Кругообіг речовин у біосфері

Щоб простежити взаємозв'язок живої та неживої природи, необхідно розуміти, як відбувається кругообіг речовин у біосфері.

Сенс

Кругообіг речовин - це повторювана участь тих самих речовин у процесах, що відбуваються в літосфері, гідросфері та атмосфері.

Виділяють два типи кругообігу речовин:

Рушійною силою геологічного кругообігу речовин є зовнішні (сонячна радіація, гравітація) та внутрішні (енергія надр Землі, температура, тиск) геологічні процеси, біологічного – діяльність живих істот.

Великий кругообіг відбувається без участі живих організмів. Під дією зовнішніх та внутрішніх факторів формується та згладжується рельєф. Внаслідок землетрусів, вивітрювання, виверження вулканів, руху земної кори утворюються долини, гори, річки, пагорби, формуються геологічні верстви.

Біологічний кругообіг речовин у біосфері відбувається за участю живих організмів, які перетворюють і передають енергію по харчовому ланцюжку. Стійка система взаємодії живої (біотичної) та неживої (абіотичної) речовин на певній території називається біогеоценозом.

які читають разом з цією

Кругообіг речовини в екосистемі

Загальне поняття про кругообіг речовин в біосфері. Під кругообігом речовин розуміють багаторазову участь хімічних речовин у процесах, що відбуваються в атмосфері, гідросфері та літосфері, у тому числі в тих частинах геосфер Землі, які включені в біосферу планети.При цьому розглядають геологічний, біологічний (біотичний), біогеохімічний кругообіг, а також кругообіг окремих речовин, наприклад, води та окремих хімічних елементів, зокрема, біогенних елементів – вуглецю, водню, кисню, азоту, сірки, фосфору та ін., що мають важливе значення для функціонування біосфери З погляду процесів, що протікають в екосистемах, найбільший інтерес для вивчення в рамках нашої дисципліни становить біогеохімічний кругообіг речовини.

Кругообіг енергії в екосистемах. В екологічній літературі, поряд з кругообігом речовини, часто розглядаються кругообіги енергії в екосистемах, причому автори деяких публікацій, у тому числі й навчальної літератури, ототожнюють кругообіги речовини та енергії. Таке уявлення полягає в тому, що рух органічної речовини по ланцюгах живлення супроводжується спрямованою передачею біохімічної енергії. Однак про кругообіг енергії говорити не можна, оскільки вона практично не повертається від редуцентів до продуцентів. Дійсно, як показують екологічні оцінки, коефіцієнт кругообігу енергії в екосистемах не перевищує 0,25%. Тому надалі ми розглядатимемо лише круговороти речовин в екосистемах.

Кругообіг речовин – умова життя. Він виник у процесі становлення життя та ускладнювався у ході еволюції живої природи. Щоб кругообіг речовин в екосистемі був можливий, необхідна наявність у 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 зникли б усі запаси неорганічних сполук, якби вони не відновлювалися в процесі життєдіяльності організмів. В результаті дихання, розкладання трупів тварин і рослинних залишків органічні речовини перетворюються на неорганічні сполуки, які знову повертаються в природне середовище і можуть знову використовуватися автотрофами.

Таким чином, у біогеоценозі в результаті життєдіяльності організмів безперервно здійснюється потік атомів з неживої природи живою і назад, замикаючись у кругообіг. Для кругообігу речовин необхідний приплив енергії ззовні. Джерелом зовнішньої енергії є Сонце. Рух речовини, викликане діяльністю організмів, відбувається, як показано раніше, циклічно, тоді як потік енергії у цьому має односпрямований характер. З усього сказаного ясно, що кругообіг речовин у біогеоценозі – необхідна умова існування життя.

Біогеохімічні цикли. Кругообіг речовин – це обмін хімічними елементами між живими організмами та неорганічним середовищем, різні стадії якого відбуваються всередині екосистеми. Здійснення кругообігу речовин та вивільнення запасеної в органічній речовині енергії – важлива функція трофічних ланцюгів в екосистемі. Якщо трофічний ланцюг доповнити редуцентами, що перетворюють органічну речовину на мінеральні неорганічні сполуки, споживані продуцентами у процесі утворення органічної речовини, то отримаємо замкнутий ланцюг, яким відбувається спрямований циклічний рух хімічних речовин, тобто. кругообіг речовин. Такі кругообіги називаються біогеохімічними кругообігами, або біогеохімічними циклами.

