Колообіг речовин: визначення та сутність

Вступ

РЕФЕРАТ

Ключове слово: атомна електростанція

на тему: ” Кругообіг речовин у біосфері ”

Виконала:

студентка IV – го курсу

групи ОЗ – 11

Пацій Наталія.

Прийняв:

Гучек Ю.

Київ 2004

План:

Вступ

1. Колообіг речовин: визначення та сутність

2. Типологізація колообігу речовин

3. Біосфера і колообіг речовин: закономірності, котрі порушує людина

Висновки

Список використаної літератури

Фактично поняття біосфери охоплює не лише сукупність живих організмів, а й усі елементи неорганічної природи, залу­чені у потік життя.

Біосфера — це єдина планетарна система. У ній підтриму­ється необхідне для життєдіяльності організмів середовище, та й самі організми суттєво змінюють параметри інших сфер зем­ної кулі в межах біосфери. Біосфера не тільки охоплена жит­тям, але й певним чином організована внаслідок діяльності живих організмів. У межах біосфери здійснюється біогенний кругообіг речовин та спрямований потік енергії.

Цілісність біосфери забезпечується багатьма механізмами, її структуру підтримує наявність різноманітних живих організмів, що постійно взаємодіють між собою. Прямі та зворотні зв'язки між продуцентами, консументами та редуцентами є потужною об'єднуючою силою біосфери.

У межах біосфери розвивається жива матерія, тут сформува­лося людство. Якщо земна куля - колиска людства, то біосфера - лоно, що породило його. Необхідність цілісного розуміння біосфе­ри та вивчення закономірностей її існування є актуальною про­блемою сучасної науки.

Замкненість і стійкість біосфери такі, що англійський учений Дж. Ловлок висунув концепцію «Геї» (за іменем богині Землі Геї), головним у якій є визнання наявності в біо­сфері високого гомеостазу, завдяки чому зрушена зі свого по­стійного стану тими чи іншими впливами, вона самостійно зно­ву повертається у цей стан. Це справді так, але стійкість біо­сфери є відносною, і поріг її нам не відомий. Певні грубі порушення цілком можуть безповоротно вивести біосферу з нинішнього стану.

Дана робота присвячена колообігу речовин у біосфері, як головній умові її цілісності.

Метою даної роботи є розгляд колообігу речовин у біосфері.

Написання даної передбачає виконання таких завдань:

· визначення і поняття „колообіг речовин”;

· дослідження сутності та умов виникнення колообігу речовин у біосфері;

· типологізація колообігу речовин;

· закономірності існування біосфери і колообігу в ній, котрі порушує людина;

· наслідки втручання людини в колообіг речовин в біосфері.

Явище еволюційного прогресу— появи і розвитку дедалі складніших і досконалі­ших форм молекулярних та біологічних структур має певну матеріальну природу і підкоряється загальним фізичним законам, зокрема термодинамічним. На основі колообігу неорганічних речовин під впливом сонячної енергії виник біотичний колообіг — цикл синтезу і розпаду органічних речовин.

Еволюція біосфери тісно пов'язана з еволюцією Землі й умовно поділяється на кілька фаз: перша — формування ранньої земної кори, атмосфери і гідросфери, ви­никнення геологічного колообігу речовини; великий геологічний колообіг — циркуля­ція атмосферних мас, води і розчинених у них мінералів, переміщення продуктів гірських порід на поверхню планети і знову в її надра (близько 4,6 млрд років тому); друга — хімічна еволюція (4,6—3,8 млрд років тому) — розвиток процесів синтезу і накопичення простих органічних сполук, необхідних для існування життя (амінокис­лот, простих пептидів, азотистих основ, простих вуглеводів); третя (3,8—1,2 млрд років тому) — розвиток давньої біосфери, еволюція прокаріотичного світу, виник­нення біологічного колообігу речовин, формування кисневої атмосфери; четверта — виникнення еукаріотів, заселення суші, розвиток сучасного біорозмаїття світу (1,2 млрд років тому — теперішній час). Перші живі організми були анаеробами (існу­вали в безкисневому середовищі), потім з'явилися організми автотрофи, здатні син­тезувати органічні речовини з неорганічних сполук (вуглекислого газу, води, нітроген-вмісних і фосфоровмісних сполук) за допомогою сонячної енергії (фотосинтез) або окисних реакцій (хемосинтез). Першими фотосинтезуючими організмами були бак­терії (ціанобактерії), які дали початок розвитку процесів у трофічному ланцюгу "про­дуценти — консументи — редуценти" — ланцюгу живлення, який через неживу речо­вину — мінеральні сполуки — замкнувся в коло. З потоку речовин у цьому колі утворився біологічний колообіг речовин.

