Cikli i ujit. Lidhja ekonomike e ciklit të ujit

Cikli i substancave në biosferë është një proces ciklik, i përsëritur në mënyrë të përsëritur i transformimit dhe lëvizjes së përbashkët, të ndërlidhur të substancave. Prania e një cikli substancash është një kusht i domosdoshëm për ekzistencën e biosferës. Pasi të përdoren nga disa organizma, substancat duhet të shndërrohen në një formë të aksesueshme për organizmat e tjerë. Një kalim i tillë i substancave nga një lidhje në tjetrën kërkon shpenzim të energjisë, dhe për këtë arsye është i mundur vetëm me pjesëmarrjen e energjisë diellore. Me përdorimin e energjisë diellore, në planet ndodhin dy cikle të ndërlidhura të substancave: të mëdha - gjeologjike dhe të vogla - biologjike (biotike).

Cikli gjeologjik i substancave- procesi i migrimit të substancave, i kryer nën ndikimin e faktorëve abiotikë: moti, erozioni, lëvizja e ujit etj. Organizmat e gjallë nuk marrin pjesë në të.

Me shfaqjen e materies së gjallë në planet, cikli biologjik (biotik).. Të gjithë organizmat e gjallë marrin pjesë në të, duke thithur disa substanca nga mjedisi dhe duke çliruar të tjera. Për shembull, në procesin e jetës, bimët konsumojnë dioksid karboni, ujë dhe minerale nga mjedisi dhe çlirojnë oksigjen. Kafshët përdorin oksigjenin e lëshuar nga bimët për frymëmarrje. Ata hanë bimë dhe, si rezultat i tretjes, asimilojnë substancat organike të formuara gjatë fotosintezës. Ata lëshojnë dioksid karboni dhe mbetje ushqimore të patretura. Pasi bimët dhe kafshët vdesin, ato formojnë një masë të lëndës organike të vdekur (detritus). Detritusi është i disponueshëm për dekompozim (mineralizim) nga kërpudhat mikroskopike dhe bakteret. Si rezultat i aktivitetit të tyre jetësor, sasi shtesë të dioksidit të karbonit hyjnë në biosferë. Dhe substancat organike shndërrohen në përbërësit origjinal inorganik - biogjenët. Përbërjet minerale që rezultojnë, duke hyrë në trupat ujorë dhe në tokë, përsëri bëhen të disponueshme për bimët për fiksim përmes fotosintezës. Ky proces përsëritet pafundësisht dhe ka natyrë të mbyllur (qarkullim). Për shembull, i gjithë oksigjeni atmosferik kalon përgjatë kësaj rruge në rreth 2 mijë vjet, dhe dioksidit të karbonit i duhen rreth 300 vjet për ta bërë këtë.

Energjia e përmbajtur në lëndën organike zvogëlohet ndërsa lëviz nëpër zinxhirët ushqimorë. Pjesa më e madhe e tij shpërndahet në mjedis në formën e nxehtësisë ose shpenzohet për ruajtjen e proceseve jetësore të organizmave. Për shembull, në frymëmarrjen e kafshëve dhe bimëve, transportin e substancave në bimë, si dhe në proceset e biosintezës së organizmave të gjallë. Për më tepër, biogjenët e formuar si rezultat i aktivitetit të dekompozuesve nuk përmbajnë energji të disponueshme për organizmat. Në këtë rast, ne mund të flasim vetëm për rrjedhën e energjisë në biosferë, por jo për ciklin. Prandaj, kushti për ekzistencën e qëndrueshme të biosferës është qarkullimi i vazhdueshëm i substancave dhe rrjedha e energjisë në biogjeocenoza.

Ciklet gjeologjike dhe biologjike së bashku formojnë ciklin e përgjithshëm biogjeokimik të substancave, i cili bazohet në ciklet e azotit, ujit, karbonit dhe oksigjenit.

Cikli i azotit

Azoti është një nga elementët më të zakonshëm në biosferë. Pjesa më e madhe e azotit të biosferës gjendet në atmosferë në formë të gaztë. Siç e dini nga një kurs kimie, lidhjet kimike midis atomeve në azotin molekular (N 2) janë shumë të forta. Prandaj, shumica e organizmave të gjallë nuk janë në gjendje ta përdorin atë drejtpërdrejt. Prandaj, një fazë e rëndësishme në ciklin e azotit është fiksimi dhe shndërrimi i tij në një formë të arritshme për organizmat. Ekzistojnë tre mënyra të fiksimit të azotit.

Fiksimi atmosferik. Nën ndikimin e shkarkimeve elektrike atmosferike (rrufe), azoti mund të reagojë me oksigjenin për të formuar oksid azoti (NO) dhe dioksid (NO 2). Oksidi nitrik (NO) oksidohet shumë shpejt nga oksigjeni dhe shndërrohet në dioksid azoti. Dioksidi i azotit shpërndahet në avujt e ujit dhe hyn në tokë në formën e acideve azotike (HNO 2) dhe nitrik (HNO 3) me reshje. Në tokë, si rezultat i shpërbërjes së këtyre acideve, formohen jonet nitrite (NO 2 –) dhe nitrate (NO 3 –). Jonet e nitritit dhe nitratit tashmë mund të absorbohen nga bimët dhe të përfshihen në ciklin biologjik. Fiksimi i azotit atmosferik përbën rreth 10 milion ton azot në vit, që është rreth 3% e fiksimit vjetor të azotit në biosferë.

Fiksim biologjik. Ajo kryhet nga bakteret fiksuese të azotit, të cilat e shndërrojnë azotin në forma të arritshme për bimët. Falë mikroorganizmave, rreth gjysma e të gjithë azotit është e lidhur. Bakteret më të njohura janë ato që fiksojnë azotin në nyjet e bishtajoreve. Ata furnizojnë bimët me azot në formën e amoniakut (NH 3). Amoniaku është shumë i tretshëm në ujë për të formuar jonin e amonit (NH 4 +), i cili absorbohet nga bimët. Prandaj, bishtajoret janë paraardhësit më të mirë të bimëve të kultivuara në rotacionin e të korrave. Pas vdekjes së kafshëve dhe bimëve dhe dekompozimit të mbetjeve të tyre, toka pasurohet me komponime organike dhe minerale të azotit. Më pas, bakteret putrefaktive (amonifikuese) zbërthejnë substancat që përmbajnë azot (proteina, ure, acide nukleike) të bimëve dhe kafshëve në amoniak. Ky proces quhet amonifikim. Shumica e amoniakut më pas oksidohet nga bakteret nitrifikuese në nitrite dhe nitrate, të cilat përdoren përsëri nga bimët. Azoti kthehet në atmosferë përmes denitrifikimit, i cili kryhet nga një grup bakteresh denitrifikuese. Si rezultat, komponimet e azotit reduktohen në azot molekular. Një pjesë e azotit në formën e nitratit dhe amonit hyn në ekosistemet ujore me rrjedhje sipërfaqësore. Këtu azoti absorbohet nga organizmat ujorë ose hyn në sedimentet organike të poshtme.

Fiksim industrial. Një sasi e madhe azoti fiksohet çdo vit në mënyrë industriale gjatë prodhimit të plehrave minerale të azotit. Azoti nga plehra të tillë thithet nga bimët në forma të amonit dhe nitratit. Vëllimi i plehrave azotike të prodhuar në Bjellorusi aktualisht është rreth 900 mijë tonë në vit. Prodhuesi më i madh është OJSC GrodnoAzot. Kjo ndërmarrje prodhon ure, nitrat amonium, sulfat amonium dhe plehra të tjera azotike.

Përafërsisht 1/10 e azotit të aplikuar artificialisht përdoret nga bimët. Pjesa tjetër shkon në ekosistemet ujore me rrjedhje sipërfaqësore dhe ujëra nëntokësore. Kjo çon në akumulimin e sasive të mëdha të komponimeve të azotit në ujë, të disponueshme për t'u përthithur nga fitoplanktoni. Si rezultat, përhapja e shpejtë e algave (eutrofikimi) dhe, si rezultat, vdekja në ekosistemet ujore është e mundur.

Cikli i ujit

Uji është përbërësi kryesor i biosferës. Është një mjet për shpërbërjen e pothuajse të gjithë elementëve gjatë ciklit. Shumica e ujit të biosferës përfaqësohet nga uji i lëngshëm dhe uji nga akulli i përjetshëm (më shumë se 99% e të gjitha rezervave ujore në biosferë). Një pjesë e vogël e ujit është në gjendje të gaztë - ky është avulli i ujit atmosferik. Cikli i ujit të biosferës bazohet në faktin se avullimi i tij nga sipërfaqja e Tokës kompensohet nga reshjet. Kur uji arrin në sipërfaqen e tokës në formën e reshjeve, ai kontribuon në shkatërrimin e shkëmbinjve. Kjo i bën mineralet që i bëjnë ato të disponueshme për organizmat e gjallë. Është avullimi i ujit nga sipërfaqja e planetit që përcakton ciklin e tij gjeologjik. Ai konsumon rreth gjysmën e energjisë diellore të incidentit. Avullimi i ujit nga sipërfaqja e deteve dhe oqeaneve ndodh me shpejtësi më të madhe se kthimi i tij me reshje. Ky ndryshim kompensohet nga rrjedhjet sipërfaqësore dhe të thella për faktin se reshjet mbizotërojnë mbi avullimin në kontinente.

Rritja e intensitetit të avullimit të ujit në tokë është kryesisht për shkak të aktivitetit jetësor të bimëve. Bimët nxjerrin ujin nga toka dhe e kalojnë atë në mënyrë aktive në atmosferë. Një pjesë e ujit në qelizat bimore shpërbëhet gjatë fotosintezës. Në këtë rast, hidrogjeni fiksohet në formën e përbërjeve organike, dhe oksigjeni lëshohet në atmosferë.