Отже, біогеохімічні цикли - кругообіги поживних речовин, учасниками яких є як живі, так і неживі компоненти екосистеми. Термін біогеохімічні цикли було запропоновано В.І. Вернадським для позначення замкнутих (більшою чи меншою мірою) шляхів циркулювання в біосфері хімічних речовин та елементів, які спочатку поглинаються живою речовиною, заряджаючи біохімічною енергією, а потім залишають живу речовину, віддаючи накопичену енергію, з багаторазовим циклічним повторенням цих процесів. Рух хімічних елементів за замкнутими циклами є результатом еколого-фізіологічного взаємозв'язку автотрофів та гетеротрофів по ланцюгах живлення. Різні види організмів безперервно шукають та поглинають у вигляді їжі речовини, необхідні їм для зростання, підтримки життя та відтворення виду.

Зауважимо, що незважаючи на те, що з усіх водних компонентів біосфери атмосферна волога містить найменшу масу води (її об'єм втричі менший за об'єм поверхневих вод суші і в 150 тисяч разів менший за об'єм Світового океану), вона має найбільше значення для здійснення біогеохімічних циклів, будучи джерелом опадів та залучаючи до кругообігу хімічні речовини, у тому числі і шкідливі для природних екосистем забруднювачі.

Екологія ДОВІДНИК

Кругообіг речовин у природі передбачає загальну узгодженість місця, часу та швидкості процесів за рівнями від популяції до біосфери. Таку узгодженість явищ природи називають екологічною рівновагою, але це рівновага рухлива і динамічна. ]

Кругообіг біологічний (біотичний) - явище безперервного, циклічного, закономірного, але нерівномірного у часі та просторі перерозподілу речовини, енергії1 та інформації в межах екологічних систем різного ієрархічного рівня організації - від біогеоценозу до біосфери. Кругообіг речовин у масштабах всієї біосфери називають великим колом (рис. 6.2), а межах конкретного біогеоценозу — малим колом біотичного обмена.[ . ]

КРУГОВОРОТ РЕЧОВИН БІОСФЕРНИЙ — явище безперервного, безперервного, щодо циклічного, але нерівномірного в просторі та в часі, що супроводжується більш менш значними втратами закономірного перерозподілу речовин, енергії та інформації, що постійно входять і оновлюють екосистеми всієї біосфери. ]

У кругообіг речовин в екосистемі часто додаються речовини, що потрапляють сюди ззовні. Ці речовини концентруються в трофічних ланцюгах і накопичуються в них, тобто відбувається їх біологічне накопичення. Це наочно видно з прикладу концентрування радіонуклідів і пестицидів у трофічних ланцюгах.[ . ]

Описаний кругообіг речовин на Землі, що підтримується сонячною енергією, - кругова циркуляція речовин між рослинами, мікроорганізмами, тваринами та іншими живими організмами - називається біологічним кругообігом речовин, або малим кругообігом. Час повного обміну речовини за малим кругообігом залежить від маси цієї речовини та інтенсивності процесів його просування за циклом і оцінюється в кілька сотень років. ]

Природні кругообіги речовин є практично замкнутими.У природних екосистемах речовина та енергія витрачаються економно і відходи одних організмів є важливою умовою існування інших. Антропогенний кругообіг речовин значно розімкнуто, супроводжується великою витратою природних ресурсів і великою кількістю відходів, що викликають забруднення навколишнього середовища. Створення навіть найдосконаліших очисних споруд не вирішує проблему, оскільки це боротьба зі слідством, а не з причиною. Тому основним завданням є розробка технологій, що дозволяють зробити антропогенний кругообіг якомога більш замкнутим, так званих маловідходних та безвідходних технологій. ]

