Круговорот азота

Круговорот углерода.

Углерод достаточно широко распространен в природе. В атмосфере Земли содержится приблизительно 0,34% углекислого газа, в меньших количествах углерод присутствует в других газах. Газообразные соединения углерода выделяются в процессе вулканической деятельности. В виде различных углекислых солей углерод содержится в отложениях, в известняках, в почве. При выветривании освобождается углекислый газ. В меньшем количестве углерод содержится в природном топливе (уголь, нефть, природный газ). В виде растворенных углекислых солей, окиси углерода и других соединений углерод содержится в воде, а из воды выделяется в виде углекислого газа. Все это можно отнести к неживой природе, к геохимическим процессам.

Углерод является основным элементом всех органических веществ. В виде углекислого газа углерод из атмосферы в процессе фотосинтеза попадает в тела растений, в виде различных органических веществ проходит по пищевым цепям, а в процессе дыхания всех организмов выделяется в виде СО2. Подобным же образом СО2 выделяется в процессе разложения – тления, гниения. Это биохимические процессы.

Соединения углерода (органические вещества) переносятся водой и становятся составной частью осадков на дне моря, которые благодаря горообразовательным процессам вновь возвращаются на поверхность, а затем выветриваются. Подобным же образом осаждаются и нерастворимые известковые соединения, которые при определенных условиях выветриваются, и при этом в атмосферу выделяется СО2.

Геохимические и биохимические процессы, обеспечивающие круговорот углерода в природе, долгое время находились в равновесии, и тем самым общее количество СО2 в атмосфере на протяжении десятков миллионов лет поддерживалось на постоянном уровне.

В настоящее время под воздействием хозяйственной деятельности человека количество СО2 в атмосфере заметно увеличивается: интенсивная хозяйственная деятельность ускоряет процессы выветривания земной поверхности (почвы), добыча и сжигание природного топлива способствует концентрации углекислого газа в атмосфере.

Азота в атмосфере содержится примерно 78%. В значительном меньшем количестве в воздухе присутствуют соединения азота (аммиак, ионы азота), которые наоборот, легко вступают в реакцию. В литосфере и гидросфере азота содержится около 0,002%.

В живой природе азот является четвертым по распространенности элементом (после углерода, водорода и кислорода). Он входит в состав белков и нуклеиновых кислот и, следовательно, присутствует в каждой клетке. А превращения азотистых веществ служат источником энергии для ряда групп почвенных бактерий.

Естественный круговорот азота происходит между живыми организмами, почвой и водой. Растения получают азот из почвы в форме нитрат-ионов, нитрит-ионов или ионов-амония и используют его для образования белка и нуклеиновых кислот – составных частей каждой клетки. По пищевым цепям органические вещества поступают в тела других организмов, и в форме опада и остатков организмов азот попадает в почву, где разлагается.

В разложении азотистых органических соединений особое участие принимают почвенные бактерии. Это, к примеру, аммонофикцирующие (гнилостные) бактерии, в результате деятельности которых в почве возникают ионы амония, и нитрифицирующие бактерии, которые образуют в почве нитрат-ионы и нитрит-ионы, тогда как денитрифицирующие бактерии способствуют разложению азотных соединений и выделению азота из почвы.

Меньшая часть азота циркулирует через атмосферу. Происходит это во время гроз, когда под воздействием электрических разрядов азот соединяется с кислородом и возникают оксиды азота, которые вместе с дождем попадают в почву.

Другой путь поступления атмосферного азота в цикл обеспечивают некоторые почвенные бактерии-азотфиксаторы, живущие на корнях растений.

Относительно небольшая часть соединений азота поступает в атмосферу в результате вулканической деятельности.

В естественный круговорот азота вмешивается человек. Он выращивает в большом количестве растения, поглощающие азот из воздуха, и для повышения содержания азота в почве применяются удобрения. Значительное воздействие оказывает промышленное производство азотных удобрений. Они существенно повышают урожайность в земледелии, однако растения потребляют только часть удобрения. А остальное в больших дозах вымывается из почвы и попадает в воду, значительно снижая качество поверхностных и подземных вод.

