рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА
Реферат Курсовая Конспект
БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА
БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА - раздел Образование, В качестве учебного пособия Существуют Различные Способы Изображения Биогеохимических Круговоротов. Выбор...
Существуют различные способы изображения биогеохимических круговоротов. Выбор способа зависит от особенностей биогеохимического цикла того или иного элемента. При обсуждении круговорота кислорода экологи обычно различают пути, связанные с химическим включением кислорода в органические соединения, и пути, сопряженные с передвижением воды. Круговорот воды, или гидрологический цикл, хорошо сбалансирован в масштабе земного шара и приводится в движение энергией, в основном не связанной с организмами. Особи быстро теряют воду путем испарения и выделения; за время жизни особи содержащаяся в организме вода может обновляться сотни и тысячи раз. В то же время участие организмов в обмене воды ничтожно мало — общий объем испарения и транспирации оценивается в 59⋅1018 г в год, в связи с чем при изображении биогеохимического цикла воды
Рис. 10.2. Круговорот воды и его главные компоненты
в глобальном масштабе (по: Риклефс, 1979).
Цифры в скобках-количество воды, миллиарды миллиардов
(1018) граммов в год.
делают акцент на резервном, а не на обменном фонде (рис. 10.2).
При изображении биогеохимических циклов других веществ делают акцент на обмене между организмами и резервным фондом, а также на путях движения веществ внутри экосистемы. Так, круговорот углерода и кислорода обеспечивается комплементарными процессами фотосинтеза и дыхания. Азот, фосфор и сера проделывают в экосистеме более сложный путь, причем в этом им помогают микроорганизмы со специализированными метаболическими функциями.
Любую экосистему можно представить в виде ряда блоков, через которые проходят различные материалы и в которых эти материалы могут оставаться на протяжении различных периодов времени (рис. 10.3). В круговоротах минеральных веществ в экосистеме, как правило, участвуют три активных блока: живые организмы, мертвый органический детрит и доступные неорганические вещества. Два добавочных блока — косвенно доступные неорганические вещества и осаждающиеся органические вещества — связаны с круговоротами биогенных элементов в каких-то периферических участках общего цикла (рис. 10.3), однако обмен между этими блоками и остальной экосистемой замедлен по сравнению с обменом, происходящим между активными блоками.
Процессы ассимиляции и распада, благодаря которым происходят круговороты биогенных элементов в биосфере, тесно связаны с поглощением и освобождением энергии организмами. Следовательно, пути биогенных элементов параллельны потоку энергии через сообщество.
В наибольшей степени с превращениями энергии в сообществе связан круговорот углерода, так как большая часть энергии, ассимилированной в процессе фотосинтеза, содержится в органических углеродсодержащих соединениях. В результате процессов, сопровождающихся выделением энергии, среди которых самым главным является дыхание, углерод высвобождается в
Рис. 10.3. Блочная модель экосистемы с указанием некоторых наиболее важных путей обмена минеральных веществ (по: Риклефс, 1979).
виде углекислого газа. Когда в организме происходит метаболизм органических соединений, содержащих азот, фосфор и серу, последние нередко удерживаются в этом организме, поскольку они необходимы для синтеза структурных белков, ферментов и других органических молекул, образующих структурные и функциональные компоненты живых тканей. А поэтому прохождение азота, фосфора и серы через каждый трофический уровень несколько замедленно по сравнению со средним временем переноса энергии.
10.3. ПРИМЕРЫ НЕКОТОРЫХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ
Каждый химический элемент, совершая круговорот в экосистеме, следует по своему особому пути, но все круговороты приводятся в движение энергией, и участвующие в них элементы попеременно переходят из органической формы в неорганическую и обратно. Рассмотрим круговороты некоторых химических элементов с учетом особенностей поступления их из обменного фонда в резервный и возврата в обменный фонд.
Биогеохимический цикл азота — пример очень сложного круговорота вещества с резервным фондом в атмосфере (рис. 10.4). Азот, входящий в состав белков и других азотсодержащих соединений, переводится из
Рис. 10.4. Биогеохимический цикл азота.