У процесі круговороту речовини відбувається безперервний синтез із простих неорганічних сполук живої органічної речовини та одночасне руйнування останньої у найпростіші неорганічні сполуки. Ці два паралельно протікають процесу забезпечують обмін речовин між біотичним та абіотичним компонентами екосистеми та підтримують сталість ресурсів поживних речовин у навколишньому середовищі за практичної відсутності надходження їх із зовнішнього середовища. Саме замкнутий кругообіг речовини є основним стрижнем механізму біологічного регулювання якості навколишнього середовища. ]

Схематично кругообіг речовин у землеробстві та шляхи впливу аа нього добрив зображені на малюнку 58. [ . ]

Важливе місце у кругообігу речовин у навколишньому середовищі займають атмосферні процеси. Насамперед це стосується кругообігу кисню, вуглецю, азоту та сірки. Атмосфера - найбільш рухлива частина біосфери, внаслідок чого вплив на неї безлічі розосереджених джерел забруднення найчастіше набуває глобального характеру.Забруднюючі речовини, що потрапляють в атмосферу, розносяться потоками повітря на великі відстані, осаджуються на сушу, потрапляють у водоймища - відбувається розсіювання забруднювачів на великі території. До того ж продукти трансформації речовин, що первинно викидаються в атмосферу, можуть виявитися набагато небезпечнішими, ніж самі викиди. ]

Для підтримки кругообігу речовин в екосистемі необхідні неорганічні молекули у формі, що засвоюється для продуцентів, консументи, що харчуються продуцентами та іншими консументами, а також редуценти, що відновлюють органічні речовини знову до неорганічних молекул для харчування продуцентів (рис. 5.2). ]

Прикладом міграції речовин у біосфері є кругообіг речовини і, зокрема, кругообіг води (рис. 1.1). Кругообіг кисню, необхідного для життя тварин і рослин, незвичайно складний, тому що в біосфері до нього приєднується велика кількість органічних та неорганічних речовин, а також водень, з яким утворює воду. На умовній схемі цього круговороту виділено лише переважна більшість різних процесів (рис. 1.2).[ . ]

Як приклад кругообігу речовин в атмосфері розглянемо кругообіг найважливіших елементів, що відіграють значну роль у житті більшості живих організмів на нашій планеті, - кисню, вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) і азоту [17]. ]

З великими спрощеннями кругообіг речовин у природних локальних екосистемах можна подати у вигляді схеми, представленої на рис. 18. У схемі кружальцями позначені групи організмів, що виконують певну функцію до кругообігу речовин; ромба -ми - ключові продукти, що беруть участь у кругообігу.Стрілками показані матеріальні та енергетичні потоки, що зв'язують локальні екосистеми із зовнішнім середовищем. З метою спрощення на схемі не показані потоки тепла, а також вода, що транспірується, розсіювані локальною екосистемою у зовнішнє довкілля. ]

На визначальне значення у кругообігу речовин цих груп організмів вказує також баланс споживання чистої первинної продукції в природних екосистемах. Так, у найпоширеніших екосистемах близько 90% чистої первинної продукції споживають бактерії та гриби - сапрофаги (редуценти) та близько 10% - безхребетні (організми детритного ланцюга). ]

Третю груп) організмів, що беруть участь у кругообігу речовини в біосфері, складають консументи - організми, що живляться живими або мертвими органічними речовинами. Відмінність консу-ментів від редуцентів, що також харчуються органічною речовиною, полягає в тому, що вони для своєї життєдіяльності використовують лише частину енергії (в середньому близько 90%), укладеної в органічній речовині їжі, і не всі органічні речовини їжі перетворюють на неорганічні сполуки. [ . ]

Головне завдання агрохімії складає вивчення кругообігу речовин у землеробстві та активна зміна його систематичним внесенням добрив. Вона постійно досліджує взаємодію рослини, ґрунту та добрива в процесі харчування вирощуваних культур (рис. 1). Тільки правильно розуміючи ці складні взаємні впливи ґрунту та добрив на рослини, добрив на ґрунт, рослини на добрива та ґрунт, ґрунти на добрива, ми можемо давати вірні рекомендації практиці з хімізації землеробства.Ці рекомендації повинні спиратися на конкретні дані, отримані при вивченні родючості ґрунтів кожного колгоспу та радгоспу, потреб оброблюваних культур у поживних речовинах, дефіцитних на даному полі, та ефективності використовуваних добрив. ]

