Mzunguko wa vitu na mtiririko wa nishati katika maumbile. Mzunguko wa vitu na mtiririko wa nishati katika uwasilishaji wa maumbile kwa somo la biolojia (daraja la 10)

INSHA
katika nidhamu "Ekolojia"
juu ya mada:
"Mtiririko wa nishati na mzunguko wa vitu katika maumbile"

Imekamilika:
mwanafunzi gr. ZEVM-107
Bocharov A.V.

Imekubaliwa:
Mishchenko T.V.

VLADIMIR 2011

Utangulizi ………………………………………………………….…. ………… .. 3
1. Nishati inapita katika ulimwengu ………………………………… .. ……………. 5
2. Mzunguko wa biogeochemical …………………………… ..
2.1 Mzunguko wa maji ………………………………………… ..
2.2 Mzunguko wa oksijeni ………………………………………
2.3 Mzunguko wa kaboni ……………………………… .. 12
2.4 Mzunguko wa nitrojeni …………………………………………… ..
2.5 Mzunguko wa fosforasi …………………………… .. 17
2.6 Mzunguko wa kiberiti …………………………………………. …………. kumi na nane
3. Vipengele vinavyoathiri mzunguko wa vitu katika maumbile ..................... 19
4. Ushawishi wa binadamu kwenye mizunguko ya vitu katika maumbile ………………………………………………………
Hitimisho …………………………………………………… .. ……………… .. 26
Orodha ya vyanzo vya fasihi vilivyotumika ……………………

Utangulizi
Kazi kuu ya ulimwengu ni kuhakikisha kuzunguka kwa vitu vya kemikali, ambavyo vinaonyeshwa katika mzunguko wa vitu kati ya anga, mchanga, hydrosphere na viumbe hai.
Mifumo ya ikolojia ni jamii ya viumbe vinavyohusiana na mazingira ya isokaboni na nyenzo za karibu na uhusiano wa nishati. Mimea inaweza kuwepo tu kwa sababu ya usambazaji wa kaboni dioksidi, maji, oksijeni, na chumvi za madini. Katika makazi yoyote, akiba ya misombo isiyo ya kawaida inayohitajika kudumisha shughuli muhimu ya viumbe wanaokaa ndani yake haitadumu kwa muda mrefu ikiwa hifadhi hizi hazingefanywa upya. Kurudi kwa virutubisho kwa mazingira hufanyika wakati wote wa maisha ya viumbe (kama matokeo ya kupumua, kutolea nje, haja kubwa), na baada ya kifo chao, kama matokeo ya kuoza kwa maiti na uchafu wa mimea. Kwa hivyo, jamii hupata mfumo fulani na mazingira ya isokaboni, ambayo mtiririko wa atomi, unaosababishwa na shughuli muhimu ya viumbe, huwa karibu na mzunguko.
Seti yoyote ya viumbe na vitu visivyo vya kawaida ambayo mzunguko wa vitu unaweza kutokea huitwa mazingira. Neno hili lilipendekezwa mnamo 1935 na mwanaikolojia wa Kiingereza A. Tensley, ambaye alisisitiza kwamba kwa njia hii, vitu visivyo vya kawaida na vya kikaboni hufanya kama sehemu sawa, na hatuwezi kutenganisha viumbe kutoka kwa mazingira maalum. A. Tensley alizingatia mifumo ya ikolojia kama sehemu za msingi za maumbile kwenye uso wa Dunia, ingawa hazina ujazo fulani na zinaweza kufunika nafasi ya urefu wowote.
Dutu nyingi kwenye ganda la dunia hupita kwenye viumbe hai na zinahusika katika mzunguko wa kibaolojia wa vitu, ambavyo viliunda ulimwengu na huamua utulivu wake. Kwa nguvu, maisha katika biolojia inasaidiwa na utaftaji wa nguvu wa jua kutoka kwa Jua na matumizi yake katika michakato ya usanisinuru. Shughuli ya viumbe hai inaambatana na uchimbaji wa idadi kubwa ya vitu vya madini kutoka kwa hali isiyo na uhai inayowazunguka. Baada ya kifo cha viumbe, vitu vyao vya kemikali vinarudi kwenye mazingira. Hivi ndivyo mzunguko wa dutu za kibaolojia unavyoibuka, ambayo ni, mzunguko wa vitu kati ya anga, hydrosphere, lithosphere na viumbe hai.
Kusudi la insha hii ni kusoma mzunguko wa mtiririko wa nishati na vitu katika maumbile, na ufichuzi wa mada iliyochaguliwa.
Mada ya insha yangu ni ndefu sana. Unaweza kuzungumza juu yake kwa muda mrefu. Lakini nitashughulikia tu maswala ambayo ninaona kuwa ya muhimu zaidi na karibu na mada iliyochaguliwa.