Геологічний і біологічний колообіги речовин разом склали біогеохімічний коло­обіг, з'єднавши в ньому величезну потужність геологічного і надзвичайні швидкість та активність біологічного. Біогеохімічний колообіг формувався впродовж 1,5-2 млрд років, потім стабілізувався і суттєво не змінювався останні 2 млрд років. Фотосинте-зуючі продуценти практично сформували на Землі кисневу атмосферу.

Унаслідок процесів міграції хімічних елементів усі геосфери Землі зв'язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, отримав назву великого (геологічного) кругообігу. Цей кругообіг має абіотичний характер. Тривалість його існування - близько 4 млрд. років. Потужність великого (геологічного) кругообігу речовин в атмосфері, гідросфері та літосфері оцінюється в 2 • 10¹⁶ тонн/рік.

Виникнення життя на Землі спричинило появу нової форми міграції хімічних елементів - біогенної. У результаті біологіч­ної міграції на великий кругообіг (геологічний) наклався малий (біогенний) кругообіг речовин. У малому біологічному кругообі­гу переміщуються в основному вуглець (10¹¹ тонн на рік), кисень (2 • 10¹¹ тонн на рік), азот (2 • 10¹¹ тонн на рік) та фосфор (10⁸ тонн на рік). У наш час обидва кругообіги відбуваються одночасно та тісно пов'язані між собою.

Вважають, що еволюція біосфери відбувалась у напрямі зменшення ентропії. Чим довшими є ланцюги живлення, тим вони енергетично досконаліші. Саме завдяки ланцюгам живлення в біосфері постійно відбувається не лише колообіг води, постій­ний обмін енергії, а й колообіг речовин, які живі організми використовують на побу­дову і підтримання життєдіяльності своїх тіл та забезпечення процесів розмноження. Всього відомо близько 80 хімічних елементів, необхідних біоті. З продуктами життє­діяльності або після смерті ці елементи повторно потрапляють у довкілля і знову використовуються іншими організмами (постійний колообіг речовин).

Завдяки взаємодії різних груп живих організмів між собою та з навколишнім середовищем, в екосистемах виникає певна характерна для кожного з видів екосистем структура біомаси, створюється своєрідний тип потоку енергії та специфічні зако­номірності її передачі від однієї групи організмів до іншої, фор­муються трофічні ланцюги, що визначають послідовність пере­ходу органічних речовин від одних груп живих організмів до інших. Живі організми в біосфері ініціюють кругообіг речовин та призводять до виникнення біогеохімічних циклів. Пріоритетні дослідження біогеохімічних циклів були розпочаті В.І. Вернадським ще на початку 1920-х років.

Біогеохімічний цикл можна визначити як циклічне поетапне перетворення речовин та зміну потоків енергії з просторовим масоперенесенням, яке здійснюється за рахунок сумісної дії біо­тичної та абіотичної трасформації речовин. Біогеохімічні цикли становлять циклічні переміщення біогенних елементів: вуглецю, кисню, водню, азоту, сірки, фосфору, кальцію, калію та ін. - від одного компоненту біосфери до інших так, що на певних етапах цьоґо кругообігу вони входять до складу живої речовини.

Рушійною силою переміщень усіх речовин в біогеохімічних циклах є потік сонячної енергії або частково енергії геологіч­них процесів Землі. Витрати енергії необхідні й для переміщен­ня речовин у біогеохімічних циклах, і для подолання біогеохіміч­них бар'єрів. Такими бар'єрами на різних рівнях виступають мембрани клітин, самі особини рослин і тварин та інші матеріа­льні структури. Переміщення речовин у біогеохімічних циклах одночасно забезпечує життєдіяльність живих організмів. Головними оцінки параметрами ефективності та напрямку роботи біогеохімічного циклу є кількість біомаси, її елементарний склад та активне функціонування живих організмів.

Дата добавления: 2015-05-24