Біогеохімічний цикл азоту – приклад дуже складного кругообігу речовини з резервним фондом в атмосфері (рис. 10.4). Азот, що входить до складу білків та інших азотовмісних сполук, переводиться з органічної форми в неорганічну в результаті діяльності ряду бактерій - редуцентів, причому кожен вид бактерій виконує свою частину роботи. ]

Слід мати на увазі, що майже всі речовини, що викидаються ТЕС, не є сторонніми для навколишньої природи і беруть участь у кругообігу речовин між атмосферою, літосферою і гідросферою. ]

Термофільні мікроорганізми відіграють істотну роль у кругообігу речовин у природі: у руйнуванні нафт і озокеритів, перетвореннях сірки та інших процесах. ]

Іншим найважливішим елементом життєдіяльності органічних речовин екосистем є їхнє розкладання в результаті метаболізму в живих клітинах. Метаболізм (metabol – зміна) – це сукупність біохімічних реакцій та перетворень енергії в живих клітинах, що супроводжуються обміном речовин між організмом та середовищем. Якби процеси метаболізму припинилися, то всі біогенні елементи виявилися б пов'язаними у мертвих залишках, а продовження життя стало б неможливим. Розкладання органічних залишків - тривалий, складний, багатоступінчастий процес, який контролює найважливіші функції екосистем: підтримка складу атмосфери, кругообіг речовин у природі, утворення нешкідливих комплексних речовин та ін. ]

Роль організмів – консументів.формують ланцюга розкладання, у кругообігу речовин у природі очевидна. Вони переробляють мертву органічну речовину (опад рослин, мертві залишки та екскременти тварин) до стану детриту – поживної речовини для редуцентів. Консументи цієї групи представлені, в основному, безхребетними (від одноклітинних до комах), "прописаними" до певних макротериторій або об'єктів (екосистем) і складають постійний компонент екосистеми. Детритообразующие консументи, як і, як і редуценти, завжди перебувають у надлишку поживних речовин, коливається у межах. Тому регуляція масштабів їхньої експансії здійснюється, мабуть, також за концентрацією продуктів метаболізму в навколишньому середовищі. Таким сигнальним показником навколишнього середовища для цих організмів можуть служити або безпосередньо концентрація детриту, або концен-черпія продуктів подальшого біорозкладання детриту - неорганічних біогенних речовин. ]

Коли вирубують ліс помірної зони, у ґрунті залишаються поживні речовини, зберігається структура, і з цього ґрунту протягом багатьох років «звичайним» способом можна отримувати врожай, один або кілька разів на рік проводячи оранку, висіваючи однорічні культури та вносячи неорганічні добрива. Взимку низькі температури сприяють утриманню у ґрунті поживних речовин та частково знищують шкідників та паразитів. Навпаки, у вологих тропіках вирубування лісу забирає у землі здатність утримувати поживні речовини (і боротися зі шкідниками), оскільки тут цілий рік зберігаються високі температури і повторюються періоди злив.Дуже часто продуктивність культур швидко падає і земля закидається («залежне землеробство», про яке багато писалося). Отже, північ від і кругообіг речовин і (ширше) управління співтовариством переважно залежить від «фізичних» процесів, але в півдні — від «біологічних». Звичайно, у цьому короткому висновку спрощені складні ситуації, але саме цим контрастом пояснюється з екологічної точки зору той факт, що тропічні та субтропічні землі з їх розкішними та продуктивними лісами під час землеробства в «північному стилі» дають такі низькі врожаї. ]

Система більш високого рівня у загальній картині організації живої речовини називається біоценозом (від грец. bios – життя, ceños – співтовариство). Біоценоз - це спільнота різних видів рослин, тварин і мікроорганізмів, що населяють ділянку з більш-менш однорідними умовами. Рослини, тварини та мікроорганізми, що входять до біоценозу, часто пов'язані між собою тісніше, ніж навіть особини одного виду. Ці зв'язки засновані на харчових взаєминах (травоїдна тварина - рослина, хижак - травоїдна тварина і т.д.). Біоценоз є продуктом природного відбору, його існування можливе лише за наявності променистої енергії Сонця та постійного кругообігу речовин. ]

