Биотический круговорот веществ – непрерывное , планетарное , относительно циклическое , неравномерное во времени и пространстве закономерное распределение веществ и информации в биосфере
· Общий (глобальный ) круговорот веществ складывается из отдельных круговоротов химических элементов , воды , газов и др. веществ и характерен для всех геосфер
· С появлением биосферы общий круговорот веществ происходит с обязательным участием живого вещества , а в последний период – и человека
· Большой биотический биосферный круговорот веществ состоит из огромного количества малых биотических круговоротов в пределах экосистем более низкого уровня ( биогеоценотических )
· В самом общем виде круговорот веществ ( биогенных элементов ) в биосфере происходит следующим образом
q Неорганические ( минеральные ) вещества : минеральные соли , СО2 , Н2О в процессе фотосинтеза и хемосинтеза трансформируются продуцентами-автотрофами в органические соединения ( низкомолекулярные : глюкозу , аминокислоты , спирты , жирные кислоты , нуклетиды и т . д. , а потом и высокомолекулярные биополимеры : белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты ) – основу питания гетеротрофов
q Органические вещества переходят в процессе питания и усвоения пищи по трофическим уровням пищевых цепей и пищевым сетям консументов , многократно участвуя в процессах жизнедеятельности и создания вторичной органической продукции гетеротрофов
q После смерти продуцентов и консументов разложение ( деструкция ) органических остатков осуществляется за счёт жизнедеятельности редуцентов-сапрофитов ( детритофагов ) : в основном гнилостных бактерий , плесневых грибов , некоторых животных ; в процессе деструкции происходит минерализация органических остатков до СО2 , Н2О , аммиака и др. неорганических веществ
q Продукты минерализации вновь используются первичными продуцентами-автотрофами , начинающими новый биогеохимический цикл
· Количество изъятых из биосферы для образования первичной продукции минеральных веществ компенсируется количеством неорганических веществ , образующихся в процессе деструкции органических остатков , что обеспечивает относительную сбалансированность круговорота веществ и стабильность существования биосферы ( это приводит к тому , что количество биомассы живого вещества относительно постоянно )
· Круговорот веществ биосферы не является полностью замкнутым , т. е. сбалансированным , его цикличность относительна
· Часть органического вещества , попадающего в условия , неблагоприятные для деятельности деструкторов , не минерализуются , а аккумулируются и депонируются в составе осадочных пород литосферы ( так образуются биогенные полезные ископаемые : каменный уголь, нефть, газ , известняки и др. , а также весь верхний слой литосферы )
q Органогенные элементы осадочных пород в этом случае изымаются на неопределённое время из общего и биологического круговорота , являясь его своеобразным резервом ( включение депонированных элементов в круговорот происходит при метаморфичесих изменениях осадочных пород , а в последний период истории благодаря хозяйственной деятельности человека , активно разрабатывающего и использующего осадочные геологические породы ( полезные ископаемые ) ; атмосфера , океан и осадочные породы – долговременные резервуары биогенных элементов
· Биологический круговорот характеризуется следующими показателями
1 . Ёмкость биологического круговорота – количество химических элементов , находящихся одновременно в составе живого вещества
2. Скорость биологического круговорота – количество живого вещества , образующегося и разлагающегося в единицу времени
q Скорость биологических круговоротов на суше составляет годы и десятки лет , а в водных экосистемах – несколько дней или недель
· Различают круговороты газового типа с резервуаром неорганических соединений в атмосфере или океанах (N2 , О2 , СО2 , Н2О ) и круговороты осадочного типа с резервуарами в земной коре ( Са , Fe , Р , S , Mn , Si и др. )
· Следствием биотического круговорота биосферы является выполнение живым веществом геохимических функций : газовой , концентрационной , окислительно-восстановительной , биохимической
Биогенная миграция атомов( закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского )
Закон биогенной миграции атомов – химические элементы литосферы ( земной поверхности ) и биосферы непрерывно мигрируют при участии живого вещества с использованием солнечной энергии , образуя более или менее замкнутые циклы ( биогеохимические круговороты )
· Закон утверждает биогенное происхождение всей земной поверхности , почвы , природных вод и приземной атмосферы , т. е. живое вещество – самая мощная геологическая и геохимическая сила , действующая на Земле и преобразующая её сферы
· За всё время существования биосферы атомы большинства элементов , входящих в её состав , многократно прошли через тела живых организмов , образовали залежи биогенных осадочных пород
· Для биогенной миграции свойственно накопление ( концентрация ) химических элементов в организмах и высвобождение их в результате минерализации отмершей биомассы ( детрита )