ما هي الدورة الحيوية؟ كنظام مغلق ، كان يعمل بنجاح لعدة مليارات من السنين.
دعونا نحاول معرفة ماهية الدورة الحيوية
الميزات
تتم معالجة النباتات الميتة وبقايا الكائنات الحية بواسطة الحشرات والفطريات والبكتيريا والأوليات. تتحول الحيوانات والنباتات تدريجياً إلى مركبات عضوية ومعدنية أساسية. تتضمن الدورة الحيوية دخول هذه المواد إلى التربة واستهلاكها اللاحق من قبل النباتات. تتميز العملية بالإغلاق والاستمرارية والانحلال والتحلل للمركبات النهائية. إنها دائرة مستمرة تحكم الحياة على الكوكب.
دلالة
سيتم النظر في الدورة الحيوية للكربون في النظم البيئية الأرضية باستخدام مثال الفوسفور.تم العثور على كمية كافية من هذا العنصر في آفاق الدبال للتربة غير المضطربة ، وكذلك في نفايات الغابات. بفضل الدورة ، من الممكن تراكم حوالي 106-107 طن من الفوسفور في المحيط الحيوي. تحتوي الكتلة النباتية لسهوب المروج الطبيعية على حوالي 30 كجم / هكتار من هذا العنصر ، وهو ما يكفي تمامًا للثدييات.
تبادل الطاقة
تتضمن الدورة الحيوية تبادل الطاقة. يتلخص جوهرها في حقيقة أن الطاقة لا تختفي في سلسلة التحولات الغذائية (الغذائية) ، ولكن يتم ملاحظة تحولها من نوع إلى آخر.
يتم تحويل الطاقة الشمسية في عملية مماثلة على كل المستويات. الاستهلاك المباشر للطاقة الشمسية نموذجي فقط للنباتات الخضراء في إطار التمثيل الضوئي
يخلقون مركبًا عضويًا (الجلوكوز) من ثاني أكسيد الكربون والماء ، ويتراكمون الطاقة. يتم تضمين أوراق النباتات في هذه العملية الكيميائية فقط في وجود ضوء الشمس والكلوروفيل.
ميزات العملية
في بعض فترات وجود البشرية ، انزعجت الدورة الحيوية للمواد. تم سحب الفوائض فقط ، والتي تم ترسيبها كغاز ، وفحم ، ونفط ، وحجر جيري ، ومعادن عضوية أخرى.
أثناء احتراق النفط أو الفحم في الأفران (المحركات) ، يتم إطلاق الطاقة واستخدامها ، والتي تراكمت بواسطة المحيط الحيوي على مدى ملايين السنين. في الماضي ، مثل هذه الفوائضلم تتناثر في المحيط الحيوي ، ولم يتم ملاحظة تأثيرها السلبي على الدورة الحيوية. اليوم مختلف.
تفاصيل
تنوع الحيوانات مهم للتنفيذ الناجح للدورة. لن يتمكن أحد الأنواع من تفكيك المواد العضوية للنباتات في التكاثر الحيوي إلى المنتجات النهائية. إنه يكسر فقط جزءًا منها ، وكذلك بعض المركبات العضوية الموجودة فيها. تتشكل الشبكات وسلاسل الغذاء بطريقة مماثلة.
في التكاثر الحيوي ، الغلاف الجوي مهم. يساعد في الحفاظ على الدورة البيولوجية للطاقة والمواد ، وكذلك على ضمان توازن الماء.
يمكن أن تتحلل الملوثات إلى أشكال يمكن أن تشارك في المراحل اللاحقة من الدورة وتستوعبها الكائنات الحية.
تعتمد الدورة على تحلل وامتصاص الملوثات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ، وتعتمد على نشاط وكمية العناصر الكيميائية المشاركة مباشرة في الدورة.
النظام البيئي هو مجموع المكونات العضوية وغير العضوية التي تحدث فيها الدورة الحيوية للمواد.
مخطط العملية
النباتات ، التي تتلقى تدفقًا ثابتًا للطاقة من الشمس ، تشكل المنتجات الأولية من المواد غير العضوية. في الروابط المتبقية من الدورة ، هناك تغيير وفقدان للطاقة. يستهلك المنتجون والمستهلكون والمحللون في النظام البيئي المادة الحية للإنتاج الأصلي. تستهلك الحيوانات في مثل هذه العملية عدة مرات من المواد الحية من أدنى مستوى ، مما يقلل من الإجمالياحتياطيات الطاقة. يتم التدوير من خلال تفاعل المجموعات الثلاث.
تتكون المجموعة الأولى من المنتجين. وتشمل هذه النباتات الخضراء التي تشارك بنشاط في عملية التمثيل الضوئي. هذه المواد هي أيضًا بكتيريا قادرة على التخليق الكيميائي. أنها تشكل المادة العضوية الأساسية.
المجموعة الثانية - مستهلكين من الدرجة الأولى. هم مستهلكون للمواد العضوية. وتشمل هذه الحيوانات المفترسة ، وكذلك البروتوزوا. الحيوانات التي تصنف على أنها مفترسة حوالي 250 نوعا مختلفا
المجموعة الثالثة - مواد مدمرة (محللات) ، والتي تحلل المواد العضوية الميتة إلى معادن. وتشمل الفطريات والبكتيريا والطفيليات. يتم تراكم الطاقة الشمسية على الفرع الصاعد للدورة بسبب التمثيل الضوئي. تقوم النباتات في هذه المرحلة بتجميع المواد العضوية من النيتروجين والماء وثاني أكسيد الكربون.
استهلاك الطاقة
ما الذي يعتبره علم الأحياء أيضًا؟ يحتل تنفس النبات مكانًا مهمًا فيه ، حيث تؤدي هذه العملية إلى أكسدة ما يقرب من نصف المادة العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون ، وإعادتها إلى الغلاف الجوي.
ثاني أكبر متغير لإنفاق المركبات العضوية والطاقة المخزنة هو استخدام مستهلكي النباتات من الدرجة الأولى. يتم إنفاق الطاقة التي يتم تخزينها بواسطة الفايتوفاج مع الطعام على الحياة ، والتنفس ، والتكاثر. تفرز في البراز
الحيوانات العاشبة هي غذاء للحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكين من أعلى مستوى غذائي). هم ، بدورهم ، يهدرون الطاقة ،متكدس بالطعام شبيه بالحيوانات العاشبة
علاقة العناصر
يوفر رابط منفصل في النظام البيئي المخلفات العضوية للبيئة. وهي بمثابة مصدر للطاقة والغذاء للحيوانات الرخامية (الفطريات والبكتيريا). المرحلة الأخيرة من تحويل الكربوهيدرات هي عملية الترطيب ، والأكسدة اللاحقة للدبال إلى ثاني أكسيد الكربون ، وتمعدن شظايا الرماد. ثم يعودون إلى الغلاف الجوي والتربة ، ليكونوا طعامًا للنباتات.
الدورة الحيوية هي عملية مستمرة لإنشاء وتحطيم المركبات العضوية. يتم تحقيقه من خلال المجموعات الثلاث من الكائنات الحية. الحياة بدون منتجين مستحيلة ، لأنهم أساس الحياة. فقط لديهم القدرة على تكوين مادة عضوية أولية ، والتي بدونها لن تستمر الدورة اللاحقة.
نظرًا لاستهلاك المستهلكين لأوامر مختلفة من الإنتاج الأولي والثانوي ، والانتقال من نوع إلى آخر ، فإن مجموعة متنوعة من الأشكال ممكنة على الأرض. المخفضات التي تتحلل المواد العضوية تعيدها إلى المرحلة الأولى من الدورة.
دورات واسعة النطاق من هجرة المكونات الكيميائية تربط الأغلفة الخارجية للكوكب في كل واحد ، فهي تفسر استمرارية التطور.
تعمل طاقة الشمس كقوة دافعة للدورة الحيوية. العملية الرئيسية التي تساهم في إنتاج المواد العضوية هي عملية التمثيل الضوئي. هذا ممكن فقط عندما تستخدم النباتات الخضراء الطاقة الشمسية.
أوراق النباتات (ذاتية التغذية) ،الذي يصنع الجلوكوز ، "يحافظ" على الطاقة الشمسية في مركب عضوي. عند الدخول إلى المحيط الحيوي من الفضاء ، تتراكم الطاقة في النباتات والصخور والتربة. تضمن الشمس دوران العناصر الكيميائية ، وتسمح بدورها بتكوين مواد عضوية أو غير عضوية.
ما المهم معرفته
بالإضافة إلى الكربون والأكسجين والهيدروجين وعناصر أخرى مهمة بيولوجيًا تشارك أيضًا في الدورة الحيوية: الكالسيوم والنيتروجين والفوسفور والسيليكون والبوتاسيوم والصوديوم والكبريت. هذه العملية مستحيلة أيضًا بدون العناصر النزرة: اليود والزنك والبروم والموليبدينوم والفضة والنيكل والرصاص والمغنيسيوم. في قائمة العناصر التي تمتصها المادة الحية ، هناك حتى السموم - الزرنيخ والسيلينيوم والزئبق ، وكذلك المكونات المشعة (الراديوم واليورانيوم).