1. MTiririko wa nishati katika ulimwengu
Mtiririko wa nishati ya jua, ukigunduliwa na molekuli za seli hai, hubadilishwa kuwa nishati ya vifungo vya kemikali. Katika mchakato wa usanisinuru, mimea hutumia nguvu ya mionzi ya jua kubadilisha vitu vyenye kiwango cha chini cha nishati (CO 2 na H 2 O) kuwa misombo tata zaidi ya kikaboni, ambapo sehemu ya nishati ya jua huhifadhiwa kwa njia ya vifungo vya kemikali.
Dutu za kikaboni iliyoundwa katika mchakato wa usanisinuru zinaweza kutumika kama chanzo cha nishati kwa mmea yenyewe au huhamishwa katika mchakato wa kula na ujumuishaji unaofuata kutoka kwa kiumbe kimoja kwenda kwa kingine: kutoka kwa mmea kwenda kwa wanyama wanaokula nyama, kutoka kwao hadi kula nyama, nk. Kutolewa kwa nishati iliyo kwenye misombo ya kikaboni hufanyika wakati wa mchakato wa kupumua au kuchimba. Uharibifu wa mabaki ya majani yaliyotumika au yaliyokufa hufanywa na viumbe anuwai vya idadi ya saprophytes (bakteria ya heterotrophic, kuvu, wanyama wengine na mimea). Wao hutenganisha mabaki ya mimea kuwa viini vya isokaboni (madini), na kuchangia kuhusika kwa misombo na vitu vya kemikali katika mzunguko wa kibaolojia, ambayo inahakikisha mizunguko inayofuata na uzalishaji wa vitu vya kikaboni. Walakini, nishati iliyomo kwenye chakula haifanyi mzunguko, lakini polepole inageuka kuwa nishati ya joto. Mwishowe, nguvu zote za jua zinazoingizwa na viumbe katika mfumo wa vifungo vya kemikali hurudi angani kwa njia ya mionzi ya joto, kwa hivyo biolojia inahitaji utitiri wa nishati kutoka nje.
Tofauti na vitu vinavyozunguka kila wakati kupitia vizuizi tofauti vya ikolojia na inaweza kuingia tena kwenye mzunguko, nguvu inaweza kutumika mara moja tu.
Uingiaji wa njia moja ya nguvu kama jambo la ulimwengu wote hufanyika kama matokeo ya sheria za thermodynamics zinazohusiana na misingi ya fizikia. Sheria ya kwanza inasema kwamba nishati inaweza kupita kutoka kwa aina moja (kwa mfano, nishati nyepesi) kwenda nyingine (kwa mfano, nguvu inayoweza kuwa ya chakula), lakini haiundwi tena au kutoweka.
Sheria ya pili ya thermodynamics inasema kuwa hakuna mchakato wowote unaohusishwa na mabadiliko ya nishati bila kupoteza baadhi yake. Katika mabadiliko kama haya, kiasi fulani cha nishati hutawanywa kuwa nishati ya mafuta isiyoweza kufikiwa, na, kwa hivyo, imepotea. Kwa sababu hii, hakuna mabadiliko, kwa mfano, virutubisho kuwa dutu inayounda mwili wa mwili, ikienda kwa ufanisi wa asilimia 100.
Uwepo wa mifumo yote ya ikolojia inategemea mtiririko wa nishati mara kwa mara, ambayo ni muhimu kwa viumbe vyote kudumisha maisha yao na kuzaa kwa kibinafsi.
Jua ndio chanzo pekee cha nguvu zote Duniani. Walakini, sio nguvu zote za mionzi ya jua zinaweza kufyonzwa na kutumiwa na viumbe. Karibu nusu tu ya mtiririko wa kawaida wa jua unaoanguka kwenye mimea ya kijani (ambayo ni, kwa wazalishaji) huingizwa na vitu vya photosynthetic, na sehemu ndogo tu ya nishati iliyoingizwa (kutoka 1/100 hadi 1/20 ya sehemu) huhifadhiwa ndani fomu ya nishati ya biochemical (nishati ya chakula).
Kwa hivyo, nguvu nyingi za jua hupotea kama joto kwa uvukizi. Kwa ujumla, kudumisha maisha inahitaji usambazaji wa nishati kila wakati. Na popote pale kuna mimea hai na wanyama, tutapata hapa chanzo cha nguvu zao kila wakati.

2. Mzunguko wa biogeochemical
Vipengele vya kemikali ambavyo hufanya vitu vilivyo hai kawaida huzunguka katika biolojia kando ya njia za tabia: kutoka mazingira ya nje hadi viumbe na tena hadi mazingira ya nje. Uhamaji wa biogenic unaonyeshwa na mkusanyiko wa vitu vya kemikali katika viumbe (mkusanyiko) na kutolewa kwao kama matokeo ya madini ya wadudu waliokufa (detritus). Njia kama hizo za mzunguko wa kemikali (karibu au chini imefungwa), inapita na matumizi ya nishati ya jua kupitia viumbe vya mimea na wanyama, huitwa mizunguko ya biogeochemical ( bio inahusu viumbe hai, na geo- kwa mchanga, hewa, maji juu ya uso wa dunia).
Kuna gyres za aina ya gesi zilizo na hifadhi ya misombo isiyo ya kawaida katika anga au bahari (N 2, O 2, CO 2, H 2 O) na gyres za aina ya sedimentary zilizo na hifadhi ndogo sana kwenye ganda la dunia (P, Ca, Fe) .
Vipengele vinavyohitajika kwa maisha na chumvi iliyoyeyushwa huitwa kawaida vitu vya biogenic (kutoa uhai), au virutubisho. Kati ya vitu vya biogenic, vikundi viwili vinajulikana: vitu vya macrotrophic na vitu vya microtrophic.
Ya kwanza inashughulikia vitu ambavyo hufanya msingi wa kemikali wa tishu za viumbe hai. Hizi ni pamoja na: kaboni, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, fosforasi, potasiamu, kalsiamu, magnesiamu, sulfuri.
Mwisho ni pamoja na vitu na misombo yao, ambayo pia ni muhimu kwa uwepo wa mifumo hai, lakini kwa idadi ndogo sana. Dutu kama hizo hujulikana kama vitu vya kufuatilia. Hizi ni chuma, manganese, shaba, zinki, boroni, sodiamu, molybdenum, klorini, vanadium na cobalt. Ingawa vitu vya microtrophic ni muhimu kwa viumbe kwa idadi ndogo sana, upungufu wao unaweza kupunguza sana tija, kama vile ukosefu wa virutubisho.
Mzunguko wa vitu vya biogenic kawaida hufuatana na mabadiliko yao ya kemikali. Kwa mfano, nitrojeni nitrojeni inaweza kubadilishwa kuwa protini, kisha ikabadilishwa kuwa urea, ikabadilishwa kuwa amonia na ikaundwa tena kuwa fomu ya nitrati chini ya ushawishi wa vijidudu. Taratibu anuwai, za kibaolojia na kemikali, zinahusika katika michakato ya kutenganisha na urekebishaji wa nitrojeni.
Kaboni iliyomo kwenye anga katika mfumo wa CO 2 ni moja wapo ya vifaa vya asili vya usanisinuru, na kisha, pamoja na vitu vya kikaboni, hutumiwa na watumiaji. Wakati wa kupumua kwa mimea na wanyama, na vile vile kwa sababu ya vipunguzi, kaboni katika mfumo wa CO 2 inarejeshwa kwa anga.
Tofauti na nitrojeni na kaboni, hifadhi ya fosforasi hupatikana katika miamba ambayo imeharibiwa na hutoa phosphates kwenye mifumo ya ikolojia. Wengi wao huishia baharini na kwa sehemu wanaweza kurudishwa ardhini tena kupitia minyororo ya chakula cha baharini inayoishia kwa ndege wanaokula samaki (malezi ya guano). Kulinganishwa kwa fosforasi na mimea hutegemea asidi ya suluhisho la mchanga: kadiri asidi inavyoongezeka, phosphates ambazo haziwezi kuyeyuka ndani ya maji hubadilishwa kuwa asidi ya asidi ya fosforasi.
Tofauti na nishati, vitu vya biogenic vinaweza kutumiwa mara kwa mara: mzunguko ni sifa yao. Tofauti nyingine kutoka kwa nishati ni kwamba usambazaji wa virutubisho sio wa kila wakati. Mchakato wa kumfunga baadhi yao kwa njia ya mimea hai hupunguza kiwango kilichobaki katika mazingira ya mazingira.
Wacha tuchunguze kwa undani zaidi mizunguko ya biogeochemical ya vitu kadhaa.