ВОПРОС 47
КРУГОВОРОТ ФОСФОРА
Фосфор принадлежит к биогенным элементам и циркулирует между живой и неживой природой. В неживой природе главным образом он содержится в земной коре-приблизительно 0,1 %. Большинство соединений фосфора плохо растворяется в воде, поэтому в гидросфере присутствует небольшое его количество, в основном в виде растворенных фосфатов. Они, однако, легко переходят в нерастворимые формы, которые и накапливаются в почве или осаждаются на дне водоема. В живых организмах фосфор содержится в каждой клетке, как в белке и нуклеиновых кислотах, так и в соединениях АТФ.
Основными источниками неорганического фосфора являются изверженные породы или осадочные породы. Из пород неорганический фосфор вовлекается в циркуляцию выщелачиванием и растворение в континентальных водах.
Начала естественного круговорота- впитывание его корнями растений из почвенных растворов. Далее по пищевым цепям фосфор поступает в другие организмы и в конце концов в результате минерализации снова попадает в почву. В водные экосистемы фосфор переносится текучими водами. Реки непрерывно обогащают фосфатами океаны. Определенное количество фосфора переносится на сушу морскими птицами и благодаря рыболовству.
Человек существенным образом вмешивается в процессы циркуляции фосфора, создавая искусственный круговорот. Считается, что по объемам он сопоставим с естественным круговоротом фосфора. В больших объемах ведется разработка горных пород, содержащих фосфор.

ВОПРОС 48

КРУГОВОРОТ ВОДЫ

Гидрологический цикл совершается за счет большей части (более 90%) энергии солнечного излучения, поступающего на поверхность Земли. Основные его процессы- испарение и конденсация.

Под воздействием солнечного излучения вода испаряется(больше всего из океанов- примерное годовое количество осадков над океаном 112 см, над сушей-72 см) и в виде водяных паров поступает в атмосферу, а после конденсации в виде осадков возвращается на Землю. На суше часть ее вновь сразу испаряется, часть стекает по поверхности, часть впитывается. Вместе с водой циркулируют и все вещества, содержащиеся в ней.
Вода необходима для жизни: это важнейший растворитель различных веществ, участник основных реакций в живых организмах, переносчик веществ внутри них, вода поддерживает тонус растительных и животных тканей, оказывает влияние на тепловую регуляцию, является жизненной средой для многих видов организмов.
Количество воды оказывает влияние на облик всей экосистемы.
Благодаря гидрологическому циклу вода является неисчерпаемым природным источником. Однако человек опаснейшим образом вмешивается в этот цикл:
-ускоряет отток воды с суши(например, вырубка лесов), в результате чего происходит высыхание территорий, усиливается эрозия почвы;
-загрязняет воду;
-усугубляет парниковый эффект, в результате которого может произойти таяние ледников и, соответственно, затопление суши.
***
Распределение воды на земле(%):
♦ моря и океаны-97,22
♦ ледники-2,14
♦ подземные воды на больших глубинах-0,62
♦ поверхностные водоемы-0,01
♦ подземные воды небольших глубин-0,005
♦ влага в атмосфере-0,001
♦ вода в поверхностных стоках-0,0001
♦ вода в живых организмах-0,0001
Соленая вода составляет 97,22 % этого количества и только неполных 3% - это пресная вода.

ВОПРОС 49
ПОНЯТИЕ И ОПРЕДЛЕНИЕ БИОСФЕРЫ. СТРУКУТРА БИОСФЕРЫ

• Впервые понятие биосферы было введено в начале 19 столетия Ламарком.(в 1875 — Зюссом)

Заслуга в разработке научного учения о биосфере, как области жизни, принадлежит Вернадскому. Под биосферой он понимал — область существования живого существа. Вернадский назвал биосферой оболочку Земли, в формировании которой живые организмы играют основную роль. При этом понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов, не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом.

В таком случае под биосферой понимаем всё пространство, где существует, либо когда-то существовала жизнь, т.е где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.
Современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которая включает живую и неживую природу.
Она охватывает часть атмосферы, гидросферы, верхнюю часть литосферы.
• Вернадский считал, что биосфера состоит из 7 типов веществ. (биогенное, косное, биокосное, вещество в радиоактивном распаде, вещество рассеянных атомов и вещество космического происхождения) Наиболее важными являются первые 4:
1. Живое вещество (растения, животные)
Под ним понимаем совокупность всех живых организмов, выраженных через массу, энергию и химический состав;
2. Биогенное (нефть, торф и т. п.)
Это осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки;
3. Косное (вода или горные породы)
Представляет субстрат или среду обитания живых организмов, хотя образованно процессом, в котором живое существо участия не принимало;

4. Биокосное (почвы, илы)
Образованно в результате синтеза живого и неживого вещества.