Для постійного функціонування біосфери необхідний безперервний кругообіг речовин - кругообіг біологічний. У його основі лежить процес фотосинтезу. ]

Основою динамічної рівноваги та стійкості біосфери є кругообіг речовин та перетворення енергії. Він складається з безлічі процесів перетворення та переміщення речовини.Окремі циклічні процеси являють собою послідовний ряд змін речовини, що чергуються з тимчасовим станом рівноваги. Як тільки речовина вийшла з даної системи, в якій вона знаходилася в рівновазі, відбувається її послідовна зміна доти, доки вона не повертається до частково початкового стану. Добре відомі глобальні процеси кругообігу води на Землі, кругообіг кисню, вуглецю, азоту, мінеральних речовин. До появи життя Землі діяли одні абіотичні чинники. З появи життя Землі до абіотичним чинникам додалися біотичні, і з появою людини — антропогенні чинники, пов'язані з втручанням людини у природні процеси, які у біосфері.[ . ]

Діатомеї займають виняткове за своїм значенням місце в загальному кругообігу речовин у природі. Будучи потужним і невичерпним джерелом органічної речовини, вони є постійною кормовою базою і початковою ланкою в харчових ланцюгах для багатьох організмів. Відмираючи, вони дають масу детриту та розчинних органічних речовин, що йдуть на харчування бактерій та найпростіших. Самі по собі вони також є чудовою їжею для багатьох безхребетних тварин. Крім того, ними харчуються деякі риби - оселедець, хамса, сардини та інші, а також молодь багатьох риб. ]

Кожен хімічний елемент, що бере участь у життєдіяльності та організмів, здійснює кругообіг у природі своїм особливим шляхом, поперемінно переходу з органічної форми л неорганічну і навпаки. Такий циркуляційний рух біогенних елементів у біосфері у вигляді найпростіших абіотичних сполук називають біогеохімічними циклами.Тут "біо" відноситься до живих організмів, а "гео" - до неорганічного середовища (гірські породи, еоздух, вода). Кожен такий цикл являє собою ряд послідовних перетворень речовин. е біосфері стан динамічної рівноваги.

Таким чином, загальний гомеостаз біосфери залежить від стабільності біогеохімічного круговороту речовин у природі. Але будучи планетарною екосистемою, вона складається з екосистем всіх рівнів, тому першочергове значення її гомеостазу мають цілісність і стійкість природних экосистем.[ . ]

Багато гелоцієвих грибів розкладають різні компоненти лісового опаду. Важливість їхньої ролі в кругообігу речовин у природі очевидна. Можна підрахувати, що як не було б грибів, то шар лісового опаду збільшувався б на рік приблизно на 3-5 см і за 100 років досяг товщини в кілька метрів. ]

Екосистеми, в співдружності яких присутні лише нерухомі організми і замкнутість круговороту речовин забезпечується населенням угруповань, що складається з рослин і мікроорганізмів, називають локальними (місцевими) екосистемами (В.Г.Горшков). У межах локальної екосистеми співтовариства організмів разом із зміненими ними областями довкілля з допомогою конкретної взаємодії та природного відбору населяючих організмів підтримують динамічне равновесие.[ . ]

Еволюція біосфери, зокрема живих організмів, що входять до неї, проходила за відсутності таких речовин: або їх не було, або вони були в вкрай незначних кількостях у вільному стані. Вони, як правило, не «вписуються» в природні процеси біогенного круговороту речовин і суперечать «відпрацьованими» еволюцією хімічними перетвореннями речовини в живих організмах. Тому вони виявляються небезпечними для здоров'я людини, супутніх тварин і рослин. Їх називають ксенобіотиками (грец. xenos - чужий, bios - життя). ]

