Жизнь в биосфере функционирует при ограниченных ресурсах питательных веществ и отсутствии неограниченных внешних потоков этих веществ. Поэтому устойчивая жизнь в биосфере возможна лишь при стабильности окружающей среды. Такая стабильность обеспечивается замкнутостью круговорота веществ в биосфере, т.е. равенством друг с другом с высокой точностью процессов синтеза и разложения органического вещества.[ ...]
В процессе круговорота вещества происходит непрерывный синтез из простых неорганических соединений живого органического вещества и одновременное разрушение последнего в простейшие неорганические соединения. Эти два параллельно протекающие процесса обеспечивают обмен веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосистемы и поддерживают постоянство ресурсов питательных веществ в окружающей среде при практическом отсутствии поступления их из внешней среды. Именно замкнутый круговорот вещества является основным стержнем механизма биологической регуляции качества окружающей среды.[ ...]
При круговороте вещества обеспечивается также другая, весьма важная для стабильности качества окружающей среды, функция -ликвидация метаболических отходов жизнедеятельности живых организмов. При отсутствии этой функции в цикле круговорота вещества окружающая среда очень скоро насытилась бы отходами жизнедеятельности живых организмов и стала бы непригодной для развития жизни, так как ни один вид в природе не может существовать среди своих отбросов.[ ...]
Окружающая среда включает запасы неорганических и органических веществ, которые вовлекаются в биохимический круговорот. Для поддержания равенства потоков синтеза и разложения запасы биогенов в органических и неорганических формах должны совпадать по порядку величин. В противном случае либо организмы - синтезаторы (при избытке неорганических веществ), либо организмы - разлагатели (при избытке органических веществ) окажутся в условиях относительного изобилия и равновесие между синтезом и разложением будет неизбежно нарушено.[ ...]
Современная годовая продукция всей биосферы в единицах массы органического углерода оценивается в 100 млрд. тС/год. Учитывая, что в живой массе организмов углерод в среднем составляет примерно одну десятую часть, это соответствует 10“’ млрд. т/год ежегодной продукции живого органического вещества. Постоянные запасы С4 и С в окружающей среде биосферы поддерживаются за счет замкнутого круговорота углерода в окружающей среде (С+ и С"). При этом в результате вулканической деятельности, фильтрации из мантии и др. в биосферу поступает определенное количество неорганического углерода извне и такое же количество органического углерода уходит из биосферы и накапливается в осадочных породах. Эти внешние потоки в среднем совпадают с точностью до четырех значащихся цифр, т.е. с относительной точностью 10-4.[ ...]
Прямые исследования показали, что запасы органического углерода, накопленные примерно за миллиард лет и дисперсно распределенные в осадочном слое толщиной порядка километра, превосходят запасы суммарного углерода в биосфере на четыре порядка. Ископаемое топливо, присутствующее в виде концентрированных месторождений угля, нефти, природного газа, содержит тысячную часть углерода осадочных пород. Захороненный в осадочных породах органический углерод навсегда выбыл из биологического круговорота и не должен включаться в понятие биосферы. Эти запасы остаются неприкосновенными для всей естественной биоты.[ ...]
Биота способна создавать локальные концентрации биогенов в окружающей среде, отличающиеся существенно от концентраций во внешней среде. Такая ситуация имеет место в почве, которая обогащена органическими веществами и необходимыми для растений неорганическими соединениями по сравнению с нижележащими слоями земной поверхности.[ ...]
Биогенные элементы усваиваются растениями из почвы исключительно в виде определенных простейших неорганических соединений, таких, как: нитрат фосфор-, сульфат-ионов и т.д.[ ...]
Как устанавливает закон минимума (Либих, 1840 г.), растения для нормального развития должны получать все биогенные элементы обязательно, хотя в минимально необходимых количествах. Поэтому для нормального развития растений весьма важно накопление биогенов в почве в формах, доступных для растений, путем трансформации более сложных органических и неорганических соединений. Характерным примером такого процесса является накопление азота в почве.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Потоки и запасы углерода в окружающей среде биосферы |
 |