Biyosferdeki maddelerin biyojeokimyasal dolaşımı, cansız çevre ve organizmalar (hayvanlar, bitkiler vb.) arasında çeşitli elementlerin sürekli değişiminin en önemli doğal sürecidir. Her şey onların temel özelliklerine dayanmaktadır. En önemlileri, metabolizma, üreme, kalıtsal özellikleri aktarma yeteneğidir.
Biyojeokimyasal azot döngüsü
Her öğenin kendi anlamı vardır. Azot, çeşitli organik bileşiklerin bileşiminde önemli bir rol oynar. Atmosferdeki yüksek oranda nitrojen olmasına rağmen, bitkiler ve hayvanlar için mevcut değildir. Bunun için sebepler var. Enerjik olarak, bitkilerin mineral nitrojen kullanması ve hayvanlar için organik bileşiklerin bir parçası olarak daha faydalıdır.
Atmosferden gelen moleküler azot, azot sabitleyici mikroorganizmalar tarafından bağlanır ve amonyak şeklinde toprakta birikmesine katkıda bulunur. Diğerleri ölü organizmalardan nitrojen kullanır. Ayrıca amonyak birikimine de katkıda bulunurlar. Bitkiler tarafından aktif olarak kullanılan nitratlara dönüşür. Bunlar genel olarak biyojeokimyasalın özellikleridir.nitrojen döngüsü. Diğer doğal maddelerin metabolizma sürecini de göz önünde bulundurun.
Karbon, kükürt ve fosforun biyojeokimyasal döngüsünün özellikleri
Bu kimyasal elementler her canlı organizma için gereklidir. Ancak, hayati ihtiyaçları burada bitmiyor. Bu nedenle, makro besinler küçük bir biyolojik döngüde yer alır (onlar için organizmaların ihtiyacı oldukça fazladır): potasyum, magnezyum, sodyum; yanı sıra eser elementler: bor, manganez, klor, vb.
Çoğu zaman yağışla birlikte bitkilere topraktan girerler. Fitomanın bir parçası olarak karbon, kükürt ve fosfor otçul tüketiciler tarafından tüketilir ve böylece trofik zincirlere girer. Bununla birlikte, bazı hayvanlar bitkileri atlayarak bu elementlere olan ihtiyacı karşılar. Ungulatlar tuz yalar, toprağı kemirir veya dışkı, eski kemikleri yerler. Deniz hayvanları, tuzu doğrudan sudan emer. Ölü kalıntıların mineralizasyonu sürecinde, mikroorganizmalar kimyasal elementleri toprağa ve suya geri döndürür. Böylece faaliyetleri, çevrenin besinlerle zenginleşmesine katkıda bulunur.
Ekosistem dengesi
Biyosferdeki küçük bir biyojeokimyasal döngüde, önemli bir durum onun eksiksiz olmasıdır. Ekosistemde elementlerin girdisi ve çıktısı dengelenirken, esas olarak toprakta bulunan elementlerde zorluklar ortaya çıkar.
Madde ve enerji akışının dengesi, ekosistemin dengesini, yani homeostazisini belirler. Biyosfer, harici enerji kaynaklarını kullanır, bu dadüzenliliğini ve oldukça karmaşık yapısını sağlar. Saçılan ışık enerjisi, bitkiler tarafından konsantre bir kimyasal bağ enerjisi durumuna dönüştürülür.
Aynı zamanda hem enerjinin ortamdan uzaklaştırılması hem de dönüştürülmesi atık oluşumuna yol açmaz.
İnsan faaliyetlerinin biyosferik süreçler üzerindeki etkisi
Biyojeokimyasal döngülere insan müdahalesi çeşitli şekillerde gerçekleştirilir. Her şeyden önce, bu ekosistemin biyolojik bileşeninin yok edilmesidir (bitkilerin yok edilmesi veya enerji taşıyıcılarının çıkarılması sırasında bölgenin değiştirilmesi). Organik madde yandığında, konsantre halden gelen enerji dağılmış bir hale geçer ve bu da aerosoller ve gaz halindeki yanma ürünleri tarafından termal kirliliğe yol açar. Doğal bir ekosistemde, biyojeokimyasal döngülerde yer alan atomlar tekrar tekrar kullanılır. Bu, hayati maddeyi oluşturan hafif biyojenik elementlerin döngülerine katılımla kolaylaştırılır.
İnsan müdahalesi, çevreye yalnızca doğal elementlerinin ek bir miktarını değil, aynı zamanda insan tarafından sentezlenenler de dahil olmak üzere yeni kimyasal bileşiklerin dahil edilmesini gerektirir. Bunların çoğu bitkiler tarafından alınır ve daha sonra besin zincirine verilir.