Mzunguko wa maji

Mzunguko wa oksijeni

Mzunguko wa kaboni

Ili kutumia hakikisho la mawasilisho, jitengenezee akaunti ya Google (akaunti) na uingie ndani: https://accounts.google.com

Manukuu ya slaidi:

Mzunguko wa vitu na nguvu katika maumbile

Mzunguko wa vitu ni michakato ya kurudia ya mabadiliko na harakati ya vitu kwa maumbile, ambayo ni zaidi au chini ya mzunguko. Dutu zote kwenye sayari yetu ziko kwenye mchakato wa kuzunguka. Kwa asili, kuna mizunguko miwili kuu Kubwa (kijiolojia) Ndogo (biogeochemical)

Mzunguko Mkubwa wa Vitu Mzunguko Mkubwa hudumu kwa mamilioni ya miaka, kwa sababu ya mwingiliano wa nishati ya jua na nishati ya kina ya Dunia. Inahusishwa na michakato ya kijiolojia, malezi na uharibifu wa miamba na harakati inayofuata ya bidhaa za uharibifu.

Mzunguko mdogo wa vitu Mzunguko mdogo (biogeochemical) hufanyika ndani ya biolojia, katika kiwango cha biocenosis. Kiini chake ni katika malezi ya vitu vilivyo hai kutoka kwa misombo ya isokaboni katika mchakato wa usanidinolojia na katika mabadiliko ya vitu vya kikaboni wakati wa kuoza kuwa misombo ya isokaboni. Mzunguko wa biogeochemical - Vernadsky V.I.

Mzunguko wa maji Tr runoff inf Water evaporation Mvuke condensation Mvua ya maji mtiririko Uingizaji hewa

Uhamiaji ni mchakato wa kusogeza maji kupitia mmea na uvukizi wake kupitia viungo vya nje vya mmea, kama majani, shina na maua. Maji ni muhimu kwa maisha ya mmea, lakini sehemu ndogo tu ya maji inayoingia kupitia mizizi hutumiwa moja kwa moja kwa mahitaji ya ukuaji na umetaboli.

Mzunguko wa maji

Mzunguko wa maji Maji mengi hujilimbikizia bahari. Maji huvukiza kutoka kwenye uso wao ili kusambaza mazingira ya asili na bandia ya mazingira. Karibu na eneo hilo ni kwa bahari, mvua inanyesha zaidi hapo. Ardhi hurudisha maji baharini kila wakati: sehemu ya unyevu huvukiza, kwa bidii katika misitu, sehemu hukusanywa na mito: hupokea mvua na kuyeyuka maji. Kubadilishana kwa unyevu kati ya bahari na ardhi inahitaji gharama kubwa sana za nishati: hutumia karibu 30% ya nishati ya jua inayokuja Duniani.

Ushawishi wa Binadamu kwenye Mzunguko wa Maji Mzunguko wa maji katika biolojia kabla ya maendeleo ya ustaarabu ulikuwa usawa, i.e. bahari ilipokea maji mengi kutoka mito kama inavyotumia katika uvukizi. Pamoja na maendeleo ya ustaarabu, mzunguko huu ulianza kuvurugwa. Misitu, haswa, huvukiza maji kidogo na kidogo. eneo lao linapungua, na uso wa mchanga, badala yake, ni zaidi na zaidi, kwa sababu eneo la kilimo cha umwagiliaji kilimo linaongezeka. ardhi. Mito ya mikoa ya kusini imekuwa duni. Maji huvukiza kuwa mabaya kutoka kwa uso wa bahari, kwa sababu sehemu kubwa yake imefunikwa na filamu ya mafuta. Yote hii inaharibu usambazaji wa maji kwa ulimwengu.

Ukame unazidi kuwa mara kwa mara na maeneo ya moto ya majanga ya kiikolojia yanaonekana. Kwa mfano, ukame mbaya umedumu kwa zaidi ya miaka 35 barani Afrika, katika ukanda wa Sahel - eneo la jangwa la nusu linalotenganisha Sahara na nchi za kaskazini mwa bara. Maji safi ambayo hurudi baharini na miili mingine ya maji kutoka ardhini mara nyingi huchafuliwa. Maji ya mito mingi nchini Urusi yamekuwa yasiyofaa kunywa. Sehemu ya maji safi yanayopatikana kwa viumbe hai ni ndogo sana, kwa hivyo lazima itumiwe kidogo na sio kuchafuliwa! Kila mkazi wa nne wa sayari hii hana maji safi ya kunywa. Katika sehemu nyingi za ulimwengu, hakuna maji ya kutosha kwa uzalishaji wa viwandani na umwagiliaji.

