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