Kafshët përdorin ujin për të ruajtur ekuilibrin osmotik dhe kripë në trup dhe e lëshojnë atë në mjedisin e jashtëm së bashku me produktet metabolike.

Cikli i karbonit

Karboni si element kimik është i pranishëm në atmosferë si dioksid karboni. Kjo përcakton pjesëmarrjen e detyrueshme të organizmave të gjallë në ciklin e këtij elementi në planetin Tokë. Rruga kryesore me të cilën karboni kalon nga komponimet inorganike në lëndë organike, ku është një element kimik thelbësor, është procesi i fotosintezës. Një pjesë e karbonit lëshohet në atmosferë si dioksid karboni gjatë frymëmarrjes së organizmave të gjallë dhe gjatë dekompozimit të lëndës organike të vdekur nga bakteret. Karboni i përthithur nga bimët konsumohet nga kafshët. Përveç kësaj, polipet e koraleve dhe molusqet përdorin komponime karboni për të ndërtuar struktura dhe guaska skeletore. Pasi ata vdesin dhe vendosen, depozitat gëlqerore formohen në fund. Kështu, karboni mund të përjashtohet nga cikli. Heqja e karbonit nga cikli për një kohë të gjatë arrihet përmes formimit të mineraleve: qymyrit, naftës, torfe.

Gjatë gjithë ekzistencës së planetit tonë, karboni i hequr nga cikli kompensohej nga dioksidi i karbonit që hynte në atmosferë gjatë shpërthimeve vullkanike dhe proceseve të tjera natyrore. Aktualisht, proceseve natyrore të rimbushjes së karbonit në atmosferë i është shtuar ndikimi i rëndësishëm antropogjenik. Për shembull, kur digjen lëndë djegëse hidrokarbure. Kjo prish ciklin e karbonit në Tokë, i cili është rregulluar me shekuj.

Një rritje e përqendrimit të dioksidit të karbonit gjatë një shekulli prej vetëm 0.01% ka çuar në një shfaqje të dukshme të efektit serë. Temperatura mesatare vjetore në planet u rrit me 0,5 °C dhe niveli i Oqeanit Botëror u rrit me gati 15 cm, sipas shkencëtarëve, nëse temperatura mesatare vjetore rritet me 3-4 °C të tjera, akulli i përjetshëm do të fillojë të rritet. shkrihet. Në të njëjtën kohë, niveli i Oqeanit Botëror do të rritet me 50-60 cm, gjë që do të çojë në përmbytjen e një pjese të konsiderueshme të tokës. Kjo konsiderohet si një fatkeqësi globale mjedisore, sepse rreth 40% e popullsisë së Tokës jeton në këto territore.

Cikli i oksigjenit

Në funksionimin e biosferës, oksigjeni luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në proceset metabolike dhe frymëmarrjen e organizmave të gjallë. Ulja e sasisë së oksigjenit në atmosferë si rezultat i proceseve të frymëmarrjes, djegies së karburantit dhe kalbjes kompensohet nga oksigjeni i çliruar nga bimët gjatë fotosintezës.

Oksigjeni u formua në atmosferën kryesore të Tokës ndërsa ftohej. Për shkak të reaktivitetit të lartë, ai kaloi nga një gjendje e gaztë në përbërjen e përbërjeve të ndryshme inorganike (karbonate, sulfate, okside hekuri etj.). Atmosfera e sotme që përmban oksigjen të planetit u formua ekskluzivisht për shkak të fotosintezës së kryer nga organizmat e gjallë. Për një kohë të gjatë, përmbajtja e oksigjenit në atmosferë është rritur në nivelet aktuale. Ruajtja e sasisë së tij në një nivel konstant aktualisht është e mundur vetëm falë organizmave fotosintetikë.

Fatkeqësisht, në dekadat e fundit, aktiviteti njerëzor, duke çuar në shpyllëzimin dhe erozionin e tokës, ka ulur intensitetin e fotosintezës. Dhe kjo, nga ana tjetër, prish rrjedhën natyrore të ciklit të oksigjenit në zona të mëdha të Tokës.

Një pjesë e vogël e oksigjenit atmosferik është e përfshirë në formimin dhe shkatërrimin e ekranit të ozonit nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë nga Dielli.

Baza e ciklit biogjenik të substancave është energjia diellore. Kushti kryesor për ekzistencën e qëndrueshme të biosferës është qarkullimi i vazhdueshëm i substancave dhe rrjedha e energjisë në biogjeocenoza. Organizmat e gjallë luajnë një rol të madh në ciklet e azotit, karbonit dhe oksigjenit. Baza e ciklit global të ujit në biosferë sigurohet nga proceset fizike.

Në shkallë globale, ciklet biokimike të ujit dhe dioksidit të karbonit janë, sipas mendimit tonë, më të rëndësishmit për njerëzimin. Ciklet biokimike karakterizohen nga prania e fondeve të vogla por të lëvizshme në atmosferë.

Pishina atmosferike e CO 2 në cikël, krahasuar me rezervat e karbonit në oqeane, lëndët djegëse fosile dhe rezervuarët e tjerë të kores së tokës, është relativisht i vogël.

Me ardhjen e përparimit shkencor dhe teknologjik, rrjedhat e karbonit të balancuara më parë midis atmosferës, kontinenteve dhe oqeaneve fillojnë të hyjnë në atmosferë në sasi që nuk mund të absorbohen plotësisht nga bimët.

Ekzistojnë vlerësime të ndryshme për ndikimin e aktivitetit njerëzor në pasurimin e atmosferës me CO 2, por të gjithë autorët pajtohen se akumuluesit kryesorë të karbonit janë pyjet, pasi biomasa pyjore përmban 1.5 herë më shumë, dhe humusi që përmbahet në tokë përmban 4 herë më shumë. CO 2 sesa në atmosferë.

Bimët janë një rregullator i mirë i përmbajtjes së CO 2 në atmosferë Shumica e bimëve karakterizohen nga një rritje në intensitetin e fotosintezës me një përmbajtje të shtuar të dioksidit të karbonit në ajër.

"Rripi i gjelbër" fotosintetik i Tokës dhe sistemi karbonat i detit mbajnë një nivel konstant të CO 2 në atmosferë. Sidoqoftë, rritja e shpejtë e konsumit të lëndëve djegëse fosile, si dhe ulja e kapacitetit absorbues të "rripit të gjelbër" çojnë në faktin se përmbajtja e CO 2 në atmosferë po rritet gradualisht. Supozohet se nëse niveli i CO 2 në atmosferë dyfishohet (para fillimit të ndikimit aktiv njerëzor në mjedis ishte 0,29%), atëherë është e mundur që temperatura globale të rritet me 1,5 - 4,5 °C. Kjo mund të çojë në shkrirjen e akullnajave dhe, si rezultat, në rritjen e nivelit të detit, si dhe në pasoja negative në bujqësi. Aktualisht, Shtetet e Bashkuara kanë një program kombëtar kërkimor për menaxhimin e bujqësisë në rast të ngrohjes ose ftohjes së klimës.

Përveç CO 2, monoksidi i karbonit CO është i pranishëm në sasi të vogla në atmosferë - 0,1 pjesë për milion dhe metani CH 4 - 1,6 pjesë për milion. Këto komponime karboni përfshihen në mënyrë aktive në cikël dhe për këtë arsye kanë një kohë të shkurtër qëndrimi në atmosferë: CO - rreth 0,1 vit, CH 4 - 3,6 vjet dhe CO 2 - 4 vjet. Monoksidi i karbonit dhe metani formohen gjatë dekompozimit jo të plotë ose aerobik të lëndës organike dhe oksidohen në CO 2 në atmosferë.

Akumulimi i CO në shkallë globale nuk duket të jetë real, por në qytetet ku ajri ngec, vërehet një rritje e përqendrimit të këtij përbërësi, gjë që ndikon negativisht në shëndetin e njerëzve.

Metani prodhohet nga dekompozimi i lëndës organike në zonat kënetore dhe detet e cekëta. Sipas disa shkencëtarëve, metani kryen një funksion të dobishëm - ruan qëndrueshmërinë e shtresës së ozonit, e cila mbron të gjithë jetën në Tokë nga efektet e dëmshme të rrezatimit ultravjollcë.

Pellgu i ujit në atmosferë, siç tregohet në Figurën 11, është i vogël dhe shkalla e qarkullimit të tij është më e lartë dhe koha e qëndrimit të tij është më e shkurtër se CO 2. Ashtu si cikli i CO 2, aktivitetet njerëzore ndikojnë në ciklin e ujit.

Nga pikëpamja energjetike, mund të dallohen dy pjesë të ciklit të CO 2: pjesa "e sipërme", e cila drejtohet nga Dielli dhe pjesa "e poshtme", në të cilën çlirohet energjia. Siç është përmendur tashmë, rreth 30% e të gjithë energjisë diellore që arrin në sipërfaqen e Tokës shpenzohet për vënien në lëvizje të ciklit të ujit.

Në aspektin ekologjik, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet dy aspekteve të ciklit të ujit. Së pari, deti humbet më shumë ujë përmes avullimit sesa merr përmes reshjeve, domethënë një pjesë e konsiderueshme e reshjeve që mbështesin ekosistemet tokësore, përfshirë agroekosistemet, përbëhet nga uji që ka avulluar nga sipërfaqja e detit. Së dyti, si rezultat i aktivitetit njerëzor, rrjedhjet sipërfaqësore rriten dhe rimbushja e ujërave nëntokësore zvogëlohet. Tashmë ka zona ku përdoren ujërat nëntokësore të akumuluara në shekullin e kaluar. Prandaj, në këtë rast, uji është një burim jo i rinovueshëm. Pas varfërimit të ujërave nëntokësore, ato do të dërgohen nga territore të tjera, gjë që do të kërkojë investimin e energjisë shtesë.

Cikli i azotit

Azoti, si karboni, është pjesë e ajrit atmosferik dhe është i pranishëm në të në formën e molekulave (Md).

Ai luan një rol të rëndësishëm në jetën e organizmave. Ashtu si oksigjeni, azoti është i nevojshëm për frymëmarrjen e kafshëve. Azoti është pjesë e shumë përbërjeve organike, kryesisht proteina. Në një molekulë proteine, ajo formon lidhje të forta amide me karbonin ose kombinohet me hidrogjen, i pranishëm në formën e grupeve amine (- NH 3) ose amide (- NH 2).

Formimi i lidhjeve amide (peptide) (lidhjet C - N) është mekanizmi kryesor për sintezën e molekulave të proteinave dhe peptideve, të cilat përbëjnë thelbin e gjithë jetës në Tokë.

Një diagram që pasqyron ciklin e azotit është paraqitur në Fig. 6.

Oriz. 6. Diagrami i ciklit të azotit. Theksohen fazat kryesore dhe jepen vlerësimet e sasisë së azotit të përfshirë në rrjedhat kryesore. Numrat në kllapa janë teragramë (Tg = 10 6 t) në vit (sipas Yu. Odum, 1986)

Burimi i azotit për autotrofet janë nitratet (kripërat e acidit nitrik HNO 3), si dhe azoti molekular atmosferik. Nitrogjeni nitrat kalon nëpër sistemin rrënjor të bimëve përmes rrugëve në gjethe, ku përdoret për sintezën e proteinave bimore.

Mënyra e dytë në të cilën azoti hyn në organizma është përmes fiksimit të drejtpërdrejtë të azotit nga atmosfera. Ky fenomen është krejtësisht unik dhe karakteristik për prokariotët - mikroorganizmat pa bërthama. Para vitit 1950, njiheshin vetëm tre takson mikroorganizmash të aftë për të fiksuar azotin atmosferik:

· Bakteret me jetë të lirë të gjinisë Azotobacter dhe Clostridium;

· bakteret nodule simbiotike të gjinisë Rhizobium;

· algat blu-jeshile (cianobakteret) e gjinisë Anabaena, Nostoc, si dhe anëtarë të tjerë të rendit Nostocales.

Pastaj u zbuluan lloje të tjera organizmash të aftë për të fiksuar azotin nga atmosfera: bakteret vjollcë të gjinisë Rhodospirillum, si dhe bakteret e tokës afër Pseudomonas, aktinomycete nga nyjet e rrënjës së alderit (Ainus, Ceanothus, Myrica dhe të tjerë). Gjithashtu u konstatua se algat blu-jeshile të gjinisë Anabaena (duhet theksuar se këto alga kanë aftësinë për ushqim heterotrofik dhe kanë karakteristika të tjera që i lejojnë të klasifikohen si baktere) mund të jenë simbione të kërpudhave, myshqeve, fiereve dhe madje edhe bimët e farës, dhe aftësia për fiksim të azotit është e dobishme për të dy pjesëmarrësit. Kjo aftësi e mahnitshme është arsyeja pse orizi dhe bishtajat mund të rriten në të njëjtën fushë për disa vite pa pasur nevojë për plehra azotike.

Mekanizmi biokimik i fiksimit të drejtpërdrejtë të azotit atmosferik kryhet me pjesëmarrjen e enzimës nitrogjenazë, e cila katalizon ndarjen e molekulës së azotit (N 2). Ky proces kërkon shpenzime të konsiderueshme energjie për të thyer lidhjen e trefishtë në molekulën e azotit. Reagimi ndodh me pjesëmarrjen e një molekule uji, duke rezultuar në formimin e amoniakut (NH 3), për shembull, në nyjet e bishtajore. Për të rregulluar 1 g azot, bakteret shpenzojnë rreth 10 g glukozë (rreth 40 kcal), të sintetizuara gjatë fotosintezës, d.m.th., efikasiteti është vetëm 10%.

Ky shembull ilustron gjithashtu përfitimet e simbiozës si një strategji "bashkëpunimi" që promovon mbijetesën. Nuk është e vështirë të arrish në idenë se është premtuese zhvillimi i varieteteve të kulturave bujqësore që, duke përdorur simbiozë me mikroorganizmat fiksues të azotit, do të prodhonin rendimente të mira pa përdorimin e plehrave.

Komponimet organike që përmbajnë azot të formuara në bimë përmes zinxhirëve trofikë hyjnë në trupin e heterotrofeve (kafshëve), si dhe në tokë pasi bimët vdesin. Në tokë ato i nënshtrohen dekompozimit me pjesëmarrjen e saprofagëve, mineralizohen dhe më pas përdoren nga bimë të tjera. Lidhja përfundimtare në dekompozim janë organizmat amonifikues që formojnë amoniak (NH 3). Amoniaku është i përfshirë në reaksionet e nitrifikimit, pra në formimin e nitriteve dhe shndërrimin e tyre në nitrate. Kështu, cikli i azotit në tokë ruhet vazhdimisht.

Në të njëjtën kohë, një pjesë e azotit kthehet në atmosferë për shkak të aktivitetit të baktereve denitrifikuese, të cilat dekompozojnë nitratet në azot molekular (N 2). Si rezultat i denitrifikimit bakterial, deri në 50 - 60 kg azot avullon çdo vit nga 1 hektar tokë.

Pezullimi i ciklit të azotit mund të ndodhë për shkak të akumulimit të tij në sedimentet e thella të oqeanit. Në këtë rast, azoti fiket nga cikli për disa miliona vjet. Humbjet kompensohen nga furnizimi me gaz azotik gjatë shpërthimeve vullkanike. Yu. Odum beson se shpërthimet vullkanike janë të dobishme në këtë kuptim, dhe nëse "të gjithë vullkanet në Tokë janë të bllokuara, atëherë më shumë njerëz mund të vdesin nga uria sesa po vuajnë nga shpërthimet" (Odum Yu. Ecology. M.: Mir , 1986). . T. 1. F. 209).

Cikli i azotit është një shembull i një cikli të gaztë të mirëmbajtur. Është një faktor i rëndësishëm që kufizon ose kontrollon numrin e organizmave.

Cikli i azotit është studiuar në detaje të mjaftueshme. Dihet, veçanërisht, se nga 10 9 ton azot që asimilohen çdo vit në biosferë, rreth 80% kthehet në ciklin nga toka dhe uji dhe vetëm 20% e sasisë së kërkuar është azot "i ri" që vjen nga. atmosfera me shi dhe si pasojë e fiksimit të azotit. Në të kundërt, nga azoti i furnizuar në fusha nëpërmjet plehrave, shumë pak ripërdoret; pjesa më e madhe humbet me korrjen si rezultat i heqjes së ujit dhe denitrifikimit.

Cikli i fosforit

Fosfori është gjithashtu një element i domosdoshëm për ushqimin e organizmave të gjallë dhe luan një rol jetik në rritjen dhe zhvillimin e bimëve.

Rezervuari i fosforit, ndryshe nga azoti, nuk është atmosfera, por shkëmbinj dhe sedimente të tjera të formuara në epokat e kaluara gjeologjike. Fosfori mineral gjendet në shumë shkëmbinj. Ai hyn në hidrosferë gjatë erozionit të tyre, depozitohet si sediment në ujërat e cekëta dhe pjesërisht depozitohet në llumrat e thellë të detit.

Tek kafshët, fosfori në formën e përbërjeve organike (në veçanti me proteina) është pjesë e eshtrave dhe indeve të tjera. Ai gjithashtu luan një rol në proceset e ruajtjes së energjisë të qelizave në formën e acideve adenozine trifosforike dhe adenozinës difosforike.

Si rezultat i dekompozimit të organizmave të vdekur dhe mineralizimit të përbërjeve organike, fosfori në formën e fosfateve (kripërat e acidit ortofosforik) përdoret përsëri nga bimët dhe në këtë mënyrë përsëri përfshihet në cikël.

Largimi i fosforit nga cikli ndodh për shkak të akumulimit të tij në sedimentet e poshtme. Cikli i fosforit është një shembull i një cikli të thjeshtë sedimentar me "bufer" të pamjaftueshëm dhe mekanizma vetërregullues të dëmtuar për shkak të ndikimit antropogjen në mjedis. Ekziston një mendim se mekanizmat për kthimin e fosforit në cikël janë të pamjaftueshëm dhe nuk kompensojnë humbjet që lidhen me teknogjenezën.

Aktivitetet njerëzore si peshkimi dhe peshkimi i shpendëve çojnë në një çekuilibër në ekuilibrin e fosforit. Sipas J. Hutchinson, vetëm rreth 60,000 ton fosfor elementar kthehen në tokë si rezultat i peshkimit (Cituar nga: Odum Yu. Ecology. M.: Mir, 1986. Vol. 1). 1-2 milion ton shkëmbinj që përmbajnë fosfor nxirren çdo vit për plehra. Për më tepër, pjesa më e madhe e kësaj sasie lahet me ujë dhe hiqet nga qarkullimi.

Aktualisht, ekziston shqetësimi për rritjen e përqendrimit të fosfateve në ekosistemet ujore, gjë që çon në rritjen intensive të tyre, degradimin e ekosistemeve dhe përfundimisht vdekjen e tyre.

Fosfori përdoret gjerësisht në teknologjinë bujqësore në formën e plehrave fosforike (minerale) për të rritur pjellorinë e tokës dhe rendimentet e të korrave. Kështu, fosfori mineral hyn në ekosistemet ujore dhe tokësore - për shkak të largimit të fosfateve të tretura me ujërat e zeza bujqësore dhe rrjedhjeve nga fushat ku përdoreshin plehrat fosforike, si dhe shkarkimit të ujërave të zeza komunale dhe industriale.

Sipas J. Hutchinson, koha e qarkullimit të fosforit në ujin e liqeneve të vegjël (sipërfaqja 0,3 - 0,4 km 2 dhe thellësia 6 - 7 m) është 5,4 - 7,6 ditë, dhe liqenet e mëdhenj (sipërfaqja 2 km 2, thellësia rreth 4 m ) - 17 ditë. Koha e qarkullimit në sedimentet e poshtme është shumë më e gjatë dhe është afërsisht 40 dhe 176 ditë, respektivisht. Ndryshimi në vlerën e treguesit me sa duket shpjegohet me faktin se në liqenet e vegjël raporti i sipërfaqes së sedimenteve të poshtme me vëllimin e ujit është më i madh. Kështu, fosfori depozitohet në trupa ujorë të mëdhenj, por jo të thellë, gjë që e ndërlikon shumë luftën kundër rritjes së tepërt të tyre.

Hidrobiontet luajnë një rol të madh në vetë-pastrimin. Kështu, kafshët që ushqehen me filtër dhe detritivorët japin një kontribut të rëndësishëm në ciklin e fosforit. Për shembull, një popullatë molusqesh bivalve që ushqehen me filtër Modiolus demissus në 2,5 ditë "kthehet" nga uji aq shumë fosfor "të pezulluar" sa përmbahet në ujë, d.m.th., koha e qarkullimit të fosforit "të pezulluar" është vetëm 2,5 ditë ( Odum Yu. M.: Mir, 1986. T. 1. F. 219).

Në të njëjtën kohë, siç u përmend tashmë, fosfori është jetik për bimët dhe është një nga faktorët që kufizojnë numrin e bimëve dhe organizmave të tjerë të përfshirë në zinxhirët trofikë.

Cikli i squfurit

Diagrami i ciklit të squfurit është paraqitur në Fig. 8.

Squfuri mineral hyn në tokë si rezultat i dekompozimit natyror të squfurit dhe piriteve të bakrit në shkëmbinj. Transportohet me reshje dhe futet në ekosistemet tokësore dhe ujore.

Cikli i squfurit karakterizohet nga një fond rezervë i gjerë në tokë dhe sedimente dhe një rezervë më e vogël në atmosferë.

Në grupin e shkëmbimit të shpejtë të squfurit, grupet e specializuara të mikroorganizmave (sulfat-oksidues dhe sulfate-reduktues) luajnë një rol kyç.

Squfuri është një përbërës i proteinave dhe është pjesë e një numri aminoacidesh: cistinë, cisteinë, metioninë. Këto aminoacide sintetizohen nga bimët duke përdorur mineralin e squfurit. Squfuri hyn në trupin e kafshëve me ushqime bimore.

Oriz. 8. Cikli i squfurit, që mbulon ajrin, ujin dhe tokën.

"Unaza" në qendër të diagramit ilustron proceset e oksidimit (O) dhe reduktimit (R), për shkak të të cilave squfuri shkëmbehet midis grupit të sulfatit të disponueshëm (SO 4) dhe grupit të sulfideve të hekurit në tokë dhe sedimente. . Mikroorganizmat e specializuar kryejnë reaksione: H 2 S ® S 2 ® SO 4 - baktere squfuri pa ngjyrë, jeshile dhe vjollcë; SO 4 ®H 2 S (reduktimi anaerobik i sulfatit) - Desulfovibrio; H2S®SO4 (oksidimi i sulfurit aerobik) - tiobacillus; S organike në SO 4 dhe H 2 S janë mikroorganizma heterotrofikë aerobikë dhe anaerobe përkatësisht. Prodhimi parësor, natyrisht, siguron përfshirjen e sulfatit në lëndën organike dhe ekskretimi nga kafshët shërben si një mjet për kthimin e sulfatit në cikël. Dioksidi i squfurit (SO 2), i çliruar në atmosferë gjatë djegies së lëndëve djegëse fosile, veçanërisht qymyrit, është një nga komponentët më të rrezikshëm të emetimeve industriale (sipas Yu. Odum, 1986).

6.1. Cikli i ujit

Cikli i ujit- një nga komponentët kryesorë të qarkullimit abiotik të substancave, përfshin kalimin e ujit nga gjendje të lëngët në të gaztë dhe të ngurtë dhe mbrapa (Fig. 9). Ai ka të gjitha tiparet kryesore të cikleve të tjera - është gjithashtu afërsisht i balancuar në shkallën e të gjithë globit dhe drejtohet nga energjia. Cikli i ujit është cikli më i rëndësishëm në Tokë për sa i përket transferimit të masës dhe konsumit të energjisë. Çdo sekondë në të përfshihen 16.5 milionë m3 ujë dhe për këtë shpenzohen më shumë se 40 miliardë MW energji diellore.

Oriz. 9. Cikli i ujit në natyrë

Proceset kryesore që sigurojnë ciklin e ujit janë: infiltrim, avullim, rrjedhje:

1. Infiltrimi - avullimi - transpirimi: uji përthithet nga toka, mbahet si ujë kapilar dhe më pas kthehet në atmosferë, duke avulluar nga sipërfaqja e tokës, ose thithet nga bimët dhe lëshohet si avull gjatë transpirimit;

2. Rrjedha sipërfaqësore dhe nëntokësore: uji bëhet pjesë e ujërave sipërfaqësore. Lëvizja e ujërave nëntokësore: Uji hyn dhe lëviz nëpër tokë, duke ushqyer puset dhe burimet, përpara se të rihyjë në sistemin e ujërave sipërfaqësore.

Kështu, cikli i ujit mund të përfaqësohet në formën e dy shtigjeve energjetike: rruga e sipërme (avullimi) drejtohet nga energjia diellore, shtegu i poshtëm (reshjet) u jep energji liqeneve, lumenjve, ligatinave, ekosistemeve të tjera dhe drejtpërdrejt njerëzve. për shembull, në hidrocentrale. Aktivitetet njerëzore kanë një ndikim të madh në ciklin global të ujit, i cili mund të ndryshojë motin dhe klimën. Si rezultat i mbulimit të sipërfaqes së tokës me materiale të papërshkueshme nga uji, ndërtimit të sistemeve të ujitjes, ngjeshjes së tokës së punueshme, shkatërrimit të pyjeve etj., rrjedhja e ujit në oqean rritet dhe rimbushja e ujërave nëntokësore zvogëlohet. Në shumë zona të thata, këta rezervuarë pompohen nga njerëzit më shpejt se sa mbushen. Në Rusi, 3,367 depozita ujore nëntokësore janë eksploruar për furnizim me ujë dhe ujitje të tokës. Rezervat e shfrytezueshme te depozitave te eksploruara jane 28.5 km 3/vit. Shkalla e zhvillimit të këtyre rezervave në Federatën Ruse nuk është më shumë se 33%, dhe 1610 depozita janë në funksion.

E veçanta e ciklit është se më shumë ujë avullohet nga oqeani (afërsisht 3,8 x 10 14 ton) sesa kthehet me reshje (afërsisht 3,4 x 10 14 ton). Në tokë, përkundrazi, më shumë reshje bien (afërsisht 1,0 10 14 t) sesa avullojnë (në total rreth 0,6 10 14 t). Për shkak se më shumë ujë avullohet nga oqeani sesa kthehet, pjesa më e madhe e sedimentit të përdorur nga ekosistemet tokësore, duke përfshirë agroekosistemet që prodhojnë ushqim njerëzor, përbëhet nga uji që avullohet nga deti. Uji i tepërt nga toka derdhet në liqene dhe lumenj, dhe prej andej përsëri në oqean. Sipas vlerësimeve ekzistuese, trupat ujorë të ëmbël (liqenet dhe lumenjtë) përmbajnë 0,25 10 14 ton ujë, dhe prurja vjetore është 0,2 10 14 ton. Kështu, koha e qarkullimit të ujit të ëmbël është afërsisht një vit. Diferenca midis sasisë së reshjeve që bien në tokë në vit (1,0 10 14 t) dhe rrjedhjes (0,2 10 14 t) është 0,8 10 14 t, e cila avullon dhe futet në akuiferët e nëntokës. Rrjedhja sipërfaqësore plotëson pjesërisht rezervuarët e ujërave nëntokësore dhe vetë rimbushet prej tyre.

Reshjet atmosferike janë lidhja kryesore në qarkullimin e lagështisë dhe në masë të madhe përcakton regjimin hidrologjik të ekosistemeve tokësore. Shpërndarja e tyre në të gjithë territorin, veçanërisht në male, është e pabarabartë, gjë që i detyrohet karakteristikave të proceseve atmosferike dhe sipërfaqes së poshtme. Për shembull, për pyjet e hapura pyjore-tundra të provincës pyjore Putorana të Siberisë Qendrore, sasia vjetore e reshjeve është 617 mm, për pyjet e taigës veriore të rrethit të rritjes pyjore Tunguska të Poshtme - 548, dhe për taigën jugore. pyjet e rajonit Angara zvogëlohet në 465 mm (Tabela 2).

tabela 2

Avullimi i ekosistemeve pyjore të meridianit Yenisei

* – Vedrova et al. (nga libri Forest Ekosystems of the Yenisei Meridian, 2002);

**, *** – Burenina dhe të tjerët (po aty).

Avullimi ka një nga vendet kryesore. Me ardhjen e jetës në Tokë, cikli i ujit u bë relativisht kompleks, pasi fenomeni fizik i shndërrimit të ujit në avull u plotësua nga procesi i avullimit biologjik i lidhur me jetën e bimëve dhe kafshëve - transpirimi. Së bashku me reshjet dhe rrjedhjet, avullimi i transpirimit, i cili përfshin avullimin e reshjeve të përgjuara, transpirimin e lagështisë nga bimët dhe avullimin nën kulm, është zëri kryesor i shpenzimeve të bilancit ujor, veçanërisht në ekosistemet pyjore. Për shembull, në një pyll tropikal shiu sasia e ujit të avulluar nga bimët arrin 7000 m3/km2 në vit, ndërsa në një savanë në të njëjtën gjerësi dhe lartësi nga e njëjta zonë nuk i kalon 3000 m3/km2 në vit.

Bimësia në përgjithësi luan një rol të rëndësishëm në avullimin e ujit, duke ndikuar kështu në klimën e rajoneve. Shkalla e avullimit varet nga ekuilibri i rrezatimit dhe produktiviteti i ndryshëm i bimësisë. Siç mund të shihet nga tabela. 2, me një rritje të fitomasës mbitokësore për shkak të avullimit më të madh të sedimenteve të përgjuara dhe konsumit të lagështirës së transpirimit, avullimi total rritet.

Përveç kësaj, bimësia më e lartë kryen një funksion të mbrojtjes së ujit dhe rregullimit të ujit që është shumë i rëndësishëm për ekosistemet tokësore: zbut përmbytjet, duke mbajtur lagështinë në tokë dhe duke i parandaluar ato nga tharja dhe erozioni. Për shembull, kur ndodh shpyllëzimi, në disa raste rritet probabiliteti i përmbytjes dhe kënetimit të territorit, në të tjera, procesi i ndalimit të transpirimit mund të çojë në një "tharje" të klimës. Shpyllëzimi ndikon negativisht në ujërat nëntokësore, duke reduktuar aftësinë e zonës për të mbajtur reshjet. Në disa vende, pyjet ndihmojnë në rimbushjen e akuiferëve, megjithëse në shumicën e rasteve pyjet në fakt i thajnë ato.

Tabela 3

Përqindja e ujit të freskët dhe të kripur në Tokë

Rezervat totale të ujit në Tokë vlerësohen në rreth 1.5 deri në 2.5 miliardë km 3 . Uji i kripur përbën rreth 97% të vëllimit të masës ujore, Oqeani Botëror përbën 96,5% (Tabela 3). Vëllimi i ujit të ëmbël, sipas vlerësimeve të ndryshme, është 35-37 milion km 3, ose 2,5-2,7% e rezervave totale të ujit në Tokë. Pjesa më e madhe e ujit të ëmbël (68-70%) është e përqendruar në akullnajat dhe mbulesën e borës (sipas Reimers, 1990).

Shkencëtari i shquar rus Akademiku V.I. Vernadsky.

Biosfera- guaska komplekse e jashtme e Tokës, e cila përmban të gjithë organizmat e gjallë dhe atë pjesë të substancës së planetit që është në proces shkëmbimi të vazhdueshëm me këta organizma. Kjo është një nga gjeosferat më të rëndësishme të Tokës, e cila është përbërësi kryesor i mjedisit natyror që rrethon njerëzit.

Toka është e përbërë nga koncentrikë predha(gjeosferat) si të brendshme ashtu edhe të jashtme. Ato të brendshme përfshijnë bërthamën dhe mantelin, dhe ato të jashtme: litosferë - guaska shkëmbore e Tokës, duke përfshirë koren e tokës (Fig. 1) me trashësi 6 km (nën oqean) deri në 80 km (sistemet malore); hidrosferë - guaska ujore e Tokës; Atmosferë- mbështjellësi i gaztë i Tokës, i përbërë nga një përzierje e gazrave të ndryshëm, avujt e ujit dhe pluhuri.

Në një lartësi prej 10 deri në 50 km ka një shtresë ozoni, me përqendrim maksimal në lartësinë 20-25 km, duke mbrojtur Tokën nga rrezatimi i tepërt ultravjollcë, i cili është fatal për trupin. Këtu (gjeosferave të jashtme) i përket edhe biosfera.

Biosfera - guaska e jashtme e Tokës, e cila përfshin një pjesë të atmosferës deri në lartësinë 25-30 km (deri në shtresën e ozonit), pothuajse të gjithë hidrosferën dhe pjesën e sipërme të litosferës në një thellësi prej afërsisht 3 km

Oriz. 1. Skema e strukturës së kores së tokës

(Fig. 2). E veçanta e këtyre pjesëve është se ato janë të banuara nga organizma të gjallë që përbëjnë lëndën e gjallë të planetit. Ndërveprim pjesë abiotike e biosferës- ajri, uji, gurët dhe lënda organike - biotat shkaktoi formimin e dherave dhe shkëmbinjve sedimentarë.

Oriz. 2. Struktura e biosferës dhe raporti i sipërfaqeve të zëna nga njësitë strukturore bazë

Cikli i substancave në biosferë dhe ekosisteme

Të gjitha përbërjet kimike të disponueshme për organizmat e gjallë në biosferë janë të kufizuara. Shkarkimi i substancave kimike të përshtatshme për asimilim shpesh pengon zhvillimin e grupeve të caktuara të organizmave në zonat lokale të tokës ose oqeanit. Sipas akademikut V.R. Williams, mënyra e vetme për të dhënë vetitë e fundme të infinitit është ta bëjmë atë të rrotullohet përgjatë një kurbë të mbyllur. Rrjedhimisht, qëndrueshmëria e biosferës ruhet për shkak të ciklit të substancave dhe rrjedhave të energjisë. Në dispozicion dy cikle kryesore të substancave: të mëdha - gjeologjike dhe të vogla - biogjeokimike.

Cikli i madh gjeologjik(Fig. 3). Shkëmbinjtë kristalorë (magmatikë) shndërrohen në shkëmbinj sedimentarë nën ndikimin e faktorëve fizikë, kimikë dhe biologjikë. Rëra dhe argjila janë sedimente tipike, produkte të transformimit të shkëmbinjve të thellë. Sidoqoftë, formimi i sedimenteve ndodh jo vetëm për shkak të shkatërrimit të shkëmbinjve ekzistues, por edhe përmes sintezës së mineraleve biogjene - skeleteve të mikroorganizmave - nga burimet natyrore - ujërat e oqeanit, deteve dhe liqeneve. Sedimentet e lirshme ujore, pasi janë të izoluara në fund të rezervuarëve me pjesë të reja të materialit sedimentar, të zhytur në thellësi dhe të ekspozuara ndaj kushteve të reja termodinamike (temperatura dhe presione më të larta), humbasin ujin, ngurtësohen dhe shndërrohen në shkëmbinj sedimentarë.

Më pas, këta shkëmbinj zhyten në horizonte edhe më të thella, ku ndodhin proceset e shndërrimit të tyre të thellë në kushte të reja të temperaturës dhe presionit - ndodhin procese metamorfizmi.

Nën ndikimin e rrjedhave endogjene të energjisë, shkëmbinjtë e thellë shkrihen, duke formuar magmë - një burim i shkëmbinjve të rinj magmatikë. Pasi këta shkëmbinj ngrihen në sipërfaqen e Tokës, nën ndikimin e proceseve të motit dhe transportit, ata përsëri shndërrohen në shkëmbinj të rinj sedimentarë.

Kështu, cikli i madh shkaktohet nga bashkëveprimi i energjisë diellore (ekzogjene) me energjinë e thellë (endogjene) të Tokës. Ai rishpërndan substancat midis biosferës dhe horizonteve më të thella të planetit tonë.

Oriz. 3. Cikli i madh (gjeologjik) i substancave (shigjeta të holla) dhe ndryshime në diversitetin në koren e tokës (shigjeta të gjera të forta - rritje, shigjeta të thyera - ulje e diversitetit)

Nga Gyre e Madhe Quhet gjithashtu cikli i ujit midis hidrosferës, atmosferës dhe litosferës, i cili drejtohet nga energjia e Diellit. Uji avullohet nga sipërfaqja e rezervuarëve dhe tokës dhe më pas kthehet në Tokë në formën e reshjeve. Mbi oqean, avullimi i kalon reshjet mbi tokë, është e kundërta. Këto dallime kompensohen nga rrjedhat e lumenjve. Bimësia e tokës luan një rol të rëndësishëm në ciklin global të ujit. Transpirimi i bimëve në zona të caktuara të sipërfaqes së tokës mund të përbëjë deri në 80-90% të reshjeve që bien këtu, dhe mesatarisht për të gjitha zonat klimatike - rreth 30%. Ndryshe nga cikli i madh, cikli i vogël i substancave ndodh vetëm brenda biosferës. Marrëdhënia midis cikleve të mëdha dhe të vogla të ujit është paraqitur në Fig. 4.

Ciklet në një shkallë planetare krijohen nga lëvizjet e panumërta ciklike lokale të atomeve të nxitura nga aktiviteti jetësor i organizmave në ekosistemet individuale, dhe ato lëvizje të shkaktuara nga shkaqe peizazhi dhe gjeologjike (rrjedhja sipërfaqësore dhe nëntokësore, erozioni i erës, lëvizja e shtratit të detit, vullkanizmi, ndërtimi malor , etj.).

Oriz. 4. Marrëdhënia midis ciklit të madh gjeologjik (GGC) të ujit dhe ciklit të vogël biogjeokimik (SBC) të ujit

Ndryshe nga energjia, e cila sapo përdoret nga trupi shndërrohet në nxehtësi dhe humbet, substancat qarkullojnë në biosferë, duke krijuar cikle biogjeokimike. Nga më shumë se nëntëdhjetë elementë që gjenden në natyrë, organizmave të gjallë u duhen rreth dyzet. Ato më të rëndësishmet kërkohen në sasi të mëdha - karboni, hidrogjeni, oksigjeni, azoti. Ciklet e elementeve dhe substancave kryhen për shkak të proceseve vetërregulluese në të cilat marrin pjesë të gjithë përbërësit. Këto procese janë pa mbeturina. ekziston ligji i mbylljes globale të ciklit biogjeokimik në biosferë, duke vepruar në të gjitha fazat e zhvillimit të saj. Në procesin e evolucionit të biosferës rritet roli i komponentit biologjik në mbylljen e proceseve biogjeokimike.
të cilit cikli. Njerëzit kanë një ndikim edhe më të madh në ciklin biogjeokimik. Por roli i tij manifestohet në drejtim të kundërt (xhirot bëhen të hapura). Baza e ciklit biogjeokimik të substancave është energjia e Diellit dhe klorofili i bimëve të gjelbra. Ciklet e tjera më të rëndësishme - uji, karboni, azoti, fosfori dhe squfuri - lidhen dhe kontribuojnë në ciklin biogjeokimik.

Cikli i ujit në biosferë

Bimët përdorin hidrogjenin në ujë gjatë fotosintezës për të ndërtuar komponime organike, duke çliruar oksigjen molekular. Në proceset e frymëmarrjes të të gjitha qenieve të gjalla, gjatë oksidimit të përbërjeve organike, përsëri formohet uji. Në historinë e jetës, i gjithë uji i lirë në hidrosferë ka kaluar vazhdimisht nëpër cikle dekompozimi dhe formimi të ri në lëndën e gjallë të planetit. Rreth 500,000 km 3 ujë përfshihet në ciklin e ujit në Tokë çdo vit. Cikli i ujit dhe rezervat e tij janë paraqitur në Fig. 5 (në vlera relative).

Cikli i oksigjenit në biosferë

Toka i detyrohet atmosferës së saj unike me një përmbajtje të lartë të oksigjenit të lirë procesit të fotosintezës. Formimi i ozonit në shtresat e larta të atmosferës është i lidhur ngushtë me ciklin e oksigjenit. Oksigjeni lirohet nga molekulat e ujit dhe është në thelb një nënprodukt i aktivitetit fotosintetik në bimë. Në mënyrë abiotike, oksigjeni lind në shtresat e sipërme të atmosferës për shkak të fotodissociimit të avullit të ujit, por ky burim përbën vetëm të mijtën e përqindjes së atij që furnizohet nga fotosinteza. Ekziston një ekuilibër i lëngjeve midis përmbajtjes së oksigjenit në atmosferë dhe hidrosferës. Në ujë është afërsisht 21 herë më pak.

Oriz. 6. Diagrami i ciklit të oksigjenit: shigjeta të theksuara - rrjedhat kryesore të furnizimit dhe konsumit të oksigjenit

Oksigjeni i çliruar konsumohet intensivisht në proceset e frymëmarrjes të të gjithë organizmave aerobikë dhe në oksidimin e përbërjeve të ndryshme minerale. Këto procese ndodhin në atmosferë, tokë, ujë, baltë dhe shkëmbinj. Është treguar se një pjesë e konsiderueshme e oksigjenit të lidhur në shkëmbinjtë sedimentarë është me origjinë fotosintetike. Fondi i këmbimit O në atmosferë përbën jo më shumë se 5% të prodhimit total fotosintetik. Shumë baktere anaerobe gjithashtu oksidojnë lëndën organike përmes procesit të frymëmarrjes anaerobe, duke përdorur sulfate ose nitrate.

Zbërthimi i plotë i lëndës organike të krijuar nga bimët kërkon saktësisht të njëjtën sasi oksigjeni që lirohet gjatë fotosintezës. Varrimi i lëndës organike në shkëmbinj sedimentarë, thëngjij dhe torfe shërbeu si bazë për ruajtjen e fondit të shkëmbimit të oksigjenit në atmosferë. I gjithë oksigjeni në të kalon një cikël të plotë nëpër organizmat e gjallë në rreth 2000 vjet.

Aktualisht, një pjesë e konsiderueshme e oksigjenit atmosferik është e lidhur si rezultat i transportit, industrisë dhe formave të tjera të aktivitetit antropogjen. Dihet se njerëzimi tashmë shpenzon më shumë se 10 miliardë tonë oksigjen të lirë nga një sasi totale prej 430-470 miliardë tonësh të furnizuar nga proceset e fotosintezës. Nëse marrim parasysh se vetëm një pjesë e vogël e oksigjenit fotosintetik hyn në fondin e këmbimit, aktiviteti njerëzor në këtë drejtim fillon të marrë përmasa alarmante.

Cikli i oksigjenit është i lidhur ngushtë me ciklin e karbonit.

Cikli i karbonit në biosferë

Karboni si element kimik është baza e jetës. Mund të kombinohet me shumë elementë të tjerë në mënyra të ndryshme për të formuar molekula organike të thjeshta dhe komplekse që përbëjnë qelizat e gjalla. Për sa i përket shpërndarjes në planet, karboni renditet i njëmbëdhjeti (0.35% e peshës së kores së tokës), por në lëndën e gjallë mesatarisht është rreth 18 ose 45% e biomasës së thatë.

Në atmosferë, karboni është pjesë e dioksidit të karbonit CO 2 dhe, në një masë më të vogël, metanit CH 4 . Në hidrosferë, CO 2 shpërndahet në ujë, dhe përmbajtja e tij totale është shumë më e lartë se ajo atmosferike. Oqeani shërben si një tampon i fuqishëm për rregullimin e CO 2 në atmosferë: me rritjen e përqendrimit të tij në ajër, rritet thithja e dioksidit të karbonit nga uji. Disa nga molekulat e CO 2 reagojnë me ujin, duke formuar acid karbonik, i cili më pas shpërndahet në jone HCO 3 - dhe CO 2- 3. Këto jone reagojnë me kationet e kalciumit ose magnezit për të precipituar karbonatet, duke mbajtur a pH konstant i ujit.

Dioksidi i karbonit në atmosferë dhe hidrosferë është një fond shkëmbimi në ciklin e karbonit, nga ku merret nga bimët tokësore dhe algat. Fotosinteza qëndron në themel të të gjitha cikleve biologjike në Tokë. Lëshimi i karbonit fiks ndodh gjatë aktivitetit të frymëmarrjes të vetë organizmave fotosintetikë dhe të gjithë heterotrofeve - baktereve, kërpudhave, kafshëve që përfshihen në zinxhirin ushqimor për shkak të lëndës organike të gjallë ose të vdekur.

Oriz. 7. Cikli i karbonit

Veçanërisht aktiv është kthimi i CO2 në atmosferë nga toka, ku përqendrohet aktiviteti i grupeve të shumta të organizmave, duke dekompozuar mbetjet e bimëve dhe kafshëve të ngordhura dhe bëhet frymëmarrja e sistemeve rrënore të bimëve. Ky proces integral quhet "frymëmarrja e tokës" dhe jep një kontribut të rëndësishëm në rimbushjen e fondit të shkëmbimit të CO2 në ajër. Paralelisht me proceset e mineralizimit të lëndës organike, humusi formohet në tokë - një kompleks molekular kompleks dhe i qëndrueshëm i pasur me karbon. Humusi i tokës është një nga rezervuarët e rëndësishëm të karbonit në tokë.

Në kushtet kur aktiviteti i shkatërruesve pengohet nga faktorë mjedisorë (për shembull, kur një regjim anaerobik ndodh në tokë dhe në fund të rezervuarëve), lënda organike e akumuluar nga bimësia nuk dekompozohet, duke u kthyer me kalimin e kohës në shkëmbinj si qymyri ose kafe. qymyr, torfe, sapropelë, argjilë nafte dhe të tjera të pasura me energji të akumuluar diellore. Ata plotësojnë fondin rezervë të karbonit, duke u shkëputur nga cikli biologjik për një kohë të gjatë. Karboni gjithashtu depozitohet përkohësisht në biomasë të gjallë, në mbeturina të ngordhura, në lëndë organike të tretur të oqeanit, etj. Megjithatë fondin kryesor rezervë të karbonit me shkrim nuk janë organizma të gjallë apo lëndë djegëse fosile, por shkëmbinjtë sedimentarë - gëlqerorët dhe dolomitet. Formimi i tyre shoqërohet gjithashtu me aktivitetin e materies së gjallë. Karboni i këtyre karbonateve groposet për një kohë të gjatë në zorrët e Tokës dhe hyn në cikël vetëm gjatë erozionit kur shkëmbinjtë ekspozohen në cikle tektonike.

Vetëm fraksione të një për qind të karbonit nga sasia totale në Tokë marrin pjesë në ciklin biogjeokimik. Karboni nga atmosfera dhe hidrosfera kalon nëpër organizmat e gjallë shumë herë. Bimët e tokës janë në gjendje të shterojnë rezervat e saj në ajër në 4-5 vjet, rezervat në humusin e tokës - në 300-400 vjet. Kthimi kryesor i karbonit në fondin e këmbimit ndodh për shkak të aktivitetit të organizmave të gjallë, dhe vetëm një pjesë e vogël e tij (të mijëtat e përqindjes) kompensohet nga lirimi nga zorrët e Tokës si pjesë e gazeve vullkanike.

Aktualisht, nxjerrja dhe djegia e rezervave të mëdha të lëndëve djegëse fosile po bëhet një faktor i fuqishëm në transferimin e karbonit nga rezerva në fondin e këmbimit të biosferës.

Cikli i azotit në biosferë

Atmosfera dhe lënda e gjallë përmbajnë më pak se 2% të të gjithë azotit në Tokë, por është ajo që mbështet jetën në planet. Azoti është pjesë e molekulave organike më të rëndësishme - ADN-së, proteinave, lipoproteinave, ATP, klorofilit, etj. Në indet bimore, raporti i tij ndaj karbonit është mesatarisht 1:30, dhe në algat e detit I: 6. Cikli biologjik i azotit është prandaj edhe i lidhur ngushtë me karbonin.

Azoti molekular i atmosferës është i paarritshëm për bimët, të cilat mund ta thithin këtë element vetëm në formën e joneve të amonit, nitrateve ose nga toka ose tretësirat ujore. Prandaj, mungesa e azotit është shpesh një faktor që kufizon prodhimin parësor - puna e organizmave që lidhet me krijimin e substancave organike nga ato inorganike. Sidoqoftë, azoti atmosferik është përfshirë gjerësisht në ciklin biologjik për shkak të aktivitetit të baktereve të veçanta (fiksuesit e azotit).

Mikroorganizmat amonifikues gjithashtu luajnë një rol të madh në ciklin e azotit. Ata dekompozojnë proteinat dhe substancat e tjera organike që përmbajnë azot në amoniak. Në formën e amoniumit, azoti pjesërisht ripërthithet nga rrënjët e bimëve, dhe pjesërisht kapet nga mikroorganizmat nitrifikues, gjë që është e kundërta e funksioneve të grupit të mikroorganizmave - denitrifikuesit.

Oriz. 8. Cikli i azotit

Në kushte anaerobe në tokë ose ujë, ata përdorin oksigjenin nga nitratet për të oksiduar substancat organike, duke marrë energji për jetën e tyre. Azoti reduktohet në azot molekular. Fiksimi dhe denitrifikimi i azotit janë afërsisht të ekuilibruar në natyrë. Kështu, cikli i azotit varet kryesisht nga aktiviteti i baktereve, ndërsa bimët integrohen në të, duke përdorur produkte të ndërmjetme të këtij cikli dhe duke rritur në masë të madhe shkallën e qarkullimit të azotit në biosferë përmes prodhimit të biomasës.

Roli i baktereve në ciklin e azotit është aq i madh sa nëse shkatërrohen vetëm 20 lloje të tyre, jeta në planetin tonë do të pushojë.

Fiksimi jobiologjik i azotit dhe hyrja e oksideve dhe amoniakut të tij në tokë ndodh edhe me reshjet gjatë jonizimit atmosferik dhe shkarkimeve të rrufesë. Industria moderne e plehrave rregullon azotin atmosferik në nivele më të mëdha se fiksimi natyror i azotit në mënyrë që të rrisë prodhimin e të korrave.

Aktualisht, aktiviteti njerëzor po ndikon gjithnjë e më shumë në ciklin e azotit, kryesisht në drejtim të tejkalimit të transferimit të tij në forma të lidhura gjatë proceseve të kthimit në gjendjen molekulare.

Cikli i fosforit në biosferë

Ky element, i nevojshëm për sintezën e shumë substancave organike, duke përfshirë ATP, ADN, ARN, absorbohet nga bimët vetëm në formën e joneve të acidit ortofosforik (P0 3 4 +). I përket elementëve që kufizojnë prodhimin parësor si në tokë ashtu edhe në oqean, pasi fondi i shkëmbimit të fosforit në tokë dhe ujëra është i vogël. Cikli i këtij elementi në shkallën e biosferës nuk është i mbyllur.

Në tokë, bimët nxjerrin fosfate nga toka, të çliruara nga dekompozuesit nga mbetjet organike të dekompozimit. Sidoqoftë, në tokën alkaline ose acide tretshmëria e përbërjeve të fosforit zvogëlohet ndjeshëm. Fondi kryesor rezervë i fosfateve përmbahet në shkëmbinjtë e krijuar në fundin e oqeanit në të kaluarën gjeologjike. Gjatë shpëlarjes së shkëmbinjve, një pjesë e këtyre rezervave kalon në tokë dhe shpërndahet në trupat ujorë në formën e pezullimeve dhe solucioneve. Në hidrosferë, fosfatet përdoren nga fitoplanktoni, duke kaluar përmes zinxhirëve ushqimorë tek hidrobiontet e tjera. Megjithatë, në oqean, shumica e përbërjeve të fosforit janë varrosur me mbetjet e kafshëve dhe bimëve në fund, e ndjekur nga një kalim me shkëmbinj sedimentarë në ciklin e madh gjeologjik. Në thellësi, fosfatet e tretura lidhen me kalciumin, duke formuar fosforite dhe apatite. Në biosferë, në fakt, ekziston një rrjedhë e njëanshme e fosforit nga shkëmbinjtë e tokës në thellësitë e oqeanit, prandaj, fondi i shkëmbimit të tij në hidrosferë është shumë i kufizuar.

Oriz. 9. Cikli i fosforit

Depozitat tokësore të fosforiteve dhe apatiteve përdoren në prodhimin e plehrave. Hyrja e fosforit në trupat e ujit të ëmbël është një nga arsyet kryesore për "lulëzimin" e tyre.

Cikli i squfurit në biosferë

Cikli i squfurit, i nevojshëm për ndërtimin e një numri aminoacidesh, është përgjegjës për strukturën tredimensionale të proteinave dhe mbahet në biosferë nga një gamë e gjerë bakteresh. Lidhjet individuale në këtë cikël përfshijnë mikroorganizma aerobikë që oksidojnë squfurin e mbetjeve organike në sulfate, si dhe reduktues anaerobe të sulfatit që reduktojnë sulfatet në sulfid hidrogjeni. Përveç grupeve të listuara të baktereve të squfurit, ato oksidojnë sulfurin e hidrogjenit në squfur elementar dhe më pas në sulfate. Bimët thithin vetëm jonet SO2-4 nga toka dhe uji.

Unaza në qendër ilustron procesin e oksidimit (O) dhe reduktimit (R) që shkëmben squfurin midis rezervuarit të sulfatit në dispozicion dhe pishinës së sulfurit të hekurit thellë në tokë dhe sedimente.

Oriz. 10. Cikli i squfurit. Unaza në qendër ilustron procesin e oksidimit (0) dhe reduktimit (R), përmes të cilit squfuri shkëmbehet midis grupit të sulfatit të disponueshëm dhe pishinës së sulfideve të hekurit të vendosura thellë në tokë dhe sedimente.

Akumulimi kryesor i squfurit ndodh në oqean, ku jonet e sulfatit rrjedhin vazhdimisht nga toka me rrjedhjen e lumenjve. Kur sulfuri i hidrogjenit lirohet nga uji, squfuri pjesërisht kthehet në atmosferë, ku oksidohet në dioksid, duke u shndërruar në acid sulfurik në ujërat e shiut. Përdorimi industrial i sasive të mëdha të sulfateve dhe squfurit elementar dhe djegia e lëndëve djegëse fosile lëshon vëllime të mëdha të dioksidit të squfurit në atmosferë. Kjo dëmton bimësinë, kafshët, njerëzit dhe shërben si burim i shiut acid, i cili përkeqëson efektet negative të ndërhyrjes njerëzore në ciklin e squfurit.

Shkalla e qarkullimit të substancave

Të gjitha ciklet e substancave ndodhin me shpejtësi të ndryshme (Fig. 11)

Kështu, ciklet e të gjithë elementëve biogjenikë në planet mbështeten nga ndërveprimi kompleks i pjesëve të ndryshme. Ato formohen nga aktiviteti i grupeve të organizmave me funksione të ndryshme, sistemi i rrjedhjes dhe avullimit që lidh oqeanin dhe tokën, proceset e qarkullimit të masave të ujit dhe ajrit, veprimi i forcave gravitacionale, tektonika e pllakave litosferike dhe të tjera të mëdha. -proceset gjeologjike dhe gjeofizike në shkallë.

Biosfera vepron si një sistem i vetëm kompleks në të cilin ndodhin cikle të ndryshme substancash. Drejtuesi kryesor i këtyre ciklet është lënda e gjallë e planetit, të gjithë organizmave të gjallë, sigurimi i proceseve të sintezës, transformimit dhe zbërthimit të lëndës organike.

Oriz. 11. Normat e qarkullimit të substancave (P. Cloud, A. Jibor, 1972)

Baza e pikëpamjes ekologjike të botës është ideja se çdo krijesë e gjallë është e rrethuar nga shumë faktorë të ndryshëm që ndikojnë në të, të cilët së bashku formojnë habitatin e saj - një biotop. Prandaj, biotopi - një pjesë e territorit që është homogjene për sa i përket kushteve të jetesës për lloje të caktuara të bimëve ose kafshëve(pjerrësia e një përroske, parku pyjor urban, liqeni i vogël ose pjesë e një liqeni të madh, por me kushte homogjene - pjesa bregdetare, pjesa me ujë të thellë).

Organizmat karakteristikë të një biotopi të caktuar përbëjnë komuniteti jetësor, ose biocenoza(kafshët, bimët dhe mikroorganizmat e liqeneve, livadheve, brigjeve).

Bashkësia e gjallë (biocenoza) formon një tërësi të vetme me biotopin e saj, i cili quhet sistemi (ekosistem) ekologjik. Një shembull i ekosistemeve natyrore është një kodër milingonash, liqen, pellg, livadh, pyll, qytet, fermë. Një shembull klasik i një ekosistemi artificial është një anije kozmike. Siç mund ta shihni, këtu nuk ka një strukturë të rreptë hapësinore. Afër konceptit të një ekosistemi është koncepti biogjeocenoza.

Përbërësit kryesorë të ekosistemeve janë:

• mjedis jo i gjallë (abiotik). Këto janë uji, mineralet, gazrat, si dhe lëndët organike dhe humusi;
• komponentët biotikë. Këto përfshijnë: prodhuesit ose prodhuesit (bimët e gjelbra), konsumatorët ose konsumatorët (qeniet e gjalla që ushqehen me prodhuesit) dhe dekompozuesit ose dekompozuesit (mikroorganizmat).

Natyra funksionon jashtëzakonisht ekonomikisht. Kështu, biomasa e krijuar nga organizmat (substanca e trupave të organizmave) dhe energjia që ato përmbajnë transferohen te anëtarët e tjerë të ekosistemit: kafshët hanë bimë, këto kafshë hahen nga kafshët e tjera. Ky proces quhet ushqim, ose trofik, zinxhir. Në natyrë, zinxhirët ushqimorë shpesh kryqëzohen, duke formuar një rrjetë ushqimore.

Shembuj të zinxhirëve ushqimorë: bimë - barngrënës - grabitqar; drithëra - miu i fushës - dhelpra etj dhe rrjeta ushqimore janë paraqitur në Fig. 12.

Kështu, gjendja e ekuilibrit në biosferë bazohet në bashkëveprimin e faktorëve mjedisorë biotikë dhe abiotikë, i cili ruhet përmes shkëmbimit të vazhdueshëm të materies dhe energjisë midis të gjithë përbërësve të ekosistemeve.

Në qarkullimet e mbyllura të ekosistemeve natyrore, së bashku me të tjerët, është e nevojshme pjesëmarrja e dy faktorëve: prania e dekompozuesve dhe furnizimi i vazhdueshëm me energji diellore. Në ekosistemet urbane dhe artificiale ka pak ose aspak dekompozues, kështu që mbetjet e lëngshme, të ngurta dhe të gazta grumbullohen duke ndotur mjedisin.

Oriz. 12. Rrjeti ushqimor dhe drejtimi i rrjedhës së materies

Roli i ujit në proceset që ndodhin në biosferë është i madh. Pa ujë, metabolizmi në organizmat e gjallë është i pamundur. Me ardhjen e jetës në Tokë, cikli i ujit u bë relativisht kompleks, pasi fenomeni i thjeshtë i avullimit fiziologjik u plotësua nga procesi më kompleks i avullimit biologjik (transpirimi), i lidhur me jetën e bimëve dhe kafshëve.

Shkurtimisht, cikli i ujit në natyrë mund të përshkruhet si më poshtë. Uji arrin në sipërfaqen e Tokës në formën e reshjeve, të cilat formohen kryesisht nga avujt e ujit që hyjnë në atmosferë si rezultat i avullimit fizik dhe avullimit të ujit nga bimët. Një pjesë e këtij uji avullon drejtpërdrejt nga sipërfaqja e trupave ujorë ose në mënyrë indirekte nëpërmjet bimëve dhe kafshëve, ndërsa pjesa tjetër ushqen ujërat nëntokësore (Figura 1.13).

Natyra e avullimit varet nga shumë faktorë. Kështu, në mënyrë të konsiderueshme më shumë ujë avullohet nga një njësi sipërfaqe në një zonë pyjore sesa nga sipërfaqja e një trupi ujor. Me uljen e mbulesës bimore, zvogëlohet edhe transpirimi dhe rrjedhimisht edhe sasia e reshjeve.

Rrjedha e ujit në ciklin hidrologjik përcaktohet nga avullimi dhe jo nga reshjet. Aftësia e atmosferës për të mbajtur avujt e ujit është e kufizuar. Një rritje në shkallën e avullimit çon në një rritje përkatëse të reshjeve. Uji që gjendet në ajër në formë avulli në çdo moment korrespondon me një shtresë mesatare 2,5 cm të trashë, të shpërndarë në mënyrë të barabartë në sipërfaqen e Tokës. Sasia e reshjeve që bien mesatarisht në vit është 65 cm. Për rrjedhojë, avulli i ujit nga fronti atmosferik qarkullon afërsisht 25 herë në vit (një herë në dy javë).

Përmbajtja e ujit në trupat ujorë dhe tokë është qindra herë më e madhe se në atmosferë, por ajo rrjedh nëpër dy fondet e para me të njëjtën shpejtësi. Koha mesatare e transportit të ujit në fazën e tij të lëngshme nëpër sipërfaqen e Tokës është rreth 3650 vjet, 10,000 herë më e gjatë se koha e transportit të tij në atmosferë. Njerëzit në procesin e aktivitetit ekonomik kanë një ndikim të fortë në bazë të ciklit hidrologjik - avullimi i ujit.

Ndotja e trupave ujorë dhe, para së gjithash, deteve dhe oqeaneve me produkte të naftës përkeqëson ndjeshëm procesin e avullimit fizik dhe një ulje të sipërfaqes pyjore - transpirimit. Kjo nuk mund të mos ndikojë në natyrën e ciklit të ujit në natyrë.

Figura 1.13 - Cikli i ujit

Ciklet globale të lëndëve ushqyese me rëndësi jetike ndahen në biosferë në shumë cikle të vogla të kufizuara në habitatet lokale të komuniteteve të ndryshme biologjike. Ato mund të jenë pak a shumë komplekse dhe në shkallë të ndryshme të ndjeshme ndaj llojeve të ndryshme të ndikimeve të jashtme. Por natyra ka vendosur që në kushte natyrore këto cikle biokimike janë "teknologji shembullore pa mbeturina". Cikliiteti mbulon 98-99% të lëndëve ushqyese dhe vetëm 1-2% nuk ​​shkon as dëm, por në rezervën gjeologjike (Figura 1.14).

1.8 Bazat e qëndrueshmërisë së biosferës

Stabiliteti i ekosistemeve dhe i gjithë biosferës së tyre varet nga shumë faktorë (Figura 1.15), thelbi i më të rëndësishmit prej të cilëve është si më poshtë:

Figura 1.15- Faktorët e qëndrueshmërisë së biosferës

1. Biosfera përdor burime të jashtme të energjisë: energjinë diellore dhe energjinë ngrohëse të brendësisë së tokës për të përmirësuar organizimin e saj, duke përdorur në mënyrë efektive energjinë e lirë, pa shkaktuar ndotje mjedisore. Përdorimi i vazhdueshëm i një sasie të caktuar energjie dhe shpërndarja e saj në formën e nxehtësisë ka krijuar një ekuilibër të vendosur evolucionarisht të nxehtësisë në biosferë.

Biocenozat karakterizohen nga ligji (parimi) i "përçueshmërisë së energjisë": rrjedha e përçuar e energjisë, që kalon nëpër nivelet trofike të biocenozës, shuhet vazhdimisht.

Në vitin 1942, R. Lindeman formuloi ligjin e piramidës së energjisë ose ligjin (rregullin) prej 10%, sipas të cilit mesatarisht rreth 10% lëvizin nga një nivel trofik i piramidës ekologjike në një nivel tjetër më të lartë ("në shkallë" prodhues - konsumator - dekompozues i energjisë së marrë në nivelin e mëparshëm të piramidës ekologjike.

2. Biosfera përdor substanca (kryesisht lëndë ushqyese të lehta) kryesisht në formë ciklesh. Ciklet biogjeokimike të elementeve janë përpunuar në mënyrë evolucionare dhe nuk çojnë në akumulimin e mbetjeve.

3. Ekziston një larmi e madhe speciesh dhe bashkësive biologjike në biosferë. Marrëdhëniet konkurruese dhe grabitqare midis specieve ndihmojnë në vendosjen e ekuilibrit midis tyre. Në të njëjtën kohë, praktikisht nuk ka specie dominuese me numër të tepruar, gjë që mbron biosferën nga rreziku i rëndë nga faktorët e brendshëm.

Diversiteti i specieve është një faktor në rritjen e rezistencës së ekosistemeve ndaj faktorëve të jashtëm. Pishina e gjeneve të natyrës së egër është një dhuratë e paçmuar, potenciali i së cilës deri më tani është shfrytëzuar vetëm në një masë të vogël.

4. Pothuajse të gjitha modelet karakteristike të materies së gjallë kanë rëndësi adaptive. Biosistemet janë të detyruara të përshtaten me kushtet e jetesës që ndryshojnë vazhdimisht. Në mjedisin gjithnjë në ndryshim të jetës, çdo lloj organizmi përshtatet në mënyrën e vet. Kjo shprehet me rregullin e individualitetit ekologjik: nuk ka dy specie identike.

Specifikimi ekologjik i specieve theksohet nga e ashtuquajtura aksioma e përshtatjes: secila specie përshtatet me një grup të përcaktuar rreptësisht të kushteve të ekzistencës specifike për të - një kamare ekologjike.

5. Vetërregullimi ose ruajtja e madhësisë së popullsisë varet nga një kombinim i faktorëve abiotikë dhe biotikë. Çdo popullatë ndërvepron me natyrën si një sistem integral.

Rregulli maksimal i popullsisë: madhësia e popullatave natyrore kufizohet nga varfërimi i burimeve ushqimore dhe kushtet e mbarështimit, pamjaftueshmëria e këtyre burimeve dhe periudha shumë e shkurtër e përshpejtimit të rritjes së popullsisë.

Çdo popullatë ka një strukturë të përcaktuar rreptësisht gjenetike, fenotike, gjinore dhe strukturë tjetër. Ai nuk mund të përbëhet nga më pak individë sesa është e nevojshme për të siguruar rezistencën e tij ndaj faktorëve mjedisorë.

Parimi i madhësisë minimale nuk është konstante për asnjë specie, ai është rreptësisht specifik për secilën popullatë. Kalimi përtej minimumit kërcënon popullsinë me vdekje: ajo nuk do të jetë më në gjendje të rigjenerojë veten.

Shkatërrimi i secilit prej këtyre faktorëve mund të çojë në një ulje të stabilitetit të të dy ekosistemeve individuale dhe biosferës në tërësi.

Informacione të lidhura.