ВОПРОС 50
ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ, ЕГО ОСОБЕННОСТИ И ФУНКЦИИ
По Вернадскому живое вещество-это совокупность существующих или существовавших в определенный отрезок времени живых организмов, которые являются мощным биологическим фактором.
5 функций живого вещества:
1. Энергетическая
заключается в том, что осуществляются связи биосферно-планетарных явлений с космическим излучением солнечной радиации. В основе лежит фотосинтез растений.
2. Газовая
Обуславливает миграцию газов и их превращения. Обеспечивает газовый состав атмосферы. Преобладающая масса газов на Земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы, такие как азот, кислород и т. п.
3. Окислительно-восстановительная
Связанна с интенсификацией под влиянием живого вещества в процессах окисления и восстановления.
4. Концентрационная
Проявляется в способности организмов концентрировать в своем теле, рассеянно-химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Состав живого вещества существенно отличается от состава косного.
В нем преобладают легкие атомы водорода, кислород, магний, кальций и т. д.
Концен-трация этих элементов в теле живых организмов существенно больше, чем во внешней среде, этим объясняется неопределенность химического состава биосферы.
5. Деструкционная
Связанна с размножением органических веществ. Вследствие чего живое вещество становится косным.
В результате образуется так же биогенные, биокосные вещества биосферы. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ.

ВОПРОС 51
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ
Природными ресурсами Земли служат объекты и условия, использованные в процессе материального производства для удовлетворения различных потребностей человека.
Классификация природных ресурсов:
• по их использованию: промышленное, с\х и т. п.
• по принадлежности и компонентам природы: космические, воздушные, водные и т. п.
• по характеру воздействий: исчерпаемые, неисчерпаемые, возобновляемые, не возобновляемые.
Существует 3 правила, которые позволяют определить пределы устойчивости потребления ресурсов:
1. Для возобновляемых ресурсов темпы потребления не должны превышать темпы возобновления
2. Темпы потребления невозобнолвяемых ресурсов не должны превышать темпы их замены на возобновление
3. Интенсивность выброса загрязнения не должна превышать скорости их переработки, в природной среде.

ВОПРОС 52
КРАСНАЯ КНИГА
Сохранить окружающую живую природу необходимо для жизни будущего поколения.
Нужна специальная организация охраны живой природы. Сейчас такая охрана организованна на двух уровнях:
1. Популяционно-видовом, когда охраняются отдельные виды животных или растений
2. Охрана отдельных экосистем или их совокупность.
В 1948 г был создан международный союз охраны природы и природных ресурсов. Созданная этим союзом комиссия собирала на протяжении многих лет информацию о редких и исчезающих видах животных и растений и появилась Красная книга.
♦ красный цвет-это сигнал запрета, поэтому КГ была названа так, тк это книга о состоянии животных и растений, которые были под угрозой исчезновения.
Существует несколько вариантов красных книг:
• Международная (страница этой книги может в любой момент меняться)
• Федеральная
• Республиканская\областная
Красная книга России. В книгу включается 562 растений и 246 животных.
ВОПРОС 53
ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ТЕРРИТОРИИ
Особо охраняемая территория- это участки суши или водной поверхности, которые в силу своего природного или иного значения полностью или частично изымаются из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны.
Закон, принятый 15.02.1995 об особо охраняемых территориях, нужен для поддержания экологического баланса, сохранения генетического разнообразия природных ресурсов, а так же для решения различных хозяйственных и социальных задач.
Согласно закону территории являющиеся охраняемыми
• государственные природные заповедники(это участки, которые полностью изъяты из обычного пользования с целью сохранить естественное состояние природных компонентов), в том числе биосферные(входят в состояние ряда государственных природных заповедников и используются при изучении биосферного производства)
• национальные парки(есть зоны хоз.использования)
• природные парки
• государственные природные заказники
• памятники природы
• ботанические сады и дендрологические парки
Природно-национальные парки-это большая природная территория и акватория, где обеспечивается выполнение 3х основных целей:
1. Экологическая 2. Рекреационная 3. Научная

В России 11 биосферных заповедников.

Дата добавления: 2015-03-29