Здесь и на рис. 10.5-10.7: / — обменный фонд;
//, ///—резервные фонды.
органической формы в неорганическую в результате деятельности ряда бактерий — редуцентов, причем каждый вид бактерий выполняет свою часть работы.
Особенность биогеохимического цикла фосфора (рис. 10.5) состоит в том, что редуценты переводят фосфор из органической формы в неорганическую, не окисляя его. Цикл фосфора менее совершенен, чем цикл азота, так как в результате происходит утечка этого элемента в глубокие осадки.
Биогеохимический цикл серы характерен обширным резервным фондом в земной коре, и меньшим — в ат-
Рис. 10.5. Биогеохимический цикл фосфора.
Рис. 10.6. Биогеохимический цикл серы.
Рис. 10.7. Биогеохимический цикл углерода.
мосфере (рис. 10.6). В результате такой слаженности обменного и резервного фондов сера не является лимитирующим фактором. И, наконец, углерод участвует в цикле с небольшим, но весьма подвижным фондом в атмосфере (рис. 10.7). Благодаря буферной системе карбонатного цикла круговорот приобретает устойчивость, но он все-таки уязвим из-за небольшого объема резервного фонда (0,029% С02).
Рассмотрение этих примеров показывает, что критическими моментами биогеохимических циклов являются захват (уровень продуцентов) и возврат (уровень редуцентов) веществ из физической среды. Эти моменты связаны с реакциями восстановления и окисления. Восстановление химических веществ осуществляется в конечном итоге за счет энергии солнечного излучения. На каждом этапе переноса энергии происходит ее рассеивание, заканчивающееся на уровне редуцентов, которые окисляют элементы до состояния, в котором они уже могут быть захвачены продуцентами. В целом на уровне обменного фонда биогеохимический круговорот может быть представлен системой ступенек, в пределах каждой из которых осуществляется своя часть процесса окисления (рис. 10.8).
Таким образом, важнейшее свойство потоков в экосистемах—их цикличность. Вещества в экосистемах со-
Рис. 10.8. Принцип движения веществ в обменном фонде.
вершают практически полный круговорот, попадая сначала в организмы, затем в абиотическую среду и вновь возвращаясь к организмам.
В круговоротах участвуют не только биогенные элементы, но и многие загрязняющие вещества. Некоторые из них не только циркулируют в окружающей среде, но и имеют тенденцию накапливаться в организмах. В таких случаях концентрация какого-либо загрязняющего вещества, обнаруженного в организмах, нарастает по мере прохождения его вверх по пищевой цепи, гак как организмы быстрее поглощают загрязняющие вещества, чем выделяют их. Ртуть, например, может содержаться в воде и придонном иле в относительно безвредных концентрациях, тогда как ее содержание в организме водных животных, имеющих раковину или панцирь, может достигать летального для них уровня. Действие пестицидов, таких как ДДТ, основывается на сходном принципе: содержание их в воде может быть столь незначительным, что выявить их практически не удается, однако чем выше трофический уровень, на котором находится данный организм, тем больше концентрация пестицида в его тканях. Это явление известно под названием биологического усиления, или биологического накопления.
Тема 11 БИОТИЧЕСКОЕ СООБЩЕСТВО
На примере биогеохимических циклов мы рассмотрели (см. рис. 9.2) связь между биотическими и абиотическими компонентами экосистемы. Биотическая часть называется также биотой, биоценозом или биотическим сообществом.
Биотическое сообщество — это любая совокупность популяций, населяющих определенную территорию (биотоп), это своего рода организационная единица в том смысле, что она обладает некоторыми особыми свойствами, не присущими слагающим ее компонентам — особям и популяциям. Биотическое сообщество постоянно меняет внешний облик (мысленно сравните осенний и зимний лес), при этом оно обладает собственной структурой и функциями.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
В качестве учебного пособия
На сайте allrefs.net читайте: В качестве учебного пособия.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.024 сек.
Новости и инфо для студентов