Статья : Круговорот биогенных элементов 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Статья >> Биология и химия


Круговорот биогенных элементов




Круговорот биогенных элементов

Чибисова Н.В., Долгань Е.К.

Нам известно, что углерод, азот, водород, кислород, фосфор, сера формируют живые организмы. Однако эти организмы не смогут жить без достаточного количества многих других элементов - катионов металлов.

Среди них калий, кальций, магний (иногда натрий) относятся к группе макроэлементов, так как они необходимы в больших количествах (выражающихся в сотых долях сухого вещества); однако такие элементы, как железо, бор, цинк, медь, марганец, молибден, кобальт, анион хлора, относятся к микроэлементам и нужны лишь в малых количествах (выражающихся в миллионных долях сухого вещества).

На суше главным источником биогенных элементов (катионов) служит почва, которая получает их в процессе разрушения материнских пород. Катионы абсорбируются корнями, распределяются различными органами растений, накапливаются в листве, т.е. входят в корм растительноядных потребителей последующих порядков в цепи питания.

Минерализация погибших организмов возвращает биогенные катионы в почву, создается впечатление, что цикл способен продолжаться беспрерывно. Однако почва выщелачивается дождями, дождевые воды переносят катионы в систему подземного стока, а также и в поверхностный сток: в реки, моря, иногда в значительных количествах.

Выщелачивание - автокаталитический процесс: чем больше оно прогрессирует, тем больше деградируют почвенные коллоиды. Положение становится особенно тяжелым в тропических местностях: ливневые дожди, низкая абсорбируемость почвенного комплекса (малое количество гумуса), истощение почв монокультурами сахарного тростника, кофе, какао, кукурузы, арахиса.

Когда вырубаются или выжигаются леса под сельское хозяйство, то минерализованный таким путем запас биогенных веществ быстро выщелачивается дождями и почва утрачивает свое плодородие. Если на ней временно прекратить посевы, то она вновь может дать жизнь лесу, но уже вторичному, с менее ценой биомассой, чем у первоначального сообщества. После повторения подобных операций почва будет покрываться все более и более скудной растительностью с уменьшающейся продукцией биомассы. Сначала образуется саванна, затем степь, наконец, пустыня. Значит, круговорот минеральных катионов сопровождает циклы углерода и азота. В умеренных широтах последствия выщелачивания не так резки, но все-таки в результате вырубок (сплошных под корень), при корчевке пней и снятия дерна разрушается гумус - ресурс питательных веществ. Следовательно, нарушается круговорот, его полнота: переход к пустоши или лугу, со скудной растительностью и меньшим запасом биомассы.

Рис. 4.3. Упрощенная схема круговорота фосфора

Истощение почвы возможно не только вследствие снятия растительного покрова, но и через сельскохозяйственные культуры. Есть такие культуры, как свекла, картофель, масличные культуры, уносящие ежегодно от 300 до 700 кг минеральных веществ на 1 га.

Таблица 4.1

Ежегодный вынос из почвы веществ (кг/га) при средних урожаях

Культура

Элемент

N

Р

К

Са

Пшеница

70

30

50

» 30

Картофель

90

40

160

76

Люцерна

-

-

-

242

Таблица 4.2

Вынос веществ (кг/га) при вырубке лесов 100-летнего возраста

Растительность

Элемент

Са

К

Р

Сосновый лес

424

168

38

Хвойный лес

8980

466

74

Лиственный лес

1930

483

106

Культуры: овес, травы, картофель, репа

2420

7400

1060

Если вырубка и вывоз из леса осуществляется очищенных деревьев, то обеднение не столь сильное, а с корой выносится много кальция.

Интересна диаграмма распределения элементов в лесах 100-летнего возраста (в кг/га). На рисунке видно, что кальция содержится в 4 раза больше в лиственном лесу, чем в сосновом.

Хвойный лес

Са: 676

К: 375

Р: 70

Сосновый лес

Са: 328

К: 138

Р: 30

Лиственный лес

Са: 1283

К: 320

Р: 70

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.xumuk.ru/

Похожие работы:

  • Круговорот химических элементов в биосфере

    Реферат >> Биология и химия
    ... и переносу накопленных ими элементов. Существенно на круговорот элементов влияет деятельность человека. Круговорот воды. Нагреваемые ... , придется решать проблему возвращения фосфора в биогенный круговорот. Природные ресурсы. Возможность нашей жизни ...
  • Круговорот в природе

    Реферат >> Экология
    ... биогеохимическими циклами. Поток энергии и круговороты биогенных элементов в экосистеме. Энергия Биотический Тепловая ... компонент энергия Солнце Биогенные элементы Абиотический компонент Поток энергии Круговорот биогенных элементов - 5 - На глубине в ...
  • Роль живых организмов в биологическом круговороте

    Реферат >> Биология
    ... круговорота всех элементов. Рассмотрим круговороты наиболее значимых для живых организмов веществ и элементов. К малому биогеохимическому круговороту биогенных элементов ...
  • Круговорот в природе

    Реферат >> Биология
    ... составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе ... , но неуклонно повышается. Круговорот азота. Азот один из основных биогенных элементов в громадных количествах ...
  • Круговорот веществ в биосфере

    Реферат >> Экология
    ... воды в биосфере, растворенные в ней элементы также участвуют в круговороте. Количество растворенных веществ варьирует ... всех живых организмах и является важным биогенным элементом, она входит в состав широко распространенных ...
  • Круговорот веществ в природе

    Реферат >> Химия
    ... бактерий и возвращается в неё другими бактериями. Круговороты элементов и веществ осуществляются за счёт саморегулирующих ... ), жиров, костей и зубов. Круговорот фосфора, как и других биогенных элементов, совершается по большому и малому ...
  • Сущность биосферы

    Реферат >> Биология
    ... структура биосферы 2. Основные биохимические циклы круговороты биогенных элементов) 3. Продукционная и регуляторная функции биосферы ... происхождения. 2. Биохимические циклы в биосфере (круговороты биогенных элементов) Земля - конечное физическое тело, и ...
  • Лесной тип биологического круговорота

    Реферат >> Биология
    ... являются структурно-функциональные характеристики круговорота углерода и биогенных элементов». Можно выделить период ... детальной и получившей наибольшую известность классификации круго­ворота элементов Н.И. Базилевич используется шесть признаков: 1) ...
  • Потоки энергии и вещества в экосистемах

    Реферат >> Биология
    ... или круговоротами. Необходимые для жизни элементы и растворенные соли условно называют биогенными элементами (дающими ... в детритных цепях, – решающий фактор сохранения круговорота биогенных элементов и образования продукции. Рассмотрим некоторые числовые ...
  • Геохимический круговорот веществ

    Контрольная работа >> Экология
    ... например, о круговоротах отдельных химических элементов или о биологическом круговороте веществ в ... сера. Углерод – основной биогенный элемент; он играет важнейшую роль ... два пути его вовлечения в биогенный круговорот: 1) процессы электрического (в тихом ...