Энергия представляет собой комплексную меру движения и взаимодействия всех видов материй.
В отличие от веществ, которые могут циркулировать на разных блоках биосферы, использоваться повторно и формировать круговороты, энергия представляет собой постоянный однонаправленный поток. В таких потоках энергия может превращаться из одной формы в другую до тех пор, пока не рассеется в космическом пространстве в виде тепла.
Всю биосферу можно расценивать в качестве единого пространственного образования способного к поглощению энергии из космического пространства и направлению её на внутреннюю работу.
Живые организмы являются основными потребителями и преобразователями энергии в биосфере. Так, например, продуценты преобразуют свободную лучистую энергию в химически связанную, которая в дальнейшем переходит от одних биосферных структур к другим. Каждый переход энергии сопровождается её превращением в тепло и рассеиванием в окружающей среде. При передаче энергии от продуцентов к консументам первого порядка эффективность переноса составляет всего 10%.
Статья: Круговорот веществ и энергии
Более эффективным является перенос энергии от консументов первого к консументам второго порядка - 20%. Завершается поток энергии на редуцентах за счёт которых энергия либо окончательно рассеивается в виде тепла, либо аккумулируется в мертвой органике.
Круговороты веществ в биосфере
- большой биологический (характерной особенностью большого круговорота веществ является его преимущественно горизонтальное направление. Осуществляется он исключительно между сушей и морем, как например, круговорот воды);
- малый биологический (преимущественно вертикальным направлением миграции обладает биологический круговорот, осуществляемый между растениями и почвой);
- химический (миграция веществ в химическом круговороте определяется двумя тесно связанными и взаимообусловленными процессами, противостоящими друг другу. Он представляет собой синтез зелеными растениями живого вещества из элементов неживой природы за счёт солнечной энергии и минерализации детрита, вследствие чего и выделяется энергия).
Образование живого вещества и его разложение представляют собой две стороны единого процессы, называемого биологическим круговоротом химических элементов. Основной состав живой материи зависит от тех химических элементов, которые пребывают в биосфере в газообразном состоянии, вследствие чего органический мир живых организмов связан с круговоротом газов на Земле.
Биосферные геохимические процессы
Как известно, Земная кора насчитывает более $100$ химических элементов, однако только $6$ из них взаимодействуют в атмосфере: водород $(H)$, кислород $(O)$, азот $(N)$, углерод $(C)$, фосфор $(P)$ и сера $(S)$. Таким образом, в биосферных геохимических процессах принимают участие наиболее реакционноспособные элементы. Первые 4 из них образуют практически всю массу наземных растений, включающих около $99\%$ всего живого вещества на Земле.
Биосферные биохимические процессы
Биохимические циклы ежегодно приводят в движение около $500$ млрд. т вещества, исключительно движимой силой которых являются процессы фотосинтеза. Кроме $C$, $H$, $O$ и $N$ организмы используют зольные элементы - $Ca$, $K$ и т.д., а также макроэлементы - $Zn$, $Mo$ и т.д., круговорот которых на планете происходит за счёт циклического превращения веществ и изменения потоков энергии благодаря совместному действию биотической и абиотической трансформации живого вещества.
Вывод
Таким образом, круговорот веществ в биосфере осуществляют не определенные вещества, а лишь определенные элементы, принимающие участие в процессах, осуществляемых а различных слоях атмо-, гидро- и литосферы.
