Qarkullimi biogjeokimik i substancave në biosferë është procesi natyror më i rëndësishëm i shkëmbimit të vazhdueshëm të elementeve të ndryshëm midis mjedisit të pajetë dhe organizmave (kafshëve, bimëve, etj.) Gjithçka bazohet në karakteristikat e tyre themelore. Më të rëndësishmet përfshijnë aftësinë për të metabolizuar, për të riprodhuar, për të transferuar vetitë trashëgimore.
Cikli biogjeokimik i azotit
Çdo element ka kuptimin e vet. Azoti luan një rol të rëndësishëm në përbërjen e përbërjeve të ndryshme organike. Pavarësisht përqindjes së lartë të azotit në atmosferë, ai nuk është i disponueshëm për bimët dhe kafshët. Ka arsye për këtë. Energjikisht, është më e dobishme për bimët të përdorin azot mineral, dhe për kafshët - si pjesë e përbërjeve organike.
Azoti molekular nga atmosfera është i lidhur nga mikroorganizmat që fiksojnë azotin dhe kontribuon në akumulimin e tij në tokë në formën e amoniakut. Të tjerët përdorin azot nga organizmat e vdekur. Ato gjithashtu kontribuojnë në akumulimin e amoniakut. Ai shndërrohet në nitrate, të cilat përdoren në mënyrë aktive nga bimët. Këto janë, në terma të përgjithshëm, veçoritë e biogjeokimikutcikli i azotit. Konsideroni gjithashtu procesin e metabolizmit të substancave të tjera natyrore.
Veçoritë e ciklit biogjeokimik të karbonit, squfurit dhe fosforit
Këta elementë kimikë janë të nevojshëm për çdo organizëm të gjallë. Megjithatë, nevojat e tyre jetike nuk mbarojnë me kaq. Prandaj, makronutrientët përfshihen në një cikël të vogël biologjik (nevoja e organizmave për ta është mjaft e madhe): kalium, magnez, natrium; si dhe elementët gjurmë: bor, mangan, klor, etj.
Ato hyjnë në bimë nga toka, megjithëse shpesh me reshje. Si pjesë e fitomasës, karboni, squfuri dhe fosfori konsumohen nga konsumatorët barngrënës dhe kështu hyjnë në zinxhirët trofikë. Megjithatë, disa kafshë plotësojnë nevojën për këta elementë duke anashkaluar bimët. Ungulat vizitojnë shuplakat e kripës, thithin tokën ose hanë jashtëqitje, kocka të vjetra. Kafshët detare thithin kripën direkt nga uji. Në procesin e mineralizimit të mbetjeve të vdekura, mikroorganizmat i kthejnë elementët kimikë në tokë dhe ujë. Kështu, aktivitetet e tyre kontribuojnë në pasurimin e mjedisit me lëndë ushqyese.
Bilanci i ekosistemit
Në një cikël të vogël biogjeokimik në biosferë, një rrethanë e rëndësishme është plotësia e tij. Në ekosistem, hyrja dhe prodhimi i elementeve është i balancuar, ndërsa vështirësitë lindin kryesisht me elementët që janë të rezervuar në tokë.
Bilanci i rrjedhës së materies dhe energjisë përcakton stabilitetin e ekosistemit - homeostazën e tij. Biosfera përdor burime të jashtme të energjisë, të cilatsiguron rregullsinë dhe strukturën mjaft komplekse të tij. Energjia e shpërndarë e dritës shndërrohet nga bimët në një gjendje të përqendruar të energjisë së lidhjes kimike.
Në të njëjtën kohë, si largimi i energjisë nga mjedisi ashtu edhe transformimi i saj nuk çojnë në formimin e mbetjeve.
Ndikimi i aktiviteteve njerëzore në proceset biosferike
Ndërhyrja njerëzore në ciklet biogjeokimike kryhet në mënyra të ndryshme. Para së gjithash, ky është shkatërrimi i biokomponentit të ekosistemit (shkatërrimi i bimëve ose ndryshimi i territorit gjatë nxjerrjes së transportuesve të energjisë). Kur lënda organike digjet, energjia nga një gjendje e përqendruar kalon në një gjendje të shpërndarë, gjë që çon në ndotje termike nga aerosolet dhe produktet e gazta të djegies. Në një ekosistem natyror, atomet e përfshira në ciklet biogjeokimike përdoren vazhdimisht. Kjo lehtësohet nga pjesëmarrja në ciklet e elementeve të lehta biogjene që përbëjnë substancën vitale.
Ndërhyrja njerëzore përfshin futjen në mjedis jo vetëm të një sasie shtesë të elementeve të tij të qenësishme, por edhe të komponimeve të reja kimike, përfshirë ato të sintetizuara nga njeriu. Shumë prej tyre merren nga bimët dhe më pas futen në zinxhirin ushqimor.
