Круговорот веществ в биосфере

Чтобы проследить взаимосвязь живой и неживой природы, необходимо понять, как происходит круговорот веществ в биосфере.

Смысл

Круговорот веществ – это многократное участие одних и тех же веществ в процессах, происходящих в литосфере, гидросфере и атмосфере.

Существует два типа круговорота веществ:

  • геологический (большой цикл);
  • биологический (малый цикл).

Движущей силой геологического круговорота веществ являются внешние (солнечная радиация, гравитация) и внутренние (энергия недр Земли, температура, давление) геологические процессы, биологического – деятельность живых существ.

Великий цикл происходит без участия живых организмов. Под воздействием внешних и внутренних факторов рельеф формируется и сглаживается. В результате землетрясений, выветривания, извержений вулканов и движения земной коры образуются долины, горы, реки, холмы и геологические слои.

Круговорот веществ в биосфере

Рис. 1. Геологический цикл.

Биологический круговорот веществ в биосфере происходит при участии живых организмов, преобразующих и передающих энергию по пищевой цепи. Устойчивая система взаимодействия живых (биотических) и неживых (абиотических) веществ на конкретной территории называется биогеоценозом.

Чтобы круговорот веществ имел место, необходимо соблюдение нескольких условий:

  • наличие примерно 40 химических элементов;
  • наличие солнечной энергии;
  • взаимодействие живых организмов.

Круговорот веществ в биосфере

Рис. 2. Биологический цикл.

Материальный цикл не имеет конкретной отправной точки. Процесс непрерывен, и один шаг всегда перетекает в другой. Начать просмотр цикла можно с любой точки, суть останется той же.

Общий круговорот веществ включает следующие процессы:

  • фотосинтез;
  • обмен веществ;
  • разложение.

Растения, являющиеся продуцентами в пищевой цепи, преобразуют солнечную энергию в органические вещества, которые с пищей попадают в организм консументов, то есть консументов, которыми могут быть животные, некоторые грибы и бактерии. После смерти разложение растений и животных происходит с помощью редуцентов: бактерий, грибов, червей.

Круговорот веществ в биосфере

Рис. 3. Пищевая цепь.

Круговорот веществ

В зависимости от расположения веществ в природе различают два типа круговорота:

  • газовый – встречается в гидросфере и атмосфере (кислород, азот, углерод);
  • осадочный – встречается в земной коре (кальций, железо, фосфор).

Круговорот вещества и энергии в биосфере описан в таблице на примере нескольких элементов.

Вещество

Цикл

Важность

Вода

Большой круг. Испаряется с поверхности океана или суши, висит в атмосфере, выпадает в виде осадков и возвращается в водоемы и на поверхность земли

Формирует природно-климатические условия планеты

Углерод

На суше существует небольшой круговорот веществ. Они поступают производителям и передаются разрушителям и потребителям. Возвращается в виде углекислого газа. В океане существует большой круговорот. Сохраняется в виде осадка

Является основой всех органических веществ

Азот

Азотфиксирующие бактерии, находящиеся в корнях бобовых, фиксируют свободный азот из атмосферы и закрепляют его в растениях в виде растительного белка, который передается дальше по пищевой цепи.
Детритифицирующие бактерии, участвующие в процессах детритификации – расщеплении мочевины и других продуктов жизнедеятельности.

Содержит белки и азотистые основания

Кислород

Малый цикл – попадает в атмосферу при фотосинтезе и потребляется аэробными организмами. Большой круговорот – образовался из воды и озона под воздействием ультрафиолетового излучения

Участвует в процессах окисления и дыхания

Сера

Встречается в атмосфере и почве. Поглощается бактериями и растениями. Некоторые оседают на морском дне

Необходим для построения аминокислот

Фосфор

Большие и малые круговороты. Содержится в горных породах, потребляется растениями из почвы и переносится по пищевой цепи. После разложения организмы возвращаются в почву. В водоеме он поглощается фитопланктоном и передается рыбам. После гибели рыбы что-то остается в скелете и оседает на дно

Содержит белки и нуклеиновые кислоты

Прекращение круговорота веществ в природе означает нарушение хода жизни. Чтобы жизнь продолжалась, необходимо, чтобы энергия проходила цикл за циклом.

Что мы узнали?

Из урока мы узнали о сущности большого и малого круговорота веществ в биосфере, взаимодействии неживой природы и живых организмов, а также рассмотрели круговорот воды, углерода, азота, кислорода, серы и фосфора.