Ключові біогеохімічні цикли
Як і будь-яка інша екосистема, біосфера може існувати лише за рахунок безперервних потоків речовини та енергії, які проходять через неї та утворюються всередині неї. Одними з основних таких потоків є біогеохімічні цикли хімічних елементів.
Вони — необхідна умова існування всієї біосфери, тому що елементи цих циклів входять до складу живих організмів. Їх безперервне використання організмами без існування циклів колообігу дуже швидко вичерпало б ресурси планети і зробило життя на Землі неможливим.
Основними елементами, які беруть участь у біогеохімічних циклах, є Нітроген, Сульфур, Фосфор, Карбон тощо. В основі цих циклів лежать процеси отримання живими організмами потрібних елементів, їх використання ними, переміщення цих елементів по трофічних ланцюгах до редуцентів і повернення редуцентами елементів до неживих компонентів екосистем.
В усіх біогеохімічних циклах мають місце як процеси, які здійснюються живими організмами, так і процеси видозмінювання та міграцій неорганічних речовин. Наприклад, у циклі Нітрогену основним джерелом його сполук для біоценозів є атмосферний азот. Нітроген з азоту може переходити у форму, придатну для споживання організмами двома шляхами — за рахунок діяльності азотфіксуючих мікроорганізмів і під дією блискавок. Вуглекислий газ утворюється в результаті дихання живих організмів та під час розкладання мертвої органіки. Але він може надходити в атмосферу і у складі вулканічних газів.
Біогеохімічний цикл Фосфору.
Фосфор належить до макроелементів, що входять до складу нуклеїнових кислот, АТФ, багатьох білків, ліпідів. Основним депо Фосфору є гірські породи і мінерали, а доступною формою – фосфати. Після вивітрювання гірських порід Фосфор у доступній формі надходить до рослин внаслідок мінерального живлення й використовується для асиміляції органічних речовин, що передаються ланцюгами живлення. Після відмирання організмів редуценти здійснюють мінералізацію й перетворюють Фосфор залишків на фосфати, що знову використовуються рослинами. Втрати Фосфору в циклі пов’язані з його винесенням в моря та океани й формуванням порід
Кругообіг сірки. Основний резервний фонд сірки знаходиться у відкладеннях та ґрунті, але на відміну від фосфору є резервний фонд та в атмосфері. Головна роль у залученні сірки до біогеохімічного кругообігу належить мікроорганізмам. Одні їх відновники, інші – окислювачі.
У гірських породах сірка зустрічається у вигляді сульфідів (FeS2 та ін.), у розчинах – у формі іона (SO42–), у газоподібній фазі у вигляді сірководню (Н2S) або сірчистого газу (SО2). У деяких організмах сірка накопичується в чистому вигляді і за їхнього відмирання на дні морів утворюються поклади самородної сірки.
У наземних екосистемах сірка надходить у рослини із ґрунту в основному у вигляді сульфатів. У живих організмах сірка міститься у білках, як іонів тощо. Після загибелі живих організмів частина сірки відновлюється у ґрунті мікроорганізмами до Н2S, інша частина окислюється до сульфатів і знову входить у кругообіг. Сірководень, що утворився, випаровується в атмосферу, там окислюється і повертається в грунт з опадами.
Суттєвий вплив на біогеохімічні цикли має діяльність людини. Так, значна частина Карбону в попередні геологічні епохи була виведена з колообігу у вигляді покладів кам’яного вугілля. Але людина почала активно використовувати ці запаси як паливо. Це стало причиною інтенсивних викидів вуглекислого газу в атмосферу і, як результат, включення раніше вилучених запасів Карбону в сучасні біогеохімічні процеси.
.png)
.png)