Një shembull është plumbi, përbërjet e merkurit, arseniku, etj. Marrja e substancave të tilla prish ciklin natyror, duke ndryshuar ekuilibrin e elementeve ose çon në grumbullimin e tyre në organizmat e gjallë, duke ulur produktivitetin e tyre ose duke shkaktuar vdekjen. Sidomospesticidet dhe metalet e rënda kanë një efekt të fortë shkatërrues. Kështu, stabiliteti i ekosistemit, homeostaza e tij mund të cenohet drejtpërdrejt ose tërthorazi nga aktivitetet njerëzore.
piramida ekologjike
Le të kthehemi tek modelet më të rëndësishme të funksionimit të ekosistemit dhe cikleve biogjeokimike. Le të përdorim parimin e piramidës ekologjike për këtë. Është ndërtuar mbi bazën e masës biologjike të ekuacioneve trofike. Sipërfaqja e çdo pjese të një piramide të tillë është afërsisht e barabartë me masën e substancës. Meqenëse organizmat e ndërtojnë nivelin e tyre duke përdorur atë të mëparshëm, kjo zonë duhet të ulet gradualisht. Një ulje e tillë e çdo niveli mund të jetë dhjetëfish.
Për shembull, piramida ekologjike, karakteristike e ekosistemeve tokësore, në të cilën prodhuesit janë bimë shumëvjeçare, ka një biomasë të madhe, megjithëse procesi i prodhimit nuk është i intensitetit më të lartë. Ajo balancohet nga rritja vjetore e masës së kafshëve barngrënëse. Modeli i formimit të masës organike quhet rregulli piramidale. Ka lloje të tjera të tij.
Piramida e përmbysur
Merrni ekosistemin e trupave ujorë. Piramida e ndërtuar për ta mund të duket pak më ndryshe. Duket sikur është me kokë poshtë. Fakti është se algat jetëshkurtër shumohen shumë shpejt, por konsumohen po aq intensivisht nga konsumatorët. Prandaj, biomasa e regjistruar në të njëjtën kohë në këtë rast nuk pasqyron intensitetin e procesit të prodhimit në periudhën e favorshme të vitit. Nëse marrim parasysh se konsumatorët e mëdhenj (peshqit,krustacet) grumbullohen dhe hahen më ngadalë, masa totale e konsumatorëve është më e lartë.
Procesi i prodhimit në ekosistem mundëson funksionimin e suksesshëm të tyre. Ai përcakton natyrën e rrjedhës së energjisë në biosferë. Siç e dini, organizmat e gjallë janë konsumatorët e saj. Energjia e dritës nga dielli përdoret nga bimët e gjelbra dhe çon në formimin e molekulave organike, ku ruhet në formën e lidhjeve kimike. Një pjesë e tij lirohet gjatë frymëmarrjes së bimëve dhe përdoret prej tyre për rritjen, përthithjen dhe lëvizjen e substancave. Kështu realizohet cikli biogjeokimik.
Shkëmbimi i Energjisë
Siç e dini, ekzistojnë ligje të termodinamikës. Një pjesë e energjisë humbet, duke lëshuar nxehtësi. Ky është funksionimi i njërit prej ligjeve. Ai pohon humbjen e detyrueshme të energjisë në procesin e shndërrimit të saj nga një lloj në tjetrin. Kur grumbullohet në lëndë bimore, përdoret nga kafshët.
Ndarja e molekulave shoqërohet me çlirimin e energjisë. Një pjesë e konsiderueshme e tij përdoret në procesin e jetës së kafshëve, duke kaluar nga një formë në tjetrën. Këto janë proceset e biosintezës dhe akumulimit të energjisë së lidhjeve të reja. Këto janë energji mekanike, elektrike, termike dhe lloje të tjera të energjisë. Gjatë transformimit të tij, një pjesë humbet përsëri, duke lëshuar nxehtësi. Energjia gradualisht kalon në një nivel tjetër. Në të njëjtën kohë, humbja e tij ndodh edhe me hedhjen jashtë të një pjese të ushqimit të patretur (jashtëqitje) dhe në mbetjet organike të metabolizmit (jashtëqitjet).
Procespërdorimi i energjisë
Kaosi është i rrallë në natyrë, zakonisht çdo gjë është në rregull. Le t'i kushtojmë vëmendje disa modeleve sasiore të procesit të përdorimit dhe shndërrimit të energjisë. Në fazën e parë, bimët përdorin mesatarisht rreth 1% të të ardhurave të saj. Ndonjëherë kjo shifër arrin 2%. Në kushtet më pak të favorshme zbret në 0.1%. Kur energjia transferohet nga prodhuesit te konsumatorët e rendit të parë, efikasiteti arrin 10%.
Mshngrënësit duket se e tresin ushqimin në mënyrë më efikase. Kjo është për shkak të veçorive të përbërjes kimike të ushqimit dhe lehtësisë së tretjes nga kafshët. Megjithatë, tashmë në nivelin e konsumatorëve të rendit të tretë, sasia e energjisë hyrëse është shumë e vogël dhe karakterizohet nga të mijëtat e vlerave fillestare.
