Biosferadagi moddalarning biogeokimyoviy aylanishi jonsiz muhit va organizmlar (hayvonlar, o'simliklar va boshqalar) o'rtasida turli elementlarning uzluksiz almashinuvining eng muhim tabiiy jarayonidir. Hamma narsa ularning fundamental xususiyatlariga asoslanadi. Eng muhimlari metabolizm, ko'payish, irsiy xususiyatlarni o'tkazish qobiliyatini o'z ichiga oladi.
Biogeokimyoviy azot aylanishi
Har bir element o'z ma'nosiga ega. Azot turli xil organik birikmalar tarkibida muhim rol o'ynaydi. Atmosferadagi azotning yuqori foiziga qaramay, u o'simliklar va hayvonlar uchun mavjud emas. Buning sabablari bor. Energetik jihatdan o'simliklar uchun mineral azotdan foydalanish foydaliroq, hayvonlar uchun esa organik birikmalarning bir qismi sifatida.
Atmosferadagi molekulyar azot azot biriktiruvchi mikroorganizmlar bilan bogʻlanadi va uning ammiak holida tuproqda toʻplanishiga hissa qoʻshadi. Boshqalar o'lik organizmlardan azotdan foydalanadilar. Ular ammiakning to'planishiga ham hissa qo'shadilar. U o'simliklar tomonidan faol ishlatiladigan nitratlarga aylanadi. Bular, umuman olganda, biogeokimyoviyning xususiyatlariazot aylanishi. Boshqa tabiiy moddalar almashinuvi jarayonini ham ko'rib chiqing.
Uglerod, oltingugurt va fosforning biogeokimyoviy aylanishining xususiyatlari
Bu kimyoviy elementlar har bir tirik organizm uchun zarurdir. Biroq, ularning hayotiy ehtiyojlari shu bilan tugamaydi. Shuning uchun makroelementlar kichik biologik tsiklda ishtirok etadi (organizmlarning ularga bo'lgan ehtiyoji juda katta): kaliy, magniy, natriy; shuningdek iz elementlari: bor, marganets, xlor va boshqalar.
Ular koʻpincha yogʻingarchilik bilan birga tuproqdan oʻsimliklarga kiradi. Fitomassaning bir qismi sifatida uglerod, oltingugurt va fosfor o'txo'r iste'molchilar tomonidan iste'mol qilinadi va shu bilan trofik zanjirlarga kiradi. Biroq, ba'zi hayvonlar o'simliklarni chetlab o'tib, bu elementlarga bo'lgan ehtiyojni qondiradilar. Tuyoqli hayvonlar tuz yalab ko'radi, tuproqni kemiradi yoki axlatni, eski suyaklarni yeyadi. Dengiz hayvonlari tuzni to'g'ridan-to'g'ri suvdan o'zlashtiradi. O'lik qoldiqlarni mineralizatsiya qilish jarayonida mikroorganizmlar kimyoviy elementlarni tuproq va suvga qaytaradi. Shunday qilib, ularning faoliyati atrof-muhitni oziq moddalar bilan boyitishga hissa qo'shadi.
Ekotizim balansi
Biosferadagi kichik biogeokimyoviy tsiklda uning to'liqligi muhim holat hisoblanadi. Ekotizimda elementlarning kirishi va chiqishi muvozanatli bo'lib, qiyinchiliklar asosan tuproqda saqlangan elementlar bilan yuzaga keladi.
Materiya va energiya oqimining muvozanati ekotizimning barqarorligini - uning gomeostazini belgilaydi. Biosfera tashqi energiya manbalaridan foydalanadi, bu esauning tartibli va ancha murakkab tuzilishini ta'minlaydi. Tarqalgan yorug'lik energiyasi o'simliklar tomonidan kimyoviy bog'lanish energiyasining konsentrlangan holatiga aylanadi.
Shu bilan birga, atrof-muhitdan energiyani olib tashlash ham, uning o'zgarishi ham chiqindilarning paydo bo'lishiga olib kelmaydi.
Inson faoliyatining biosfera jarayonlariga ta'siri
Insonning biogeokimyoviy sikllarga aralashuvi turli usullar bilan amalga oshiriladi. Avvalo, bu ekotizimning biokomponentini yo'q qilish (energetika tashuvchilarni qazib olish paytida o'simliklarni yo'q qilish yoki hududni o'zgartirish). Organik moddalar yondirilganda, konsentrlangan holatdan energiya dispers holatga o'tadi, bu aerozollar va gazsimon yonish mahsulotlari bilan termal ifloslanishga olib keladi. Tabiiy ekotizimda biogeokimyoviy aylanishlarda ishtirok etuvchi atomlar qayta-qayta ishlatiladi. Bunga hayotiy muhim moddani tashkil etuvchi engil biogen elementlarning sikllarida qatnashish yordam beradi.
Insonning aralashuvi atrof-muhitga nafaqat unga xos bo'lgan elementlarning qo'shimcha miqdorini, balki yangi kimyoviy birikmalarni, shu jumladan inson tomonidan sintez qilinganlarni ham kiritishni nazarda tutadi. Ularning koʻpchiligi oʻsimliklar tomonidan soʻriladi va oziq-ovqat zanjiriga kiradi.
