Цикъл на кислород, цикъл на азот, цикъл на фосфор - Основи на екологията Българска библиотека
В този цикъл е ясно изразена активната геохимична дейност на живата материя и нейната първостепенна роля в този процес. Биогеохимичният цикъл на кислорода е планетарен процес, свързващ атмосферата и хидросферата със земната кора. Това се случва в следната последователност:
- образуването на свободен кислород в процеса на фотосинтеза в зелените растения;
- изразходване на образувания кислород за изпълнение на дихателните функции от всички живи организми, както и в реакциите на окисление на органични остатъци и неорганични вещества;
- други химични трансформации, водещи до образуването на такива окислени съединения като въглероден диоксид и вода и последващото им участие в нов цикъл на фотосинтетични трансформации
Всяка година зелената растителност на нашата планета произвежда приблизително 300 * 109 тона кислород. Около 75% от това количество се отделя от сухоземните растения и не повече от 25% от фотосинтезиращите организми. Световен океан c. Образуването на озон във високите слоеве на атмосферата е тясно свързано с кръговрата на кислорода.Под въздействието на ултравиолетовата част на слънчевия спектър част от кислородните молекули се йонизират и се образува атомарен кислород, който веднага се присъединява към възбудените кислородни молекули, образувайки озон – триатомен кислород. Поглъщайки в процеса на образуване значителна част от твърдата ултравиолетова радиация, озонирането, озонът играе огромна защитна роля за цялата биосфера, тъй като много от молекулярните структури на живите организми се разрушават под въздействието на твърдата ултравиолетова радиация.
азотен цикъл
И така, източникът на азот в биосферата са азотни съединения (нитрати и нитрити), които се абсорбират от растенията от почвата и водата. В кръговрата на азотните съединения най-важни самикроорганизми: азотфиксатори, нитрификатори и денитрификатори. Всяка година азотфиксиращите организми на сушата улавят приблизително 4,4 * 109 тона, а във водната среда годишната биологична фиксация е 1 * 109 тона, тоест само 4,4 пъти по-малко в сравнение със сушата. Съвременните нарушения в кръговрата на азота в биосферата са резултат от антропогенна дейност - изгаряне на минерални горива (в транспорта, в топлоенергетиката) и производство на азотни добавки.
Фиг. 43. Биогеохимичен цикъл на азота в биосферата
Цикъл на фосфора
Биогеохимичният цикъл на фосфора се различава значително от циклите на въглерода и азота. Първо, източникът на фосфор не е атмосферата, а земната кора, и второ, фосфорът не играе ролята на един от основните елементи на нейните земни черупки. Но органичните фосфорни съединения са много важни в жизнените процеси на всички растения и животни, тъй като те са част от нуклеинови киселини, сложни протеини и са в основата на биоенергийните процеси. Източникът на фосфор е литосферата, по-специално скалите, съдържащи фосфор - фосфорити, апатити и др. В процеса на изветряне на скалите фосфорът преминава в почвения разтвор и става достъпен за отглеждане на растения.
На сушата има интензивен кръговрат на фосфора в системата почва – растения – животни – почва. Декомпозиторите минерализират органичните фосфорни съединения в неорганични форми – фосфати, които отново се консумират от растенията. Фосфатите се изнасят с речен отток, взаимодействат с калций; се образуват фосфорити, чиито отлагания в крайна сметка излизат на повърхността и с помощта на животни отново се включват в миграционните процеси (фиг. 44). Също така, цикълът на фосфор се случва в земната система -. Световен океан. Смята се, че всяка годинаСветовният океан изнася 1,4 * 107 тона фосфор и се връща обратно на сушата (главно с морски продукти) някъде около 10 милиарда тона Следователно проблемът с дефицита на фосфорни храни е проблем за почти всички екосистеми.
В природата най-често именно липсата на фосфор пречи на развитието на биотата. От една страна, фосфорните съединения бързо се измиват. Океаните в резултат на процесите на ерозия на почвата. Голяма част от фосфора се пренася в океана и с непречистените отпадъчни води в океана, този фосфор се използва частично от водораслите и след това се консумира от морските консуматори и разлагачи. Част от фосфора може да се пренесе в земята и. Например, изпражненията на птиците, които се хранят с морска риба, съдържат много фосфор, натрупват се в птичи колонии и птичи пазари, образувайки така нареченото гуано - минерал, който се добива интензивно в някои страни (в Чили) и се използва за производство на фосфатни минерални торове. Но по-голямата част от фосфора се натрупва на дъното с мъртвите останки от морската биота. Този фосфор може отново да стане достъпен за биотата само с времето в геоложкото измерение, например след издигането на определени участъци от морското дъно (но днес човекът вече е започнал да разработва морски находища на фосфор). От друга страна, на сушата значителна част от минералния фосфор образува неразтворими комплекси с почвените частици и става недостъпен за производителите, а оттам и за други звена в трофичните вериги. Дали някои почвени гъби са в състояние да отстранят фосфорните съединения от тези комплекси.
За разлика от циклите на въглерода, кислорода и азота, цикълът на фосфора в биосферата е по същество отворен, тъй като значителна част от
Фиг. 44. Кръговрат на фосфора в биосферата
Континенталният отток на фосфати навлиза в дълбоките океански седименти и се натрупва там въз основа на цикъла. В почвата и природните води фосфорът е постоянно в недостиг. Освен това, в резултат на икономическата дейност на човека (особено производството на фосфорни торове), веригата на фосфорния цикъл в биосферата се прекъсва. Следователно фосфорът се счита за слабо звено в биосферния цикъл на биосферата.