Компонентите на енергийния баланс в биосферата
Фигура 5.1.- основните посоки на потока на енергията на земното кълбо.
На всеки преход от енергията се превръща в топлина и разсейва в околното пространство.
Ефективността на предаване на енергия в жива материя е доста ниска. Както е известно, на прехода от едно ниво на друго трофичен предава само 10-20% с енергия, и 80-90% от нея се разсейва като топлина.
Съдбата на годишната слънчева енергия поток е както следва:
1) е отразено - 30%;
2) директно се превръща в топлина - 46%;
3) изпаряване, утаяване - 23%;
4) вятър, вълни - 0.2%;
По този начин, само една малка част от слънчевата енергия ( "1%), похарчени за фотосинтезата, но че тя е източник на целия живот на Земята. Въпреки това, тези на около 70% от слънчевата енергия се превръща в топлина, се изпращат на изпаряване,
валежи, вятър не се губи напразно, тъй като тази енергия поддържа подходяща температура за живот кара системи климатични, предоставя схема на вода, без които животът на Земята. Нормалното функциониране е възможно само когато замърсят получаване и предаване на концентрирана енергия и отнемане на топлина.
Вещество потоци в биосферата
Както потока енергия потоци тясно свързан вещество. Поради миграцията на химичните елементи на геосферата земната всички свързани с единична верига схема на тези елементи. Схемата, която е движещата сила тектонските процеси и слънчева енергия, се нарича голям (геоложки) верига. Схематично това може да се представи по следния начин. Плутон скали с мантия произход (базалти) тектонични процеси са получени от Земята в биосферата. Под влияние на слънчевата енергия и живата материя те ерозират прехвърля се превръщат в различни седиментни скали. След това, в резултат на тектонична активност отново попадат в зоната на високи налягания и температури на Земята, където те освобождава от слънчевата енергия се извършва на метаморфизъм и създаването на гранит камък. Гранитните скали отново поради тектонични движения попадат в биосферата. Поради това, голяма циркулация на материята може да се разглежда като еволюция на океанската кора (базалт) тип за континенталната част (гранит). Силата на голям тираж от около 2 # 8729, от 10 до 16 т / годишно.
Появата на живота на Земята е допринесла за появата на нови форми на миграция на химични елементи - биогенен. На геоложките цикъл наслагват верига биогенни вещества. Химични елементи, включително всички основни елементи на протоплазма, циркулират в биосферата в характерните начини от външната среда в организма и обратно в околната среда. Това са повече или по-малко затворени пътища се наричат биогеохимични цикли.
Биохимични цикли - циклично движение на хранителни вещества: въглерод, кислород, водород, азот, сяра, фосфор, калций, калий и др от един компонент към друг биосферата, така че в някои участъци от веригата те са част от живи организми ..
Преместването на веществото в биохимични цикли осигурява жизнените функции на живите организми. Химични елементи, които участват в изграждането на живата материя и са необходими за синтеза му са известни като хранителни вещества. Състав на абиотични планетата приблизително: Fe »36%, O2» 25%, Si »23%, Mg» 10%, S »3%, Ni» 2%, други "от 1,5%. Състав на биомаса доста по-различно: O2 »70%, C» 15%, H »11%, други" 4%.
Принципът на цикличността в трансформацията и движението
вещества са основни в биосферата. Спасяването колоездене - условие за съществуването на биосферата.
Всеки цикъл е удобно да се разграничат две части:
- резервен фонд - голяма маса от бавно движещи се материали, общо взето не биологичен компонент,
- движими или замяна фонд - колкото по-малка, но по-активни, което се характеризира с бърз обмен между организмите и техните околности.
Ако говорим за цялата биосфера като цяло, биогеохимични цикли могат да се разделят на два основни вида:
- обръщение на газообразни вещества от фонд резервен в атмосферата или хидросферата (океана);
- седиментна цикъл с резервен фонд, в земната кора.
Две части от биосферата, биотични и абиотични, развиват заедно, да повлияят помежду си. Известно е, че са намерени 90-те елемента в природата, 30-40 са необходими за живите организми. Някои елементи, като въглерод, водород, кислород и азот, необходимо за организма в големи количества. Централно биосферата заемат биохимични цикли: вода (фигура 5.2.), Въглерод (фигура 5.3.), Азот (фигура 5.4) и фосфорен (фигура 5.5).
Антропогенни природа носи в биогеохимични цикли на много препятствия. Човекът така ускорява движението на много вещества, които са дефицитни или цикли процес губи цикличност и неестествена ситуация се развива; на някои места има по-неблагоприятно положение, но в други - превишението на някои вещества.
По този начин изгаряне на гориво води до влизане в атмосферата около 20 млрд. Тона въглероден двуокис и 700 Mill. Тонове други газове и частици. Обезлесяването води до отстраняване на горските екосистеми хиляди тона азот, силиций, фосфор.
Тези процеси са в действителност, да доведат до появата на нов изкуствен tipakrugooborotahimicheskihelementov. Прехвърлени в урбанизирани територии или в агро-екологичните, тези вещества са или напълно или временно изключени от тяхната естествена циркулация. Т.е. човек е мощен геоложки фактор.
Усилията за защита на природните ресурси има за крайна цел да се превърне ациклени циклични процеси. Основната цел на компанията трябва да бъде "връщане на вещества в обращение."
.
Фигура 5.2- Circuit вода в биосферата и глобалния баланс на водата в хил. Кг / година (изкуствени компоненти)
Фигура 5.3 - Circuit въглерод в биосферата и основните
компоненти 10 9 т. на CO2 годишно (изкуствени компоненти)
Нормалното функциониране на биосферата е възможно, ако човешката дейност не пречи на естествените биогеохимичните цикли, чиято неизправност може да доведе до деградация на биосферата.
Фигура 5.4 - Circuit азот в биосферата и неговите основни компоненти 10 6 тона годишно (антропогенни компоненти).
Фигура 5.5 - Верига на фосфор в биосферата и неговите основни компоненти 10 6т годишно (изкуствени компоненти).
Биосфера се появи едновременно с появата на живота на Земята, т.е. преди няколко милиарда години. Дългосрочното съществуване на биосферата често се смята, така естествено, че не става въпрос за необходимостта да се обясни този факт. В същото време, всички компоненти на биосферата, и по-специално живи организми, променящите се условия на околната среда, както и имат ограничен стабилност при комбинация от външни фактори могат да изчезнат.
Биосфера се появява като една изключително сложна екосистема, която работи в стабилно състояние въз основа на саморегулирането на нейните съставни части и процеси.
В нормално състояние на всяка екосистема и в биосферата като цяло, присъщи на стабилна държава, която има името на хомеостазата. който се характеризира с динамично равновесие между раждане и смърт, и консумация освобождаване агент и енергия. Някои екосистеми, както и и биосферата, са постоянно изложени на външни шокове, които се опитват да ги изведат от равновесие. Ако това влияние не е прекалено голям, а след това в хода на дублиране на околната среда прекъснати връзки са заменени с други, а процесът на прехвърляне на материята и енергията продължава. Според принцип Льо Шателие за всяко външно влияние извеждане система от равновесие, това ще доведе до процесите на системата, които се опитват да отслабят външно влияние и да се върнете системата в първоначалното му състояние на равновесие.
Стабилността на биосферата - способността на биосферата да поддържа състоянието си, да се противопоставят на вътрешни и външни нарушения, включително човешко въздействие, чрез развитието на саморегулиращи механизми в него.