Понятие о биогеохимических циклах
Необходимое для существования жизни на Земле вещество, как правило, может использоваться неоднократно. Именно этот процесс среди биологических наук и принято называть круговоротом веществ или биогеохимическими циклами.
Основным поставщиком энергии на нашу планету является Солнце, а механизмы которые обеспечивают вовлечение веществ в круговорот, преимущественно основаны на биологических процессах.
Структура биогеохимических циклов
В круговороте веществ принято выделять два фонда:
- резервный - представляющий собой большую массу медленно движущихся веществ, преимущественно в небиологической сфере;
- обменный - меньший по размеру, но более активный, характерной особенностью которого является быстрый обмен между организмами и окружающей средой.
Как правило, резервный фонд хранится в относительно рассеянном и подвижном виде, доступ к которому имеет большинство живых организмов, независимо от их местоположения.
Для обеспечения круговорота веществ, как известно, лучше всего подходит атмосфера и гидросфера, которые выполняют роль так называемых буферных зон, соединяющих друг с другом различные формы жизни. Следует отметить, что почва является менее подвижной зоной. Именно буферные зоны источниками питательных веществ для организмов, которые пополняют их своими продуктами жизнедеятельности.
Как правило, то, что является «отходами» для одной формы жизни, может послужить пищей для другой формы жизни. В наибольшей степени с резервным фондом связаны растения, получающие всё, что им необходимо из воздуха, воды и почвы. Меньше всего данная связь представлена у животных, которые, как правило, не способны к синтезу органики из рассеянных компонентов резервного фонда, и существование которых преимущественно протекает за счёт обменного фонда, который в большей своей массе сосредоточен в живом веществе.
Основные типы биогеохимический циклов
В экологии биогеохимические циклы принято разделять на два типа:
- круговорот газообразных веществ, резервный фонд которых сосредоточен в атмосфере или гидросфере;
- осадочный цикл, резервный фонд которого сосредоточен в земной коре.
Круговороты газообразных веществ являются более совершенными. Причиной тому является наличие большого обменного фонда и, как следствие, способности к быстрой саморегуляции.
Что касается круговорота осадочного цикла, то он является менее совершенным, но более инертным, в связи с тем, что основная масса вещества сосредоточена в резервном фонде земной коры в недоступном живым организмам виде. Отличительной особенностью осадочных круговоротов является то, что они легко нарушаются от различного рода воздействий и часть обмениваемого материала выходит из круговорота.
Вернуться в круговорот эта часть материала может лишь в результате геологических процессов или путем извлечения живым веществом, однако извлечь необходимые для живых организмов вещества из литосферы гораздо сложнее, чем из атмосферы.
Как правило, часть вещества в процессе круговорота выходит из него в захоронения в виде угля, нефти, торфа, осадочных пород и т.д. Однако в результате протекания тектонических и геологических процессов, а также вследствие антропогенной деятельности большинство веществ вновь вовлекается в круговорот.
Для обеспечения процесса синтеза вещества клеток живым организмам необходимо примерно 40 элементов, из которых самыми важными являются углерод, азот, водород, кислород, фосфор и сера.