Bunga misol qilib qoʻrgʻoshin, simob birikmalari, mishyak va boshqalarni keltirish mumkin. Bunday moddalarni qabul qilish tabiiy aylanish jarayonini buzadi, elementlar muvozanatini oʻzgartiradi yoki ularning tirik organizmlarda toʻplanishiga, mahsuldorligini pasaytiradi yoki oʻlimga olib keladi. Ayniqsapestitsidlar va og'ir metallar kuchli halokatli ta'sirga ega. Shunday qilib, ekotizim barqarorligi, uning gomeostazi bevosita yoki bilvosita inson faoliyati tomonidan buzilishi mumkin.
Ekologik piramida
Keling, ekotizim va biogeokimyoviy tsikllar faoliyatining eng muhim qonuniyatlariga murojaat qilaylik. Buning uchun ekologik piramida printsipidan foydalanamiz. U trofik tenglamalarning biologik massasi asosida qurilgan. Bunday piramidaning har qanday qismining maydoni taxminan moddaning massasiga teng. Organizmlar o'z darajasini avvalgisidan foydalangan holda qurganligi sababli, bu maydon asta-sekin kamayishi kerak. Har bir darajaning bunday qisqarishi o'n barobar bo'lishi mumkin.
Masalan, yer usti ekotizimlariga xos boʻlgan, ishlab chiqaruvchilari koʻp yillik oʻsimliklar boʻlgan ekologik piramida katta biomassaga ega, garchi ishlab chiqarish jarayoni eng yuqori intensivlikka ega boʻlmasa-da. Bu o'txo'r hayvonlarning massasining yillik o'sishi bilan muvozanatlanadi. Organik massa hosil bo'lish sxemasi piramida qoidasi deb ataladi. Uning boshqa turlari ham bor.
Inverted Piramida
Suv havzalari ekotizimini oling. Ular uchun qurilgan piramida biroz boshqacha ko'rinishi mumkin. Ko‘rinib turibdiki, u teskari bo‘lib qolgan. Haqiqat shundaki, qisqa muddatli suv o'tlari juda tez ko'payadi, lekin iste'molchilar tomonidan xuddi shunday intensiv iste'mol qilinadi. Shuning uchun, bu holda bir vaqtning o'zida qayd etilgan biomassa yilning qulay davrida ishlab chiqarish jarayonining intensivligini aks ettirmaydi. Agar yirik iste'molchilar (baliq,qisqichbaqasimonlar) to'planib, sekinroq iste'mol qilinadi, iste'molchilarning umumiy massasi yuqori.
Ekotizimdagi ishlab chiqarish jarayoni ularning muvaffaqiyatli ishlashiga imkon beradi. U biosferadagi energiya oqimining xarakterini belgilaydi. Ma'lumki, tirik organizmlar uning iste'molchilari hisoblanadi. Quyoshdan keladigan yorug'lik energiyasi yashil o'simliklar tomonidan ishlatiladi va organik molekulalarning paydo bo'lishiga olib keladi, u erda kimyoviy bog'lanishlar shaklida saqlanadi. Uning bir qismi o'simliklarning nafas olishi paytida ajralib chiqadi va ular tomonidan moddalarning o'sishi, so'rilishi va harakatlanishi uchun ishlatiladi. Biogeokimyoviy sikl shunday amalga oshiriladi.
Energiya almashinuvi
Ma'lumki, termodinamika qonunlari bor. Energiyaning bir qismi yo'qolib, issiqlikni chiqaradi. Bu qonunlardan birining ishlashi. U energiyaning bir turdan ikkinchisiga o'tish jarayonida majburiy yo'qolishini tasdiqlaydi. O'simlik moddalarida to'plangan bo'lsa, u hayvonlar tomonidan ishlatiladi.
Molekulalarning boʻlinishi energiya chiqishi bilan birga kechadi. Uning muhim qismi hayvonlarning hayoti jarayonida, bir shakldan ikkinchisiga o'tishda ishlatiladi. Bular biosintez jarayonlari va yangi bog'lanishlar energiyasini to'plashdir. Bular mexanik, elektr, issiqlik va boshqa energiya turlari. Uning o'zgarishi paytida uning bir qismi yana yo'qolib, issiqlik chiqaradi. Energiya asta-sekin boshqa darajaga o'tadi. Shu bilan birga, uning yo'qolishi hazm bo'lmagan oziq-ovqatning bir qismini (najas) va metabolizmning organik chiqindilari (najas) bilan tashlaganda ham sodir bo'ladi.
Jarayonenergiya sarfi
Xaos tabiatda kam uchraydi, odatda hammasi joyida. Keling, energiyadan foydalanish va aylantirish jarayonining ba'zi miqdoriy naqshlariga e'tibor qarataylik. Birinchi bosqichda o'simliklar daromadining o'rtacha 1% dan foydalanadi. Ba'zida bu ko'rsatkich 2% ga etadi. Eng kam qulay sharoitlarda u 0,1% gacha tushadi. Energiya ishlab chiqaruvchilardan birinchi darajali iste'molchilarga o'tkazilganda samaradorlik 10% ga etadi.
Yirtqich hayvonlar ovqatni samaraliroq hazm qilishlari mumkin. Bu oziq-ovqatning kimyoviy tarkibining o'ziga xos xususiyatlari va hayvonlar tomonidan hazm qilish qulayligi bilan bog'liq. Shunga qaramay, allaqachon uchinchi darajali iste'molchilar darajasida, kiruvchi energiya miqdori juda kichik va dastlabki qiymatlarning mingdan bir qismi bilan tavsiflanadi.