ГНІЄННЯ - складний багатоступінчастий біохімічний процес розкладання мертвої органічної речовини мікроорганізмами в присутності кисню (аеробне розкладання) або його відсутності (анаеробне розкладання). Р. відбувається в грунті, водоймищах, в кишечнику багатьох тварин (і людини) і відіграє важливу роль у кругообігу речовин у природі. Завдяки Р. білкові продукти, що утворюються в результаті життєдіяльності та загибелі організмів, не накопичуються, а мінералізуються і можуть бути використані рослинами. ]

Взаємодія абіотичних факторів і живих організмів екосистеми супроводжується безперервним кругообігом речовини між біотопом і біоценозом у вигляді органічних, то мінеральних сполук, що чергуються. Обмін хімічних елементів між живими організмами та неорганічним середовищем, різні стадії якого відбуваються всередині екосистеми, називають біогеохімічним кругообігом, або біогеохімічним циклом. ]

Одним з перспективних підходів в оцінці стану природного середовища є контроль за біогенним кругообігом речовин та продуктивністю біоти. Стан біогеоценозу, за Д.А. Криволуцькому та Є.А.Федорову (1984), об'єктивно характеризують такі показники, як запас доступних рослин біогенних елементів (азоту, фосфору); первинна та вторинна продуктивність екосистем. При тривалому вплив забруднюючих речовин навіть у дуже низьких концентраціях можливі екологічні наслідки можуть проявитися через тривалий час. Для прогнозу цих наслідків та їх своєчасного попередження можна використовувати такі чутливі показники, як кількість пилку та насіння, частота порушень хромосом у клітинах меристеми, фракційний склад білків рослинних тканин. ]

Екосистема - сукупність організмів та неорганічних компонентів, у якій може підтримуватися кругообіг речовини. Будь-яка екосистема включає живу частину - біоценоз та його фізичне оточення. Дрібніші екосистеми входять до складу все більших, аж до загальної екосистеми Землі - біосфери. Екосистема може забезпечити кругообіг речовини тільки за наявності чотирьох складових частин: запасів біогенних елементів, продуцентів, консументів та редуцентів. ]

Велике значення має геологічна діяльність бактерій. Бактерії беруть найактивнішу участь у кругообігу речовин у природі, Всі органічні сполуки та значна частина неорганічних зазнають при цьому істотних змін. І це кругообіг речовин є основою існування життя Земле.[ . ]

У ґрунтах та гірських породах мешкають численні різні види бактерій, що виконують важливу біогеохімічну функцію у кругообігу речовин у природі. Однак серед них лише невелика частина є патогенними, здатними викликати захворювання у людини та тварин.Різні групи бактерій, які у грунтах і гірських породах, здатні переробляти ті чи інші хімічні сполуки і, що дуже важливо, - багато забруднювачі. Це визначає екологічну роль мікроорганізмів у природних процесах "самоочищення" грунтів та порід. ]

Природа - цілісна система з безліччю збалансованих зв'язків. Порушення зазначених зв'язків призводить до змін у кругообігах речовин і енергії, що встановилися в природі. Розвиток промисловості останнім часом викликав серйозні порушення в кругообігу ряду речовин, наприклад діоксидів вуглецю до сірки, азоту та ін. В даний час в результаті великої кількості відходів промислового, сільськогосподарського та побутового походження порушуються умови, що дозволяли природі в минулому успішно справлятися з утилізацією відходів з допомогою бактерій, води, повітря, впливу сонячного света.[ . ]

Екосистеми здатні саморегулюватися та зберігати свою стійкість. Основний принцип збереження, стійкості екосистеми - збереження замкнутості круговороту речовини. Основна причина нестійкості екосистем - незбалансованість кругообігу речовини через неузгодженість діяльності організмів окремих груп. Стійкі екосистеми зі збалансованим кругообігом речовин називають зрілими. ]

Межі цієї екосистеми окреслені межами лишайника, але її існування буде досить стабільним, якщо винос компенсуватиметься надходженням речовини. Але є екосистеми, в яких внутрішній кругообіг речовини взагалі малоефективний — річки, схили гір — тут стабільність підтримується лише перетіканням речовини ззовні. Багато систем досить автономні — ставки, озера, океан, ліси та інших.Але навіть біосфера Землі частину речовин віддає в Космос і отримує речовини з Космосу. ]

