществ

энергии

воды

кислорода

 

Движущей силой круговоротов веществ в биосфере является…

солнечная энергия

энергия приливов и отливов

выветривание горных пород

химическая энергия неорганических соединений

 

Необходимым условием существования и развития биосферы является…

круговорот биогенных элементов

геологический круговорот минеральных веществ

формирование осадочных пород

круговорот азота в биогеоценозах

 

Циклический процесс химических превращений, обусловленный живым веществом биосферы, называется _________ круговоротом

биогеохимическим

химическим

геологическим

энергетическим

 

Круговорот биогенных элементов через синтез и распад органического вещества, совершающийся в пределах биосферы, называется …

биологическим

геологическим

химическим

космогоническим

 

Свободный азот атмосферы вовлекается в биологический круговорот …

клубеньковыми бактериями

грибами

лишайниками

химическими реагентами

 

Разрушение и выветривание горных пород, снос продуктов выветривания в мировой океан и их осаждение – это явления, характерные для …

большого (геологического) круговорота

малого (биологического) круговорота

антропогенного воздействия на горные породы

антропогенного воздействия на гидросферу

 

Азот вовлекается в биологический круговорот растениями при ассимиляции его корнями растений в…

форме нитратов

форме мочевины

свободной форме (N2)

составе аминокислот

 

Главная роль биологического круговорота азота заключается в том, что азот …

входит в состав белков и нуклеиновых кислот

составляет 78% от газового состава атмосферы

накапливается в продуктах растениеводства в форме нитратов

участвует в формировании фотохимического смога

 

Значение биологического круговорота фосфора состоит в том, что фосфор …

входит в состав нуклеиновых кислот и АТФ

входит в состав детергентов (моющих средств)

преимущественно сосредоточен в горных породах

вызывает явление эвтрофикации водоемов

 

Фосфор в наземных экосистемах включается в биологический круговорот …

растениями

фитофагами

хищниками

паразитами

 

Основная масса кислорода на Земле …

находится в связанном состоянии в молекулах воды, оксидах, солях

находится в свободной форме в тропосфере

сосредоточена в форме озона в озоносфере

находится в ионосфере планеты