Bir örnek kurşun, cıva bileşikleri, arsenik vb. Bu tür maddelerin alımı doğal döngüyü bozar, elementlerin dengesini değiştirir veya canlı organizmalarda birikmesine, üretkenliklerinin azalmasına veya ölüme neden olur. Özelliklepestisitler ve ağır metaller güçlü bir yıkıcı etkiye sahiptir. Böylece ekosistemin dengesi, homeostazisi insan faaliyetleri tarafından doğrudan veya dolaylı olarak ihlal edilebilir.
Ekolojik piramit
Ekosistemin ve biyojeokimyasal döngülerin en önemli işleyiş kalıplarına dönelim. Bunun için ekolojik piramit ilkesini kullanalım. Trofik denklemlerin biyolojik kütlesi temelinde inşa edilmiştir. Böyle bir piramidin herhangi bir bölümünün alanı, maddenin kütlesine yaklaşık olarak eşittir. Organizmalar seviyelerini bir öncekini kullanarak oluşturduğundan, bu alan yavaş yavaş azalmalıdır. Her seviyenin bu şekilde azalması on kat olabilir.
Örneğin, üreticilerin çok yıllık bitkiler olduğu karasal ekosistemlerin özelliği olan ekolojik piramit, üretim süreci en yüksek yoğunlukta olmasa da büyük bir biyokütleye sahiptir. Otçul hayvanların kütlesindeki yıllık artışla dengelenir. Organik kütlenin oluşum modeline piramit kuralı denir. Bunun başka çeşitleri de var.
Ters Piramit
Su kütlelerinin ekosistemini alın. Onlar için inşa edilen piramit biraz farklı görünebilir. Baş aşağı gibi görünüyor. Gerçek şu ki, kısa ömürlü algler çok hızlı çoğalıyor, ancak tüketiciler tarafından da yoğun bir şekilde tüketiliyor. Bu nedenle, bu durumda eşzamanlı olarak kaydedilen biyokütle, yılın uygun döneminde üretim sürecinin yoğunluğunu yansıtmaz. Büyük tüketicilerin (balık,kabuklular) birikir ve daha yavaş yenir, toplam tüketici kitlesi daha fazladır.
Ekosistemdeki üretim süreci onların başarılı bir şekilde işlemesini sağlar. Biyosferdeki enerji akışının doğasını belirler. Bildiğiniz gibi, canlı organizmalar onun tüketicileridir. Güneşten gelen ışık enerjisi yeşil bitkiler tarafından kullanılır ve kimyasal bağlar şeklinde depolandığı organik moleküllerin oluşumuna yol açar. Bir kısmı bitkilerin solunumu sırasında salınır ve onlar tarafından maddelerin büyümesi, emilmesi ve hareketi için kullanılır. Biyojeokimyasal döngü bu şekilde gerçekleştirilir.
Enerji Değişimi
Bildiğiniz gibi termodinamik yasaları vardır. Enerjinin bir kısmı kaybolur ve ısı açığa çıkar. Bu, yasalardan birinin işleyişidir. Bir türden diğerine dönüşüm sürecinde zorunlu enerji kaybını onaylar. Bitki maddesinde biriktiğinde hayvanlar tarafından kullanılır.
Moleküllerin bölünmesine enerji salınımı eşlik eder. Önemli bir kısmı, hayvanların yaşam sürecinde bir formdan diğerine geçerek kullanılır. Bunlar biyosentez ve yeni bağların enerji birikimi süreçleridir. Bunlar mekanik, elektrik, termal ve diğer enerji türleridir. Dönüşümü sırasında, bir parça tekrar kaybolur ve ısı verir. Enerji yavaş yavaş başka bir seviyeye geçer. Aynı zamanda, sindirilmemiş gıdaların (dışkı) bir kısmı ve metabolizmanın organik atık ürünlerinde (dışkılar) atıldığında da kaybı meydana gelir.
Süreçenerji kullanımı
Kaos doğada nadirdir, genellikle her şey yolundadır. Enerjiyi kullanma ve dönüştürme sürecinin bazı nicel modellerine dikkat edelim. İlk aşamada bitkiler gelirinin ortalama %1'ini kullanır. Bazen bu rakam %2'ye ulaşır. En az elverişli koşullarda,% 0.1'e düşer. Üreticilerden birinci derecede tüketicilere enerji aktarıldığında verim %10'a ulaşıyor.
Etoburlar yiyecekleri daha verimli sindiriyor gibi görünüyor. Bu, yiyeceklerin kimyasal bileşiminin özelliklerinden ve hayvanlar tarafından sindirim kolaylığından kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, zaten üçüncü dereceden tüketiciler düzeyinde, gelen enerji miktarı çok küçüktür ve başlangıç değerlerinin binde biri ile karakterize edilir.
