તેઓ પદાર્થોના જૈવિક ચક્રમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. પદાર્થોનું ચક્ર અને બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર

ગ્રહ પરના તમામ પદાર્થો પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં છે. સૌર ઊર્જા પૃથ્વી પર પદાર્થોના બે ચક્રનું કારણ બને છે: વિશાળ (ભૌગોલિક, જીવમંડળ)અને નાનું (જૈવિક).

બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું વિશાળ ચક્ર બે મહત્વપૂર્ણ મુદ્દાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તે પૃથ્વીના સમગ્ર ભૌગોલિક વિકાસ દરમિયાન થાય છે અને તે આધુનિક ગ્રહોની પ્રક્રિયા છે જે બાયોસ્ફિયરના વધુ વિકાસમાં અગ્રણી ભાગ લે છે.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર ખડકોની રચના અને વિનાશ અને વિનાશ ઉત્પાદનોની અનુગામી હિલચાલ સાથે સંકળાયેલું છે - ક્લાસ્ટિક સામગ્રી અને રાસાયણિક તત્વો. જમીન અને પાણીની સપાટીના થર્મલ ગુણધર્મો આ પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે અને ચાલુ રાખે છે: સૌર કિરણોનું શોષણ અને પ્રતિબિંબ, થર્મલ વાહકતા અને ગરમીની ક્ષમતા. પૃથ્વીની સપાટીની અસ્થિર હાઇડ્રોથર્મલ શાસન, ગ્રહોની વાતાવરણીય પરિભ્રમણ પ્રણાલી સાથે મળીને, પદાર્થોનું ભૌગોલિક ચક્ર નક્કી કરે છે, જે પૃથ્વીના વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કે, અંતર્જાત પ્રક્રિયાઓ સાથે, ખંડો, મહાસાગરો અને આધુનિક રચના સાથે સંકળાયેલું હતું. ભૂગોળ બાયોસ્ફિયરની રચના સાથે, સજીવોના કચરાના ઉત્પાદનોનો મોટા ચક્રમાં સમાવેશ કરવામાં આવ્યો. ભૌગોલિક ચક્ર જીવંત જીવોને પોષક તત્ત્વો પૂરા પાડે છે અને મોટાભાગે તેમના અસ્તિત્વની પરિસ્થિતિઓ નક્કી કરે છે.

મુખ્ય રાસાયણિક તત્વોલિથોસ્ફિયર: ઓક્સિજન, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ, આયર્ન, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, પોટેશિયમ અને અન્ય - મોટા ચક્રમાં ભાગ લે છે, ઉપલા આવરણના ઊંડા ભાગોમાંથી લિથોસ્ફિયરની સપાટી પર પસાર થાય છે. સ્ફટિકીકરણ દ્વારા રચાયેલ અગ્નિકૃત ખડક

મેગ્મા, પૃથ્વીની ઊંડાઈથી લિથોસ્ફિયરની સપાટી પર પહોંચે છે, તે જીવમંડળમાં વિઘટન અને હવામાનમાંથી પસાર થાય છે. વેધરિંગ પ્રોડક્ટ્સ મોબાઇલ સ્ટેટમાં પ્રવેશ કરે છે, પાણી અને પવન દ્વારા રાહતના નીચા વિસ્તારોમાં લઈ જવામાં આવે છે, નદીઓ, સમુદ્રમાં પ્રવેશ કરે છે અને કાંપના ખડકોના જાડા સ્તરો બનાવે છે, જે સમય જતાં, તાપમાન અને દબાણમાં વધારો ધરાવતા વિસ્તારોમાં ઊંડાણમાં ડૂબી જાય છે, મેટામોર્ફોસિસમાંથી પસાર થાય છે. , એટલે કે "રિમેલ્ટ". આ ગલન દરમિયાન, એક નવો મેટામોર્ફિક ખડક દેખાય છે, જે પૃથ્વીના પોપડાની ઉપરની ક્ષિતિજમાં પ્રવેશ કરે છે અને ફરીથી પદાર્થોના ચક્રમાં પ્રવેશ કરે છે. (ફિગ. 32).

ચોખા. 32. પદાર્થોનું ભૌગોલિક (મોટા) ચક્ર

સૌથી તીવ્ર અને ઝડપી પરિભ્રમણ સરળતાથી મોબાઇલ પદાર્થો દ્વારા અનુભવાય છે - વાયુઓ અને કુદરતી પાણી જે ગ્રહનું વાતાવરણ અને હાઇડ્રોસ્ફિયર બનાવે છે. લિથોસ્ફિયર સામગ્રીનું ચક્ર વધુ ધીમેથી ચાલે છે. સામાન્ય રીતે, કોઈપણ રાસાયણિક તત્વનું દરેક ચક્ર પૃથ્વી પરના પદાર્થોના સામાન્ય મોટા ચક્રનો ભાગ છે અને તે બધા એકબીજા સાથે નજીકથી જોડાયેલા છે. આ ચક્રમાં બાયોસ્ફિયરના જીવંત પદાર્થો બાયોસ્ફિયરમાં સતત પરિભ્રમણ કરતા રાસાયણિક તત્વોને પુનઃવિતરિત કરવાનું જબરદસ્ત કાર્ય કરે છે, બાહ્ય વાતાવરણમાંથી સજીવોમાં અને ફરીથી બાહ્ય વાતાવરણમાં પસાર થાય છે.

નાના, અથવા જૈવિક, પદાર્થોનું ચક્ર- આ

છોડ, પ્રાણીઓ, ફૂગ, સુક્ષ્મસજીવો અને જમીન વચ્ચે પદાર્થોનું પરિભ્રમણ. જૈવિક ચક્રનો સાર બે વિરોધી પરંતુ એકબીજા સાથે જોડાયેલી પ્રક્રિયાઓની ઘટનામાં રહેલો છે - કાર્બનિક પદાર્થોની રચના અને તેમના વિનાશ. કાર્બનિક પદાર્થોના ઉદભવનો પ્રારંભિક તબક્કો લીલા છોડના પ્રકાશસંશ્લેષણને કારણે છે, એટલે કે, સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને સરળ ખનિજ સંયોજનોમાંથી જીવંત પદાર્થોની રચના. છોડ (ઉત્પાદકો) માટીમાંથી સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, મેંગેનીઝ, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ, જસત, તાંબુ અને અન્ય તત્વોના અણુઓ દ્રાવણમાં કાઢે છે. શાકાહારી પ્રાણીઓ (પ્રથમ ક્રમના ઉપભોક્તા) વનસ્પતિ મૂળના ખોરાકના સ્વરૂપમાં આ તત્વોના સંયોજનોને શોષી લે છે. શિકારી (II-ઓર્ડર ગ્રાહકો) શાકાહારી પ્રાણીઓને ખવડાવે છે, પ્રોટીન, ચરબી, એમિનો એસિડ અને અન્ય પદાર્થો સહિત વધુ જટિલ રચનાનો ખોરાક લે છે. સુક્ષ્મસજીવો (વિઘટનકર્તા) દ્વારા મૃત છોડ અને પ્રાણીઓના અવશેષોના કાર્બનિક પદાર્થોના વિનાશની પ્રક્રિયામાં, સરળ ખનિજ સંયોજનો જમીન અને જળચર વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે, જે છોડ દ્વારા એસિમિલેશન માટે ઉપલબ્ધ છે, અને જૈવિક ચક્રનો આગળનો રાઉન્ડ શરૂ થાય છે. (ફિગ. 33).

પદાર્થોનું ચક્ર અને બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર

જળ ચક્રના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રનો અર્થ સમજાવો.

જૈવિક ચક્ર કેવી રીતે થાય છે?

અણુઓ V.I ના બાયોજેનિક સ્થળાંતરનો કાયદો શું છે? વર્નાડસ્કી?

પ્રાકૃતિક ચક્રના અનામત અને વિનિમય ભંડોળ શું છે? તેમની વચ્ચે શું તફાવત છે?

પૃથ્વી જીવંત સુપરઓર્ગેનિઝમ તરીકે

*બાયોસ્ફિયરના અસ્તિત્વ અને વિકાસ માટે, પૃથ્વી પર જૈવિક રીતે મહત્વપૂર્ણ પદાર્થોનું સતત ચક્ર હોવું જોઈએ, એટલે કે, ઉપયોગ કર્યા પછી, તેઓ ફરીથી એવા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થવું જોઈએ જે અન્ય જીવો દ્વારા આત્મસાત કરવામાં આવે. જૈવિક રીતે મહત્વપૂર્ણ પદાર્થોનું આ સંક્રમણ માત્ર ઊર્જાના ચોક્કસ ખર્ચ સાથે જ થઈ શકે છે, જેનો સ્ત્રોત સૂર્ય છે.

વૈજ્ઞાનિક વી.આર. વિલિયમ્સ માને છે કે સૌર ઊર્જા પૃથ્વી પર પદાર્થોના બે ચક્ર પ્રદાન કરે છે -ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય , અથવા મોટા, gyre અનેજૈવિક , નાનું, ચક્ર.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પરિભ્રમણ સૌથી સ્પષ્ટ રીતે જળ ચક્રમાં પ્રગટ થાય છે. પૃથ્વી સૂર્યમાંથી વાર્ષિક 5.24-1024 J રેડિયેટેડ ઊર્જા મેળવે છે. તેમાંથી અડધો ભાગ પાણીના બાષ્પીભવન પાછળ ખર્ચવામાં આવે છે. તે જ સમયે, વરસાદ સાથે પાછા ફરવા કરતાં વધુ પાણી સમુદ્રમાંથી બાષ્પીભવન થાય છે. જમીન પર, તેનાથી વિપરીત, પાણીના બાષ્પીભવન કરતાં વધુ વરસાદ પડે છે. તેની વધુ પડતી નદીઓ અને તળાવોમાં વહે છે, અને ત્યાંથી ફરીથી સમુદ્રમાં જાય છે (જ્યારે ચોક્કસ માત્રામાં ખનિજ સંયોજનો સ્થાનાંતરિત થાય છે). પૃથ્વી પરથી પાણીના કુલ બાષ્પીભવનને વરસાદ દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે તે હકીકતના આધારે આ જીવમંડળમાં એક વિશાળ ચક્રનું કારણ બને છે.

**ભૌગોલિક ચક્ર પર આધારિત જીવંત પદાર્થોના આગમન સાથે, કાર્બનિક ચક્રનો ઉદ્ભવ થયોગુણધર્મો, જૈવિક (નાનું) ચક્ર.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રના ઉદાહરણ તરીકે જળ ચક્ર
(એચ. પેનમેન મુજબ)

જેમ જેમ જીવંત પદાર્થોનો વિકાસ થાય છે, તેમ તેમ વધુ ને વધુ તત્વો સતત ભૂસ્તર ચક્રમાંથી કાઢવામાં આવે છે અને નવા જૈવિક ચક્રમાં પ્રવેશ કરે છે. મોટા ચક્રમાં ખનિજોના સરળ સ્થાનાંતરણથી વિપરીત, ઉકેલોના સ્વરૂપમાં અને યાંત્રિક વરસાદના સ્વરૂપમાં, નાના ચક્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ પાસાઓ કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ અને વિનાશ છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રથી વિપરીત, જૈવિક ચક્રમાં નજીવી ઊર્જા હોય છે. જેમ જાણીતું છે, પૃથ્વી પર આવતી તમામ સૌર ઉર્જામાંથી માત્ર 0.1-0.2% જ કાર્બનિક પદાર્થોના નિર્માણમાં ખર્ચવામાં આવે છે (ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર માટે 50% સુધી). આ હોવા છતાં, જૈવિક ચક્રમાં સામેલ ઊર્જા પ્રાથમિક ઉત્પાદનો બનાવવા માટે ઘણું કામ કરે છે.

જૈવિક ચક્ર

પૃથ્વી પર જીવંત પદાર્થોના દેખાવ સાથે, રાસાયણિક તત્વો બાહ્ય વાતાવરણમાંથી આગળ વધીને જૈવસ્ફિયરમાં સતત પરિભ્રમણ કરે છે.
સજીવોમાં અને ફરીથી બાહ્ય વાતાવરણમાં. વધુ કે ઓછા બંધ માર્ગો સાથે પદાર્થોના આવા પરિભ્રમણને કહેવામાં આવે છેબાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર.

મુખ્ય બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર ઓક્સિજન, કાર્બન, પાણી, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર અને અન્ય પોષક તત્વોના ચક્ર છે.

*** પદાર્થનું બાયોજેનિક સ્થળાંતર - પ્રકૃતિમાં તત્વોના સામાન્ય સ્થળાંતરના સ્વરૂપોમાંનું એક. બાયોજેનિક જીઓકેમિકલ સ્થળાંતરને જીવંત જીવોના વિકાસ અને વિકાસમાં સામેલ કાર્બનિક અને જડ પદાર્થના સ્થળાંતર તરીકે સમજવું જોઈએ અને જટિલ બાયોકેમિકલ અને જૈવ-રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના પરિણામે બાદમાં ઉત્પન્ન થાય છે. વી.આઈ.વર્નાડસ્કીએ ઘડ્યું અણુઓના બાયોજેનિક સ્થળાંતરનો કાયદો

નીચેના સ્વરૂપમાં:

બાયોસ્ફિયરમાં રાસાયણિક તત્વોનું સ્થળાંતર કાં તો જીવંત પદાર્થોની સીધી ભાગીદારી (બાયોજેનિક સ્થળાંતર) સાથે થાય છે અથવા તે એવા વાતાવરણમાં થાય છે કે જેની ભૂ-રાસાયણિક વિશેષતાઓ (O2, CO2, H2, વગેરે) જીવંત પદાર્થો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (જે હાલમાં બાયોસ્ફિયરમાં વસે છે, અને જે સમગ્ર ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઇતિહાસમાં પૃથ્વી પર કામ કરે છે).

માણસ મુખ્યત્વે બાયોસ્ફિયર અને તેની વસવાટ કરો છો વસ્તીને અસર કરે છે, તેથી તે અણુઓના બાયોજેનિક સ્થળાંતરની પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર કરે છે, જે ગહન રાસાયણિક ફેરફારો માટે પૂર્વશરતો બનાવે છે.

આમ, પ્રક્રિયા સ્વ-વિકાસશીલ, માનવ ઇચ્છાથી સ્વતંત્ર અને વૈશ્વિક સ્તરે વ્યવહારીક રીતે અનિયંત્રિત બની શકે છે.

દ્રવ્યના ગ્રહોના ચક્રના દૃષ્ટિકોણથી, સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે માટી-લેન્ડસ્કેપ, હાઇડ્રોસ્ફિયર અને ઊંડા (અંતઃ પૃથ્વી) ચક્ર. તેમાંના પ્રથમમાં, રાસાયણિક તત્વો ખડકોમાંથી કાઢવામાં આવે છે, પાણી, હવા, કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન થાય છે, અને વિવિધ કાર્બનિક અને ઓર્ગેનોમિનરલ સંયોજનો શોષાય છે અને સંશ્લેષણ થાય છે. હાઇડ્રોસ્ફિયર ચક્રમાં, મુખ્ય ભૂમિકા પાણીની રચના અને જીવંત જીવોની જૈવિક પ્રવૃત્તિ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. અહીં પદાર્થનું જૈવઉત્પાદન ફાયટો અને ઝૂપ્લાંકટોનની પ્રબળ ભાગીદારી સાથે હાથ ધરવામાં આવે છે. બાયોજેનિક સ્થળાંતરના ઊંડા ચક્રમાં, સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા એનારોબિક સુક્ષ્મસજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે.****પૃથ્વીના વિવિધ શેલમાં થતી પ્રક્રિયાઓ ગતિશીલ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય છે, અને તેમાંથી કોઈપણ પ્રક્રિયામાં ફેરફાર ક્યારેક બદલી ન શકાય તેવી ઘટનાઓની અનંત સાંકળોનો સમાવેશ કરે છે. દરેક કુદરતી ચક્રમાં બે ભાગો અથવા બે "ભંડોળ" ને અલગ પાડવાની સલાહ આપવામાં આવે છે:

અનામત ભંડોળ- ધીમે ધીમે ફરતા પદાર્થોનો મોટો સમૂહ, મુખ્યત્વે અકાર્બનિક પ્રકૃતિનો; મોબાઇલ, અથવા

વિનિમય ભંડોળ એવા પદાર્થો દ્વારા રચાય છે જે પ્રાણીઓ દ્વારા પ્રાથમિક ઉત્સર્જન (લેટિન વિસર્જન - વિસર્જન)ને કારણે અથવા સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા ડિટ્રિટસના વિઘટન દરમિયાન ચક્રમાં પાછા ફરે છે.

જો આપણે સમગ્ર બાયોસ્ફિયરને ધ્યાનમાં રાખીએ, તો બાયોજિયોકેમિકલ ચક્રને બે મુખ્ય પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

વાતાવરણ અથવા હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં અનામત ભંડોળ સાથે વાયુયુક્ત પદાર્થોનું પરિભ્રમણ;

પૃથ્વીના પોપડામાં અનામત ભંડોળ સાથે જળકૃત ચક્ર.

પૃષ્ઠ 1

જૈવિક ચક્ર તેની જીવન પ્રવૃત્તિ દરમિયાન ચયાપચય (ચયાપચય) અને રચના, તેમજ જીવંત પદાર્થોમાં પાણીના વિઘટન સાથે સંકળાયેલું છે.  

કોઈપણ જૈવિક ચક્ર જીવંત જીવોના શરીરમાં રાસાયણિક તત્વોના અણુઓના પુનરાવર્તિત સમાવેશ અને પર્યાવરણમાં તેમના મુક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જ્યાંથી તેઓ ફરીથી છોડ દ્વારા પકડવામાં આવે છે અને ચક્રમાં દોરવામાં આવે છે. નાના જૈવિક ચક્ર ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે - આપેલ ઇકોસિસ્ટમમાં જીવંત પદાર્થોમાં વારાફરતી હાજર રાસાયણિક તત્વોની સંખ્યા, અને ગતિ - એકમ સમય દીઠ જીવંત પદાર્થોની રચના અને વિઘટનની માત્રા.  

જમીન અને હાઇડ્રોસ્ફિયરનું જૈવિક ચક્ર પાણીના પ્રવાહ અને વાતાવરણીય હલનચલન દ્વારા વ્યક્તિગત લેન્ડસ્કેપ્સના ચક્રને જોડે છે. જળ અને વાતાવરણના પરિભ્રમણની ભૂમિકા તમામ ખંડો અને મહાસાગરોને બાયોસ્ફિયરના એક જ પરિભ્રમણમાં જોડવામાં ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે.  

પદાર્થોના જૈવિક ચક્રમાં સર્જનાત્મક કાર્ય છે, કાર્બનિક પદાર્થોની રચના અને પોષક તત્ત્વો સાથે જમીનનું સંવર્ધન. કોઈપણ છોડના સમુદાયોમાં જીવન તેના પર નિર્ભર છે: બગીચા, ઘાસના મેદાનો, ક્ષેત્રો, જંગલો. તાજેતરના વર્ષોમાં, બંધ પ્રણાલીઓમાં ઉચ્ચ-તીવ્રતાના પરિભ્રમણ બનાવવાની જરૂરિયાત ઊભી થઈ છે જે લાંબા આંતરગ્રહીય મુસાફરી પર જીવન પ્રવૃત્તિને સુનિશ્ચિત કરી શકે.  

જૈવિક ચક્રની તીવ્રતા મુખ્યત્વે આસપાસના તાપમાન અને પાણીની માત્રા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જૈવિક ચક્ર ટુંડ્ર કરતાં ઉષ્ણકટિબંધીય વરસાદી જંગલોમાં વધુ તીવ્ર હોય છે.  

જમીન પર જૈવિક ચક્રની ગતિ વર્ષો અને દસ વર્ષ છે, જળચર ઇકોસિસ્ટમમાં - કેટલાક દિવસો અથવા અઠવાડિયા.  

જંગલમાં જૈવિક ચક્ર વૃક્ષો અને ઝાડીઓના બારમાસી બાયોમાસમાં સમાયેલ નાઇટ્રોજન અને રાખ તત્વોના લાંબા ગાળાના બાકાત, જંગલની કચરા અને પાણીમાં દ્રાવ્ય કાર્બનિક અને ખનિજ ઉત્પાદનોની રચના સાથે જમીનની સપાટી પર કચરાનું પરિવર્તન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વિવિધ રચનાઓના તેના વિઘટનથી.  

જૈવિક ચક્રની ગતિ અને આ ચક્રમાં સામેલ પદાર્થની કુલ માત્રા ઇકોસિસ્ટમ્સમાં સ્કેલ અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઇકોસિસ્ટમ્સ વિવિધ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેનો અર્થ પર્યાવરણીય પર્યાવરણીય પરિબળો છે જે જીવંત જીવોને સીધી કે પરોક્ષ રીતે અસર કરે છે. આ પરિબળો અજૈવિક અને જૈવિક હોઈ શકે છે.  

જૈવિક ચક્રનો એક ભાગ, જેમાં કાર્બન, પાણી, નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર અને અન્ય પોષક તત્વોના ચક્રનો સમાવેશ થાય છે, તેને જૈવ-રાસાયણિક ચક્ર કહેવામાં આવે છે.  

પદાર્થોના જૈવિક ચક્રમાં નાઇટ્રોજનનું વિશેષ સ્થાન છે. જ્યારે કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન થાય છે, ત્યારે નાઇટ્રોજન વાયુયુક્ત સંયોજનોના સ્વરૂપમાં અથવા મુક્ત સ્થિતિમાં વાતાવરણમાં છટકી જાય છે. જમીનમાં નાઇટ્રોજનનું વળતર, જ્યાંથી છોડ તેને લે છે, તે એક જટિલ રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે, એક પ્રક્રિયાના પરિણામે જેમાં ખાસ બેક્ટેરિયા અને કેટલાક અન્ય સજીવોનો સમાવેશ થાય છે જે વાતાવરણીય નાઇટ્રોજન ગેસને છોડ દ્વારા વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ સંયોજનોમાં બાંધે છે.  

વી.એ. કોવડા દ્વારા જૈવિક ચક્રની વિભાવનામાં ચયાપચય અને પર્યાવરણ અને વનસ્પતિ અને પ્રાણી સજીવોની સંપૂર્ણતા વચ્ચેની ચક્રીય પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. જો તમે વસવાટ, ખાસ માટી અને બાયોટા વચ્ચેના વિનિમયમાં ભાગ લેતા વ્યક્તિગત તત્વોના ક્રમિક પરિવર્તન અને સ્થળાંતરની સાંકળને અનુસરો છો, તો તમે શોધી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, આઇસોટોપિક લેબલનો ઉપયોગ કરીને, કે તત્વનું સંપૂર્ણ પરિવર્તન-સ્થળાંતર ચક્ર તમામ જમીનમાં અને તેની કામગીરીના તમામ તબક્કે રૂપાંતર અને દ્રવ્યની હિલચાલની બંને જૈવિક અને અજૈવિક પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, તત્વના જંગલની કચરા સાથે જમીનની સપાટી પર પાછા ફરવા અને છોડના મૂળ દ્વારા તેના અનુગામી શોષણ વચ્ચેના સમયગાળા દરમિયાન, તે જમીનની પ્રોફાઇલ સાથે સ્થળાંતર કરી શકે છે. તે જ સમયે, આ પ્રક્રિયાની તીવ્રતા અને દિશા માત્ર બાયોટા દ્વારા જ નહીં, પણ આબોહવા પરિબળો, પાણી-ભૌતિક, વિસર્જન અને અન્ય માટીના ગુણધર્મો દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવશે.  

જૈવિક ચક્રમાં સમાવિષ્ટ હોવાથી, તેઓ છોડ અને પ્રાણીઓના ખોરાક દ્વારા માનવ શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે અને તેમાં એકઠા થવાથી કિરણોત્સર્ગી કિરણોત્સર્ગનું કારણ બને છે.  

તેનાથી વિપરિત, દ્રવ્યનું જૈવિક ચક્ર વસવાટ કરેલા જીવમંડળની સીમાઓમાં થાય છે અને ગ્રહના જીવંત પદાર્થોના અનન્ય ગુણધર્મોને મૂર્ત બનાવે છે. મોટા, નાના ચક્રનો ભાગ હોવાને કારણે બાયોજીઓસેનોસિસના સ્તરે હાથ ધરવામાં આવે છે, તેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે જમીનના પોષક તત્ત્વો, પાણી, કાર્બન છોડના પદાર્થમાં સંચિત થાય છે, જે શરીરના નિર્માણ અને પોતાના અને જીવતંત્ર બંનેની જીવન પ્રક્રિયાઓ માટે ખર્ચવામાં આવે છે. - ગ્રાહકો. માટીના માઇક્રોફલોરા અને મેસોફૌના (બેક્ટેરિયા, ફૂગ, મોલસ્ક, વોર્મ્સ, જંતુઓ, પ્રોટોઝોઆ, વગેરે) દ્વારા કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટનના ઉત્પાદનો ફરીથી ખનિજ ઘટકોમાં વિઘટિત થાય છે, જે છોડ માટે ફરીથી સુલભ થાય છે અને તેથી તેઓ ફરીથી દ્રવ્યના પ્રવાહમાં સામેલ થાય છે. .  

12.1. જૈવિક પરિભ્રમણનો ખ્યાલ

જૈવિક ચક્ર એ રાસાયણિક તત્વો અને પદાર્થોનું એક ચક્ર છે જે પૃથ્વી પર જીવનના દેખાવ સાથે વારાફરતી ઉદ્ભવે છે, જે સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. તે બાયોસ્ફિયરમાં વિશેષ ભૂમિકા ભજવે છે. આ પ્રસંગે, એન.વી. ટિમોફીવ-રેસોવસ્કીએ લખ્યું: "જૈવસ્ફિયરમાં એક વિશાળ, શાશ્વત, સતત કાર્યરત જૈવિક ચક્ર છે, અસંખ્ય પદાર્થો, ઊર્જાના સંખ્યાબંધ સ્વરૂપો જૈવસ્ફિયરના આ વિશાળ ચક્રમાં સતત ફરે છે" (એમ. એમ. કામશીલોવ) , 1974; V. A. Vronsky, 1997). જૈવિક ચક્રના નિયમો જીવનના લાંબા ગાળાના અસ્તિત્વ અને વિકાસની સમસ્યાને હલ કરે છે. પૃથ્વી જેવા મર્યાદિત જથ્થાના શરીર પર, જીવનનું કાર્ય કરવા માટે જરૂરી ઉપલબ્ધ ખનિજ તત્વોનો ભંડાર અનંત હોઈ શકતો નથી. જો તેઓ માત્ર ખાવામાં આવ્યા હોત, તો જીવન વહેલા કે મોડા સમાપ્ત થઈ જશે. ડબ્લ્યુ. આર. વિલિયમ્સ લખે છે, "અનંતની મિલકતને મર્યાદિત માત્રામાં આપવાનો એકમાત્ર રસ્તો એ છે કે તેને બંધ વળાંક સાથે ફેરવવો." જીવનએ બરાબર આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો. “લીલા છોડ કાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે, બિન-લીલા છોડ તેનો નાશ કરે છે. કાર્બનિક પદાર્થોના ભંગાણથી મેળવેલા ખનિજ સંયોજનોમાંથી, નવા લીલા છોડ નવા કાર્બનિક પદાર્થોનું નિર્માણ કરે છે, અને તેથી જ અવિરતપણે." આને ધ્યાનમાં લેતા, દરેક પ્રકારનું સજીવ જૈવિક ચક્રમાં એક કડીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. નિર્વાહના સાધન તરીકે કેટલાક જીવોના શરીર અથવા સડો ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરીને, તેણે પર્યાવરણમાં કંઈક આપવું જોઈએ જેનો ઉપયોગ અન્ય લોકો કરી શકે. સુક્ષ્મસજીવોની ભૂમિકા ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રાણીઓ અને છોડના કાર્બનિક અવશેષોનું ખનિજીકરણ કરીને, સુક્ષ્મસજીવો તેમને "સિંગલ ચલણ" માં રૂપાંતરિત કરે છે - ખનિજ ક્ષાર અને બાયોજેનિક ઉત્તેજકો જેવા સરળ કાર્બનિક સંયોજનો, જે ફરીથી નવા કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણમાં લીલા છોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાય છે. જીવનનો મુખ્ય વિરોધાભાસ એ છે કે તેની સાતત્યતા સડો અને વિનાશની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે. જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો નાશ પામે છે, ઊર્જા મુક્ત થાય છે, અને જટિલ રીતે સંગઠિત જીવંત શરીરની લાક્ષણિકતા માહિતીનો પુરવઠો ખોવાઈ જાય છે. વિનાશક, મુખ્યત્વે સુક્ષ્મસજીવોની પ્રવૃત્તિના પરિણામે, જીવનના કોઈપણ સ્વરૂપનો અનિવાર્યપણે જૈવિક ચક્રમાં સમાવેશ કરવામાં આવશે. તેથી, તેમની સહાયથી, બાયોસ્ફિયરનું કુદરતી સ્વ-નિયમન હાથ ધરવામાં આવે છે. બે ગુણધર્મો સુક્ષ્મસજીવોને આવી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવાની મંજૂરી આપે છે: વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રમાણમાં ઝડપથી અનુકૂલન કરવાની ક્ષમતા અને કાર્બન અને ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે વિવિધ પ્રકારના સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા. ઉચ્ચ સજીવોમાં આવી ક્ષમતાઓ હોતી નથી. તેથી, તેઓ માત્ર સુક્ષ્મસજીવોના નક્કર પાયા પર એક પ્રકારની સુપરસ્ટ્રક્ચર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. જૈવિક ચક્ર, કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણ અને વિનાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત, ગ્રહોના ધોરણે જીવનના સંગઠનના સૌથી નોંધપાત્ર સ્વરૂપોમાંનું એક છે. ફક્ત તે જ જીવનની સાતત્ય અને તેના પ્રગતિશીલ વિકાસની ખાતરી કરે છે.

વિવિધ વ્યવસ્થિત જૂથોની વ્યક્તિઓ અને જીવોની પ્રજાતિઓ જૈવિક ચક્રમાં કડીઓ તરીકે કાર્ય કરે છે, અસંખ્ય અને બહુપક્ષીય પ્રત્યક્ષ અને પ્રતિસાદ જોડાણો દ્વારા પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ રીતે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ગ્રહનું જૈવિક ચક્ર પણ ખાનગી ચક્રની એક જટિલ પ્રણાલી તરીકે દેખાય છે - વિવિધ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ્સ.

જૈવિક ચક્ર મુખ્યત્વે ટ્રોફિક (ખોરાક) સાંકળો (આકૃતિ 12.1) દ્વારા થાય છે.

તેમાં છોડ અને પ્રાણીઓની મહત્વની ભૂમિકાને જોતાં, ચક્રમાં સૂક્ષ્મજીવોની વસ્તી દ્વારા નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર જેવા પોષક તત્ત્વોનો પ્રવાહ લગભગ છોડ અને પ્રાણીઓની વસ્તી કરતાં વધુ તીવ્રતાનો ક્રમ છે. જૈવિક ચક્રની તીવ્રતાનું એક મહત્વપૂર્ણ સૂચક એ રાસાયણિક તત્વોના પરિભ્રમણનો દર છે. આ તીવ્રતાના સૂચક તરીકે, કોઈ વ્યક્તિ વાર્ષિક પાંદડાના પતન અને જીવોના મૃત્યુના પરિણામે મૃત કાર્બનિક પદાર્થોના સંચય અને વિઘટનના દરનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, કચરાના તે ભાગથી કચરાના સમૂહનો ગુણોત્તર જે કચરો બનાવે છે તે કચરાના વિઘટનના દર અને રાસાયણિક તત્વોના પ્રકાશનના સૂચક તરીકે કામ કરે છે. આ ઇન્ડેક્સ જેટલું ઊંચું હશે, આપેલ ઇકોસિસ્ટમમાં જૈવિક ચક્રની તીવ્રતા ઓછી હશે. સૌથી વધુ ઇન્ડેક્સ મૂલ્ય (50 થી વધુ) સ્વેમ્પી જંગલો અને ટુંડ્ર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ઘાટા શંકુદ્રુપ જંગલોમાં અનુક્રમણિકા 10-17 છે, પહોળા પાંદડાવાળા જંગલોમાં - 3-4, મેદાનમાં - 1.0-1.5, સવાનામાં - 0.2 થી વધુ નહીં. ઉષ્ણકટિબંધીય વરસાદી જંગલોમાં, છોડના અવશેષો વ્યવહારીક રીતે એકઠા થતા નથી (ઇન્ડેક્સ 0.1 કરતા વધુ નહીં). તેથી, અહીં જૈવિક ચક્ર સૌથી તીવ્ર છે.

મને સાહિત્ય વાંચવાનો પ્રસંગ મળ્યો જેમાં 16મી-17મી સદીના વિજ્ઞાનમાં "ફેશનેબલ ટ્રેન્ડ" - એક શાશ્વત ગતિ મશીનની રચનાનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. આ સ્વપ્ન અવાસ્તવિક રહ્યું, પરંતુ વિચાર, મારા મતે, પ્રકૃતિમાંથી નકલ કરવામાં આવી હતી. જીવંત અને નિર્જીવ વસ્તુઓનું ચક્ર સતત થાય છે. કોઈ કહેશે કે અબજો વર્ષોમાં પૃથ્વી અદૃશ્ય થઈ જશે, પરંતુ હું વાંધો ઉઠાવીશ, કારણ કે આપણી આકાશગંગાના અવશેષોમાંથી એક નવું બનશે. આપણું બ્રહ્માંડ એક શાશ્વત ગતિનું મશીન છે.

પદાર્થોના જૈવિક ચક્રનો સાર શું છે

પૃથ્વી પર બે પ્રકારના ચક્ર સતત ચાલતા રહે છે: બાયોટિક અને અબાયોટિક.

પદાર્થો પોતે જીવતા નથી અને બંને ચક્રમાં સમાન રીતે ભાગ લે છે, પરંતુ જલદી તેઓ પોતાની જાતને જીવંત જીવની અંદર શોધે છે, તે જૈવિક ચક્રમાં સહભાગી ગણી શકાય.

જૈવિક ચક્રમાં સામેલ તત્વો:

• ખનિજો;
• વાયુઓ
• પાણી

પદાર્થોની શ્રેણી ખૂબ વિશાળ છે. પરંપરાગત રીતે, તેઓ સજીવો માટે મહત્વપૂર્ણ છે (પાણી, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને જે જીવંત વસ્તુઓને નુકસાન પહોંચાડે છે તેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

પદાર્થોના પરિભ્રમણની પ્રક્રિયા

ભલે તે હાનિકારક હોય કે ફાયદાકારક, કોઈપણ પદાર્થ કોઈક સમયે શરીરમાં પ્રવેશે છે અને એક દિવસ તેને છોડી દે છે.

પાણીના કિસ્સામાં, પરિભ્રમણ સતત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, માનવ શરીર દરરોજ લગભગ 6 લિટર ઉત્સર્જન કરે છે, પરંતુ પાણીના ભંડારની સતત ભરપાઈને કારણે આપણું વજન ઓછું થતું નથી. શરીરમાંથી બાષ્પીભવન થતાં, પાણીના અણુઓ વાદળો તરફ ધસી જાય છે, વરસાદના રૂપમાં બહાર પડે છે, પાણીના પુરવઠામાં પ્રવેશ કરે છે અને શરીરમાં પાછા જાય છે.

સમાન સિદ્ધાંત દ્વારા, ખનિજો અને વાયુઓ કોઈપણ જીવંત જીવમાંથી પસાર થાય છે.

હવાનું પરિભ્રમણ સૌથી વધુ તીવ્રતાથી થાય છે: દરરોજ વ્યક્તિ 20% ઓક્સિજન ધરાવતી 13 હજાર લિટર હવા શ્વાસમાં લે છે, જે શ્વાસ બહાર કાઢવા પર કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. જો કે, છોડનો આભાર, પ્રકૃતિમાં કોઈ વધારાનું કાર્બન ડાયોક્સાઇડ નથી તેઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન તેનો ઉપયોગ કરે છે.

કેટલાક પદાર્થો શરીરમાં એકઠા થાય છે અને મૃત્યુ સુધી દૂર થતા નથી તેઓ સામાન્ય રીતે સજીવને નુકસાન પહોંચાડે છે. આવા પદાર્થોના ઉદાહરણોમાં ધૂમ્રપાન કરનારાઓ દ્વારા શ્વાસમાં લેવામાં આવતા કાર્સિનોજેન્સનો સમાવેશ થાય છે.