Vipengele tofauti vya hydrosphere hushiriki katika mzunguko wa maji kwa njia tofauti na kwa kasi tofauti. Upyaji kamili wa maji katika barafu huchukua miaka 8000, maji ya chini - miaka 5000, bahari - miaka 3000, mchanga - mwaka 1. Mvuke wa anga na maji ya mito hufanywa upya kabisa kwa siku 10 - 12. Mzunguko wa maji katika maumbile huchukua miaka milioni 1.

Mzunguko wa oksijeni Oksijeni ni moja wapo ya vitu vingi katika ulimwengu. Yaliyomo ya oksijeni katika anga ni karibu 21%. Oksijeni ni sehemu ya molekuli za maji, sehemu ya viumbe hai (protini, mafuta, wanga, asidi ya kiini). Oksijeni hutengenezwa na wazalishaji (mimea ya kijani). Ozoni ina jukumu muhimu katika mzunguko wa oksijeni. Safu ya ozoni iko katika urefu wa kilomita 20-30 juu ya usawa wa bahari. Yaliyomo ya oksijeni katika anga huathiriwa na michakato kuu 2: 1) usanisinuru 2) kuoza kwa vitu vya kikaboni, ambavyo hutumiwa.

Mzunguko wa oksijeni ni mchakato polepole. Inachukua kama miaka 2000 kufanya upya kabisa oksijeni yote angani. Kwa kulinganisha: upyaji kamili wa dioksidi kaboni angani huchukua miaka 3 hivi. Oksijeni hutumiwa kwa kupumua kwa viumbe hai vingi. Oksijeni hutumiwa katika mwako wa mafuta katika injini ya mwako ndani, kwenye tanuu za mitambo ya nguvu ya mafuta, katika injini za ndege na kombora, n.k. Matumizi ya ziada ya anthropogenic yanaweza kuvuruga usawa wa mzunguko wa oksijeni. Hadi sasa, biolojia hulipa fidia uingiliaji wa mwanadamu: hasara hujazwa tena na mimea ya kijani. Kwa kupungua zaidi kwa eneo la msitu na kuchomwa kwa mafuta zaidi na zaidi, kiwango cha oksijeni kwenye anga kitaanza kupungua.

NI MUHIMU !!! Wakati yaliyomo kwenye oksijeni hewani hupungua hadi 16%, afya ya mtu hudhuru (haswa, moyo huumia), hadi 7% - mtu hupoteza fahamu, hadi 3% - kifo kinatokea.

Mzunguko wa kaboni

Mzunguko wa kaboni Kaboni ni msingi wa misombo ya kikaboni, ni sehemu ya viumbe hai vyote katika mfumo wa protini, mafuta, wanga. Kaboni huingia angani kwa njia ya dioksidi kaboni. Katika anga, ambapo wingi wa dioksidi kaboni imejilimbikizia, kuna kubadilishana mara kwa mara: mimea hunyonya dioksidi kaboni wakati wa usanisinuru, na viumbe vyote huiachilia wakati wa kupumua. Hadi 50% ya kaboni kwa njia ya CO 2 inarejeshwa kwa anga na mtengano - vijidudu vya mchanga. Kaboni huacha mzunguko kwa njia ya calcium carbonate.

Ushawishi wa kibinadamu juu ya mzunguko wa kaboni Shughuli za kibinadamu zilizofanywa na mtu huharibu usawa wa asili wa mzunguko wa kaboni: 1) mwako wa mafuta ya mafuta kila mwaka hutoa karibu tani bilioni 6 za CO2 angani: a) Uzalishaji wa umeme kwenye mitambo ya nguvu ya mafuta b) Kutolea nje gesi kutoka kwa magari 2) uharibifu wa misitu. Katika kipindi cha miaka 100 iliyopita, yaliyomo katika dioksidi kaboni angani imekuwa ikiongezeka kwa kasi na kwa kasi. Dioksidi kaboni + methane + mvuke wa maji + oksidi + oksidi za nitrojeni = gesi chafu. Kama matokeo - athari ya chafu - ongezeko la joto ulimwenguni, ambalo linaweza kusababisha majanga makubwa ya asili.

Mzunguko wa nitrojeni Katika fomu ya bure, nitrojeni ni sehemu ya hewa - 78%. Nitrojeni ni moja ya vitu muhimu zaidi kwa maisha ya viumbe. Nitrojeni ni sehemu ya protini zote. Molekuli ya nitrojeni ina nguvu sana, kwa sababu hii, viumbe vingi haviwezi kuingiza nitrojeni ya anga. Viumbe hai huingiza nitrojeni tu kwa njia ya misombo na hidrojeni na oksijeni. Kurekebishwa kwa nitrojeni katika misombo ya kemikali hufanyika kama matokeo ya shughuli za volkeno na radi, lakini haswa kama matokeo ya shughuli za vijidudu - viboreshaji vya nitrojeni (bakteria wanaotengeneza nitrojeni na mwani wa kijani-kijani).

Nitrojeni huingia kwenye mizizi ya mimea kwa njia ya nitrati, ambayo hutumiwa kwa muundo wa vitu vya kikaboni (protini). Wanyama hutumia nitrojeni kutoka kwa vyakula vya mimea au wanyama. Kurudi kwa nitrojeni kwa angahewa hufanyika kama matokeo ya uharibifu wa vifaa vya kikaboni vilivyokufa. Bakteria ya mchanga hutenganisha protini kwa vitu visivyo vya kawaida - gesi - amonia, oksidi za nitrojeni, zinazoingia angani. Nitrojeni inayoingia kwenye miili ya maji pia hupitia minyororo ya chakula "mmea - mnyama - vijidudu" na kurudi angani.

Athari za Binadamu kwenye Mzunguko wa Nitrojeni Shughuli za kibinadamu zinazotengenezwa huharibu usawa wa asili wa mzunguko wa nitrojeni. Wakati wa kulima ardhi, shughuli za vijidudu - viboreshaji vya nitrojeni hupungua karibu mara 5, kwa hivyo yaliyomo kwenye nitrojeni kwenye mchanga hupungua, ambayo husababisha kupungua kwa rutuba ya mchanga. Kwa hivyo, mtu huingiza ziada ya nitrati kwenye mchanga, ambayo ni pamoja na mbolea za madini. Kiasi kikubwa cha oksidi za nitrojeni huingia angani wakati wa mwako na usindikaji wa gesi, mafuta, makaa ya mawe na maporomoko kwa njia ya mvua ya asidi. Marejesho ya mzunguko wa nitrojeni wa asili inawezekana kwa kupunguza uzalishaji wa mbolea za nitrojeni, kupunguza uzalishaji wa viwandani wa oksidi za nitrojeni angani, na kadhalika.

Mzunguko wa fosforasi

Tofauti na mizunguko ya maji, kaboni, nitrojeni na oksijeni, ambayo imefungwa, mzunguko wa fosforasi uko wazi. fosforasi haifanyi misombo tete ambayo huingia angani. Fosforasi iko kwenye miamba, kutoka ambapo inaingia katika mazingira wakati wa uharibifu wa asili wa miamba au wakati mbolea za fosforasi zinatumika kwenye shamba. Mimea hunyonya misombo ya fosforasi isiyo ya kawaida, na wanyama wanaolisha mimea hii hujilimbikiza fosforasi kwenye tishu zao. Baada ya kuoza kwa miili ya wanyama na mimea, sio fosforasi yote inayohusika katika mzunguko. Sehemu yake imeoshwa kutoka kwa mchanga na kuingia kwenye miili ya maji (mito, maziwa, bahari) na hukaa chini. Fosforasi inarudi ardhini kwa idadi ndogo na samaki waliovuliwa na wanadamu.

Athari za Binadamu kwa Mzunguko wa Fosforasi Uhamisho wa fosforasi kutoka ardhini kwenda baharini umeongezeka sana chini ya ushawishi wa mwanadamu. Pamoja na uharibifu wa misitu, kulima kwa mchanga, kiwango cha mtiririko wa maji huongezeka, na kwa kuongeza, mbolea za fosforasi hutolewa kwa mito na maziwa kutoka mashambani. Kwa kuwa akiba ya fosforasi kwenye ardhi ni mdogo, na kurudi kwake kutoka baharini ni ngumu, katika siku zijazo, kilimo kinaweza kukosa fosforasi, ambayo itasababisha kupungua kwa mavuno (haswa ya mazao ya nafaka).

Maisha yoyote yanahitaji mtiririko wa nguvu na dutu. Nishati hutumiwa katika utekelezaji wa athari za msingi za maisha, vitu vinatumika katika kujenga miili ya viumbe. Kuwepo kwa mazingira ya asili kunafuatana na michakato tata ya ubadilishanaji wa nyenzo na nishati kati ya asili hai na isiyo hai. Michakato hutegemea sio tu muundo wa dutu za kibaolojia, bali pia na mazingira ya mwili.

Mtiririko wa nishati na vitu huzingatiwa katika ikolojia kama uhamishaji wa nishati na vitu kutoka nje kwenda kwa autotrophs na zaidi kwenye minyororo ya chakula kutoka kwa viumbe vya kiwango cha trophiki hadi nyingine.

Mtiririko wa nishati katika jamii ni uhamishaji wa nishati kutoka kwa viumbe vya kiwango kimoja hadi kingine kwa njia ya vifungo vya kemikali vya misombo ya kikaboni.

Mtiririko wa dutu ni harakati ya dutu kwa njia ya vitu vya kemikali na misombo yao kutoka kwa wazalishaji hadi kwa vipunguzaji na kisha kupitia athari za kemikali ambazo hufanyika bila ushiriki wa viumbe hai, kurudi kwa wazalishaji.

Mtiririko wa vitu hufanyika katika mzunguko uliofungwa, ndiyo sababu inaitwa mzunguko.

Mtiririko wa jambo na mtiririko wa nishati- sio dhana zinazofanana, ingawa nguvu tofauti za nishati (kalori, kilocalori, joules) hutumiwa kupima mtiririko wa jambo.

Tofauti ya kimsingi kati ya mtiririko wa vitu na nishati katika mfumo wa ikolojia ni kwamba vitu vya biojeniki (nitrojeni, kaboni, fosforasi, n.k.) ambazo hufanya vitu vya kikaboni vinaweza kushiriki mara kwa mara kwenye mzunguko wa vitu, wakati mtiririko wa nishati hauna mwelekeo na hauwezi kurekebishwa. .

Uwepo wa mifumo yote ya ikolojia inategemea mtiririko wa nishati mara kwa mara, ambayo ni muhimu kwa viumbe vyote kudumisha maisha yao na kuzaa kwa kibinafsi.

Njia kuu ya uhamishaji wa nishati katika jamii ni mlolongo wa chakula. Unapoenda mbali na mtayarishaji wa msingi, mtiririko wa nishati hupungua sana - kiwango cha nishati hupungua.

Zoezi

Kutumia sheria ya 10%, hesabu sehemu ya nishati inayoingia kwenye kiwango cha trophic ya 4, ukifikiri kuwa jumla ya kiwango cha kwanza katika kiwango cha kwanza kilikuwa vitengo 100.

Mzunguko wa vitu na mabadiliko ya nishati- hali ya lazima kwa uwepo wa ikolojia yoyote. Usafirishaji wa vitu na nguvu katika minyororo ya chakula katika mfumo wa ikolojia.

Mfumo wa ikolojia unaweza kuhakikisha kuzunguka kwa vitu ikiwa tu inajumuisha vitu vinne muhimu: akiba ya virutubisho, wazalishaji, watumiaji na vipunguzaji

Mchele. 1. Sehemu Muhimu za Ekolojia

Muundo huu unaundwa na vikundi kadhaa vya viumbe, ambayo kila moja hufanya kazi fulani katika mzunguko wa vitu. Viumbe mali ya fomu moja ya kiunga kiwango cha trophic, na uhusiano unaofuatana kati ya fomu ya viwango vya trophic nyaya za umeme, au minyororo ya trophic. Mfumo wa ikolojia ni pamoja na viumbe ambavyo vinajulikana kwa njia ya kulisha - autotrophs na heterotrophs.

Autotrophs(kujilisha) - viumbe ambavyo huunda vitu vya kikaboni vya miili yao kutoka kwa vitu visivyo vya kawaida - haswa kutoka dioksidi kaboni na maji - kupitia michakato ya usanisinuru na chemosisi. Usanisinuru hufanywa na photoautotrophs - mimea yote yenye klorophyllamu (kijani kibichi) na vijidudu. Chemosynthesis inazingatiwa katika bakteria kadhaa za mchanga na maji, ambazo hazitumii jua kama chanzo cha nishati, lakini oksidi ya enzymatic ya vitu kadhaa - hidrojeni, sulfuri, sulfidi hidrojeni, amonia na chuma.

Heterotrophs(kulisha wengine) - viumbe ambavyo hutumia vitu vya kumaliza vya viumbe vingine na bidhaa zao za taka. Hawa wote ni wanyama, fungi na bakteria wengi.

Tofauti na autotrophs za wazalishaji, heterotrophs hufanya kama watumiaji na waharibifu (waharibifu) wa vitu vya kikaboni. Kulingana na vyanzo vya lishe na ushiriki katika uharibifu, wamegawanywa katika watumiaji na vipunguzaji.

Matumizi - watumiaji wa vitu vya kikaboni vya viumbe. Hii ni pamoja na:

Wateja wa agizo la 1 - wanyama wa mimea (phytophages), kula mimea hai (nyuzi, panzi, goose, kondoo, kulungu, tembo);

Watumiaji wa agizo la 2 - wanyama wanaokula nyama (zoophages), kula wanyama wengine - wanyama wanaokula wenzao anuwai (wadudu wadudu, ndege wadudu na wadudu, wanyama watambaao na wanyama), wakishambulia sio tu phytophages, bali pia wanyama wengine wanaokula wenzao. Kuna wanyama wengi walio na lishe iliyochanganywa ambayo hutumia chakula cha mimea na wanyama - nyama ya kula, ya kupendeza na ya kupendeza. Matumizi ya Agizo I na II huchukua sehemu ya pili, ya tatu, na wakati mwingine viwango vifuatavyo vya trophiki katika ekolojia, mtawaliwa.

Vipunguzi - bakteria na kuvu ya chini - kamilisha kazi ya uharibifu ya watumiaji na saprophages, ikileta utengano wa vitu vya kikaboni kwa madini yake kamili na kurudisha nitrojeni ya Masi, vitu vya madini na sehemu za mwisho za kaboni dioksidi kwa mazingira ya mfumo.

Endelevu ya mfumo. Utegemezi wa uendelevu wa mifumo ya ikolojia kwa idadi ya spishi zinazokaa ndani yake na urefu wa minyororo ya chakula: spishi zaidi, minyororo ya chakula, mfumo wa ikolojia unatengemaa zaidi kutoka kwa mzunguko wa vitu.

Mfumo wa mazingira bandia- iliyoundwa kama matokeo ya shughuli za wanadamu. Mifano ya mazingira ya bandia: bustani, shamba, bustani, bustani ya mboga.

Tofauti kati ya mazingira ya bandia na asili:

Aina chache (km ngano na magugu kwenye shamba la ngano na wanyama wanaohusiana);

Umuhimu wa viumbe wa spishi moja au zaidi (ngano shambani);

Minyororo mifupi ya chakula kwa sababu ya idadi ndogo ya spishi;

Mzunguko usiofunikwa wa vitu kwa sababu ya uondoaji mkubwa wa vitu vya kikaboni na uondoaji wao kutoka kwa mzunguko kwa njia ya mazao;

Utulivu wa chini na kutokuwa na uwezo wa kuishi kwa uhuru bila msaada wa kibinadamu.

Mchele. 14.5... Mtiririko wa nishati ya sulmmar (mishale nyeusi) na mzunguko wa vitu (mishale nyepesi) katika mfumo wa ikolojia.

Kwa hivyo, msingi wa ekolojia ni viumbe vya autotrophic - wazalishaji(wazalishaji, waundaji) ambao, wakati wa mchakato wa usanisinuru, huunda chakula chenye nguvu - jambo kuu la kikaboni. Katika ekolojia ya ardhi, jukumu muhimu zaidi ni la mimea ya juu, ambayo, ikitengeneza vitu vya kikaboni, hutoa viungo vyote vya trophiki kwenye ekolojia, hutumika kama sehemu ndogo ya wanyama wengi, kuvu na vijidudu, na inaathiri kikamilifu hali ya hewa ndogo ya biotopu. Katika mazingira ya majini, mwani ndio wazalishaji wakuu wa vitu vya msingi vya kikaboni.

Dutu zilizo tayari hutumiwa kupata na kukusanya nishati ya heterotrophs, au watumiaji(watumiaji). Heterotrophs ni pamoja na wanyama wanaokula mimea (watumiaji wa agizo la 1), wanyama wanaokula nyama wanaoishi kutoka kwa aina za kupendeza (watumiaji wa agizo la 2), kuteketeza wanyama wengine wanaokula nyama (watumiaji wa agizo la 3), nk.

Kikundi maalum cha watumiaji ni vipunguzaji(waharibifu, au] waharibifu), mabaki ya kuoza ya wazalishaji na watumiaji kwa misombo isiyo ya kawaida, ambayo hutumiwa na wazalishaji. Kupunguza ni pamoja na vijidudu - bakteria na kuvu. Katika mifumo ya ikolojia ya ardhini, mtengano wa mchanga ni muhimu sana, ikijumuisha vitu vya kikaboni vya mimea iliyokufa katika mzunguko wa jumla (hutumia hadi 90% ya uzalishaji wa misitu ya msingi). Kwa hivyo, kila kiumbe hai katika mfumo wa ikolojia huchukua nafasi fulani ya kiikolojia (mahali) katika mfumo tata wa uhusiano wa ikolojia na viumbe vingine na hali ya mazingira ya mazingira.

Minyororo ya chakula (wavuti) na viwango vya trophic. Msingi wa ikolojia yoyote, msingi wake ni chakula (trophic) na unganisho la nishati inayohusiana. Wanahamisha kila wakati Dutu na nguvu, ambazo ziko kwenye chakula, iliyoundwa na mimea.

Uhamisho wa nguvu inayowezekana ya chakula iliyoundwa na mimea kupitia idadi ya viumbe kwa kula spishi zingine na wengine inaitwa mzunguko wa nguvu au mzunguko wa chakula, na kila moja ya viungo vyake - kiwango cha trophic(Mtini. 14.6).

Mchele. 14.6... Mlolongo wa chakula wa savana ya Afrika.

Mchele. 14.7. Mitandao ya nguvu katika mfumo wa ikolojia.

Kuna aina mbili kuu za minyororo ya chakula - malisho ya mifugo (malisho ya mifugo au ulaji) na uharibifu (minyororo ya mtengano). Minyororo ya malisho huanza na wazalishaji: clover -> sungura -> mbwa mwitu; phytoplankton (mwani) -> zooplankton (protozoa) -> roach -> pike - > osprey.

Minyororo ya kizuizini anza kutoka kwa mabaki ya mimea na wanyama, kinyesi cha wanyama - detritus; nenda kwa vijidudu ambavyo hula juu yao, na kisha kwa wanyama wadogo (detritophages) na watumiaji wao - wanyama wanaowinda. Minyororo ya uharamia ni ya kawaida katika misitu, ambapo zaidi (zaidi ya 90%) ya ongezeko la kila mwaka la mimea ya mimea halitumiwi moja kwa moja na wanyama wenye mimea, lakini hufa, ikipata mtengano (viumbe vya saprotrophic) na madini. Mfano halisi wa uhusiano wa lishe mbaya wa misitu yetu ni huu ufuatao: takataka za majani - > minyoo -> ndege mweusi > Sparrowhawk. Kwa kuongezea minyoo ya ardhi, vizuia vizuizi ni kuni, kengele, chemchem, nematodes, n.k.

Piramidi za kiikolojia. Wavuti ya chakula ndani ya kila biogeocenosis ina muundo uliofafanuliwa vizuri. Inajulikana na idadi, saizi na jumla ya idadi ya viumbe - majani - katika kila ngazi ya mlolongo wa chakula. Minyororo ya chakula ya malisho ina sifa ya kuongezeka kwa idadi ya watu, kiwango cha kuzaa na tija ya majani yao. Kupungua kwa majani wakati wa mabadiliko kutoka kwa kiwango cha chakula hadi kingine ni kwa sababu ya ukweli kwamba sio chakula chote kinachotumiwa na watumiaji. Kwa hivyo, kwa mfano, katika kiwavi kinacholisha majani, nusu tu ya vifaa vya mmea huingizwa ndani ya utumbo, iliyobaki hutolewa kwa njia ya kinyesi. Kwa kuongezea, virutubisho vingi vilivyoingizwa na matumbo hutumiwa kwa kupumua, na ni 10-15% tu ndio hutumiwa kujenga seli mpya na tishu za kiwavi. Kwa sababu hii, uzalishaji wa viumbe katika kila ngazi inayofuata ya trophiki huwa chini (kwa wastani, mara 10) kuliko utengenezaji wa ile ya awali, i.e. Mfano huu uliitwa sheria ya piramidi ya kiikolojia(Mtini. 14.8).

Mchele, 14.8. Piramidi ya kiikolojia rahisi.

Kuna njia tatu za kuchora piramidi za kiikolojia:

1. Piramidi ya nambari inaonyesha uwiano wa nambari wa watu wa viwango tofauti vya trophiki ya mfumo wa ikolojia. Ikiwa viumbe ndani ya viwango sawa au tofauti vya trophiki hutofautiana kwa saizi kubwa, basi piramidi ya nambari hutoa maoni yaliyopotoka juu ya uwiano wa kweli wa viwango vya trophiki. Kwa mfano, katika jamii ya plankton, idadi ya wazalishaji ni makumi na mamia ya mara kubwa kuliko idadi ya watumiaji, na msituni, mamia ya maelfu ya watumiaji wanaweza kulisha viungo vya mti mmoja - mzalishaji.

2. Piramidi ya majani inaonyesha kiwango cha vitu hai, au majani, katika kila ngazi ya trophic. Katika ekolojia nyingi za ulimwengu, majani ya wazalishaji, i.e., jumla ya mimea ni kubwa zaidi, na majani ya viumbe wa kila ngazi inayofuata ya trophiki ni chini ya ile ya awali. Walakini, katika jamii zingine, mmea wa watumiaji wa agizo la kwanza ni kubwa kuliko majani ya wazalishaji. Kwa mfano, katika bahari, ambapo wazalishaji wakuu ni mwani wa seli moja na kiwango cha juu cha kuzaa, uzalishaji wao wa kila mwaka unaweza kuzidi akiba ya majani kwa makumi au hata mara mia. Wakati huo huo, bidhaa zote zinazoundwa na mwani zinahusika haraka katika mlolongo wa chakula hivi kwamba mkusanyiko wa majani ya mwani ni mdogo, lakini kwa sababu ya viwango vya juu vya uzazi, ugavi mdogo wao unatosha kudumisha kiwango cha vitu vya kikaboni. burudani. Katika suala hili, piramidi ya majani katika bahari ina uhusiano wa inverse, yaani, "inverted". Katika viwango vya juu vya trophiki, tabia kuelekea mkusanyiko wa mimea inashinda, kwani muda wa maisha wa wanyama wanaowinda ni mrefu, kiwango cha mauzo ya vizazi vyao, badala yake, ni cha chini, na sehemu kubwa ya dutu inayoingia kwenye minyororo ya chakula ni kubaki katika miili yao.

3. Piramidi ya nishati inaonyesha kiwango cha mtiririko wa nishati kwenye mlolongo wa chakula. Sura ya piramidi hii haiathiriwa na saizi ya watu binafsi, na kila wakati itakuwa na umbo la pembetatu na msingi mpana chini, kama ilivyoamriwa na sheria ya pili ya thermodynamics. Kwa hivyo, piramidi ya nishati inatoa wazo kamili zaidi na sahihi la shirika linalofanya kazi la jamii, juu ya michakato yote ya kimetaboliki katika ekolojia. Ikiwa piramidi za nambari na majani huonyesha takwimu za mfumo wa ikolojia (idadi na majani ya viumbe kwa wakati uliowekwa), basi piramidi ya nishati ni mienendo ya kifungu cha wingi wa chakula kupitia mlolongo wa chakula. Kwa hivyo, msingi katika piramidi za nambari na majani inaweza kuwa kubwa au chini ya viwango vya trophiki inayofuata (kulingana na uwiano wa wazalishaji na watumiaji katika mazingira tofauti). Piramidi ya nishati daima hupungua juu. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba nguvu inayotumiwa kupumua haihamishiwi kwa kiwango kinachofuata cha trophiki na huacha mfumo wa ikolojia. Kwa hivyo, kila ngazi inayofuata itakuwa chini ya ile ya awali. Katika mazingira ya ardhini, kupungua kwa kiwango cha nishati inayopatikana kawaida hufuatana na kupungua kwa idadi na majani ya watu katika kila ngazi ya trophiki. Kwa sababu ya upotezaji mkubwa wa nishati kwa ujenzi wa tishu mpya na kupumua kwa viumbe, minyororo ya chakula haiwezi kuwa ndefu; kawaida huwa na viungo 3-5 (viwango vya trophic).

Ujuzi wa sheria za uzalishaji wa ikolojia, uwezo wa kupima mtiririko wa nishati ni muhimu sana, kwani bidhaa za jamii za asili na bandia (agroienoses) ndio chanzo kikuu cha usambazaji wa chakula kwa wanadamu. Mahesabu sahihi ya mtiririko wa nishati na kiwango cha tija ya mifumo ya ikolojia hufanya iwezekane kudhibiti mzunguko wa vitu ndani yao kwa njia ya kufikia mavuno ya juu zaidi ya bidhaa zinazohitajika kwa wanadamu.

Ili kufuatilia uhusiano kati ya asili hai na isiyo na uhai, ni muhimu kuelewa jinsi mzunguko wa vitu kwenye ulimwengu unavyotokea.

Maana

Mzunguko wa vitu ni ushiriki unaorudiwa wa vitu sawa katika michakato inayotokea kwenye lithosphere, hydrosphere na anga.

Kuna aina mbili za mzunguko wa vitu:

• kijiolojia(mzunguko mkubwa);
• kibaolojia(mzunguko mdogo).

Nguvu ya kuendesha mzunguko wa vitu vya kijiolojia ni nje (mionzi ya jua, mvuto) na ya ndani (nishati ya mambo ya ndani ya Dunia, joto, shinikizo) michakato ya kijiolojia, kibaolojia - shughuli ya viumbe hai.

Mzunguko mkubwa unafanyika bila ushiriki wa viumbe hai. Chini ya ushawishi wa mambo ya nje na ya ndani, misaada huundwa na kulainishwa. Kama matokeo ya matetemeko ya ardhi, hali ya hewa, milipuko ya volkano, harakati za ukoko wa dunia, mabonde, milima, mito, vilima huundwa, tabaka za kijiolojia huundwa.

Mchele. 1. Mzunguko wa kijiolojia.

Mzunguko wa kibaolojia wa vitu katika biolojia hufanyika na ushiriki wa viumbe hai, ambavyo hubadilisha na kuhamisha nishati kando ya mlolongo wa chakula. Mfumo thabiti wa mwingiliano kati ya vitu hai (biotic) na visivyo hai (abiotic) huitwa biogeocenosis.

Nakala -3-juuambao walisoma pamoja na hii

Ili mzunguko wa vitu kutokea, masharti kadhaa lazima yatimizwe:

• uwepo wa karibu vitu 40 vya kemikali;
• uwepo wa nishati ya jua;
• mwingiliano wa viumbe hai.

Mchele. 2. Mzunguko wa kibaolojia.

Mzunguko wa vitu hauna uhakika wa kuanzia. Mchakato huo ni endelevu na hatua moja kila wakati inapita kwa nyingine. Unaweza kuanza kutazama mzunguko kutoka wakati wowote, kiini kinabaki vile vile.

Mzunguko wa jumla wa vitu ni pamoja na michakato ifuatayo:

• photosynthesis;
• kimetaboliki;
• mtengano.

Mimea, ambayo ni wazalishaji katika mlolongo wa chakula, hubadilisha nishati ya jua kuwa vitu vya kikaboni, ambavyo huingia mwilini mwa wanyama wanaooza na chakula. Baada ya kifo, mimea na wanyama hutengana kwa msaada wa watumiaji - bakteria, kuvu, minyoo.

Mchele. 3. Mlolongo wa chakula.

Mzunguko wa vitu

Kulingana na eneo la vitu katika maumbile, hutoa aina mbili za mzunguko:

• gesi- hufanyika katika hydrosphere na anga (oksijeni, nitrojeni, kaboni);
• sedimentary- hufanyika kwenye ganda la dunia (kalsiamu, chuma, fosforasi).

Mzunguko wa vitu na nishati katika biolojia imeelezewa kwenye jedwali kwa kutumia mfano wa vitu kadhaa.

Kukomesha kwa mzunguko wa vitu katika maumbile kunamaanisha usumbufu katika mwendo wa maisha. Ili maisha yaendelee, ni muhimu kwamba nishati hupitia mzunguko baada ya mzunguko.

Tumejifunza nini?

Kutoka kwa somo walilojifunza juu ya kiini cha duru kubwa na ndogo ya dutu katika ulimwengu, mwingiliano wa maumbile yasiyo na uhai na viumbe hai, na pia walizingatia mzunguko wa maji, kaboni, nitrojeni, oksijeni, kiberiti na fosforasi.

Mtihani kwa mada

Tathmini ya ripoti

Ukadiriaji wastani: 4.5. Jumla ya ukadiriaji uliopokelewa: 129.