<<
>>

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В ПРИРОДЕ И ИХ НАРУШЕНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ В. А. К о в д а

Земная кора, поверхность континентов, океан и атмосфера исконне связаны геохимически между собою и с космосом* Но эта связь прямая и обратная еще более усилилась с появлением жизни в океане и особенно растений на суше.

Геохимические связи стали биогеохимическими, более сложными и разнообразными. Развитие и функционирование активного живого вещества, т.е. всей совокупности организмов, изменило океан, атмосферу, поверхность земной коры. Оформился почвенный покров суши и мелководий. Сложилась многокомпонентная открытая система - биосфера, т.е. планетная оболочка, охва^- тывающая земную кору, организмы, почвенный покров, атмосферу, океан (рис. 1).

Влияние человека и его трудовых процессов распространилось в настоящую эпоху на все компоненты биосферы и стало важнейшим фактором и звеном дальнейшего развития биосферы.

Жизнедеятельность растительных фотосинтезирующих организмов и их взаимодействие с животными, микроорганизмами и неживой природой являются наиболее общим механизмом фиксации, накопления и перераспределения космической энергии, поступающей на Землю. Эта энергия связана в органических соединениях, слагающих биомассу живого вещества суши и мирового океана, в гумусе почв и торфяных отложениях, во взвешенном, растворенном и донном органическом веществе рек, озер, океана. Нефть, горючие газы и сланцы, битумы и каменные угли - это ископаемые ресурсы энергии того же биогенно-космического происхождения, но связанные и метаморфизирован- ные в далеком геологическом прошлом.

I, Великий круговорог веществ в природе

Растения, животные и почвенный покров образуют на суще сложную мировую экологическую систему, которая формирует биомассу, связывает и перераспределяет солнечную энергию, углерод атмосферы, влагу, кислород, водород, азот, фосфор, серу, кальций и др. биофилы и генерирует свободный кислород.

Водные (высшие и низшие) растения и океан образуют другую мировую экологическую систему, выполняющую на планете те же функции связывания солнечной энергии, углерода, азота, фосфора и др.

биофилов путем образования фитобиомассы, освобождая кислород в атмосферу.

Растительные организмы и пищевые цепи, связанных с ними животных и организмов и бактерий, вовлекают в свои ткани соединения водорода и кислорода, азота, фосфора, серы, кальция, калия, магния, кремния, алюминия, марганца и других биофилов, многие микроэлементы (иод, кобальт, медь, цинк и др.), селектируя при этом легкие изотопы углерода, водорода, кислорода, азота, серы от более тяжелых форм.

Минеральные соединения составляют в тканях растений 1,5-5% в среднем, хЬтя ткани некоторых ксерофитов содержат до 10-15% минеральных веществ, а в галофитах их содержание достигает 35-45% (Ковда, 1944, 1946).

Прижизненно и посмертно организмы суши, водной и воздушной среды, находясь в состоянии непрерывного обмена с окружающей их средой, воспринимают и отдают широкий и разнообразный спектр минеральных и органических


соединений в виде газов, растворов, твердых тел. Суммарный вес и объем метаболитов, т.е. продуктов прижизненного обмена организмов и среды, количественно далеко еще не выяснены. Но они превышают биомассу живого вещества в несколько раз.

Нагревание водных масс, образование и конденсация паров, выпадение ат- мосферных осадков и движения поверхностных и подземных вод по уклону от областей питания к областям испарения представляют вторую важнейшую форму накопления, удержания и перераспределения космической энергии солнца на планете и ее биосфере. Эрозия, химическая денудация, транспорт, перераспределение, осаждение и накопление механических и химических осадков на суше и в океане являются цепью передачи и превращения этой энергии и работы, выполняемой мировым и локальными круговоротами воды. Неравномерное нагревание воздуха и воды вызывает планетарные перемещения водных и воздушных масс, формирование градиентов плотности и давления, океанические течения и грандиозные процессы атмосферной циркуляции, носящих сезонный, ритмический, циклический характер.

В реальной жизни Земли все эти три планетарных процесса тесно переплетаются, образуя общеземной и систему локальных круговоротов вещее ва, направляя перераспределение энергии, поступающей от солнца. Жизнь за 2 1/2-3 млрд.лет своей истории глубоко биологизировала земную кору, атмосферу и гидросферу. На земной планете оформилась биосфера, построенная бесчисленными и разнообразными мозаиками биогеоценозов и экосистем. Почвенный покров и биоценозы суши тесно связаны с атмосферой и находятся в постоянном и закономерном взаимообмене веществами в твердых, жидких и газообразных формах. Мировой океан и атмосферная оболочка в свою очередь связаны потоками энергии, газов, аэрозией, выпадением и испарением влаги (рис. 1).

Экосистемы суши и мирового океана связаны между собою через гидрологический сток и воздушную миграцию путем образования, переноса и выпадения атмосферных осадков, аэросуспензий и аэрозолей, а также путем обмена суши и водной среды массами живого и мертвого в$щества (питание, миграции птиц, водных, сухопутных животных, приливы и отливы, поднятие и опускание суши).

Таблица 1

Биогеохимические и технохимические агенты в биосфере


За миллиарды лет биологической истории планеты сложился великий био- геохимический круговорот и дифференциация химических элементов в природе, которые создали современную биосферу и которые являются основой ее нормального функционирования.

Человек на ранних стадиях существования вошел в звенья этого круговорота веществ и потока энергии также, как и другие травоядные и хищники.

За 30-40 тысяч поколений истории развития организм человека стал биологически неотделим от биосферы и сложившегося круговорота веществ.

Однако многосторонняя хозяйственная деятельность современного человеческого общества, вооруженного могучей быстро растущей индустриальной техникой, сосредоточенной в крупных городах и индустриальных центрах, ныне охватывает практически всю атмосферу, сушу и океан и вносит значительные количественные и качественные изменения в биогеохимические циклы элементов в биосфере, поставив под угрозу ее бесперебойное функционирование и нормальные условия жизнедеятельности и существования самого человека. О масштабах воздействия человека на биосферу и ее компоненты можно судить по данным табл.1.

<< | >>
Источник: Ковда.В.А. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В БИОСФЕРЕ. 1976

Еще по теме БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В ПРИРОДЕ И ИХ НАРУШЕНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ В. А. К о в д а:

  1. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ
  2. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В ПРИРОДЕ И ИХ НАРУШЕНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ В. А. К о в д а
  3. Группы и типы биогеохимических циклов (БГХЦ)
  4. Регионально-бассейновые биогеохимические циклы
  5. Некоторые изменения в биогеохимических круговоротах
  6. Нарушение человеком биогеохимического круговорота азота 
  7. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СОЕДИНЕНИЙ
  8. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНЫХ ЗОНАХ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ СССР Т.И.Евдокимова, Т.Л. Быстрицкая, В.Д. Васильевская, Л.А. Гришина, Е.М. Самойлова
  9. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА Л.А. Гришина Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
  10. БИОГЕОХИМИЧЕСКОМ ЦИКЛЕ АЗОТА В.Н.Куд еяров Институт агрохимии и почвоведения АН СССР
  11. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ КРЕМНЕЗЁМА А.Г. Назаров
  12. О БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЦИКЛАХ ИЗОТОПОВ СЕРЫ В ПОЧВАХ В. В. Буйлов, И. В. Буйлова
  13. РЕКОМЕНДАЦИИ РАБОЧЕЙ ГРУППЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА