Кругообіг речовини в екосистемі
Кругообіг речовини в екосистемі
Загальне поняття про круговоротах речовин в біосфері. Під кругообігом речовин розуміють багаторазове участь хімічних речовин в процесах, що відбуваються в атмосфері, гідросфері і літосфері, в тому числі в тих частинах геосфер Землі, які включені в біосферу планети. При цьому розглядають геологічний, біологічний (біотичний), биогеохимический кругообіг, а також кругообіг окремих речовин, наприклад, води і окремих хімічних елементів, зокрема, біогенних елементів - вуглецю, водню, кисню, азоту, сірки, фосфору та ін. Мають важливе значення для функціонування біосфери. З точки зору процесів, що протікають в екосистемах, найбільший інтерес для вивчення в рамках нашої дисципліни представляє биогеохимический круговорот речовини.
Кругообіг речовин - умова існування життя. Він виник в процесі становлення життя і ускладнювався в ході еволюції живої природи. Щоб круговорот речовин в екосистемі був можливий, необхідна наявність в ній організмів-продуцентів, що створюють органічні речовини з неорганічних і перетворюють енергію випромінювання Сонця, а також організмів, які використовують ці органічні речовини і перетворюють їх на неорганічні сполуки. Але в будь-якому біогеоценозі дуже скоро вичерпалися б всі запаси неорганічних сполук, якби вони не поновлювалися в процесі життєдіяльності організмів. В результаті дихання, розкладання трупів тварин і рослинних залишків органічні речовини перетворюються на неорганічні сполуки, які повертаються знову в природне середовище і можуть знову використовуватися автотрофами.
Таким чином, в біогеоценозах в результаті життєдіяльності організмів безперервно здійснюється потік атомів з неживої природи в живу і назад, замикаючись в круговорот. Для кругообігу речовин необхідний приплив енергії ззовні. Джерелом зовнішньої енергії є Сонце. Рух речовини, викликане діяльністю організмів, відбувається, як показано раніше, циклічно, в той час як потік енергії в цьому процесі має односпрямований характер. З усього сказаного ясно, що круговорот речовин в біогеоценозі - необхідна умова існування життя.
Біогеохімічні цикли. Кругообіг речовин - це обмін хімічними елементами між живими організмами і неорганічної середовищем, різні стадії якого відбуваються всередині екосистеми. Здійснення кругообігу речовин і вивільнення запасеної в органічній речовині енергії - важлива функція трофічних ланцюгів в екосистемі. Якщо трофічну ланцюг доповнити редуцентамі, що перетворюють органічна речовина в мінеральні неорганічні сполуки, які споживаються продуцентами в процесі синтезу органічних сполук, то отримаємо замкнену ланцюг, по якій відбувається спрямоване циклічний рух хімічних речовин, тобто круговорот речовин. Такі кругообіг називаються биогеохимическими круговоротами, або биогеохимическими циклами
Отже, біогеохімічні цикли - кругообіг поживних речовин, учасниками яких є як живі, так і неживі компоненти екосистеми. Термін біогеохімічні цикли був запропонований В.І. Вернадським для позначення замкнутих (більшою чи меншою мірою) шляхів циркулювання в біосфері хімічних речовин і елементів, які спочатку поглинаються живою речовиною, заряджаючись біохімічної енергією, і потім залишають живу речовину, віддаючи накопичену енергію, з багаторазовим циклічним повторенням цих процесів. Рух хімічних елементів по замкнутих циклів є результатом еколого-фізіологічної взаємозв'язку автотрофов і гетеротрофів по ланцюгах харчування. Різні види організмів безперервно шукають і поглинають у вигляді їжі речовини, необхідні їм для росту, підтримки життя і відтворення виду.
Зауважимо, що незважаючи на те, що з усіх водних компонентів біосфери атмосферна волога містить найменшу масу води (її обсяг втричі менше обсягу поверхневих вод суші і в 150 тисяч разів менше обсягу Світового океану), вона має найбільше значення для здійснення біогеохімічних циклів, будучи джерелом опадів і залучаючи в круговорот хімічні речовини, в тому числі і шкідливі для природних екосистем забруднювачі.