Біохімічні процеси, що відбуваються в земній корі, і процеси утворення та обміну хімічних елементів в організмі взаємопов'язані як окремі етапи кругообігу речовин у природі, як процеси взаємного обміну, що зумовлюють життя. ]

МІГРАЦІЯ ЕЛЕМЕНТІВ — перенесення та перерозподіл хімічних елементів у земній корі та на поверхні Землі. М. е. лежить в основі безперервного процесу круговороту речовин на Землі. ]

На цей час сформувалися специфічні галузі науки про Землю: хімія води, хімія грунтів, хімія атмосфери. Оскільки людина активно втручається в метаболізм речовини на планеті, видобуваючи, переробляючи та розсіюючи в природі величезну кількість: речовини (зокрема, корисних копалин), хімічні характеристики природних середовищ докорінно змінюються. Наприклад, в результаті використання людиною природних ресурсів виник особливий кругообіг речовини - антропогенний, який називають ресурсним циклом. Він є частиною природних біогеохімічних циклів. До теперішнього часу сформувався новий напрямок у хімічній науці - хімія навколишнього середовища, в основі якої знаходяться класичні розділи загальної хімії, органічної та неорганічної, фізичної та колоїдної та ін Вище вже було сказано про хімію живих організмів, або біохімії. Підкреслимо, що в основі сучасного вчення про біосферу лежать уявлення найбільшого фахівця у галузі геохімії -В. І. Вернадського. ]

Величезне зростання ризосферних мікроорганізмів, що використовують кореневі виділення рослин як основне джерело живлення, свідчить про велику роль останніх у кругообігу речовин між ґрунтом і рослиною. ]

У процесі фотосинтезу енергія Сонця, що поглинається зеленими тканинами рослин за допомогою хлорофілу, забезпечує взаємодію молекул діоксиду вуглецю та води з утворенням кисню та вуглеводів. Фотосинтез сприяє кругообігу речовин та енергії на Землі. Кругообіг речовин через живі організми захоплює значну кількість елементів - насамперед органогенів Н, С, N. О. Всі організми використовують також Р, Б, №, К, Са, М§, Ре, Мп, Со, Сі, 2п, в деяких випадках А1, В, Вг, I, V та інші елементи. В даний час деякі елементи у вигляді рухливих з'єднань в результаті процесу індустріалізації надходять в океан та в атмосферу значно швидше, ніж це було раніше. У кругообіг залучені і нові речовини, зокрема по земній кулі, розносяться такі шкідливі елементи, як ртуть і свинець, а також ряд стабільних синтетичних матеріалів - полімерів, добрива, пестицидів, детергентів та ін. ]

Стабільність спільноти може бути тривалою лише в тому випадку, якщо зміни середовища, спричинені одними організмами, точно компенсуються діяльністю інших, з протилежними екологічними вимогами. Ця умова порушується у разі порушення круговороту речовин і тоді частина популяцій, які можуть витримати конкуренції, витісняються іншими, котрим ці умови сприятливі, і гомеостаз відновлюється.[ . ]

Біогеоценоз (екосистема) є важливим елементом біосфери, основним функціональним елементом.Екосистема поєднує всі організми, що мешкають на даній території. Взаємодія біотичного співтовариства з середовищем утворює біотичні структури, кругообіг речовини між живою та неживою частиною екосистеми. Поняття біогеоценозу виникло 30-ті роки ХХ століття. Англійський геоботанік Тэнслі визначив біогеоценоз як цілісне утворення в біосфері, в якому організми та неорганічні фактори виступають компонентами у відносно стійкому стані. ]

Джерела та стоки можуть впливати один з одним. Один і той же елемент природної системи може бути одночасно джерелом та стоком (ділянка землі, де вирощуються сільськогосподарські культури та випадають кислотні опади). Здатність природної системи виконувати одну з цих функцій залежить від того, з якою інтенсивністю вона виконує іншу. Існують стійкі зв'язки між забрудненням навколишнього середовища та кругообігом речовин (рис. 1.6) [6]. p align="justify"> Основною перешкодою порушення екологічної рівноваги в навколишньому середовищі є наявність певного потенціалу її самовідновлення та очищення від забруднювачів. ]