Пит. 63. Біологічний( біогеохімічний, малий) колообіг речовин в біосфері. Поняття Резервний та обмінний фонди хімічних елементів

Малим, або біологічним, кругообігом речовин називають обмін хімічними елементами між живими організмами та неживими (косними) компонентами біосфери - атмосферою, гідросферою і літосферою. Іншими словами, це два боки єдиного процесу - утворення живої речовини та її розклад. Цей кругообіг характеризується тим, що спочатку жива речовина заряджається енергією, а потім у процесі розкладу органічних решток енергія повертається у навколишнє середовище. Біологічний кругообіг - це циркуляція речовин між ґрунтами, рослинами, тваринами та мікроорганізмами (рис. 4.2). Ця циркуляція відбувається у такій послідовності: спочатку мінеральні речовини та енергія поглинаються з навколишнього середовища і включаються до складу рослинних організмів, потім від рослин через трофічні ланцюги вони переходять в організми тварин та інших консументів і далі через ланку редуцентів повертаються назад у ґрунт чи атмосферу.

Біологічний кругообіг речовин та енергії характерний для екосистем будь-якого рівня організації - від окремого комплексу живих організмів до біосфери в цілому. Організми залучають атоми біогенних речовин з косної частини біосфери і включають їх до свого організму, де поглинені речовини вступають у різноманітні біохімічні реакції, а потім виділяються у зовнішнє середовище у вигляді продуктів життєдіяльності або мертвих тіл. Організоване таким чином життя на Землі існує вже мільярди років

Геологічний і біологічний кругообіги тісно взаємопов'язані, взаємодіють між собою, іноді зливаючись воєдино. Але все ж таки структурно і функціонально вони істотно відрізняються. Біологічному кругообігу притаманні такі характерні особливості порівняно з геологічним:

його дія відбувається, як правило, у межах біогеоценозу, тоді як геологічний відбувається на великих територіях - материках та прилеглих до них частинах океану;

- головною причиною і рушійною силою біологічного кругообігу є різний характер живлення продуцентів, консументів і редуцентів, а геологічного - кругообіг води між океаном і сушею; у малому кругообігу беруть участь тільки біогенні елементи, тоді як у великому - всі хімічні елементи, які є у земній корі;

- тривалість циклів хімічних елементів у біологічному кругообігу є короткочасною (рік, декілька років, десятки і сотні років), а тривалість циклу у геологічному становить десятки і навіть сотні тисяч років.

Обидва кругообіги речовин - біологічний та геологічний - рухаються завдяки енергії Сонця і силі гравітації. Біологічний кругообіг швидкий і розімкнений: початкова і кінцева ланки замикаються через доступні неорганічні речовини. Геологічний кругообіг повільний і замкнений. Частина речовин із біологічного кругообігу надходить у геологічний у вигляді відмерлих ре шток, утворюючи осадові породи, які з часом під впливом тиску, температури та інших факторів трансформуються у граніти. Тектонічні підняття спричинюють винесення частини гранітних порід на поверхню. Граніти вивітрюються, і, як наслідок, утворюється фонд доступних речовин, які в подальшому знову залучаються до біологічного кругообігу.Процеси кругообігу речовин у біосфері здійснюються збалансовано. Переважна більшість речовин, залучених до біологічного кругообігу, повертається у мінеральний стан і стає доступною для повторного використання живою речовиною. Лише невелика їх частина відкладається у осадових породах, але ці втрати компенсуються речовинами, які вивільняються з гірських порід у результаті процесів вивітрювання.

Баланс та узгодженість біологічного і геологічного біосферних циклів досягаються завдяки живій речовині, тобто за рахунок утворення нових видів у разі появи нових ресурсів чи нових умов середовища, а також за рахунок формування численних прямих і зворотних зв'язків між різними організмами і факторами середовища

1 ) Резервний фонд - велика маса повільно рухомих речовин, в основному небіологічних компонент, тобто та частина кругообігу, яка є фізично або хімічно відокремлена від організмів;

2) Рухливий (або обмінний фонд) - менший, але більш активний, для якого характерний швидкий обмін між організмами і їхнім безпосереднім оточенням.