Кругообіг речовини та енергії в біосфері - Реферат

Відповідно до закону збереження енергії вона не зникає та не виникає з нічого, а тільки переходить з однієї форми до іншої. Вона проявляється в морських припливах, енергія яких недоступна живим організмам, але може використовуватися людиною; Ця енергія виділяється у формі геотермічного тепла. На Сонці енергія виникає в результаті ядерних перетворень. Притік енергії до зовнішньої поверхні атмосфери планети від Сонця порівняно постійний - це так звана сонячна постійна, яка дорівнює 1,93 кал/см2 за 1 хв.Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, отримав назву великого (геологічного) кругообігу. У малому біологічному кругообігу переміщуються в основному вуглець (1011 тонн у рік), кисень (2x1011 тонн у рік), азот (2x1011 тонн у рік) та фосфор (108 тонн У рік). Завдяки взаємодії різних груп живих організмів між собою та з навколишнім середовищем в екосистемах виникає певна та характерна кожному виду 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. 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 трансформації речовин. Інтенсивність кругообігу речовин в будь-якому біогеохімічному циклі є найважливішою характеристикою.Біогеохімічний цикл вуглецю базується на атмосферному депо, яке утримує його в кількості, приблизно рівній 700 млрд. тонн у формі вуглекислого газу (мал. Обидва процеси йдуть так інтенсивно, що у рослин та тварин на долю вуглецю припадає до 40 - 50% загальної маси. Залишки відмерлих рослин та тварин сприяють утворенню гумусу. Швидкість кругообігу вуглецю обчислюється в середньому від 300 до 1000 років.Реалізується він в основному за рахунок діяльності різних груп живих організмів і, в першу чергу, при активній участі мікробів. Органічні речовини, які вміщують звязаний азот, мінералізуються за рахунок амоніфікації та нітрофікації, що робить доступним для вищих рослин нітратний та амонійний азот. Загальні оцінки фіксації атмосферного азоту суперечливі і в середньому для планети складають від 100 - 170 мг/м2 в рік до 1 - 20 гр/м2 на рік. В антропогенну епоху на кругообіг азоту великий вплив має виробництво синтетичних азотних добрив. Введення антропогенного азоту в його біогеохімічний цикл дорівнює 6,4x107 тонн азоту в рік.Цей цикл має найбільш простий характер (мал. При їх вивітрюванні утворюються фосфати, які використовуються рослинами для побудови органічних речовин свого тіла. Після відмирання рослин фосфор мінералізують мікроорганізми-редуценти.Біосфера володіє потужною буферною дією щодо багатьох зовнішніх впливів. У межах біосфери помякшується дія вітру, посушливість повітря та ґрунту, підтримується певне співвідношення між концентрацією кисню та вуглекислого газу в атмосфері, звужується амплітуда коливань температури. У біосфері ґрунт виконує безліч специфічних функцій. У помірних широтах властивості ґрунтів такі, що гумус добре утримує катіони та аніони біогенних елементів, їх вивільнення йде поступово і це забезпечує збереження родючості ґрунту на довгий час, а також створення біологічної продукції. Слід мати на увазі, що екологічні системи, так само як і окремі види організмів, були обєктом тривалого еволюційного процесу, у ході якого менш стійкі системи зникали і зберігалися тільки ті екологічні системи, стійкість яких стосовно коливань зовнішніх чинників була досить високою.Біосфера охоплює три геологічні сфери - частини атмосфери й літосфери та всю гідросферу. Межі біосфери визначаються межами поширення й активної роботи живої речовини.

Зміст

1. Енергетичний баланс біосфери. Зміни енергетичного балансу біосфери, повязані з діяльністю людини 3

2. Біогеохімічні цикли. Кругообіг важливих хімічних елементів у біосфері. 9

2.1. Біогеохімічний цикл вуглецю. 13

2.2. Біогеохімічний цикл азоту. 14

2.3. Біогеохімічний цикл фосфору. 15

3. Антропогенний вплив на природні цикли основних біогенних елементів 17

4. Стабільність біосфери. Ноосфера, управління біосферою 18

Висновок 24

1. Енергетичний баланс біосфери. Зміни енергетичного балансу біосфери, повязані з діяльністю людини

Біосфера мас довгу історію, тісно повязану з еволюцією Землі, яка тривала понад З млрд. років. Біосфера охоплює три геологічні сфери - частини атмосфери й літосфери та всю гідросферу. Межі біосфери визначаються межами поширення й активної роботи живої речовини. Ф Поняття "жива речовина" ввів у науку В.І. Вернадський і розумів під ним сукупність усіх живих організмів планети. Ф Існування життя на Землі залежить не лише від потоку енергії, а й від кругообігу речовин у біосфері.

Сучасний стан біосфери В.І. Вернадський назвав ноосферою, тобто якісно новим станом біосфери, перебудованої розумом людини та її працею.