سرعة ركوب الدراجات
تبادل الطاقة دوري. يتم تجديد المادة الحية للمحيط الحيوي بعد حوالي 8 سنوات. تستمر العملية بشكل أسرع في المحيط (بعد 33 يومًا). في الغلاف الجوي ، يتم استبدال الأكسجين في ألفي عام وأول أكسيد الكربون في 6 سنوات. يستغرق الاستبدال الكامل للمياه في الغلاف المائي 2800 عام.
المركبات الكيميائية المتوفرة لمكونات المحيط الحيوي محدودة. بسبب استنفادها ، يتم إعاقة تطور بعض مجموعات الكائنات الحية في المحيط وعلى الأرض.
خيارات التداول
فقط بفضل دوران الطاقة والمواد ، يتم الحفاظ على حالة مستقرة من المحيط الحيوي. هناك خياران - جيولوجي (كبير) وكيميائي حيوي (صغير).
النظر في الأولخيار الدورة. الصخور البركانية تحت تأثير العوامل البيولوجية والكيميائية والفيزيائية تتحول إلى صخور رسوبية ، على وجه الخصوص ، إلى الطين والرمل. يمكن أن تنشأ أيضًا أثناء تخليق المعادن الحيوية (الكائنات الحية الدقيقة الميتة) من مياه البحار والمحيطات. تتراكم الرواسب المائية السائبة تدريجياً في قاع الخزان ، وتتصلب وتشكل صخورًا كثيفة.
ثم هناك تحولهم ، لوحظت عمليات التحول. تحت تأثير أجزاء من الطاقة الذاتية ، تتم إعادة صهر الطبقات ، وتشكيل الصهارة. عندما ترتفع إلى سطح الأرض تحت تأثير العوامل الجوية ، وتتحول مرة أخرى إلى صخور رسوبية.
تتميز الدورة العظمى بتفاعل الطاقة الخارجية (الشمسية) مع الطاقة الداخلية (العميقة) للأرض. بفضل هذه العملية ، يتم إعادة توزيع المادة بين الآفاق العميقة والمحيط الحيوي للكوكب.
ويشمل أيضًا حركة المياه بين الغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي المتراكم بواسطة الطاقة الشمسية. أولاً ، يتبخر الماء من سطح المحيط (البحار ، البحيرات ، الأنهار) ، ثم يعود إلى الأرض في شكل هطول. التعويض عن مثل هذه العمليات الجريان السطحي للأنهار. يلعب الغطاء النباتي دورًا مهمًا في دورة المياه.
الدورة الدموية الصغيرة نموذجية فقط للمحيط الحيوي. يتم إنشاء الدورات على نطاق كوكبي من حركات دورية متعددة للذرات ، وكذلك تلك الحركات التي تسببها البراكين ، وحركة قاع البحر ، وطاقة الرياح ، والتدفقات الجوفية.
تلخيص
تدور المواد في المحيط الحيوي ،تشكيل دورات بيوجيوكيميائية. يحتاجون إلى العناصر التالية بكميات كبيرة: أكسجين ، نيتروجين ، كربون ، هيدروجين. تداولها ممكن بسبب عمليات التنظيم الذاتي التي تصبح فيها المكونات الأخرى للنظم البيئية مشاركين نشطين.
في جميع مراحل تطور المحيط الحيوي ، يعمل قانون الإغلاق العالمي للدورة. أساس هذه العملية هو الطاقة الشمسية ، وكذلك الكلوروفيل للنباتات الخضراء.
من أجل التحلل الكامل للمواد العضوية ، التي يتم إنشاؤها بواسطة النباتات الخضراء ، تحتاج إلى كمية من الأكسجين التي يتم إطلاقها أثناء عملية التمثيل الضوئي. بفضل دفن المواد العضوية في الجفت والفحم والصخور الرسوبية ، يتم الحفاظ على صندوق تبادل الأكسجين في الغلاف الجوي.
نتيجة الزيادة في عدد مؤسسات النقل والصناعية ، فإن دورة الأكسجين في الطبيعة مضطربة. هذا يؤثر سلبًا على قابلية النظام الحيوي للحياة ، ويؤدي إلى حدوث طفرات وانقراض كامل لبعض أنواع النباتات والحيوانات الحية.
